| Телефон | +79163180453 |
| kovalev-home@mail.ru |
Сборка сруба на участке заказчика. Часть 2.
7. Нужны ли срубу нагели? или Ещё раз о знаниях, которые мы теряем
Еще с древних времен русские мастера, работая с деревом, применяли для соединения между собой деталей различные фиксирующие элементы: клинья, шпонки, шканты и т.п. В обязательном порядке фиксирующие элементы использовались и при сборке сруба, стенам которого надо было, во-первых, придать вертикальную устойчивость, а, во-вторых, предотвратить смещение венцов относительно друг друга при высыхании древесины. Ведь как ты брёвна предварительно не отбирай, а природная кривизна из-за воздействия ветра свойственна любому сосновому стволу. Мало того, этот самый ствол пока дерево растёт, вращается вслед за солнцем, почти как стебель у подсолнуха, но только в гораздо меньшей степени. И в результате практически в любом сосновом стволе есть косые волокна, которые при высыхании древесины ведут себя совсем иначе, чем волокна прямые.
Свилеватые брёвна в стенах сруба церкви, простоявшей уже почти три века (Малые Корелы)
С лёгкой кривизной боролись просто – при рубке сруба укладывали в него брёвна выгибом верх, и сруб собственным весом этот выгиб исправлял. Ну, а способность бревна самопроизвольно вращаться (точнее сказать, выворачиваться) вокруг собственной оси вследствие небольшой свилеватости блокировали с помощью деревянных крепежных ( фиксирующих) элементов. Почему именно деревянных, а не металлических? Объясняется это двумя причинами. Во-первых, наши предки прекрасно знали о том, что дерево и металл по своей природе плохо совместимы между собой. И на протяжении многих столетий среди строителей бревенчатых домов применение металлических скоб и гвоздей считалось плохим тоном, граничащим с непрофессионализмом. Во-вторых, все металлические изделия, включая гвозди, изготавливались до самого конца XIX столетия исключительно ковкой, а, значит, являлись товаром штучным и, следовательно, дорогостоящим. И только когда в начале XX века в мире и в том числе в России появились заводы по выпуску гвоздей из катаной проволоки, в результате чего этот товар в разы подешевел, гвозди, наконец, стали широко использоваться. Правда, домов, построенных с применением гвоздей, до наших дней дожило значительно меньше, чем строений, созданных по технологии «без единого гвоздя». И это вполне закономерно.
Чем и как скрепляли брёвна?
Нагель (нем. Nagel) - деревянный или металлический стержень цилиндрической или иной формы (чаще квадратной), применяемый для скрепления (сплачивания) частей деревянных конструкций.
Это «заморское» слово на Руси в обиходе было далеко не всегда. Наши предки называли деревянные соединительные элементы для сруба несколько иначе: шипами, куксами, коксами, шкантами, шпонками и т.п. (в литературе можно встретить не только эти, но и другие названия).
Шип-кукса представлял собой деревянный параллелепипед высотой 12-15 см, шириной - 5-7 см и толщиной 3,2-3 см. Чтобы шип легче входит в выдалбливаемое под него в брёвнах гнездо, обоим его конццам придавали небольшую конусность, а на торцах снимали фаски. В срубе шипы располагали примерно так, как это показано на рисунке.
В обиход термин «нагель» вошел с лёгкой руки Петра I, усиленно занимавшегося созданием российского парусного флота. На парусных судах нагель – это своего рода деревянный стержень большого диаметра, использовавшийся для крепления деревянных элементов друг к другу. Перед установкой на место он обрабатывался специальными составами, замедляющими процесс гниения. Использование металлического крепежа в тех же целях было нецелесообразным по нескольким причинам: во-первых, морская соленая вода существенно ускоряла коррозионные процессы, во-вторых, деревянные нагеля при намокании расширяются, что повышает герметичность соединения и снижает риск образования протечек.
В деревянном домостроении нагель прижился совсем не в петровскую эпоху, а гораздо позднее. Причина этого проста – если уж стальные кованые гвозди, как мы уже сказали, были на стройке в дефиците, то коловороты, с помощью которых можно было достаточно быстро просверлить в бревне отверстие, и подавно были на вес золота. Вот наши предки и использовали шипы-куксы, углубления для установки которых изготавливались в брёвнах при помощи проверенного столетиями долота и унивесального (и в том числе ударного) инструмента - топора. Картина резко начала меняться только с удешевлением и появлением в широкой продаже свёрл большого диаметра и ручных дрелей. Получив в руки такие инструменты, плотники достаточно быстро поняли, что сверлить проще, ч ем долбить, а один длинный нагель, соединяющий между собой три бревна, смонтировать быстрее, чем установить на свои места от четырех до шести шипов-кукс. Так что, деревянный нагель при сборке сруба – это совсем не древний артефакт, а, практически, наш с Вами современник.
Виды деревянных нагелей
Для изготовления нагелей используются твердые породы древесины: дуб, берёза, ясень. Используют ровную древесину без сучков, влажностью не более 12%. Не рекомендуется изготовление нагелей из гигроскопичных пород древесины, даже если это материал очень высокой твердости.
По сечению нагели могут быть круглыми и квадратными. У применения каждой из разновидностей есть как свои сторонники, так и противники.
Круглые нагели получают путём обтачивания или фрезерования квадратных заготовок. Диметр нагеля подбирается с учетом диаметра брёвен, но в любом случае он должен быть не менее 2,5 см. Основной плюс круглого нагеля заключается в более высокой прочности, чем у квадратного нагеля, сечение которого вписывается в данный диаметр (нагель в конструкции работает на срез и на изгиб). Ну, а основной плюс квадратного нагеля заключается в том, что, поскольку он касается стенок просверленного под его установку отверстия только острыми гранями, то он легче скользит в этом отверстии. Это в значительной степени снижает вероятность зависания брёвен на нагеле при усадке сруба (при таком зависании между брёвнами образуются щели, нарушающие герметичность строения).
В общем, какой из нагелей лучше – круглый или квадратный, судить не возьмёмся. Оба варианта имеют полное право на существование и использование.
Основные правила монтажа
Монтаж нагелей осуществляется в следующем порядке. Уложив на обвязочную доску три венца сруба, в них высверливают сквозные отверстия, не доходящие по глубине до нижней кромки самого нижнего бревна. Отверстия необходимо сверлить строго вертикально - любые нарушения этого условия существенно увеличивают риск зависание на нагелях сразу нескольких рядов сруба. Сверление отверстий выполняют, отступив 300-500 мм от угла сруба, а далее их располагают в через 1,5-2,0 метра друг от друга.
Использовать нагелей так же настоятельно рекомендуется при стыковке брёвен по длине внутри соединительной чашки переруба.
Диаметр высверливаемых отверстий должен быть равен диаметру круглого нагеля или диагонали квадратного нагеля, чтобы сам нагель плотно входил в высверленное отверстие (нагель должен входить в отверстие с небольшим усилием, если же его диаметр больше отверстия, то лучше такой нагель не использовать).
Длина используемого нагеля должна быть такой, чтобы он на 20-30 мм не доходил до дна просверленного отверстия, и при этом его верхняя кромка располагалась на 20-30 мм ниже поверхности верхнего бревна. То, что нагель будет утоплен в теле бревна, снизит вероятность того, что даже если он по каким-то причинам при усушке сруба не сдвинется вниз вместе с брёвнами, внутри которых находится, то его верхняя кромка не высунется из бревна и не будет мешать усадке венцов, расположенных выше данного нагеля.
Для высверливания в брёвнах отверстий под нагели лучше применять вот такое несложное приспособление. Оно в разы уменьшает вероятность того, что просверленное отверстие не будет строго вертикальным.
После укладки следующего венца все операции повторяются, но нагели при этом чередуются с ранее установленными в шахматном порядке. Перед монтажом нагели необходимо антисептировать.
Для того, чтобы притопить в бреве верхнюю кромку забитого нагеля обычно используют другой нагель или металлический стержень подходящего диаметра. Гораздо удобнее использовать для этого крупное зубило с резиновой рукояткой - надо только обрезать болгаркой его острую часть.
Справедливости ради, следует отметить, что наиболее опытные мастера начинают устанавливать нагели не после сборки третьего венца, а уже после сборки второго. Делают они это для того, чтобы сплотить уложенные брёвна не только между собой, но и с подкладной доской. О целесообразности скрепления брёвен с подкладной доской конечно же можно спорить, но логика в таких действиях, безусловно, есть – раз уж подкладную доску прикрепили к фундаменту анкерными болтами, то почему бы и нижние брёвна сруба не закрепить к этой доске.
О нагелях и нормативных документах
Давайте совершим небольшой экскурс в историю и рассмотрим, какими нормативными документами руководствовались плотники при сборке сруба, начиная с XIX столетия. Конечно, никаких ГОСТов и СНиПов тогда не существовало, но, тем не менее, рекомендации имелись.
Например, существовала брошюра, написанная полковником Дементьевым под названием «Плотничное искусство» (на фото можно видеть обложку четвертого издания этой книги, датированного 1902 годом). Вот что в ней написано по поводу использования нагелей при сборке сруба.
Примерно такой же текст нам встречался и в брошюре другого автора, но датированной 1870 г. Вот только при подготовке данной публикации мы, к сожалению, данную брошюру найти не смогли, поэтому надеемся, что читатель поверит нам на слово.
Дальше была Первая Мировая война, затем революция – казалось бы, никому в такое время нет дела до того, как крестьянин будет возводить свою избу – с шипами-коксами или без них. И, тем не менее, в 1919 году появляется брошюра «Крестьянская изба, как её надо строить, чтобы была дешева, долговечна и удобна». И в ней автор тоже не забывает про необходимость сборки сруба на шипы.
Далее подобные – регламентирующие строительство деревянных домов брошюры появляются с завидным постоянством. Все их мы перечислять не будем, скажем только, что ни в одной из них не забыт вопрос необходимости использования при сборке сруба шипов, или, говоря современным языком, нагелей . И, наконец, примерно в 1980 г. выходит настольная книга всех индивидуальных застройщиков советского времени под названием «Как построить сельский дом». Вот что там было написано по интересующему нас вопросу:
Ну, а как обстоят дела с более серьёзными регламентирующими документами? Если говорить о современных действующих нормативах, то существует единственный документ, в котором упоминаются шканты и нагели. Это ГОСТ 30974-2002 «Соединения угловые деревянных брусчатых и бревенчатых малоэтажных зданий. Классификация, конструкция, размеры». Упоминание о нагелях в нём имеются в п. 4.7. – мы приведём его дословно.
Угловые и Т-образные соединения брусьев с коренным шипом и на шпонках укрепляют деревянными шкантами (нагелями) диаметром:
- для элементов шириной до 140 мм - (20-25) мм;
- для элементов шириной равной и более 140 мм - 30 мм.
Шкант устанавливают в центр углового соединения. Отверстие под шкант должно быть равным диаметру шканта.
Предельные отклонения диаметра шканта - (-0,5) мм.
Предельные отклонения диаметра отверстия - ±0,5 мм.
Шканты изготавливают из древесины дуба, ясеня, лиственницы, сосны, березы. Влажность древесины шкантов должна быть на 2-3% ниже влажности древесины элементов стен.
И это, к великому сожалении, вся руководящая документация на сегодняшний день!
К чему это привело
Стоит ли удивляться, что одним из наиболее спорных является сегодня вопрос о необходимости использования при сборке срубов нагелей (шкантов). Одни специалисты считают, что дом должен быть срублен так, чтобы брёвна стен крепко держались друг за друга за счёт угловых врубок и межвенцового паза. И не надо из бревна делать дуршлаг - лишние дырки ему абсолютно ни к чему. Другие уверены — нагели необходимы, чтобы стены не отклонялись от вертикали из-за нагрузок и собственного веса, и не щерились щелями, появившимися вследствие выгибания и выкручивания брёвен при усадке и усушке сруба.
На чью сторону в этом споре встать, Вы решите сами. От себя можем только посоветовать – несмотря на то, что действующие сегодня нормативы не обязывают использовать нагели, стены длиной более 3 м, а также те, в которых вырезаются проёмы под окна и двери, лучше возводить с применением нагелей. Только так Вы создадите надёжную и долговечную бревенчатую конструкцию.
Что остаётся добавить. Почему в нормах нет ничего про сборку стен на нагели? Неужели мы в очередной раз потеряли знания и умения, которые наши предки накапливали веками? (Подробнее на эту тему см. статью «Знания, которые мы потеряли».) Слава Богу это не так – настоящие специалисты о необходимости применения нагелей помнят и успешно их используют. Похоже что те, кто должен был следить и прикладывать усилия к тому, чтобы данный вопрос был как-то узаконен, на те самые знания и умения просто наплевали.