Древесина – традиционный и нежно любимый в нашей стране строительный материал. Многие говорят об уникальном микроклимате и целебной атмосфере деревянных домов, но в этой статье мы обсудим более привычные характеристики – те, которые можно оценить и измерить. Какими свойствами обладает древесина? Как в процессе строительства максимально использовать ее достоинства и сгладить недостатки?
Общие свойства древесины в сравнении с другими материалами
Рассмотрим три основных параметра любого строительного и изоляционного материала – удельный вес, теплоемкость и теплопроводность.
- Удельный вес – это вес материала, чей объем равен 1 кубическому метру. Чем ниже этот параметр, тем проще транспортировать и укладывать этот продукт.
- Если изготовить из какого-либо материала стену и сделать так, чтобы по обе стороны этой стены воздух имел разную температуру, то сопротивление этого материала потоку тепла будет определяться теплопроводностью. Материал с высокой теплопроводностью сделает так, чтобы температуры по обе стороны стены сравнялись, с низкой – будет препятствовать этому. Конечно же, в строительстве, теплопроводность конструкции должна быть минимальной. Теплопроводность материала отчасти связана с его удельным весом. Чем он ниже, тем ниже, в большинстве случаев, теплопроводность.
- Теплоемкость вещества – это, по сути, количество энергии, которое нужно затратить, чтобы нагреть его фиксированный объем на 1°C. Материал с высокой теплоемкостью будет долго нагреваться и также долго остывать. Вещества с низкой теплоемкостью легко и быстро нагреваются, но без постоянного потока тепла моментально остывают. Для зданий эта закономерность усложняется, нам ведь не нужно согревать стены, нам важно обеспечить комфорт внутри, и тут будет иметь значение весь комплекс теплофизических свойств в целом. Но простая житейская логика подсказывает – кирпичный дом без постоянного притока тепла остывает медленнее, но и согреть его после долгого перерыва в теплоснабжении сложнее.
Теплоемкость может быть объемной или удельной – и этот факт часто является серьезным источником путаницы в умах и статьях. Удельная теплоемкость характеризует количество энергии, которую нужно потратить для того, чтобы нагреть 1 кг материала на 1°С, а объемная – количество энергии, которая необходима для нагрева 1 кубического метра на тот же 1°С. Когда мы говорим про строительные конструкции, которые имеют определённые размеры, лучше сравнивать объёмную теплоёмкость материалов. Сравнение удельной теплоёмкости кирпича и древесины может привести нас к неправильным выводам – ведь древесина легче кирпича в 3,6 раза.
Обратимся к таблице. Удельная теплоемкость древесины выше, чем у полнотелого кирпича, однако, для объемной теплоемкости зависимость будет совсем другой. Чтобы нагреть 1 кубический метр кирпича потребуется больше энергии, и это подтверждается обыденными наблюдениями людей, живущих в частных домах.
Удельный вес, кг/куб.м | Теплопроводность, Вт/м•°C | Удельная теплоемкость, Дж/кг •°C | Объемная теплоемкость, кДж/куб.м•°C | |
Древесина (сосна) | 500 | 0,15–0,23 | 2700 | 1,35 |
Кладка из полнотелого кирпича | 1800 | 0,7 | 921 | 1,657 |
Кладка из ячеистого кирпича | 1300 | 0,5 | 880 | 1,144 |
Кладка из газосиликатных блоков | 630-820 | 0,26–0,34 | 880 | 0,55–0,72 |
Серебро | 10500 | 429 | 235 | 2,46 |
Вата хлопчатобумажная | 50-80 | 0,042 | 1700 | 0,085–0,136 |
Рассмотрим эти три важнейших параметра древесины в сравнении с другими материалами.
Что мы видим?
Прежде всего, что древесина – это довольно легкий материал. А значит, при возведении дома можно обойтись более простым и дешевым фундаментом – нагрузка на него будет невелика.
Теплопроводность у древесины тоже довольно низкая – и это хорошо! Объемная теплоемкость – тоже! А это значит, что в домике, выстроенном из дерева, температура станет комфортной очень быстро, стоит лишь включить отопление. Однако остынет строение тоже быстро. Это идеальный расклад для дач и домов сезонного проживания.
Удивительно, но по удельной теплоемкости древесина сравнима скорее с обыкновенной хлопчатобумажной ватой, нежели с каким-то из строительных материалов. По сути, она является и конструкционным, и изоляционным материалом одновременно. А если учесть ее презентабельный внешний вид, в большинстве случаев не требующий дополнительной отделки, то получится, что вместо трех разных материалов в составе стен – конструкционного, теплоизолирующего и декоративного – можно использовать лишь один!
А как насчет недостатков?
Недостатков у древесины, к сожалению, тоже достаточно, иначе все дома мира были бы построены только из нее.
- Древесина горюча. Безусловно, ее можно обработать антипиренами, но тогда под вопросом окажется экологичность конструкции –химические испарения пропиток портят «натуральность» материала.
- Древесина склонна к гниению и биокоррозии. Эта проблема тоже решается путем дополнительной обработки разнообразными антисептиками и защитными составами… также испаряющимися в воздух внутренних помещений. По крайней мере, первое время после нанесения.
- Древесина неоднородна. Пока дерево не превратилось в древесину – оно живое, оно питается, растет, противостоит условиям окружающей среды. В нем движутся соки, формируются и зарубцовываются дефекты, возникают годовые кольца… после рубки все эти сложные процессы сменяются другими – содержащаяся в составе вода улетучивается, древесина ссыхается, уплотняется, причем довольно неравномерно.
Неоднородность древесины является причиной двух процессов, ограничивающих применение этого материала в строительстве. Речь идет об усадке и растрескивании. Сруб из бревна, высыхая, теряет от 5 до 8% объема, сруб из клееного бруса – всего 1-2%, однако, полностью отменить этот процесс нельзя. А значит, отделочные работы нельзя начинать сразу после возведения «коробки», что приведет к увеличению сроков строительства.
Растрескиванию и короблению особенно подвержены бревна, прошедшие серьезную механическую обработку – оцилиндрованные и профилированные. Да и на клееном брусе нередко появляются трещины. Романтики считают, что они придают дому особое очарование, но аккуратисты с ними не согласны.
Виды деревянных домов
Из бревна
Ручной рубки
С бревна ручной рубки снимается только кора, причем вручную. Под корой находится плотный защитный слой древесины, он остается целым и продолжает выполнять свои функции. Выборка чаш – угловых стыков бревен – также происходит вручную, на производственной базе или же непосредственно на стройплощадке.
Каждый дом, построенный таким традиционным методом, непохож на другой и строго индивидуален. С одной стороны это плюс, а с другой – несомненный минус, так как результат строительства будет напрямую зависеть от профессионализма конкретного мастера, его аккуратности и умения «чувствовать» капризный материал. А еще – стройка будет долгой, и с этим надо смириться. Зато дом из бревна ручной рубки устойчив к любой погоде, продольные трещины образуются на нем в умеренном количестве.
Оцилиндрованного
Оцилиндрованное бревно обрабатывается не вручную, а в заводских условиях. В итоге получаются ровные, абсолютно одинаковые по диаметру бревна, для которых на тех же станках можно сделать идеально подходящие чаши. Сруб, в результате, собирают легко и быстро, зазоры между венцами получаются минимальной толщины, а значит, можно обойтись без дополнительной обработки щелей. Заготовки при необходимости обтачивают до любого требуемого диаметра, однако, не стоит забывать о том, что полное снятие защитного слоя, расположенного под корой, делает бревно уязвимым к атмосферным и механическим воздействиям. Такие бревна склонны к активному продольному растрескиванию.
Из лафета
Лафет – промежуточный вариант между бревном и брусом. Брус – это бревно, обрезанное с 4 сторон, а лафет – только с двух. По сути, это огромные толстые доски, впервые введенные в строительную практику жителями Скандинавии. В углах лафет соединяется с помощью так называемого «норвежского замка» – особого самозаклинивающегося соединения. Под весом строения доски все плотнее стыкуются друг с другом, ликвидируя зазоры и щели. Несомненным достоинством технологии является то, что внутренние и внешние стены получаются плоскими, экономя пространство и открывая простор для декорирования. Недостаток все тот же – нарушенная целостность бревна уменьшает срок его службы. И еще – при исходном диаметре бревна, например, 30 см, толщина стены из лафета будет заметно меньше – ведь выступающие округлые части срезаны.
Из бруса
Цельного
Он получается из бревна путем его обрезки с 4 сторон и имеет в сечении квадратную или прямоугольную форму. Используется довольно редко.
Профилированного
На верхней и нижней гранях такого бруса имеются, соответственно, шип и паз. Эти точно подходящие друг к другу части замкового соединения обеспечивают надежное сцепление венцов между собой и отсутствие щелей между ними. Профилированный брус имеет гладкую поверхность и скошенные фаски, которые придают ему нарядный вид. Дома из этого материала собираются быстро и легко, при этом профилированный брус не очень дорог. Недостатки такого бруса аналогичны недостаткам оцилиндрованного бревна – он нуждается в особой защите и подвержен образованию трещин.
Кстати, не так давно в Россию пришла технология вертикального бруса. Используя ее при строительстве зданий, можно варьировать толщину стен и полностью избежать усадки. Особым способом профилированный брус стыкуется в вертикальном направлении – это чуть более трудоемко, дорого, но, несмотря на это, технология выглядит очень перспективной.
Клееного
Клееный брус – наборный материал, состоящий из нескольких тонких пластинок древесины, склеенных между собой (как можно догадаться из названия!). Такой брус более прочный и однородный по своим свойствам, он устойчив к короблению и образованию трещин, не склонен к усадке. Из клееного бруса возводят даже многоэтажные и многоквартирные жилые дома!
Вопрос вызывает только наличие в составе клея – поэтому приверженцы натуральных материалов прохладно относятся к клееному брусу, несмотря на все его достоинства. Ну и еще один серьезный недостаток – это цена. Производство клееного бруса требует дорогого оборудования и энергозатрат, что, разумеется, отражается на его стоимости.
Дерево – бесконечно разнообразный материал, с помощью которого можно воплотить в жизнь мечту о натуральном, экологически чистом, теплом и уютном жилище. Но выбирая материал и технологию возведения стен, не забывайте и о крыше, ведь именно она первой встречает все дожди и ветра, и именно через нее при неблагоприятных обстоятельствах теряется значительная часть тепла. Только качественная крыша сделает ваш дом по-настоящему надежным и долговечным. Выбирайте для крыши керамическую и минеральную черепицу BRAAS – это естественный природный материал, не содержащий химических добавок. Такой же натуральный, как и древесина. Они подружатся!