Кордвудная конструкция

«Кордвуд» перенаправляется сюда. Чтобы узнать о древесном топливе, см. Дрова .

О методе сборки электронных компонентов см. Печатная плата § Конструкция из кордвуда .

Деталь стены из кордвудной кладки. Этот метод иногда называют стеной, потому что эффект напоминает штабель дров.

Часть бревенчатого дома

Строительство из кордвуда (также называемое каменной кладкой из дров или зданием из дров , альтернативно штабелированная стена или дрова ) — это термин, используемый для обозначения естественного метода строительства, при котором короткие бревна складывают крест-накрест, чтобы построить стену, с использованием раствора или глыбы для их постоянного закрепления. В этой технике можно использовать местные материалы с минимальными затратами.

Строительство

Стены обычно строятся так, чтобы концы бревен немного выступали из раствора (на дюйм или меньше). Толщина стен обычно составляет от 8 до 24 дюймов, хотя в северной Канаде толщина некоторых стен достигает 36 дюймов.

Дома из кордвуда привлекательны своей внешней привлекательностью, максимизацией внутреннего пространства (при закругленном плане), экономией ресурсов и простотой строительства. Древесина обычно составляет около 40-60% стеновой системы, остальная часть состоит из растворной смеси и изоляционного заполнителя. Конструкция из кордвуда может быть устойчивой в зависимости от конструкции и процесса. Существует два основных типа конструкции из древесины: сквозная стена и MIM (раствор-изоляция-раствор). В сквозных стенах сама растворная смесь содержит изоляционный материал, обычно опилки, рубленую газетную бумагу или бумажный шлам, иногда в очень высоких процентных количествах по массе (80% бумажного шлама / 20% раствора). В более распространенном MIM, в отличие от кирпичной или сквозной кладки, раствор не распространяется по всей стене. Вместо этого трех- или четырехдюймовые (иногда больше) шарики раствора на каждой стороне стены обеспечивают устойчивость и поддержку с отдельной изоляцией между ними. Стены из кордвуда могут быть несущими (с использованием застроенных углов или изогнутых стен) или уложены в каркас из стоек и балок , который обеспечивает структурное усиление и подходит для сейсмоопасных районов. Прочность древесины и раствора на сжатие в качестве несущей стены позволяет прикрепить кровлю непосредственно к стене. Различные растворные смеси и изоляционный наполнитель влияют на общий вид стены. Значение R , или сопротивление тепловому потоку; и, наоборот, к присущей ему тепловой массе или способности аккумулировать тепло/холод.

История

Остатки деревянных построек, которые до сих пор стоят, датируются тысячелетней историей в восточной Германии. Однако более современные версии можно найти в Европе , Азии и Америке . Подробных сведений о происхождении дровяного строительства нет. Однако вполне вероятно, что лесные жители в конечном итоге воздвигли простое укрытие между костром и штабелем дров. В работе Уильяма Тишлера из Университета Висконсина он утверждает, что «нынешняя» дрова, вероятно, возникла в конце 1800-х годов в Квебеке , Висконсине и Швеции . Он считает, что эта техника возникла в этих областях примерно в одно и то же время.

Древесина

Строительство из кордвуда — это экономичное использование концов бревен или упавших деревьев в густо засаженных деревьями районах. Другими распространенными источниками древесины являются лесопилки , колотые дрова, опоры (без креозота ), колотые столбы для ограждений и рубки лесоматериалов . Более экологично и зачастую экономично использовать для стен переработанные материалы. Независимо от источника, вся древесина должна быть окорена до начала строительства. Хотя можно использовать множество различных пород древесины, наиболее предпочтительными устойчивыми к гниению древесиной являются тихоокеанский тис , лысый кипарис (новорослый), кедры и можжевельник . Приемлемые леса также включают пихту Дугласа , западную лиственницу , восточную белую сосну и ель .

Менее плотная и более воздушная древесина предпочтительнее, поскольку она сжимается и расширяется в меньших пропорциях, чем плотная лиственная древесина. Большую часть древесины можно использовать в строительстве стен, если она правильно высушена и стабилизирована к относительной влажности внешнего климата. Более того, хотя концы бревен разных пород могут быть смешаны в стене, концы бревен одинаковых пород и источников ограничивают переменные расширения/сжатия.

миномет

Разные специалисты советуют разные рецепты растворной смеси. Один рецепт, который доказал свою эффективность с 1981 года, состоит из 9 частей песка, 3 опилок, 3 строительных извести (несельскохозяйственных), 2 портландцемента по объему. Строительная известь делает стену более гибкой, воздухопроницаемой и самовосстанавливающейся, поскольку для ее полного схватывания требуется больше времени, чем для цемента. Портландцемент химически связывает раствор и должен быть типа I или II. В другом рецепте используются 3 части песка, 2 замоченные опилки, 1 портландцемент и 1 гашеная известь ; предназначен для более медленного отверждения и меньшего растрескивания.

Тепловая масса и изоляция

В зависимости от множества факторов (толщина стены, тип древесины, конкретный рецепт раствора) изоляционная ценность стены из дров, выраженная в значении R, обычно меньше, чем у высокоэффективной каркасной стены . Стены из кордвуда имеют большую тепловую массу, чем каркас из каркаса, но меньше, чем обычный кирпич и раствор. Это связано с тем, что удельная теплоемкость глиняного кирпича выше (0,84 по сравнению с 0,42 у дерева) и он плотнее, чем у воздушной древесины, такой как кедр, кипарис или сосна. Тем не менее, изоляционная матрица строительного раствора, используемая в большинстве стен из кордовой древесины, размещает полезную тепловую массу по обе стороны изолируемой внутренней полости, помогая сохранять тепло зимой и «охлаждать» летом. Тепловая масса позволяет зданию поддерживать среднюю внутреннюю температуру, проходя через ежедневные жаркие и холодные фазы. В таких климатических условиях, как пустыня, с большими дневными колебаниями температуры тепловая масса последовательно поглощает, а затем медленно отдает полуденное тепло и ночную прохладу, смягчая температурные колебания. Термомасса не заменяет функцию изоляционного материала, а используется совместно с ней.

Чем длиннее бревна (и толще стена), тем лучше изоляционные качества. Обычная 16-дюймовая стена из дровяной древесины для умеренного климата включает 6 дюймов (150 мм) изоляции из перлита или вермикулита между швами раствора. Другой вариант изоляции, используемый Робом Роем и другими строителями из кордной древесины более 40 лет, — это сухие опилки, пропущенные через полудюймовое сито и обработанные строительной известью (тип S) в соотношении 12 частей опилок на 1 часть извести. Благодаря легким воздушным опилкам этот утеплитель по своему значению R аналогичен изготовленным сыпучим утеплителям, но стоит гораздо дешевле.

Однако древесина является анизотропным материалом по отношению к тепловому потоку. Это означает, что его термическое сопротивление зависит от направления теплового потока относительно волокон древесины. Хотя обычно упоминаемое значение R для древесины составляет около 1,25 на дюйм (в зависимости от породы и содержания влаги), это применимо только в том случае, если тепловой поток перпендикулярен волокнам, как это происходит в обычных конструкциях с деревянным каркасом. В конструкции из дров/стоек направление теплового потока параллельно волокнам древесины. Для этой конфигурации значение R составляет всего около 40% от значения, перпендикулярного волокну. Таким образом, фактическое значение R древесины при ее использовании в строительстве из дров/стеновых стен приближается примерно к 0,50 на дюйм.

Но значение R стены из дровяной кладки должно учитывать как деревянную часть, так и изолированную часть из раствора как единую систему. Единственное авторитетное тестирование значения R каменной кладки из дров было проведено доктором Крисом Дж. Диком (PE) и Люком Чапутом зимой 2004–2005 годов на основе термодатчиков, помещенных в стену толщиной 24 дюйма в университете. Манитобы. Документ, в котором сообщается об их выводах, опубликован в книге «Кордвуд и Кодекс: руководство по выдаче разрешений на строительство». В резюме авторов, в частности, говорится: «На основе данных о температуре середины зимы примерно за три месяца было установлено, что стена имеет значение RSI 6,23». (м²К/Вт), R-35 для настенной системы шириной 24 дюйма».

Анализ тепловых характеристик, проведенный в 1998 году с использованием компьютерной программы «HOT 2000», показал взаимосвязь между типами внутренних стен и их изоляционными показателями. Моделирование выявило значение R 20,5 для образца стены из кордовой древесины. Сравните это с базовой стеной на деревянных каркасах 2 x 4 и стеной с изоляцией и обшивкой из пенопласта 2 x 6 со значениями R 15,8 и 25,7 соответственно. Стены из кордвуда не являются лучшими естественными изоляторами, но их можно построить в соответствии со стандартами термической эффективности. Значение R стены из дровяной древесины напрямую связано с соотношением древесины, строительного раствора и изоляционного материала. Однако значение R в конструкциях из дров не так важно, как в зданиях с каркасным каркасом, из-за высокой тепловой массы, которая увеличивает значительно более высокое «эффективное значение R». Строители адаптируют свой дизайн и соотношения к существующему климату.

Тестирование значения R было завершено в Университете Манитобы зимой 2005 года. Результаты, собранные Инженерным отделом, показали, что каждый дюйм стены из кордовой древесины (раствор, торец бревна и изоляция из опилок / извести) дал значение R 1,47). .

Затраты

Дом из дровяного дерева можно построить за значительно меньшие первоначальные затраты, чем стандартный каркасный дом сопоставимого размера, поскольку иногда работа выполняется в основном владельцем или волонтерами. Правильно построенные стены из дров, как правило, требуют меньшего обслуживания, чем стандартные каркасные конструкции, поскольку в них используется меньшее количество изготовленных компонентов (например, изоляция из стекловолокна, гвозди, сайдинги, отливы и т. д.). Некоторый уход все равно потребуется, так как на внешней стороне стены дерево и бетон подвергаются воздействию элементов. Плохо построенный дом из дровяной древесины без достаточной изоляции может привести к более высоким затратам на отопление, чем традиционный каркасный дом.

В сравнительном экономическом анализе каркаса, дров, тюков соломы и початков, проведенного в 1998 году, дрова оказались экономически жизнеспособной альтернативой. Двухэтажный дом площадью 2512 кв. футов (233,4 м ). ² ) дом из дров в Чероки, Северная Каролина, оборудованный «высококачественной плиткой, шпунтованной сосной , русской дровяной печью , крышей из живой земли, отделкой из кедра ручной работы, приподнятыми панельными шкафами и сосновой дверью ручной работы», обошелся владельцу примерно в 52 000 долларов. Поскольку владелец предоставил 99% рабочей силы, дом обошелся ему в 20,70 доллара за квадратный фут. Каркасный дом сопоставимого размера и с мебелью в 1998 году стоил от 75 000 до 120 000 долларов при нулевом труде владельца. Данные о стоимости жилья за 1997 год показывают «средний» уровень отделки помещений площадью 1 000–2 000 кв. футов (190 м²). ² ) дом стоимостью 64,48–81,76 доллара за кв. фут. И приобретение материалов, и источник рабочей силы играют важную роль в первоначальной стоимости строительства дома из дров.

Процесс

Этот Раундхаус был тайно построен в Национальном парке Пембрукшир-Кост . Строители сами рубили древесину из окружающего леса.

В некоторых юрисдикциях планы строительства подлежат утверждению строительного инспектора. Перед началом строительства необходимо проверить состояние почвы на участке, чтобы она могла выдерживать тяжелые стены из дровяной кладки.

Со срубленной древесины весной следует снять кору лопатой, долотом или окучиванием коры. Весной сок все еще течет и образует смазочный слой камбия между корой и древесиной, что делает разделение более легкой задачей, чем если бы его оставили до осени, когда два слоя хорошо скрепятся друг с другом. После окорки бревна должны сушиться не менее трех лет, чтобы ограничить раскалывание и проверку. Важно распилить бревна после окорки до выбранной длины здания. Ричард Флатау, Cordwood Construction: Best Practices (2012) предлагает разделить 70% древесины для лучшей сушки и выдержки.

После сушки бревна необходимо обрезать до нужной длины (обычно 8, 12, 16, 18 или 24 дюйма). В этом случае ручная пила по металлу предпочтительнее бензопилы , поскольку ее более тонкий рез помогает предотвратить проникновение влаги и вредителей. На самом деле «отрезная» пила или «циркулярная пила» позволят быстро распилить дрова на выбранную длину. Для особенно пушистых кончиков, например, на кедре, рашпиль можно использовать для разглаживания.

Затем древесину необходимо доставить на строительную площадку. Удобно, что рядом находится источник дров и строительная площадка. После заливки надлежащего фундамента, который возвышается на 12–24 дюйма над уровнем земли с защитой от брызг, можно начинать строительство стен. Для укрытия рабочей площадки и дров от дождя можно использовать временные укрытия. Каркас из столбов и балок обеспечивает это укрытие для последующей затирки шпона.

Неопытным домостроителям следует поэкспериментировать с несколькими тренировочными стенами. В конечном итоге это ускорит процесс строительства и обеспечит более удовлетворительные результаты. При экспериментах с MIM (более распространенная форма) вдоль фундамента укладываются две параллельные полоски раствора размером от 3 до 4 дюймов с последующей засыпкой середины изоляционным материалом. Затем сверху укладывают бревна с равномерными растворными зазорами, выступающими не более чем на 1 дюйм с внутренней и внешней стороны стены. Фактическое размещение будет зависеть от размера и формы бревен. Наносится еще один слой раствора, затем между ними заливается изоляция, затем следуют еще бревна и так далее. При экспериментах со сквозной стеной вдоль фундамента укладывают тонкий ровный слой изоляционного раствора, затем бревна плотно укладываются в ложе из раствора, равномерно, оставляя между ними пространство, достаточное только для того, чтобы «направить» раствор. Промежутки раствора заполняются, чтобы верхняя поверхность была относительно плоской, затем добавляется еще один тонкий слой раствора, и процесс повторяется. Форма и внешняя ориентация бревен важны только для внешнего вида. Предварительно расколотые поленья «в стиле дров» меньше проверяются, когда они вставлены в стену, и их легче разбирать. наточите или разгладьте и прижмите равномерно, чем круглые детали, потому что зазоры в растворе обычно меньше.

Роб и Джейки Рой, в течение 36 лет содиректоры строительной школы Earthwood в Вест-Чази, штат Нью-Йорк, придерживаются другой точки зрения. Раньше использовали в основном колотую древесину, но теперь используют в основном кругляки из белого кедра (или аналогичных ему). Усадка абсолютно одинакова для расколов и закруглений, и Ройы обнаружили, что древесину легче укладывать, потому что она легче сохраняет свою форму от одной стороны стены до другой. Кроме того, круги легче указывать из-за неровных краев на нижней стороне расколотого бревна. Наконец, большее количество пуль с использованием строительного раствора на самом деле является плюсом, потому что часть стены с раствором работает лучше в термическом отношении, чем деревянная часть.

При строительстве дома с углами каждый ряд дров должен быть заштрихован для прочности. Ближе к концу могут потребоваться небольшие деревянные рейки для отделки стыков или верхней части стен. Окна и двери обрамлены стандартными оконными коробками и деревянными перемычками. Стеклянные бутылки можно вставить для создания креативного эффекта витража. ( Сантехника и электропроводка — это вопросы, которые следует учитывать, но они не будут подробно рассмотрены в этой статье).

Дом из дров должен иметь глубокие нависающие карнизы высотой не менее 12–16 дюймов, чтобы концы бревен оставались сухими и предотвращали рост грибков. Если кончики будут сухими и хорошо вентилируемыми, они без проблем состарятся. Некоторые владельцы покрывают концы бревен льняным маслом или заливают внешние концы бревен раствором для дополнительной защиты от атмосферных воздействий. Со временем некоторые проверки становятся нормальными, и их можно исправить периодическим раствором или герметизацией .

Устойчивое развитие

Хотя дома из дровяной древесины были протестированы в таких местах, как Альберта , при температуре -40°F , их тепловая эффективность в любом климате ниже, чем у чисто глинобитного дома сопоставимых размеров. В холодных регионах целесообразно построить более толстую стену толщиной 24–36 дюймов или две отдельные суперизолированные стены. В преимущественно влажных помещениях наружные стены можно оштукатурить, изолируя концы дров от воздуха и влаги, но это скроет привлекательные концы бревен, и бревна начнут гнить. Количество труда, необходимое для получения определенного значения R для дров, выше по сравнению с конструкцией тюков соломы и рам из палочек. Средства, сэкономленные на строительстве, возможно, придется направить на расходы на отопление или долгосрочное наружное обслуживание. Органический початок, похожий на строительный раствор, оказывает меньшее воздействие на окружающую среду из-за использования легкодоступной грязи и соломы, тогда как токсины, выделяющиеся при производстве портландцемента, очень вредны, хотя и менее ощутимы в конечном продукте. Как и во многих альтернативных стилях строительства, устойчивость конструкции из кордовой древесины зависит от материалов и параметров конструкции.

После конференции Cordwood в 2005 году в Меррилле, штат Висконсин, был опубликован документ, в котором рассматриваются передовые методы строительства из древесины и соответствие строительным нормам. Документ под названием «Кордвуд и Кодекс: Руководство по разрешениям на строительство» помогает строителям из кордвуда получить необходимые разрешения по нормам.

См. также

• Строительство зданий
• Коб (материал)
• Винтергрин Студии

Дальнейшее чтение

• Рой, Роб (2018), Essential Cordwood Building: полное пошаговое руководство , Издательство New Society: Gabriola Island, Британская Колумбия, Канада.
• Рой, Роб (2016) Здание Кордвуд: всеобъемлющий путеводитель по современному состоянию , Издатели New Society: Gabriola Island, Британская Колумбия, Канада
• Флатау, Ричард (2012) Строительство Кордвуда: лучшая практика
• Грегуар, Р. (1983), Термическая эффективность стен из дров , Mother Earth News, 79 .
• Харт, Келли и Розана (2007), Кордвуд (веб-сайт Green Home Building) .
• Майнер, Р.Г. (1983), Домостроение и жилье , Новости Матери-Земли .
• Пьерке П., Бойер Дж., Уэльман П. (1998). Тепловые характеристики и воплощенная энергия стеновых систем для холодного климата. Журнал лесных товаров, Vol. 48, выпуск 6, стр. 53–60.
• Рой, Роб (июнь – июль 2003 г.), Очарование деревянного строительства , Новости Матери-Земли .
• Уиттон, В. (1998), Сравнительный экономический анализ методов строительства: каркас с каркасом, тюки соломы, кладка из глыбы и дров .

Внешние ссылки

• Школа строительства Эртвуда
• Ресурсный сайт Дейкрика
• Сайт строительства Кордвуда