Знаете ли вы, сколько будет весить ваш дом из СИП? Сколько свай нужно поставить, чтобы обеспечить правильную нагрузку каждой сваи? Можно ли делать тяжелую облицовку наружных стен? Что такое эксплуатационная и снеговая нагрузки и соответствуют ли они действительности?
Чтобы ответить на все эти вопросы одной статьи не хватит, поэтому я предлагаю обзор из 3-х частей:
- Вес стандартного прямоугольного 2-этажного дома из SIP-панелей от винтовых свай до конька крыши.
- Вес дома сложной конфигурации, включая холодные пристройки: террасу и крыльцо, а также одноэтажные и полумансардные дома.
- Дополнительные нагрузки, в том числе отделка дома, эксплуатационные и снеговые нагрузки и пр.
Часть 1. Вес самого дома
Расчет веса элементов поможет оценить стоимость материалов и транспортные расходы. Казалось бы, вопрос несложный, ведь вес СИП-панелей и деревянного каркаса известен. Однако есть моменты, на которые надо обратить внимание. Я последовательно пройду по всем уровням от винтовых свай до конька крыши, определяя их площадь, объем и вес для типового дома.
Везде, где можно, я буду нормировать вес на 1 кв.м площади застройки. Для простоты в этом обзоре я буду рассматривать: (1) простые дома без выступающих холодных пристроек (террасы и крыльца) и (2) только 2-этажные дома. Позже в другой части обзора я вернусь к этим вопросам.
Чтобы точнее оценить вес дома я взял 2 десятка реальных проектов двухэтажных домов и рассчитал в них точное количество стен, перегородок, свай, стропил и пр.
В следующих частях мы рассмотрим вес отделки, эксплуатационные и снеговые нагрузки и покажем, почему количество винтовых свай, устанавливаемых под СИП-домами, реально ниже того, который рекомендуют СНиПы.
Фундамент на винтовых сваях
Винтовая свая опирается наконечником, который находится в земле в самой нижней точке, поэтому вес самих свай также нужно учитывать при расчете нагрузки на фундамент.
Обычно используются сваи длиной 2,5 м диаметром 108 мм, которые внутри заполняют пескобетоном. Вес полой сваи около 30 кг, пескобетона — 40 кг, оголовка — 2-3 кг, итого 72 кг/сваю.
При нормальном грунте 1 свая примерно соответствует 4 кв.м площади застройки. Получается: 72/4= 18 кг/кв.м — нагрузка от винтовых свай.
Цокольная обвязка
Как правило, делается из бруса 200х200. Усреднив данные по двум десяткам проектов я получил: 1,1 пог.м бруса на 1 кв.м площади застройки. Плотность дерева в равновесном состоянии около 500 кг/куб.м.
Получается 1,1х0,2х0,2х500= 22 кг/кв.м — нагрузка от цокольной обвязки.
Цокольное перекрытие
Чаще всего делается из СИП-панелей толщиной 224 и шириной 625 мм, что обеспечивает нужную жесткость перекрытия.
Чтобы точнее посчитать вес перекрытия нужно учитывать плотность внутреннего каркаса — ведь плотность самой панели гораздо меньше, чем дерева. Из спецификаций СИП-224 по выбранным проектам видно, что чаще всего используются куски шириной 625 и длиной: 2800, 2500, 1400 и 1250. Средний размер куска по нескольким проектам у меня получился 2031х625, его площадь — 1,269 кв.м.
Вес перекрытия включает в себя (1) вес OSB, (2) вес ППС и (3) вес деревянного каркаса. Плотности соответственно равны 650, 15 и 500 кг/кв.м.
Для среднего куска вес: 19,8 кг — OSB, 3,2 кг — ППС и 20,6 кг — деревянный каркас.
Получается (19,8+3,2+20,6)/1,269= 34,4 кг/кв.м — нагрузка от цокольного перекрытия.
Стены и перегородки 1 этажа
Стены в нашем стандартном доме сделана из СИП-174, перегородки — из СИП-124. Высота — 2,8 м. Площадь наружных стен равна периметру, умноженному на высоту. Поэтому сначала определим вес 1 кв.м стены. Из спецификаций многих проектов (аналогично тому, как мы делали это в цокольном перекрытии) я получил «средний кусок» площадью 2,66 кв.м и его вес. Получаем:
(41,5+5,3+22,0)/2,66=25,9 кг/кв.м — вес 1 кв.м наружной стены 1 этажа.
Нужно учесть, что это 1 кв.м стены, а не площади застройки. Позже с учетом перегородок мы нормируем этот вес на площадь застройки.
Аналогично для перегородок получаем:
(35,0+3,0+14,1)/2,24=23,3 кг/кв.м — вес 1 кв.м перегородки 1 этажа.
Из анализа реальных проектов видно, что чем больше дом, тем меньше в нем наружных стен, но больше перегородок — в расчете на 1 кв.м площади застройки, поэтому общий вес стен и перегородок примерно пропорционален площади застройки. Из усреднения по разным проектам я могу получить средний вес стен+перегородок в расчете на кв.м площади застройки:
25,9х1,2= 31,1 кг/кв.м — нагрузка от стен 1 этажа на 1 кв.м площади застройки.
23,3х1,1= 25,6 кг/кв.м — нагрузка от перегородок 1 этажа на 1 кв.м застройки.
Межэтажное перекрытие
Обычно делается из тех же панелей, что и цокольное. В отличие от цокольного в межэтажном перекрытии есть отверстие — лестничный проем, — поэтому его нагрузка немного меньше. В среднем по проектам получается 94,5% от цокольного:
34,4х0,945= 32,5 кг/кв.м — нагрузка от межэтажного перекрытия.
Стены и перегородки 2 этажа
Нагрузка от стен и перегородок 2 этажа считается аналогично первому. Высота 2 этажа — 2,5 м. Коэффициенты для перевода из площади стен на площадь застройки я беру из усреднения по реальным проектам:
(37,1+4,7+20,1)/2,38 = 26,1 кг/кв.м — вес 1 кв.м наружной стены 2 этажа.
(31,2+2,6+12,9)/2,0 = 23,4 кг/кв.м — вес 1 кв.м перегородки 2 этажа.
26,1х0,91= 23,8 кг/кв.м — нагрузка от стен 2 этажа на 1 кв.м площади застройки.
23,4х0,88= 20,6 кг/кв.м — нагрузка от перегородок 2 этажа на 1 кв.м застройки.
Чердачное перекрытие
В отличие от цокольного перекрытия чердачное имеет толщину 174 и делается из панелей шириной 1250. Из усреднения по проектам получается:
(39,6+5,7+19,2)/2,54= 25,4 кг/кв.м — нагрузка от чердачного перекрытия.
Вес элементов крыши
Стропила и обрешетка
Площадь кровли больше, чем площадь перекрытий за счет того, что имеются выступы — свесы крыши, шириной в среднем 600 мм, а также поскольку крыша имеет уклон. Объем стропил зависит и от типа крыши (двухскатная или вальмовая), и от сечения типовых стропил (обычно 50х150). В проектах есть спецификация стропил, из которой можно точно посчитать количество кубометров дерева в стропилах каждого дома. Усредняя по проектам получаем два коэффициента. К1=1,47 — среднее отношение площади кровли к площади застройки — во всех случаях свес=600 мм, а уклон=30 градусов. К2=0,023 — среднее отношение объема стропил (куб.м) к площади кровли (кв.м). В результате:
1,47х0,023х500= 16,9 кг/кв.м — нагрузка от стропильной системы без учета обрешетки на 1 кв.м площади застройки.
Далее рассмотрим обрешетку холодной крыши для металлочерепицы. Используем доску сечением 100х25 с шагом 350, т.е. обрешетка покрывает 100/350= 28,6% площади кровли, такм образом:
1,47х0,286х0,025х500= 5,25 кг/кв.м — нагрузка от обрешетки под металлочерепицу.
Кровля
Вес металлочерепицы около 5 кг на 1 кв.м. кровли. С учетом коэффициента 1,47 получаем
1,47х5= 7,4 кг/кв.м — нагрузка от самой металлочерепицы в расчете на 1 кв.м площади застройки.
Всего в расчете на 1 кв.м площади застройки дома
Теперь мы можем просто просуммировать все веса и получить:
18,0+22,0+34,4+31,1+25,6+32,5+23,8+20,6+25,4+16,9+5,25+7,4=263.0
263 кг/кв.м — полная нагрузка среднего дома из СИП-панелей в расчете на 1 кв.м площади застройки.
Многие строительные фирмы указывают, что дом из СИП размерами 10х10 будет весить 10-15 тонн. Это явный «недобор» — мы видим, что он будет весить никак не меньше 25 тонн. Тем не менее видно, что дом все равно получается чрезвычайно легким, например, нормативная эксплуатационная нагрузка на два этажа 150+150=300 кг/кв.м — больше, чем вес самого дома. Мы еще обсудим эти нагрузки в следующих частях.
Реально дом будет тяжелее, поскольку мы не учли:
- Вес наружной отделки дома.
Вес инженерного оборудования.
Эксплуатационные нагрузки.
Снеговые нагрузки.
Кроме того, мы рассматривали дом прямоугольного сечения без выступающих террасы и крыльца. Для одноэтажных и полумансардных домов цифры будут немного другие. Всё это мы обсудим в следующей части.