Каркасные и щитовые дома как особо массовый тип – плод конвейерного производства и строительства. Разработаны они были более 100 лет назад в Детройте Фордом для рабочих автомобилестроительного комплекса. Эти посёлки сохранились и до настоящего времени. Строительство домов каркасной конструкции менее трудоёмко, чем рубленых. Стены таких домов состоят из несущих стоек, обвязок, утеплителя и отделочных слоев. Срок службы каркасных домов составляет 30 лет и более, а при хорошей биологической защите его можно увеличить в два раза. Строительство таких домов менее трудоёмко, при этом каркасные конструкции более экономичны по сравнению с рублеными, так как для их изготовления требуется в 1,5 – 2 раза меньше древесины, а по своим теплотехническим характеристикам они не уступают, а в некоторых случаях даже превосходят стены сруба. К примеру, если у нас часто сооружают каменные коттеджи в стиле старофранцузских мини-замков, то в соседней Скандинавии повсеместно предпочитают традиционную архитектуру сруба, хотя и в усложнённой тектонике. Поскольку скандинавы уже давно строят по новым теплотехническим технологиям (с увеличенным до 7 раз теплосопротивлением), их срубы только внешне выглядят таковыми. На самом деле это не что иное, как весьма искусная имитация: каркасно-щитовые дома заводского изготовления с мощным слоем минераловатной изоляции. После сборки такие дома обшивают с фасада шпунтованными пластинами со скругленными кромками, которые и создают вид рубленой конструкции. По углам таких зданий примонтированы столбчатые «клети», из бревенчатых коротышей с внутренними анкерными тяжами под напрягающими гайками, которые не только завершают образ бревенчатого дома, но и являются надёжной опорой для легких слоистых стен.

Рис. 1. Традиционная конструкция каркасного дома: 1 – нижняя обвязка; 2 – стойка; 3 – подкос; 4 – верхняя обвязка; 5 – лаги; 6 – балка чердачного перекрытия; 7 – стропильная нога; 8 – обрешётка.

Рис. 2. Схема типового каркасного домика с высокой крышей: 1 – нижняя обвязка; 2 – деревянная обшивка; 3 – стойки каркаса; 4 – верхняя обвязка; 5 – ограждение лоджии; 6 – лобовая доска; 7 – стропильная нога; 8 – обрешетка; 9 – подкос.

Типичные традиционные конструкции дома с каркасными конструкциями представлены на рис. 1 и 2. Несущие стойки каркаса, обвязки и раскосы выполняют из брусков сечением 50x100 и 100x100 мм, которые устанавливают на расстоянии от 0,5 до 1,5 м друг от друга, привязывая их к дверным и оконным проемам. Стойки каркаса устанавливают на нижнюю обвязку, служащую его основанием (рис. 3). Обвязка изготавливается из бревен, брусьев или досок и опирается либо на балки цокольного перекрытия, либо непосредственно на цоколь по слою гидроизоляции. Углы нижней обвязки выполняют так, как показано на рис. 56 или, в более упрощенном варианте – на рис. 4. Соединение – гвоздями, скобами, в идеальном варианте – шипами. Расстояние между несущими стойками каркаса выбирают из условий жёсткости и размеров обшивочного материала, используемого при строительстве дома.

	Рис. 4. Вариант нижней обвязки: 1 – гнездо для угловой стойки; 2 – гнёзда для промежуточных стоек; 3 – усиливающие доски.
Рис. 3. Формирование каркаса на нижней обвязке: 1 – фиксация промежуточных стоек; 2 – сборка усиленного гнезда для угловой стойки; 3 – фиксация угловой стойки.	Рис. 6. Вариант заполнения каркаса: а – камышитом; б – засыпкой; 1, 4– камышит; 2 – стойки; 3 – штукатурка; 5 – плотная бумага, пергамин; 6 – обшивка; 7 – засыпка.

При этом расстояние между балками цокольного и чердачного перекрытия должно соответствовать расстоянию между стойками каркаса, что позволяет получить конструктивную схему с чёткой передачей нагрузок по несущим элементам стен и перекрытий (рис. 5). Для придания каркасу большей жёсткости всегда между стойками с двух их сторон ставят дощатые подкосы, врезая их заподлицо с обвязом сковороднем или полусковороднем. На стойки устанавливают верхнюю обвязку (желательно на прямых шипах), а в нее врубают потолочные балки, на которые крепятся стропила. В местах расположения окон и дверей между стойками врезают дополнительные бруски, на которые будут опираться оконные или дверные рамы. Для внутренних перегородок предусматривают установку стоек, чтобы можно было выполнить перегородки с использованием брусков нижней обвязки.

Рис. 5. Каркасная конструкция с прямой передачей нагрузок по несущим элементам: 1 – стенка; 2 – столб фундамента; 3 – нижняя обвязка; 4 – стойка; 5 – обрешетка; 6 – балка чердачного перекрытия; 7 – стропильная нога; 8 – верхняя обвязка; 9 – раскос.

Наружная обшивка должна быть атмосферостойкой и хорошо защищать внутреннее пространство каркаса от увлажнения и продувания. Вид наружной отделки каркасных стен выбирают из архитектурных соображений, наличия материалов и т.д. Возможен вариант выполнения наружной обшивки в два этапа. Сначала наружные стены обшивают черновыми досками, а после этого устраивают декоративную облицовку. Это может быть гонт, вагонка, кирпич или один из видов облицовочных панелей, которые в большом изобилии появились на строительном рынке. Обшивают стены с наружной стороны сосновыми, еловыми досками, которые располагают горизонтально для придания строению необходимой жесткости. Можно применять различные сочленения досок: встык, в шпунт (в четверть), внахлёстку и т.д. Следует отдавать предпочтение сочленению в шпунт и внахлестку, так как такие стены менее проницаемы для ветра. При такой обшивке между досками и облицовкой размещают влагонепроницаемую строительную бумагу, что дополнительно защитит древесину от атмосферных воздействий. Лучшим решением считается устройство наружной обшивки в виде экрана, расположенного от поверхности стены на расстоянии 3 – 5 см с образованием полости для вентиляции. В этом случае каркас с наружной стороны сначала обшивают твёрдыми древесноволокнистыми плитами толщиной 3 – 4 мм, затем сверху набивают вертикальные рейки или бруски, а по ним крепят наружную обшивку. Такое решение хотя и требует дополнительного расхода материалов, однако обеспечивает более надёжную защиту утеплителя от увлажнения, а древесину от биологического разрушения.

В качестве утеплителя могут быть использованы органические и неорганические материалы. Применяя тот или иной утеплитель, следует обеспечить его эффективность в процессе длительной эксплуатации дома. Поэтому нельзя допускать уплотнения и осадки сухих засыпок, а также намокания и загнивания органических утеплителей. Утеплители, применяемые для каркасного домостроения должны обладать плотностью не более 500 – 600 кг/м³. Наиболее часто используемые для этой цели утеплители и их характеристики отражены в таблицах.

Плитные утеплители

Характеристики утеплителей

Как видно из таблицы самыми эффективными являются минераловатные плиты и пенопласты. При этом пенопласты имеют единственный недостаток – плохую огнестойкость. Другие утеплители из-за относительно высокой теплопроводности можно применять лишь в районах с расчетной температурой до -25°С. Варианты засыпки полостей каркаса показаны на рис. 6.

Органические утеплители перед засыпкой нужно антисептировать, смешивать с минеральными вяжущими (цемент, известь, гипс) и во влажном состоянии укладывать с лёгким трамбованием. Основной недостаток сухих засыпок заключается в их осадках, вследствие чего могут образоваться пустоты. Поэтому при их использовании стены поднимают на 200 – 300 мм выше потолочных балок. Через некоторое время засыпку добавляют. Для этого же устраивают выдвижные подоконники или под окнами применяют только плитные или волокнистые материалы. Плитные утеплители крепят к стойкам каркаса двумя прижимными брусками сечением 20x30 мм. Их прибивают по всей длине стоек так, чтобы они образовали пазы, в которые плотно без зазоров можно было вставлять вырезанные в плите гребни. Углы строения, а также коробки дверей и окон с внешней и внутренней сторон обшивают досками и наличниками. Для предохранения от гниения наружную сторону стен покрывают олифой и окрашивают.

Для защиты засыпки от паров воздуха, движущегося зимой со стороны помещения, необходимо укладывать с внутренней стороны изоляционный слой из пергамина или другого изоляционного материала. Внутренние стены можно оштукатурить по дранке или оклеить обоями по обшивке из гипсокартонных плит или других листовых материалов. При этом нужно учитывать, что некоторые виды древесностружечных плит имеют высокую токсичность и запрещены для использования в жилых помещениях. Тонкие древесноволокнистые плиты при изменении влажности воздуха могут коробиться. Для предотвращения этого явления их склеивают попарно, используя любой медленно сохнущий клей.