Как выявлять фриков в деревянном зодчестве..

Запилить этот пост подвиг диалог в моем предыдущем посте. 
Некоторые люди изрядно ловко научились манипулировать сознанием обывателя, впаривая им всевозможное "эко", "як диды строилы" и прочую хрень.

Для начала хочу отметить - дерево это прекрасный продукт для строительства, его возможности не заканчиваются на срубе или брусе. Подтверждение тому - гнутые клееные балки, которые выводят эротические фантазии архитекторов на новый уровень, массивная древесина - как то CLT, MHM, Holz100, DLT, NLT, фахверк и т.д. и т.п. Даже заканчивая не к ночи помянутому "каркасником" aka "говно-палочником". 
Лично меня можно причислить к этой секте, потому что с детства люблю работать по дереву, а запах на пилораме действует на меня так же как клей "Момент" на школоту.
Но меня всегда коробит как сосновый горбыль, когда пытаются выдавать желаемое за действительное и наделять древесину магическими свойствами, потому что это развод и фуфломицин.

Итак погнали наши городских...

Главный враг древесины это влажность. Где она там? Смотрим в мелкоскоп.

Как видите есть открытые и закрытые поры/капиляры. Как следствие влажность делят на "свободную" и "связанную".
Свободная находится в капиллярной системе, связанная внутри клеток древесины - ну это как мне кажется понятно любому, кто не прогуливал школу.
Под естественной влажностью принимают влажность более 22-35%, она может колебаться до 50-80% в зависимости от породы дерева, времени когда было срублено, как вы знаете весной деревья "просыпаются" и начинают корнями сосать землю-матушку, а есть еще сплавная древесина. Как вы знаете все растения "питаются" растворами, т.е. веществами растворенными в воде. Были бы у деревьев ложки и пищеварительная система - они бы ложками хавали нитраты и фосфаты.. 
Опять же как всем известно - дерево с повышенной влажностью как строительный материал фигня, потому что начнет гнить, а еще и давать усушку, т.е. изменяться в размерах вследствие потери влаги. 
22-35%% влажность нам говорит о том, что в древесине осталась только "связанная" влажность, т.е. внутри клеточная - по заумному это называется - точка насыщения волокна. Эта влажность может колебаться от породы древесины, по этому для расчетов принимают среднее значение - 28%
Все что что выше 28% говорит о том что в дереве присутствует "свободная" влажность. Потеря "свободной" и "связанной" влажности происходит не равномерно.
Если вы в доме стелите доску с естественной влажностью, то на следующий год внезапно (а оно всегда так бывает у тех кто школу прогуливал) увидите, что появились щели, а некоторые доски даже загнуло пропеллером. Это как раз и есть последствия потери влаги.
Что бы этого не происходило и не делать дважды одну и ту же работу был принято, что древесина используемая внутри помещений, должна иметь влажность 8-10%, а древесина для строительства 12-15%, есть еще 6-8% влажность - это уже столярная древесина.

Внутри помещений древесина нас не интересует, нам надо для строительства, а не производство комодов и домашней утвари.
Давайте разберемся - откуда эти цифры 12-15% влажность.
Ответ кроется в термине - Равновесная влажность древесины (еще называют пределом гигроскопичности) - это состояние, когда сухая древесина находится в балансе с относительной влажностью воздуха и перестает "впитывать" в себя влажность из окружающей среды. Т.е. древесина пребывает в равновесии с окружающей средой и как следствие не будет поглощать или отдавать влагу, и как следствие не будет изменять свою геометрию, форму и ее не будет коробить.

Если кого то интересует формула расчета, то ТЫК СЮДА

Теперь посмотрим что происходит на территории "этой страны" - средняя относительная влажность в среднем 60-80%, берем усреднено 75% относительной влажности.

Теперь смотрим равновесную влажность древесины в зависимости от температуры воздуха и относительной влажности. 
Температуру в Цельсиях обвёл кружочком, диапазон относительно влажности и температуры обвел красным.
Что видим? - Да вот как раз и и видим тот самый диапазон 12-15% влажности древесины. Что указывает нам, то что древесина при указанных температурах и относительной влажности воздуха, находится в состоянии равновесной влажности. Она не будет изменять свою форму, размеры, ну кароче вы поняли, уже тавтология поперла.

Вот именно по этому вся строительная древесина должна быть влажностью в этом диапазоне. 
Но невзирая на это, в каждой уважающей свой труд строительной компании, есть регламенты по хранению древесины на стройплощадке, ибо иногда идет дождь, выпадает туман, роса и т.д. А у "наших партнеров" это даже прописано в нормативной документации и подлежит к обязательному исполнению.
Мало того, настоятельно рекомендуется немного выдержать древесину перед монтажом в условиях будущей эксплуатации. Ну кароче она один день должна полежать на улице, естественно прикрытая от осадков и в пакете.
Есть еще одна магическая цифра - это 22% влажности. Это называют пределом биостойкости древесины. Именно при этом уровне влажности начинается процесс поражения древесины грибком и плесенью.

Маленькое отступление - Нафига я пишу эти буквы? Для того что бы последовательно показать процесс подготовки древесины к строительству и обратить внимание на ключевые характеристики. Что бы не стать добычей для эко-лоховодов, бубнящих про "дышащие стены", "нормализованную древесину" и прочий бред. В коментах попадают изрядно зачумленные персонажи, один даже пытался про термо-гидродинамику бревна рассказать. Ну типа в торец бревна дует ветер и по волокнам свежий воздух проникает внутрь дома. По этому вентиляция в срубе не нужна... Пока читал этот котмент два раза орнул в голосину, а потом рыдал кровавыми слезами...

Грядем далее...

Разобрались с влажностью и почему она именно 12-15%, а не больше. Теперь как достичь этой влажности? 
Ну естественно надо древесину просушить. 
Перечислю и кратенько опишу самые распространенные способы сушки.
1. Атмосферная сушка. Тут все банально - древесина лежит под навесом в штабелях и сохнет. Долго, дешево и необходимую влажность не достичь.
2. Камерная/конвективная - самый распространенный метод сушки. В специальных камерах в среде горячего воздуха. Быстро, дорого, можно получить любую влажность. Процесс регулируется.
3. Вакуумная сушка. Примерно тоже самое что камерная, но в специальной герметичной камере с понижением давления. 
Остальные методы не носят массовый характер по этому не будем обращать на них внимание - это всякие радиационные, вакуумно-диэлектрические, ротационные и т.д. 

Бревно целиком очень сложно просушить. Проблема в том что бы "достать" влагу из сердцевины. По этому сушат доски, т.к. их проще всего и быстрее просушить, а бревно сушат естественным способом. Можно конечно его и в конвективную сушилку запихать, но процесс будет длиться 1-2 месяца. Ну ни кто не будет два месяца гонять сушилку ради бревен.
По этому поступают проще - сушат естественным способом. Процесс сушки занимает 1-2 года. Затем рубят, собирают сруб на участке, где он еще как минимум год должен отостояться и только после этого там можно заниматься другими работами.
Бревно, которое не досушили будет давать усадку. Усадка дома может составлять до 30 см, что обязательно надо учесть и сделать обсадку/окосячку для дверных проемов и окон.

Согласитесь, когда есть бабки - ждать такой срок весьма неприятно. Когда есть бабки надо "здесь и сейчас", либо быть ценителем этого дела. 
А что с досками? А вот с ними все намного проще. Их можно быстро просушить - процесс занимает десятки часов. После этого их просто склеить между собой и больше не париться по поводу того что влажность будет неравномерной. 
Отсюда и пошла популярность клееного бруса. Он хорошо держит геометрию и имеет необходимую влажность по всей глубине, хотя при этом все равно дает усадку, но намного меньшую чем бревно и не требует для сборки дома крановой техники. Самый ходовой брус 200х200 весит примерно 120-130 кг, что вполне кантуемо в два лица.

А теперь немного о теплопроводности. 
Для начала рассмотрим брус. Берем известный всем SmartCalc и посмотрим что он покажет. 
Согласно СП 50.13330.2012 "Тепловая защита зданий" (Таблица 3), базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче для жилых помещений составляет 2,8 м2°С/Вт (при 4000 градусо-сутках).
Начинаем подгонять. Берем регион Москва, материал стены брус. Методом немецкого профессора Тыка, выясняем что требуемая толщина бруса должна составлять 470 мм. 
Максимальные сечение, которые предлагает наш рынок это 270 - 282 мм, что ни как не проходит по нормативу.
Серьезные компании это прекрасно понимают, по этому не льют в уши сказки. Они просто заявляют - да не соответствует, будете тратить денег на отопление больше. Хотите берите, хотите нет. Либо комбинируйте - первый этаж теплый (ну например газоблок), а второй этаж брус.
Все честно и прозрачно. Заказчик сам принимает решение.

Что у нас с срубом?
А вот тут все чутка интереснее. Вставлю цитату - для средней полосы оцилиндрованное бревно 240 мм вполне себе рабочий вариант,
Ну по тепловому расчету видим, что 240 это как раз НЕ рабочий вариант. Ровно в два раза, но тут заявление с подвохом. Суть в том что бревно округлое и РЕАЛЬНАЯ толщина стены будет равна ширине межвенцевого паза.

Вот это и есть толщина стены, которую надо принимать в теплотехническом расчете.
В среднем это половина диаметра бревна.
Как следствие реальная толщина стены оцилиндрованного бревна диаметром 240 мм будет 120 мм.
А теперь прикинем, какой должен быть диаметр бревна что бы соответствовать СП - мы его уже посчитали 470 мм. Половину прибавлять не будем, т.к. на таких диаметрах межвенцевой паз делают бОльше половины, примерно 2/3 от диаметра и получим 610 мм диаметр бревна, для того что бы он соответствовал СП 50.13330.2012.
С оцилиндровкой все понятно - диаметр одинаковый по всей длине бревна, а вот в срубе это не так. Вершина тоньше, а у комля (там где пень остается) он больше, значит бревно должно быть 610 мм по вершине.

Если по честному, то всё это описание банальный поток сознания, потому что древесина такого диаметра стоит очень дорого. Это штучный товар. Рубить такие дома могут только мастера высшего класса с использованием крановой техники. 
На эти бабки можно будет построить небольшую улицу домов из газоблока)

Отсюда первое резюме - Когда говорят что сруб или дом из бруса будет теплый - это вранье. Доказательства с цифрами я привел. Если в вашем поселке есть газ (это наиболее оптимальный источник отопления) и вы готовы платить больше за отопление - это ваше право. Вы должны быть готовы к этому, а не узнать об этом в первый отопительный сезон. Есть такие люди, которые хотят сруб или дом из бруса и готовы идти на любые издержки. Это тот самый классический случай - За удовольствие надо платить. Строительные конторы, особенно низкого пошиба будут лить в уши "як диды жылы", "экологично" и прочие магические слова про "живительное дыхание стен". Серьезные фирмы такую лажу гнать не будут, а говорят прямо и открыто - "Да, будете платить больше. Готовы? - Подпишите вот тут и тут"

Далее.
Когда дом из дерева уже построен, древесина продолжает подбрасывать сюрпризы. Особенно в зимний период, а еще больше в период резких похолоданий и потеплений.
Кто жил в деревянном доме-срубе, тот ночью зимой слышал как потрескивают стены. Это и есть тот самый процесс образования щелей.
Фишка в том, что когда происходит резкое похолодание на улице, то происходит и снижение относительной влажности. Дерево начинает сжиматься, когда происходит резкое потепление, древесина расширяется и впитывает в себя воду. 
Когда происходят резкие перепады температуры этот процесс проходит особенно интенсивно, нарушая структуру древесины. Это приводит к образованию щелей и трещин.
А теперь представьте что на улице резкое понижение температуры до минус 20, а в доме комнатная температура плюс 20 градусов. Древесина просто охреневает от такого когнитивного диссонанса. 
А еще добавим сюда расширение воды при замерзании, т.е. когда потеплело, дерево расширилось, впитало немного воды и затем происходит резкое похолодание - дерево начинает сжиматься, но вода внутри капилляров начинает расширяться.

Так вот этот процесс происходит постоянно. По этому трещины и щели в деревянных домах будут образовываться постоянно. Тут даже не нужны большие отрицательные температуры. Максимальное расширение замерзшей воды происходит при температурах минус 4-10 градусов товарища Цельсия. 
Тот факт, что у вас в деревянном доме будут постоянно происходить эти процессы надо понять, смириться и простить. Ни какой защиты от этого не существует.
Конечно этот неприятный нюанс можно купировать защитой древесины от влаги и утеплением, но тогда полностью теряется антураж деревянного дома. Проще построить из газоблока и обшить его имитацией бруса или планкингом.
Со срубом все еще хуже, т.к. неровная поверхность не позволит утеплителю выполнять свои функции. Ввиду больших пустот между срубом и утеплителем будут возникать конвективные потоки, которые просто сведут на нет все характеристики утеплителя.
А как же "диды"? А диды жылы скромно. Дома по 150-200 метров не строили. Гадить ходили на улицу и готовили в печи, где принудительная вентиляция и душа в доме не было. Были конечно и большие дома, но зиму проводили в "зимнике". Это такое помещение в доме, где башкой бьешься об потолок и об косяк. Места там было мало и спали облепив печку со всех сторон. А утром, первая мысль была - "С-ка, ну почему так холодно?"

Постепенно стена вашего дома будет приобретать вот такой вид.

Надо понимать, что это неизбежно. Так же как и регулярное конопачение стен и обработка всевозможными септиками, огнезащитой и отбеливателями. Вот прям как девушка с косметичкой.

Собственно второе резюме - Дерево требует постоянного ухода и обслуживания. Если вам щирые минеджеры расскажут что "этот дом на века и ни чего делать не надо" - это вранье. Это законы природы.
Кого сильно накрыло и хочет покопать глубже, с графиками, формулами и диаграммами, то могу порекомендовать Wood Handbook. Wood as an Engineering Material

О том что в свободной форме изложил можно почитать в разделе 5-36 заумными словами.

В прошлом посте меня спросили про СИП. Я ответил на вопрос, но тут немного расширю его, на примере как делают пиндосы. Да, они тоже любят дома из древесины, но строят немного по другому.
Я уже делал пост о Timber Frame и повторять заново не буду. Хочу отметить только один нюанс - Для этих домов сушку производят в вакуумных печах. При этом классический размер балок и колонн 6-8 дюймов 150-200 мм, что достаточно хорошо можно высушить в вакуумной печи. 
После этого собирают силовой каркас и снаружи его закрывают СИП-панелями. Т.е. древесина ни чем не обрабатывается из химикатов и она закрыта от внешних погодных условий СИП-панелями, которые обеспечивают защиту силового каркаса и теплоизоляцию. 
Тут еще хочу добавить пару слов про фахверк, который начали последнее время неистово педалить в интернетах.
Прошу отметить пару нюансов:
1. Чисто архитектурный. В фахверке подкупают большими панорамными окнами. Господа, это несомненно красиво, но задайте себе вопрос - на что вы будете смотреть сквозь эти окна? На забор соседа или на компостную кучу? Хотите закрыть шторами? Так может просто большие окна предусмотреть, а не заморачиваться на большие панорамные, которые ни разу не мало стоят и теплотехнические характеристики у них... ну что вы хотите от стекла?
2. Материл балок и колонн наша родная сердцу сосна. Немецкий фахверк строили из дуба, он хорошо переносит погодные условия. Почему пиндосы строят из сосны, которой у них дофига и прячут силовой каркас, который по сути тот же фахверк ЗА СИП панели? Так вот по этому и прячут, что сосна очень плохо переносит погодные условия. За ней надо очень внимательно следить, холить и лелеять. И когда щирый мениджер говорит - А вот в Германии фахверки стоят уже 400 лет! Он кривит душой. Стоят построенные из дуба, а вам будет предложена сосна. Ну вы поняли...

Да собственно и наши впариватели повторяют эту мантру - А вот посмотрите, есть срубы которые стоят 100 лет!. Ну да, стоят, а сколько их сгнило? - Ни кто не ответит.
С таким же успехом можно впаривать блоки из песчаника и известняка, приговаривая - А вот ебипетские пирамиды давно стоят.

Про "дыхание стен" повторять не буду. Это тоже любимая мантра впаривателей и эту тему я раскрывал в прошлом посте.
Абсолютно все материалы "дышащие" - открывайте таблицу паропроницаемости материалов. Какие то больше, какие то меньше, но этой характеристикой обладают все материалы. Бетон тоже "дышит", но его почему то риелторы не позиционируют как "дышащий материал", хотя он и экологичный и дышащий по дефолту. Так же как и кирпич и газоблок, который вообще рядом с древесиной по паропроницаемости.

Будьте бдительны и не ведитесь на просроченные сказки.

Спасибо за внимание.