Оптимальное строительство. Рамочный проект

Сразу по заголовку. В работах по теории управления, за слово "оптимальное" - сразу начинают бить. С криками: - Докажи, гад, что ничего лучшего в мире быть не может! Тем не менее, слово в заголовке оставлено. Намеренно.

Цель проекта - показать правильные подходы. Дающие при снижении цены материалов и трудозатрат строительства, в 3-10 раз, выигрыш в цене владения в 15-30 раз. С сохранением, либо улучшением характеристик строения
Ничего не путаю. Не процентов. РАЗ! Поехали.

Прежде всего, об чем речь. Жилье такая тема, где у тысячи людей - сто тыщ хотелок и представлений. Но дома, таки строят и не сказать, что они уж настолько разные. Есть вообще типовые - есть база, на которой можно договорится. Обзовем это консенсусами, т. е. свойствами, которые большинство народа признает, как ценные. Список:
1. Достаточная площадь (при этом не обсуждаем планировки, там нет консенсусов)
2. Минимум проблем, затрат с обслуживанием (в идеале не обслуживаемый на весь срок службы)
3. Минимум теплопотерь
4. Достаточная жесткость перекрытий
5. Достаточная освещенность
6. Достаточная звукоизоляция
7. Минимальная цена материалов
8. Минимальные трудозатраты и сроки строительства
9. Горячая, холодная вода, канализация

Т. е. нормальный дом. Не шалаш, не дворец. Просто дом.

Дизайн - предлагаю не обсуждать вообще. Вот, есть грамотная коробка, туды не лезь. Хочешь портики с кариатидами, колоннады и башни на крыше - флаг в руки. Строй.
МОДЕЛИ, т. е. из чурочек и фанерок. Хочешь под кирпич, дикий камень, или танковую броню - делай макет хотелки и лепи на стенку. К конструкции - это вообще отношения не имеет.

И сразу результат, потом детали.
ТТХ дома.
Размер 9*9 (считаю, минимальная площадь, даже для двоих).
Три спальни, холодильник (типа погреба в доме, т. е. сильно теплоизолированная комната, в которой всегда +3), зал, кухня, душ, ванна, кладовка, сауна. Т. е. перегородок налепил по максиуму, т. е. в цену входит максимально дорогой вариант планировки.
Срок службы - 50 лет (по нормативам, собственно простоит и 170)
Прочностные:
- ветровая - до 150 кг/м2 (это ветерок порядка 75 м/сек),
- снеговая до 350 кг/м2 (предельная порядка 900 кг/м2), на крышу можно поставить три танк, только кататься не желательно
Эксплуатируемая кровля.
Звукоизоляция порядка 70 дБ (примерно втрое тише, чем метровая кирпичная стенка)
Жесткость перекрытий порядка 1/2250 (в десять раз жестче требований СНиПа)

Самое главное. Слои утеплителя в стенах 325мм, полу 425мм, потолке 530мм.
Тепловое сопротивление стен - 9,7, пол - 11,3, потолка - 14,6

Для понимания, что это означает - простые примеры:
- в таком доме, при проживании двух человек, отоплении только за счет бытового тепла (лампочки, телик, комп, плита, холодильник...) до -17С - топить не нужно совсем. В доме будет +22С с учетом потерь на проветривание.
- это аналог избы, стены которой построенной из бревен диаметром 3000 мм, пол 4500, потолок около 5500 мм.
- годового запаса дров на избу аналогичных размеров, такому дому хватит примерно на 50 лет.
- дому принципиально не нужна печь, котел, трубы, радиаторы, теплоноситель, площадь под котельную и прочая архаика.
- ну, а тем, кто любит цифры - в среднем по России на отопление 400-600 кВт*ч/год*м2. В таком доме, в условиях Вологды - 15 кВт*ч/год*м2.

Вес всех материалов дома 25,5 тонн.
Объем порядка 26 кубов. Т. е. в принципе, все влезает в один камаз с "шаландой", приходит одной машиной.
Транспортные на этот вес и объем, примерно 60 тыс на плечо 40 км.

Цена 540 тыс. руб. В нее входит:
- фундамент с работой и материалами. От состояния: - "кривая площадка с некошенной травой". Необслуживаемый на весь срок службы.
- силовой каркас. Не обслуживаемый на весь срок службы.
- финишный фасад под покраску. Обслуживание - окраска раз в 15-25 лет.
- финишная кровля. Обслуживание - сложно сказать, думаю тоже не обслуживаемый на весь срок службы, но практики такого нет.
- весь утеплитель, как внешних ограждений (стены, пол, потолок), так внутренних перегородок. Внутренние - утеплены слоем 100 мм, позволяет отсекать ненужные (гостевые) комнаты, решает звукопоглощение. Необслуживаемый на весь срок службы.
- финишные полы под покраску (ЦСП). Ну, или стелим по хотелкам.
- гипсокартон внутренних стен с обоих сторон.
- все необходимые мембраны
- все окна
- все внутренние (10 штук) и наружняя (двойная) двери.
- финишные потолки (ПВХ панели).
Т. е. цена всех материалов (плюс работа по фундаменту) до состояния: покрасить пол, поклеить обои, покрасить фасад.

Не входит
- работа (кроме фундамента, он посчитан с работой). Два мужика - примерно месяц-полтора.
- сантехника (разные хотелки, лезть не хочу). Примерно, с своими очистными, своей скважиной, всем оборудованием и внутрянкой - 200 тыс. руб. (цены лето 2015, Вологда)
- электрика
- крыльцо (разные хотелки, нет консенсуса)
- дизайн. Ни разу не дизайнер, вообще не хочу, нет консенсусов.
- крепеж - считать лениво. Примерно 10-15 тыс.

Все остальное посчитано до миллиметра доски и квадратного см. разных настилов.

Построена 3Д модель. С размерами до миллиметра. Подробная, до доски. По слоям. Слои пронумерованы, нумерация определяет порядок стройки.
Узлы, которые собираются на платформе и монтируются, как целое - выделены блоками.
Реализовано в демократичном скечапе, построено на динамических компонентах.
Написан скрипт по форматированию отчета под ОпенОфис. Т. е. в любую секунду, можно нажать кнопочку и получить два отчета (количество, вес, объем, цена):
- сколько чего в каждом слое (фундаменте, крыше, стенках...).
- сколько какого материала всего в доме
Т. е. сразу данные для сбора нагрузок и смета для закупок.

3Д-модель, смета, скрипт - лежат тут https://yadi.sk/d/pyfWeRJZkyrqr

Да, проект объявляется FreeWare. Пользуйтесь на здоровье.

Для затравки - все
Дальше - продолжу. Подходы к проектированию и детали.

 

Требования к участку
В идеале, должны быть сведены к четырем:
- пусть плохонькая, но дорога.
- электричество
- хорошая сотовая связь (инет)
- вода на глубине до 30 м
Не нужен газ, центральные: отопление, водоснабжение, водоотведение.
Стоимость таких участков порядка 8 тыс. за сотку. Это в 30-40-ка км от города от Архангельской, до Брянской губерний. Южнее - фиг знает, наверное так же. Брошенных, полуброшенных деревень - навалом везде.

Комфорт решается собственными сооружениями. Скважина и очистные. Цена вопроса в среднем порядка 200 тыс. со всем оборудованием, подводом к дому, внутрянкой, сантехникой.
Отбивается ценой участка и отсутствием коммунальных платежей на сторону.

Машины и механизмы.
Без использования спецтехники.
На всю стройку:
- один рейс тяжелой техники - завоз материалов. Примерно одна машина (камаз-шаланда с прицепом) на каждые 100м2 жилой.
- один рейс на машину для закручивания винтовых свай (в цену дома, сваи входят вместе с работой по их установке).
Резко снижает требования к дороге на участок.

Требования к квалификации, навыкам.
Весь дом решен на прямых резах. Нет ни одного нагеля, врезки, шипа. От рабочих требуется три навыка:
1. Отмерить доску
2. Обрезать под прямым углом
3. Колотить гвозди
Минимизированы работы на высоте. Плоская крыша, все на ровном.
Компоненты конструкции - рассчитаны на стройку в одни руки, т. е. вес компонентов до 30 кг, листы обшивки в 80 кг - горизонтальны, что снижает сложности при работе в одиночку. Вес узлов собранных на площадке, которые которые нужно поднимать (ставить) - до 150 кило. Все посильно мужику средних физических кондиций.
Дом спроектирован в 3Д, т. е. не требуется даже умение читать чертежы. Все картинки разбираются до доски, все можно померить, "пощупать".

"Дикая" переразмерянность теплозащиты.
Буду, краток (с)
Медитируем, например сюда: https://www.forumhouse.ru/entries/3027/
Перевожу: каждые 10 лет - цена энергоносителей в 6 раз. Мои прикидки в 5 раз, но видимо ребята учли нелинейность. За 10 лет - скорость роста увеличивается процентов на 15. Т. е. там не прямая, парабола.
Т. е. на ближайшие 20 лет закладываем 6-тикратный тариф за энергию (любую). При этом, понимаем, что в конце срока - тариф в 12 раз.
Это движение от сегодня к завтра, "к" (хотя бы) - "через 20 лет".
Это движение:
- от 3 тыс. руб/мес за тепло, при ЗП в 50 тыс.
- к 30 тыс. руб/мес за тепло, при пенсии в 15 тыс.
Люди, продолжают строить холодные дома (избы, брусовые, каменные...).
На мой взгляд - это безумие.

Конструкция, материалы.
На примере кирпича
- при нормальной толщине стены по критерию устойчивости
- 500-1000-кратный перерасход материала по несущей
- 12-ти кратный дефицит по теплоизоляции

Вывод: кирпич, является материалом принципиально непригодным для современного малоэтажного строительства.

Тоже по бревну, брусу, блокам...
У стены три задачи:
1. Нести нагрузки
2. Ограждать (дождь, ветер...) и не выносить мозг при этом. Не гнить, не сыпаться...
3. Удерживать тепло.

Вывод: - любая монолитная (т.е. из одного материала) стена - порочна. По той простой причине, что нет материала одинаково хорошо решающего три совершенно разные задачи.

Путь простой. Раскидать материалы по задачам. Нагрузки нести каркасом из пригодного для этого материала, ограждать - материалом оптимально пригодным для этого, удерживать тепло - утеплителем.

Соотв. задача сводится к выбору материалов для каркаса, ограждения, утепления и конструкции. Начинаем с каркаса.

Каркас.
Варианты. ЖБ, сталь, дерево.
ЖБ - по цене, не плохо, но тяжелое (спецтехника). Требует навыка, "просто мужик" - не катит. Проблемы с мостиками холода. Проблемы сопряжений. Откладываем.
Сталь (ЛСТК, Легкие Стальные Тонкостенные Конструкции) - прокатывает на Чукотке, Норильске, Якутии... Т. е. там, где нет ЖД и сумасшедшие транспортные.
Дерево. Разрушающая вдоль волокон 500 кг/см2. Несущая для первого сорта (сосна, ель) из условий работы от 50 лет - 140 кг/см2. Очень неплохо, одна доска 50*150 - несет 10.5 тонн. При цене 50 руб/пог. метр. В принципе, 4 доски по углам - и 40 тонн в кармане.
Собственно идея не нова. Народ додумал, что бревна друг на друга - материал на ветер, поставил вертикально, между ними чем-то затянул, связал в силовой каркас - получили фахверк.
Одна беда, концентрации нагрузок на опорах, трудно раскидывать, большие пролеты - сложно и дорого перекрывать.
Следующий шаг - распилили бревно на доски, доски раскидали (разредили) по стене и все получилось.
Собственно - гениальный шаг, но приводит к проблеме: Дерево несет, пока не гнется (попробуйте сломать доску - не согнув).
Значит в конструкции должны быть элементы обеспечивающие устойчивость стоек, защиту от изгиба.

Утеплитель.
Прежде всего - уход от плит, ват, материалов накладывают ограничения на конструкцию. Приходится делать много мелких "домиков для утеплителя" под размер плиты. Что далеко не всегда удобно и не дешево.
Соотв. предпочтение заливаемым, задуваемым - "бесформенным" утеплителям.
По критериям цены, это эковата и пеноизол. Пеноизол при самостоятельной заливке - 500 руб/м2. Соотв. проект под него.

Ограждение
Внешнее - желательно решить сразу несколько задач одним материалом. Т. е. и ограждение, и сразу готовый фасад, и обеспечение устойчивости стоек. Выбрано ЦСП.

Нормативная база
Несущие конструкции, нагрузка, общий подход к конструированию - основаны на:
Единственный российский правовой акт регламентирующий строительство каркасных домов - СП 31-105-2002 начинается с фразы: "Настоящий Свод правил разработан на основе Национальных норм по жилищному строительству Канады (National Housing Code of Canada 1998 and Illustrated Guide)".
Сегодня, это называется International Residential Code (IRC). Действующий вариант - IRC 2015.
К стандарту, сегодня присоединились более 30 стран, его поддерживают более 20 НИИ и за сотню ВУЗов, на его базе построено более 100 млн. домов.
Не просто построено. Организован механизм контроля начиная с проекта, заканчивая разными этапов строительства и эксплуатации. Не получив подписи инспектора (контролирующего соблюдения IRC), банки не дают ипотечных ссуд, не будет страховки.
Если не какой-то из этапов строительства не подписан инспектором (допустим, инспектор не согласен с качеством, либо конструкцией фундамента), ликвидность (цена дома) - падает в разы.
Такой мониторинг, дает громадный поток фактологического материал, основанный на реальной эксплуатации.
Косвенно, объемы работ, скорость развития этого стандарта можно оценить по документу 2015 IRC Revision History, в котором выложен список изменений IRC2015 по отношению к IRC2013. Объем списка - 1200 страниц.
Вкратце, с основами технологии можно познакомится в фильмах Ларри Хона: Часть 1. Часть 2. Часть 3.

Расчеты теплозащиты, влагонакопления ограждений
СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий"
СП 23-101-2004 "Проектирование тепловой защиты зданий"
ГОСТ Р 54851—2011 "Конструкции строительные ограждающие неоднородные. Расчет приведенного сопротивления теплопередаче"
СТО 00044807-001-2006 "Теплозащитные свойства ограждающих конструкций зданий"

Расчет вентиляции:
СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».
СНиП 2.09.04-87 «Административные и бытовые здания».
ГН 2.1.6.1338-03 «Предельно-допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест».
ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».

 

Фундамент.
Рассмотрены и просчитаны - традиционные с глубиной ниже промерзания, столбчатые, МЗФЛ, УШП, разные плавающие.
Вывод - в землю не лезем. Могу разложить, но будет много и долго.
В целом - очень долго, дорого и рискованно.
Долго - противоречит принципу "строимся за сезон". Два сезона = разбитое корыто. Там - стырили, тут - сгнило/сломалось, ну и "ваще не понимаю, что я в том году хотел этим сказать".
Дорого не только по материалам и работе, но по планированию участка, вывозу грунта, земляным...
Рисковано, даже не по самому фундаменту, а по принципу - "деревянный низ стоит, пока на под ним ветер дует".
В любую избу, под пол - все будет наглядно.
Дом в конструкции которого деревяшки - должен висеть в воздухе. Это самое надежное.
Пауза на набор прочности (сроки стройки), много транспортных, спецтехника, вопрос с дорогами... и т. д.
Поэтому, сразу к тому, что прошло по ценам и свойствам.

Винтовые сваи. Хорошая вещь, есть проблемы.
1. Нужно _два_ условия:
- лопасть ниже промерзания
- достаточный момент затяжки
Не всегда выходит. Либо не лезет по моменту (часто тугопластичные глины, булыжники), а до границы промерзания не долезли. Либо долезли до промерзания, а момента нет (слабые грунты).
2. Дороговато, особенно с работой. В последние годы цены резко вверх. Хотя относительно бетонных - очень дешево.

Кому нужно дешевле - альтернатива, или модифицированные сваи ТИСЭ.
Идея ТИСЭ - бурится дырка на 250. Мотобур, ручной бур. Дальше буром ТИСЭ разбуривается пятка на 600.
Классика ТИСЭ - кому интересно читаем, по мне жутко трудоемко, дорого, перерасход материалов для каркасника. Делаем финт в сторону:
Ямка - строго по ТИСЭ, с пяткой, дальше уходим от этой технологии.
1. Заранее готовим трубы 108, в размер по длине. Над землей 40-60 см. На глубину промерзания + над землей 40-60 см. Можно короче, чем глубина промерзания (ниже).
2. Внизу трубы прихватываем "ежик" из арматурин, вверху три арматурины (тренога для установки). Ежики варим на метр от дна, оставшаяся подземная часть - плотно руберодиом в два слоя, прихватываем скочем.
3. Опускаем трубы в ямки, перемещая (ямка 250, труба 108), подкладывая под треноги - выставляем трубы по осям.
4. Заливаем бетоном на метр. При "ежике" спиралью с шагом в 15 см и через угол 45, по условиям выдергивания замоноличенной опоры, метра хватит с десятикратным запасом.
Рубероид выше бетона работает как противоадгезивная оболочка.
5. Засыпаем остаток скважины грунтом, трабмуем.

Еще пара замечаний.
1. Если совсем мало денег, риски по пучению, то вокруг каждой сваи, минимум на метр, кладем на грунт пенопласт 10 см, сверху песочком, ПГС. В этом случае, можно не лезть до глубины промерзания. Его не будет. А в вечномерзлых - не будет оттаивания.
2. В любом случае, глубина не менее полутора метров. Иначе проблемы с устойчивостью.

Для тех, кто не в теме. Расширение внизу (те же лопасти винтовых) на сваях выполняют две функции.
Очевидную (передают нагрузку на грунт)
И менее очевидную. Когда примерзший и расширяющийся грунт, начинает выдергивать сваю, ее должен удерживать якорь.
Т. е. лопасти работают в две стороны. Летом опора на низ, зимой давление на верх лопастей.

С модифицированной ТИСЭ - ровно тоже, но против винтовой:
1. Два якоря: пятка - переход 600-250 и сужение - переход 250-108.
2. Опора 600, против 250-300 у винтовой.
3. Цена - фундамент на 16 свай по этой технологии, стоит тыщ 25, против под сотню винтовые с работой.
4. На слабых грунтах, позволяют получить бОльшую несущую, сократив число свай. При несущей грунта в 1 кг/см2 (это почти грязь, Нива оставляет вполне отчетливую колею) - несущая такой сваи под 3 тонны. У винтовой с лопастью 250 - полтонны.

В проекте выбраны и посчитаны винтовые, 108, лопасть 300 с шагом 3000 мм основная сетка, шаг 1500 мм по периметру. С работой по вкручиванию.
Сразу скажу, считал под себя (хороший грунт) и это предельный шаг в любом случае.
Даже не по несущей способности и не по прочности ростверка (он у меня очень жесткий, с большими запасами), а по устойчивости. Растут риски раскачивания свай.
Обычно шаг свайного 1,5 - 2, край 2,5 метра. Еще раз, все определяют грунты и масса дома.
Дом весит (с фундаментом) 26 тонн, жилая сниповская 10 тонн, снеговая 15 тонн для 150 кг/м2, 35 тонн для 350 кг/м2 (любая снеговая зона, снег не чистим). Т. е. всего либо 51 тонна (центральная Россия), либо 71 тонна (где угодно, больше не будет).
Количество свай выбираем под этот вес и свой грунт.


В данном проекте, 28 свай. Это под грунты с несущей от 2,6 кг/см2. Тугопластичные глины, пески, сухие супеси. При низком УГВ, проходят почти все типы грунтов (ну, кроме торфа, плывунов...)
Руководствуемся СНиП № 2.02.03-85 "Свайные фундаменты". Ну и лучше, этот этап отдать спецам. Деньги на это предусмотрены (сваи с работой).

Очень простая, недорогая мысль, позволяющая строить в Архангельске и Вологде, так же, как в республике Чад. Полностью забыв о морозном пучении. Утепление свайного поля.
Стелим на землю полиэтилен, льем пеноизол слоем 100 мм, сверху полиэтилен, ПГС. Это под домом. По периметру, на расстояние не меньшее глубины промерзания - пенопластовые листы 100 мм под отмостку.
Дешевый вариант - вокруг каждого столба, утепляем хотя бы на метр.

Столбы тоже утепляем. Ровно так же, как наружные инженерные сети. Дешево и сердито.

Оголовки.
Сваи торчат, к ним как-то нужно будет присобачить ростверк. Классика - оголовки винтовых свай.

Вот такая штука.
Мне не нравятся, причем категорически. Не выполнено СНиПовское условие по отступу болта от края (риски что будут сколы). Не нравится количество болтов удерживающих дом. Очень обидно, если прочности дома за глаза, а его тупо сломало, потому что срезало болты. На такой площадке не решить толковое сопряжение.
Т. е. эти оголовки - пригодны только под металлическую обвязку. Которая в нашем случае - никуда не годится (ниже).

Соотв. у меня в качестве оголовков - 14-ый швеллер, метровые куски. По полметра в каждую сторону, что позволяет разместить два болта М12 - М16, без нарушения СНиПа. Для Т и Х-образных - соотв. привариваются одна или две консоли. Снизу - распор под 45, из трубы 80*40*3.


Примерно так (вид снизу).
Швеллер 14, потому что брус ширина ростверка 150, т. е не должны быть площадки под деревом (склееным брусом), где стоит вода. Должна стекать. Брус ростверка нависает НАД швеллером оголовка по 5 мм с каждой стороны.

 

Ростверк
Первая мысль - кинуть швеллер 14-16 между сваями и не парится. Посчитал изгибы... - не поверил. Пересчитал... - не помогает. Очень хлипко, нет жесткости.

Нашел замечательный ролик. Смотрите, почему обвязка швеллером, в плане жесткости перекрытий = деньги на ветер.
Т. е. по уму, нужен двутавр. А на ростверк 150 мм - это 30-ый, или 20Ш. А это 30 кило на метр, это бабло и хрен одному приварить.
Кроме того, высота ростверка, должна работать на слой утеплителя, а мостики холода в нем, как бы плохая идея.
Следующая идея - брус. Тоже плохо, но тут необходимо небольшое отступление про деревяшки вообще.

Дерево. Требования. Проблемы древесины естественной влажности.
В дебри не будем, нужен лес первого сорта, сосна, ель. Это не обсуждается.
Цены:
- дерево естественной влажности (ЕВ), это которое от вчера срубили, до пару месяцев полежало - 6500 руб/м3
- сухой материал (камерная сушка) - от 11 000 руб/м3 Без камерной сушки - должен полежать пару лет.
Калиброванный сухой (строганная доска) - 15 000 руб/м3

Всеми СНиПами, СП, IRC, всеми нормами, во всех странах:
- ЗАПРЕЩЕНО строить из ЕВ.

В России - процентов 70 каркасников строят из ЕВ.

Соотв. если есть деньги, то однозначно - сухая доска.
Если с деньгами совсем край, в проекте заложен ряд решений минимизирующих риски строительства из древесины ЕВ.

Проблема сырой древесины, по сути одна. Изменение линейных размеров в радиальном и тангенциальном направлениях до 8 процентов. Вдоль волокон - можно пренебречь. Кручение.
Следствия:
Теплопотери и прочность.
Сколотили две доски (обрамление окон, дверей, сопряжение двух полурам, углы...).
Между ними - разумеется нет утеплителя и щели. Доска высохла, для досок толщиной 50 мм, получили сквозную щель до 4 мм.
Изменение геометрии. В следствии неравномерного высыхания - крутит, гнет. Чем бОльший массив, тем больше.
Две сплоченные доски - держатся не столько на гвоздях, сколько на трении. Сила трения - сила прижима и коэф. Гвозди - обеспечивают прижим. Доски высохли, разошлись, трение - ноль, потеря прочности сопряженных конструкций. Гвозди такую потерю скомпенсировать не могут.

Ростверк.
Возвращаясь к брусу. Это массив, его крутит, возможно растрескивание, в целом - нежелательно.
Тяжелый, сложно одному.
Кроме того - бруса 150*150 при пролете 3 метра, недостаточно по жесткости даже при СНиПовской жилой (150 кг/м2), прогибы 1/200. Т. е. будет пол-батут.
Брус бОльшего сечения - бОльшие проблемы с геометрией, еще тяжелее в монтаже.

Выход - склейка бруса нужной конфигурации из отдельных досок.


В проекте решено Клейберитом.


Вот эту конструкцию - сломали (с трудом). Но по шву - не удалось, из основной доски кусок щепы вывернули. По склейке не разваливается.


Рис. 5. Клей первый, в списке. 501,0. Расход в мануале реальный. Остальное тоже по мануалу, но обычно осторожничают, либо утром ставят, вторая половина дня сняли струбцины, пошли дальше, либо снимают струбцины на следующий день.
Для ЕВ, очень желательно склейку на место под болты и грузить - как можно скорее. Риск кручения.

Обязательна стяжка струбцинами.


Доски складываем по правилам. Кроме этих - комель к вершине.

По конструкция ростверка:
1. Все из досок 50*150
2. Доска горизонтально, три доски на торец, доска горизонтально. Получаем сечение 250*150.
3. Все сопряжения на опорах - "елочкой".
4. Между сопряженими досок по длинне - расстояние не менее метра.

Думаю по картинке понятно (тут со снятой верхней доской ростверка). В результате, получаем монолитную деревянную раму сложной конструкции.

Дальше начинаем "зайцев за один выстрел" собирать (люблю это дело)
1. Легко работать, легкие элементы (доски, против бруса)
2. Несмотря на то, что получили монолитную раму сложной конфигурации - все на прямых резах. Не требуется суперплотник. И вообще, кроме умения торцовки под 90 - ничего не требуется.
3. Получили сумашедшую жесткость.
При пролете 1980 в свету (между швелерами), шаге 3000 и нагрузке 300 кг/м2 (две сниповских жилых) - относительный прогиб 1/1980, при требованиях снипа не хуже 1/250 при сниповской, т. е. в 16 раз жестче.
Сосредоточенная в тонну дает прогиб в 1 мм. При тонне нагрузке в центре пролета - восьмикратный запас по прогибу.
Разрушающая при сосредоточенной в центре любого пролета - 7 тонн, при распределенной - 14 тонн.
4. Получили СЛОЙ. Т. е. толщину 300 мм (250 высота + 50 мм вниз балки промежуточных опор). К этому 150 мм лаг = 450 мм слой утеплителя в поле.
5. Убраны сквозные мостики холода в плите пола. Остались только квадратики 50*150 через 400 мм в опоре лаг на ростверк. Монолитных мостиков - нет вообще!
Короче, сразу 5 зайцев.
НравиЦа (ручки загребущие) :smile3:

Как собрали ростверк - сверлим, ставим болты. На этом, по ростверку почти все.

Верхняя доска ростверка = лежень МЗФЛ КОДа. Т. е. далее идет платформа по КОДу (IRC). Тоже с модификациями.

 

В первой мессаге пропустил ролик, по утеплению столбов фундамента,. а мессага уже закрыта. Во вторую - не пускает, мол много роликов (жесть вообще).
Та же технология по трубам (вода, стоки...). Пока, с пеноизолом ничего лучшего придумать не удалось.


Мероприятия по стройке из дерева ЕВ (окончание)
1. Склейка сопрягаемых поверхностей клейберитом 501.0
Экономика (ЕВ+клейберит, против сухой доски)
Цена клейберита 5400руб/8кг, расход 150 г/м2.
На погонный метр доски 0,15*150=22,5 г, или 15 рублей.
Метр доски 150*50 имеет объем 0.075 м3.
Цена метра доски (ЕВ/сухая/калиброванная) - 48,75/82,5/112,5 руб
Цена ЕВ с клейберитом - 48,75+15=64 руб.
Ну, или рост на 33%.
По сравнению с ростом вдвое сухой доски, да еще с учетом того, что склеивать нужно не все подряд, а только сопрягаемые доски - оправдано.
2. Защита внутренних ограждений от деформаций каркаса при высыхании
Тьфу, блин. Хрен выговоришь. Короче - чтоб гипсокартон внутри не порвало, когда доски сохнуть и крутится начнут.
Решения - разрывами связей:
- для внутренних стен - свой каркас из металопрофиля ГК, не связанный с силовым каркасом внешних стен.
- для потолка - каркас потолка свой, полностью отвязан от силового каркаса перекрытия.
Как защитится от деформаций (изгибов) стоек перегородок внутренних стен - не придумал.
Настоятельно рекомендую делать из сухой доски хотя бы их. Там не много.

Ростверк. Окончание.
Прежде чем начать сборку платформу, делаем еще один небольшой финт на ростверке (обвязке)

После того, как закончена склейка балок ростверка, в каждый из квадратов добавляем три доски. Они выделены синим.
Решают четыре функции (опять зайцев считаем):
1. Упрочняют балки ростверка
2. Создают промежуточные опоры для лаг платформы
3. Наращивают общую толщину платформы, т. е. параллельные опорные доски, выступают вниз за границу ростверка на 50 мм. Вид снизу на рис. 2.
4. Являются крепежом опоры черного пола

Черный пол
Начинаем обустройство черного пола (того, на чем будет лежать утеплитель)


Черный пол. К опорам добавленным на предыдущем рисунке, снизу, подшиваем опорную доску (черепной брусок, дюймовка) и набрасываем доски (тоже дюймовка). Лучше это сделать до крепления досок. Т. е. к опорам, крепим черепной брусок заранее и полностью уходим от всех работ из под дома.
Все сверху.


Черный пол, вид снизу.
Учитывая, что вес утеплителя небольшой, примерно 15 кг/м2 сразу после заливки, и порядка 5-7 кг/м2 в высохшем состоянии, наброшенные доски можно не крепить. Это дает возможность легкой разборки плиты из под дома, если приспичит трубу какую-нить, кабель...
Все тонкой доской. У меня в проекте полдюймовка, можно от 15 мм, если найдется.
По расчету пролазит доска 15*150 с шагом 450 мм, прогиб по сырому пеноизолу около 7 мм.
В принципе, при стройке - берем подходящий материал (например, есть обрезки фанеры, потому как дядя на фанерной фабрике работает), делаем пробный квадратный метр, на него фанерку площадь 1 м2, на нее ведро с водой и глядим, пойдет не пойдет.
Еще раз, функция черного пола - только опора утеплителя.
Критерии - подешевле, возможность разборки, минимум затрат при сборке.


Дальше, набрасываем гидро-ветрозащитную мембрану.
Внимание! Мембрана, должна быть паропроницаемой. Это ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ условие.
Вариант минимум - обычная белая нетканка, которой народ грядки в огороде закрывает.
Крепим к доскам степлером, льем прямо на мебрану.
После заливки, желательно спланировать так, чтоб дать нескоько дней на высыхание в обе стороны (вверх и вниз), т. е. не строить сразу палубу. Т. е. делаем первый слой чернового пола, оставляем как есть, не делая второй слой пола и не закрывая полиэтеленом.
Пока сохнет - занимаемся, к примеру, нарезкой стоек.

 

Лаги


Почти все по феньшую (КОДу).
Не забываем, все чередовать в шахматной (см. выделенные синим доски на ребре).
Лаги кладутся через 400 мм. Наращиваем лаги по длине - пересечения в нахлест. Нахлест не менее двух ширин доски. 300 мм.
Через каждые полтора метра - распоры. Там два обязательных условия:
- все распорки должны стоять по прямой линии и доходить до края платформы.
- распорки должны на что-то опираться. Таким образом, промежуточные опоры лаг, несут еще и эту функцию.

Отличия, от КОДа обусловлены тем, что по КОДу, полом зашивается вся платформа. У меня по периферии остается свободное пространство, что это дает - подробнее, когда дойдем до стенок. Соотв.:
- крайняя лага области настила (на картинке вторая справа) наращивается встык. Иначе, при креплении настила будет угол.
- по периферии платформы (место будущей опоры стен) - пускаем доски в два ряда.

Еще одно отличие в распределении нагрузок стен, крыши, снега.
Опять таки, кто не в теме, чуток ликбезу.

О распределении нагрузок потолочного перекрытия (вес крыши, снеговые).
У скатной крыши - есть два типа стропил. Наслонные и висячие. Висячие, полностью опираются на две внешние стенки, наслонные, часть нагрузки передают на несущие внутренние перегородки.
Преимущества висячих - свобода планировки, не требует внутренних силовых перегородок. Недостаток - высокие требования к прочности затяжки (горизонтальная доска).
В реале, чисто наслонные, или чисто висячие - редко. Т. е. все равно, часть нагрузки лежит на стенах под скатами, что-то передается на перегородки. Соотв. стены дома под скатами крыши - называются несущими. Две остальных стены - самонесущими.
Перегрузки под несущими стенами порождают лишние проблемы и деньги с фундаментом (увеличивается потребное количество свай).

Планировка дома, предусматривает отсечение части помещений от отопления (гостей нет, дети выросли, разъехались...). Соответственно, все внутренние перегородки - теплоизолированы слоем утеплителя 100 мм. Заодно - решаются вопросы звукоизоляции.
Таким образом, во внутренних перегородках в сущности имеем полноценный силовой каркас. Каждая из стоек 100*50 способна нести нагрузку в 7 тонн. Стойки через 600 мм (шаг гипсокартона), 72 метра внутренних перегородок, 800 тонн несущей: smile3:
Короче - добро пропадает. Деньги уплОчены, работа сделана, материал использован - функция не востребована, жаба - душит. Соответственно логичный шаг - загрузить все равномерно.

Решение. Отказ от деления на несущие и самонесущие стены. Все нагрузки распределены равномерно, загружены все стены и все перегородки. Ну и все сваи, что опять таки, позволяет скинуть пиковые нагрузки.


Соотв. под внутренними перегородками, там где они не опираются на брусья ростверка - добавляется лага под перегородку. Лишняя лага выделена синим.
В остальном - обычный КОД.

 

Утепление пола.

Дальше, заливаем получившуюся коробочку пеноизолом. Толщина слоя 425 мм.

Полы
Двухслойные.
Материалы и конструкция (сендвич) выбраны по простой причине: по сегодняшним ценам, при требуемой жесткости - сендвич из дюймовая доска - ЦСП 12 мм - получается самым дешевым.
Кроме того, верхнее покрытие ЦСП - дает самый дешевый вариант финишного пола. Покрасить и готово. Разумеется, если есть деньги - то ламинат, массивная доска, линолеум, наливные... - че угодно.
Теплые полы, кому хочется - решаются пленочными нагревателями под ламинат, линолеум, или просто коврик сверху.


Рис. 14. Первый слой пирога пола - доска 25*150, с шагом 50. Мелкие площадки выделенные синим - под опоры внутренних перегородок, где они примыкают к внешним стенкам. Видим, что пол до стен не доходит на расстояние 275 мм. Это место будет заполнено утеплителем, образующим сплошной бесшовный слой с утеплителем пола.


Рис. 15. Дальше, накрываем полиэтиленом толщиной 150-200 мкм. Смысл - защита от протечек (не мочим утеплитель), плюс правильная организация движения пара. Про это - поговорим отдельно, когда дойдем до теплотехнических расчетов и расчетов влагонакопления ограждениями.
Выпуск полиэтилена за периметр не менее 30 см. Выпуски потом заворачиваются на стены и склеиваются с пароизолятором стен.


Рис. 16. Кладем ЦСП, с зазором 2-3 мм. Плиты кладутся в шахматном порядке.

На этом - сборка платформы закончена.

Отдельно отмечу, что везде в платформе пола, может быть использована доска ЕВ.
Все ее отрицательные свойства - нивелированы конструктивными решениями платформы.

 

Стены.
Как собирать - в роликах у Лари, технология - досконально. Собираются на полу, вначале раскладываются все доски горизонталей (верх и низ), точно обрезаются, прихватываются на гвоздик парами на свое место. Далее, пара отрывается, колотятся стойки, готовый кусок стены поднимается и крепится к предыдущему участку. При необходимости временно закрепляется укосиной.
Гвозди по КОДу бьют на каждые 5 см стойки - 1 шт (требования СП и IRC). Т. е. в торец каждой стойки 50*150 - три гвоздя сотки.

Вообще по гвоздям, куда, какие - даже не знаю, что лучше. Либо втыкать в описаловку каждого элемента, либо отдельную тему завести, как в лаги, как в контур, как распорки...
Пока, отсылаю к роликам того же Ларри (там правильно).


Несмотря на простоту - есть правила, как левая нога захотела - нельзя. Слева направо по выделениям:
1. Оформление окна. Только так. Если видите проект в котором не так - это как раз та хрень, в результате которой у России каркасники считаются непрочными домами. Т. е. проектировщик - лох педальный и вообще не проектировщик, а тупой менегер.
2. Две вертикальные стойки рядом. У этих досок - много функций:
- это конечные стойки двух участков стенки которые собираются на полу отдельно
- деление стенки на части - легче ставить в одни руки
- сопряжение двух участков стены используем, как место крепления перегородки. Таким образом, перегородка (место) - повод в этом месте закончить участок стенки. Такое решение во первых увеличивает прочность сопряжения, во вторых - позволяет экономить стойки, т. е. эти две доски работают одновременно и как сопряжение двух стенок и как крепление перегородки.
3. Оформление дверного проема. Опять таки - только так.
4. Рядом с дверным проемом - опять две доски, те же функции, плюс увеличиваем жесткость навеса под металлическую дверь.


Вот так делается угол. Синим выделена закрепляющая стойка.

Каждая стена - из трех секций. Самая тяжелая секция - около 90 кг, для откровенно сырого дерева. Для сухой доски - 60 кг, т. е. легко двигать, поднимать, ровнять. Если сразу обшить низ ЦСП (на этапе сборки) - будет весить 150 кг (для сырого), тоже вполне подъемно.

Смысл обшивки низа стены ЦСП на этапе сборки:
- т. к. листы расположены горизонтально, появляется "ступенька", опора для следующих листов. Легче работать одному.
- нормальные листы - строго прямоугольны. Выравниваем стойки.
- легче работать, можно подвигать, выровнять лист. Не на весу. Реально - одному.

Мероприятия по работе с деревом ЕВ в стене.
1. То, что ведет - пофиг, на наружных торцах стоек - ЦСП, которое черта удержит (полка на двух саморезах Ф4.5 на испытаниях сорвалась под нагрузкой 430 кг).
Внутренние торцы досок - ни к чему не прикреплены. Пусть крутит, как хочет. Возможные щели, перекрыты сплошным слоем утеплителя 225 мм.
2. Проблемы во всех местах, где сплочены две доски. При высыхании, есть вероятность образования щелей до 4 мм.
Таких сопряжений в среднем 8 на стенку, ну или 16 сплоченных досок на стенку дома.
Два решения.
- разорится на эти 16 досок и купить сухие. Рост цены на одно сопряжение 84 руб, где-то 5500 на весь дом.
- тупо мазать клейберитом потом сплачивать. Расход 150 гр/м2, на одно сопряжение - 0,38 м2, или 57 грамм, или 38,5 руб
38,5*8*4 = 1231 руб на весь дом. Т. е. клей - более предпочтительный вариант (и более крепкий, чем гвозди).
Да, кстати, клейберит 501.0 - имеет сертификат для судостроения, т. е. воды не боится. Разрешено работать по доске ЕВ.

Сейчас пересчитал удорожание, если взять всю доску камерной сушки. 103 тыс. Конечно из сухой строить правильнее, соотв. у кого финансы позволяют, лучше ее.
Но, выполняя определенные мероприятия, как уже говорил, вполне можно справится и с последствиями применения ЕВ.

С несущим каркасом внешних стенок - пожалуй все.

 

Нифига не все.
Забыл про упрочнение стенок, "Wall Bracing" по ихнему, буржуинскому.

Коротко: речь в основном идет о ветровых и сейсмо нагрузках. В частности о ветровых за 100 кг/м2.
Для понимания: площадь среднего мужика в фас - около квадратного метра. На него, при таком ветре, будет давить сотня кило. Т. е. этого за глаза, чтоб поднять мужика в воздух. Про удержаться на ногах - речь вообще не идет, будет лететь.
Так вот, чтоб держать такие ветровые, делать проемы в стенках, планировки - как левая нога захочет - категорически нельзя.
Очень упрощая - три правила:
1. Отступ от угла до окошка - не менее 1/4 высоты стенки. Те. если стенка 3 метра, то отступ не менее 0,75м.
2. Отступ от угла до двери - не менее 1/3 высоты. Т. е. дверь, не менее чем в метре от угла.
3. Минимум, через каждые 7 метров, должен быть какой-то контрфорс. Обычно - это перегородка, в т. ч. и не несущая, но к которой предъявляются дополнительные прочностные требования. Она держит стену от прогиба под воздействием ветровых нагрузок.

Все это для обычных окон, дверей, т. е. Высота окон до 65% от высоты стены, дверей до 0,85. Если панорамные окна, ворота, вместо дверей... то нужно считать проценты (доли заполненной стены и доли "дырок"). Упрощенно - вот тут: wall_bracing[1].pdf
Вот теперь, про каркас внешних стенок - все.

Дальше, вариант зашить сразу вкруговую, хотя бы нижний ярус, соблазнительно по многим причинам, но есть один минус. Неудобно ходить, таскать "сквозь стенку".
Поэтому про обшивку - позже. Сейчас переходим к перегородкам и внутренним стенкам.
Вначале строим перегородки, т. е. то, что поделит коробку на комнаты.

Перегородки.

Перегородки строим из доски 100*50. Картинка показывает что, в каком порядке строить. Вначале строим перегородки от стенки, до стенки (выделены синим).

Обычно, так стараются расположить несущие перегородки, т. е. ими рассекают площадь дома от стенки до стенки, на них опирают балки перекрытий, коньковую доску.
В нашем случае (плоская, эксплуатируемая кровля) - все перегородки несущие.

Можно сделать перегородки непрерывными, но у меня, каждая (из синих) разбита на две части. Причин две.
- легче потом ставить
- можно строить из кривых досок. Смысл простой, если длинная стенка, горизонтальные доски по 6 метров, чуток кривизна и сантиметра на 3-5 - уехало. И фиг выпрямишь. Разрежь эту доску пополам, поверни кривулиной в другую сторону и погрешность падает сразу вдвое.

У второй (ближней к входной двери) перегородки - проем. Самое слабое место конструкции. Доска 100 - там не проходит. Усиливают ригелями из строенной доски обычно 200, или 250. У меня очень мощное потолочное перекрытие, пролажу на сдвоенной 150-ой.
Металлическим профилем под гипсокартон - огорожены мелкие помещения, сауна, кладовка, холодильник. Эти стены ничего не несут, кроме ограждений.


Крепеж перегородок к внешним стенам как на картинке.
Крайняя стойка перегородки, пришивается к сдвоенным стойкам внешней стены.

Мероприятия по стройке из доски ЕВ - в сущности те же:
- сплоченные доски - на клей.
- обшиваем ГК, как можно позже (риски, что порвет гипсокартон меньше).
- на каждую из перегородок, горизонтально, с обоих сторон, пришиваем времянки. Пару досок дюймовок, чтоб не крутило стойки.
Или, если не в лом, врезаем по укосине (доска дюймовка, 100*25) с обоих сторон. Укосины врезаются в стойки и основания (горизонтальные доски) рам. Угол - 30-45 градусов.
Или, если набралось бестолковых обрезков - втыкаем распорки.
Или - разоряемся на обшивку ЦСП, вместо ГК. ЦСП - пофиг, его не порвет. Кстати, ЦСП очень хорошо себя ведет в доме, который топят наездами. Не рвет, не мокнет.

Вариант подбирать радиальные или краевые тангенциальные доски - пожалуй уже чересчур.
Если хватает денег, купить на перегородки сухую доску и не выносить себе мозг: smile3:

В целом, т. к. доска 100*50, массив меньше, крутит меньше. Можно и ничего не делать, возможно - прокатит.

 

Продолжаем про конструкцию. Каркасы всех стенок героически уже поставили... тут, я бы накатил. С соседом. А то поломается. :smile3: Ну и дальше.

Верхняя обвязка
После сборки и установки перегородок, выполняем обвязку.

Обвязка в два слоя, это не требование КОДа, это особенности данной конструкции (эксплуатируемая кровля).

Кроме того, такое решение позволяет красиво сделать сопряжение. Получаются в шахматном порядке, ригели в среднем слое зафиксированы верхней доской. Обвязку, желательно тоже на клейберит. Но не обязательно.
Стройка из ЕВ тут без проблем. Доски прижмутся нагрузкой с крыши. Плюс, удерживает (стягивает) Клейберит.

Внутренние стены.
После обвязки перегородок, начинаем обносить внешние стены изнутри, еще одной стеной. Делая по сути второй корпус (идея, нагло стырена с подлодок, прочный корпус, легкий корпус) с минимальными связями с кровлей и внешними стенами.

Пару слов, что это дает.
- толщина утеплителя, собственно вообще не привязана к конструкции. Выбирайте любую.
- убраны мостики холода. Практически нет связей между внешним и внутренним корпусами.
- между корпусами образуется сплошной кокон из утеплителя, бесшовные сопряжения перекрытий и стен.
- возможные щели, сквозняки - перекрыты 20 см утеплителя
- технологично, есть полость, в которую просто льем, дуем, сыпем.
- внутренние стены - полностью отвязаны от нагрузок перекрытия, нет деформаций внутренних стен от внешних нагрузок
- потолок не привязан к силовым элементам перекрытия
- простое, дешевое решение черного пола для потолочного перекрытия. Финишный потолок одновременно черновой пол.
- создает дополнительное пространство для слоя утеплителя в потолочном перекрытии
Еще чего-то было, уже не помню.

Решение не из КОДа. На общую прочность конструкции не влияет. Задача держать внутреннее ограждение стен и потолок.

Конструкция каркаса внутренних стен.

Вначале, собираем ригели крепления ГК стенок и потолка. Выделены синим. Ригели держатся на каркасе внешних стенах (количество контактов минимизировано, по условиям прочности) и каркасе внутренних перегородок.
Дальше строим обычный стеновой каркас ГК.
ВНИМАНИЕ, перед укладкой направляющего профиля на пол, протягиваем под него полиэтилен пароизоляции пола.

Конструкция потолочного каркаса

Дополнительную жесткость внутренним стенкам дает каркас фальш-потолка. Профиль потолочный, 60*27*0,5.

Утепление стен.
Совмещено с монтажом внешнего ограждения.

Для совместных работ по заливке и монтажу ограждения, плиты расположены горизонтально.

Пеноизол не рекомендуется лить большим слоем. Соотв. последовательность:
- монтируется пояс ограждения снаружи по периметру здания. В одну плиту (1250 мм)
- на внутреннюю стену крепится полиэтилен, на стойки ГК (двухсторонний скоч).
- склейка с слоем пароизоляции пола (двухсторонний скоч по направляющему профилю пола).
- полиэтилен внутренних стен закрывается поясом ГК в одну плиту (1200 мм).
- в образовавшуюся полость - льем пеноизол.


Обошли периметр - строим следующий ярус полости, опять льем. Так, до уровня потолочного каркаса.
Если хватает народа, то одна бригада обносит полость ограждениями, другая следом льет утеплитель.
Можно одновременно работать и с утеплением перегородок. Технология - та же. Для этого, на внутренних перегородках плиты ГК расположены горизонтально.

 

Вот так выглядит утеплитель пола и стен, если убрать все остальное. Тонкие перегородки, это 100 мм (для масштаба)


Подшиваем потолок.
В качестве материала - панели ПВХ.
Критерий выбора: - минимальная цена обшивки, которая с одной стороны является финишным потолком, с другой черным полом для потолочного утеплителя. Ну и возможность монтажа в одни руки.


Сверху, стелим полиэтилен, склеивая его с полиэтиленом стен. И переходим к последнему этапу - крыше.

Крыша.

Кладем лаги 150*50. Шаг 500, распорки ставим над внутренними перегородками перпендикулярными лагам.
Над перегородками параллельными лагам, добавляем по паре лаг, усиливаем.
В остальном - точно так же, как лаги в платформе пола.
Заметим, что обшивка наружних стен параллельных лагам - выше, чем на перпендикулярных лагах.


Извращаемся. Можно было тупо положить лаги 250*50, но так нагрузки распределяются равномернее.
Кладем еще одни слой лаг, 100*50, перпендикулярно первым.
Чуток отступ, про подходы к расчету этой штуки.
Если строго, получили статически неопределимую.
Эта хрень в сопромате, называется расчетом перекрестных балок. Популярно у судостроителей, потом у авиа, там куда не плюнь, если не стрингер, то шпангоут и все пересекается.
Страшного там ничего, но отдельный расчет для каждого узла - это грустно, система из 100500 уравнений. Ручками мне в лом, софтину писать для разового расчета - в лом ваще.
Методы предложенные эффективными менегерами (я так думаю, мамой клянусь...) - как-то тоже не очень.
Ладно, считать полностью по прежнему лениво, пока на пальцах, чуток терминов.
Нижний (поддерживающий) ряд балок называем перекрестными, верхние - балками главного направления.
Если кто перфекционист, могу подсказать финт, может получится использовать.
В корабельном сопромате, был такой дядька-благодетель (проф. Бубнов), который показал, что при равноудаленных и равного сечения балках главного направления (и достаточном их количестве, т. е. более 10-ти), поддерживаемых одной перерестной, задачу можно свести к однорядному перекрытию лежащему на упругом основании. Решается попроще, гармоническими рядами, но тоже нудно.
Очень лениво считать по узлам, т. к. очевидно, что там просто сумашедшие запасы (мамой клянусь). Соотв. делаем финт. Предположим, я склеил эти балки, получили статически определимую и можем посчитать упрощенно.
Принимаем эквивалентную расчетную схему этого этапа, как балки 250*50, с шагом 450 на пролете 3000.
Прогибы несущих брусьев (склееных верхних обвязок внутренних перегородок) - прикидывать бессмысленно, там получается брус 150*100, на пролете 600 мм. Жесткость запредельная.
Уже на этом этапе, при нагрузке 500(!) кг/м2 прогиб 1/750. Втрое жестче СНиПа.
Сниповский прогиб, будет примерно при полутора тоннах на квадратный метр. При этом, допустимый вес на всю крышу, будет порядка 121 тонны.
В принципе, сверху можно ставить каменный особнячок, или стоянку на 10 камазов, или один танк. И не парится особо: smile3:
Ограничение таким образом, не по перекрытию а по фундаменту (сильно жаба душит лишние сваи втыкать).

Но мы на этом не остановимся: smile3:

Наращиваем лаги клиньями.
Единственный непрямоугольный элемент. Клинья делаются из доски 50*150*5000. Доска распускается по диагонали. С углов (диагональных) отступаем по 25 мм, чертим, пилим.
Еще дополнительная прочность и создаем уклон.


Рис. 26. Получили вот такое. При распределенной нагрузке в тонну на квадрат, запас по прогибу трехкратный от допустимого: smile3:
Допустимая сосредоточенная нагрузка на любую точку лаги - 3 тонны.
Разрушающая нагрузка на одну лагу - 6 тонн.
Сваи фундамента вдавит полностью, но крыша еще будет стоять.

Короче, снег можно не чистить, крыша выдержит точно и теплее будет. Таких снеговых в нашей стране нет. В мире вроде тоже.


Льем пеноизол. Не до упора, до начала "клиньев". Нужно оставить вентзазор.

 

Колотим палубу из дюймовки. Доска 50*150
Чуток губу закатываем по нагрузкам. Распределенная по дюймовке на пролете 350 мм - один фиг, столько не бывает, за тонну.
А вот сосредоточенная... короче на одну доску допустимо ставить 300 кило, будет допустимый прогиб. Сосредоточенная разрушающая - 780 кило.


Закрываем ПВХ-мембраной. Стыки - перехлестами, 60-120 мм, по технологии.

Технология сварки стыков - в ролике. Думаю, что комментарии не нужны, все понятно.
Далее, мебрана закрывается ЦСП плитами, 8-10 мм. Получаем эксплуатируемую кровлю.

Идея стырена из так называемой инверсной кровли. Смысл - простой, на примере:
Берем рулон самого отвратительного по сроку службы кровельного материала, рубероида. Делим пополам. Один на крышу, другой в сарайку.
На крыше: солнышко+лопата (снег почистили) = кирдык через год, два.
В сарайке, через 50 лет, археологи откопают вполне себе живой кусок рубероида. Не видевшего ни солнышка, ни лопаты.
Соотв, закрыв ПВХ мембрану, получаем аналог "сарайки" на крыше. Гидроизолятор не видит веток, птиц, лопат, солнца. И живет вечно: smile3:
Если серьезно, то сколько не знаю, производители ПВХ мамой клянутся за 25-30 лет, без всякой защиты.

В проекте - этих плит нет. Для себя, хочу посмотреть, как эта мебрана поведет себя неукрытой.
Опять же, при строительстве с очень скудным бюджетом, это способ чуток поэкономить, закрыв крышу через год, два.

 

Ветровая доска. И тут, понимаем, что косяк. Вентзазор (между утеплителем и кровлей) - есть, а выход пара - закрыт вглухую ЦСП (выделено синим). Так - нельзя.

А вот так - нужно!

Решение вентиляции подкровельного пространства.


Свесы снизу подбивается вентиляционной лентой. В принципе, если пофиг на эстетизьм, можно любой сеткой. Функция сетки - защита от птиц.
Воздухообмен посчитан по СП 17.13330.2011, запас получается просто неприличным. Для сравнения, вент. чердачных помещений требует вент. отверстий площадью 1/400 от площади крыши, при средней высоте вентилируемого объема от пары метров. У меня средняя высота объема 10 см, а отношение площадей 3/400.
Если точно, то высота щелей 35мм, 22 полости шириной 350 мм, 1 шириной 250 (это на один свес крыши). Общая площадь вентиляционных отверстий:
0,035*(0,35*22+0,25)*2=0.5565м2.
Далее, учитывая, что высота подкровельного пространства не 2 метра, а 10 см (в 20 раз меньше), сечение вентиляционных каналов примерно в 50 раз больше минимальных.
Т. е. раз в 50 лучше, чем требует СП.
Пока этот СП нашел, чуть не свихнулся. Полез, через термодинамику равновесных состояний, застрял на неделю, начал уже фигеть (какие строители умные), а они оказывается, тупо считаю за какое время, это пар выдует из под кровли, при табличных ветрах, известных сечениях, выходят на среднюю скорость движения воздуха. Просто и красиво.
Да, чуть не забыл. Прежде чем колотить клинья, пеноизол стоит прикрыть ветрозащитой. Самой дешевой (нетканка с огорода).

Дополнительные элементы каркаса стены

Как не крутился, пришлось вставить горизонтальные опоры обшивки.
Теперь, все в соотв. с нормативами. Каждый лист имеет опору по периферии.
Кроме того, ширина опоры достаточна для крепления без рисков скола.

Возможно, что для ЦСП можно и без них. Тут перестраховываюсь, т. к. края фанеры, ОСП висящие в воздухе - со временем коробит. Ну и еще раз, как говорил Ларри Хон - так требуют Правила: smile3:

Далее, по началу плиты сопрягал либо просто на стойках, либо на спареных стойках (подгонял длину к окну, двери, спаренным стойкам внутренней стенки...). По окончанию проектирования, прошелся по всем нормам, прочностным... Короче - облом.
От края ЦСП - не менее 20 мм. Тепловой между ЦСП - 5-8 мм. От края стойки, не менее 4диаметров самореза/гвоздя. Для самореза 3,5:
3,5*4+20+5+20+3,5*4 = 73мм!

Сопрягать листы ЦСП на одной стойке 50 мм - НЕЛЬЗЯ!

Далее, по всем вертикалям - замыкания на стойках шириной не менее 100 мм. На 50 мм - не прокатывает по нормам. Так же, как не прокатывает во многих проектах обшивка ОСП. Но, делают. Потом вой, что каркасники ветром шатает.

С учетом того, что вертикальные сопряжения приходится делать доской 100*50, получаем еще один довод за горизонтальную ориентацию плит ЦСП. Иначе будет куча лишних стоек.


Вот таких. Бежевая стойка замыкающая шов ЦСП.

 

В простейшем варианте будет выглядеть как-то так.
Добавил еще слой - "Дизайн". В сущности, в нем внешние контуры дома, т. е. можно красить, лепить кариатид и т. д. не трогая коробку дома.


Изврат. 6 теплиц, 3*4 на крыше. Для сильно хозяйственных: smile3:

На месте крыльца - явно просится веранда с панорамными окошками. Но это уже типовые решения, инженерной работы там особо не вижу. Я бы делал на металической трубе, где-нить 80*80 классический каркас, объемную ферму, замкнутую с крышей, дешевые окошки.
С КР - все. АР - уже говорил, не ко мне, мне пофиг, устраивает и этот этап.
Да, подполье, желательно оставить без забирки. От кошек, собак и ежиков - например сеткой обтянуть. Рядом - цветочки разные.
Дальше будет инженерка, расчеты.

 

Теплопотери с учетом каркасов.

Стены:
Стена, 325 мм пеноизола

Тепловое сопротивление стены с учетом потерь через каркас - 9,65 м2*К/Вт. Годовые энергозатраты на обогрев квадрата такой стены 13,6 кВт*ч для условий Вологды.
Длина стены 36-2.8-3.2=30м. Дом 9*9, угол 2,8*3,2 - встроенный холодильник (погреб в доме), утепление стен холодильника - слой 425мм. Т. е. стены этого угла утеплены двумя слоями по 425, или слой 850 мм. Его сопротивление 25м2*К/Вт, энергопотери на квадрат за год - 5,2 кВт*ч
Площадь обычной стены, высота 2,4, 5 окон по 1м2, дверь 2м2: 30*2,4-5-2=65 м2. энергопотери за год - 65*13,6=884 кВт*ч
Площадь угла с холодильником 2,8+3,2=14,4м2. Энергопотери за год 14,4*5,2=74,88 кВт*ч
Всего годовые теплопотери стен 959 кВт*ч.

Пол

Вот так, выглядит каркас пола снизу. Все это идет под заливку пеноизолом.
Слой утеплителя 425 мм. Видно, что конструкция обеспечивает минимальное количество мостиков холода.

Еще ракурс, вид сверху.
Сплошных (массив дерева сквозь утеплитель) мостиков - нет вообще, Контакты в основном площадью 50*50 мм, не менее двух разрывов, контакты в основном на пересечениях, т. е. теплопередача через площади 50*50мм.
Расчет с учетом теплопроводности каркасов

Результаты. Тепловое сопротивление 11.32м2*К/Вт. Потери через квадратный метр за год в усл. Вологды 11,6 кВт*ч. Площадь пола по комнатам:
2,711*2,813=7,63м2+3,06*2,7=8,28м2+5,825*2,9=16,9м2+2,52*2,9=7,3м2+1620*910=1,47м2+2,52*1,64=4,13м2+2,7*2,75=7,43м2+3,05*2,75=8,39м2+1,94*2,28=4,42м2=66м2
Теплопотери пола за год 11,6*66=765 кВт*ч

Потолок

Так устроен каркас потолка. Полный разрыв мостиков холода в начальном слое, перекрестный каркас выше, вент. зазор.


Расчет с учетом каркаса:
Тепловое сопротивление перекрытия - 14,63м2*К/Вт. Тепловые потери на 1м2, за год, для Вологды - 8,98 кВт*ч.
Теплопотери потолка за год 8,98*66=592,68 кВт*ч

Окна. Двухкамерные, сопр. 0,7, площадь 5м2. На зиму, изнутри и снаружи, на "гибких магнитах" - "зимние ставни" (листы поликарбоната) с перекрытием рамы, общее сопр. 1,5 м2*К/Вт, годовые теплопотери квадрата 87,6 кВт*ч. Общая площадь 5м2
Теплопотери окон за год 438кВт*ч

Дверь, двойная, 100мм ППС каждая, сопротивление около 6. Годовые теплопотери квадрата - порядка 22кВт*ч
Теплопотери через двери за год - 44кВт*ч

Общие теплопотери через все ограждения за отопительный период 959+756+593+438+44=2790 кВт*ч
Отопительный период рассчитан на холодные здание, где отопление включается при среднесуточно +8С (ниже)

Теплопотери на градус (помещение, улица)
Стены 65м2, сопр. 9,65: 65/9,65=6,74 Вт/К
Пол, 66м2, сопр. 11,32: 66/11,32=5,83 Вт/К
Потолок 66м2,сопр. 14,63: 66/14,63=4,51Вт/К
Окна 5м2, сопр. 1,5: 5/1,5=3,3Вт/К
Итого 19,6 Вт/К
Вентиляция (на двух чел.): 60м3/ч Или 60 кДж/ч, или 16,6Вт/К

Полные потери 36,2 Вт/К.
Это при условии живут два человека, вентиляция через открытую форточку, никаких ухищрений для экономии вообще, топим весь дом.

Средний расход за отопительный -4С средняя, 201 суток, +22 в доме: 26К*36,2*201*24/1000=4540 кВт*ч

Бытовое тепло.
Средняя мощность (холодильник, свет, плита, стиралка, комп, телик...) на двоих - 300 Вт (200-300 кВт*ч/мес)
Человек - 100Вт

Всего постоянная тепловая мощность выделяемая в доме 500Вт. За отопительный 0,5*24*201=2412 кВт*ч

Из розетки на отопление 4540-2412=2128 кВт*ч. Если тариф 3руб/кВт*ч, за год на отопление 6384 рубля.
Или по 532 рубля/мес.
Это самый пессимистичный прогноз.

Теперь, начинаем экономить (ищем нижний предел).
При проживании вдвоем - отсекаются две спальни. Оптимальная температура там, из условий теплозащиты. Между комнатами 100 мм, уличное 300 мм. Т. е. дельта температуры распределяется как 1 и 3. На улице -20, в доме +20, в неотапливаемой держим +5. Холодильник тоже не топим.
Получаем уменьшение площади на треть и увеличение теплоизоляции (по 100 мм дополнительного слоя) процентов на 10, пусть всего процентов на 40. Было 19,6 Вт/К, стало 11,76.

Рекуператоры проветривания - возвращают порядка 70%. Потери с рекуператорами 0,3*16,6=5 Вт/К.
Ставим датчики углекислоты, заводим проветривание на них. Потери на проветривание вдвое. т. е. 2,5Вт/К

Ночью снижаем на 4К спальню, на 6 остальное, т. е. с дельты 22-4=26, переходим на дельту 22. Еще 15%. (11,7+2,5)*0,9=12,78 Вт/К

Халява - 500Вт. 500/12,78=39К Т. е. до 22-39=-17С

В пределе, при использовании всех ресурсов экономии, до -17С - топиться в таком доме не нужно совсем.

Доступны погодные данные за 2000-2004 годы.
Количество дней с температурой ниже +8С (203+200+211+190)/4=201
Количество дней с температурой ниже +0С (124+113+152+127)/4=129
Т. е. при сдвиге необходимости отопления с +8, до 0С, затраты на отопление падают до 0,64 от начальных. Или, 0,08 на градус.
В калькуляторе теплопотерь, этот факт (уменьшение длительности отопительного сезона, при сдвиге условий начала/окончания) - не учтен.

При сдвиге начала отопительного сезона до -17С :smile3: можно посчитать, но у меня статистики нету. Сколько дней в году, температура в Вологде холоднее -17С и нужно включать грелку.

Ориентировочная оценка, относительно избы таких же размеров:
Количество дней с температурой ниже -17, оцениваю в пару десятков.
Т. е. длительность отопительного сезона снижается в 10 раз.
Теплопотери, относительно избы - примерно в 15 раз.

Общее снижение расходов на отопление относительно избы, или брусового дома таких же размеров - до 150-ти раз!

Забегая вперед. "Коммуналка" в таком доме (тепло, вода, стоки) - примерно 30 руб/мес. на человека: smile3:

Планировал отопление от кондиционера (COP совр. кондиционеров при 0С около 5).
Сейчас, стало очевидным, что расходы на кондиционер - не окупаются. Не нужен.