Построенное из натурального дерева здание в первые месяцы немного оседает, венцы «прилегают» друг к другу, деформируются под действием собственного веса и тяжестью расположенных выше элементов конструкции. Этот процесс называется усадкой и напрямую связан с высыханием древесины, то есть испарением влаги и волокон материала.
Древесина: сухая или естественной влажности
Непосредственно после спила материал имеет естественную влажность, соответствующую влажности живого дерева. В зависимости от условий произрастания, климата, сезона заготовки содержание влаги в древесине может составлять 50…100% (массовая доля вычисляется по отношению к тому же объему совершенно сухой древесины). Если бревна сплавляли по реке или они длительное время находились во влажной среде, процентное содержание воды может превышать 100%.
Содержащаяся в древесине влага условно делится на:
- свободную – находящуюся между клетками;
- связанную – она связана химическими соединениями и составляет большую часть тела клеток;
- гигроскопичную – проникшая через кору внешняя влага.
При усушке в первую очередь испаряется гигроскопичная, потом свободная жидкость. Связанная сохраняется дольше всего. При этом окоренное дерево сохнет быстрее, чем ствол в коре, строганое и пиленое – быстрее, чем лес-кругляк. Соответственно, сруб, выполненный из кругляка или бруса, будут иметь разные сроки усушки. Различается также конечный объем пиломатериалов, причем усушка по длине минимальна, максимально изменение в тангенциальном и радиальном направлении.
Высыхание и деформация
Выпиленные из разных фрагментов бревна за счет усушки могут менять не только объем, но и форму. Брус или доски «естественной влажности» в срубе могут приобрести винтообразную, дугообразную форму, покоробиться или треснуть. При этом возможная деформация и расположение трещин зависит от того, из какой части ствола выпилена доска или брус.
Под действием нагрузки от расположенных выше венцов деформация может уменьшиться, если имеется плотный контакт по всей плоскости, фактически верхние конструкции выполняют роль пресса. Если же нагрузка не распределенная – например, на середину балки или один край бруса – деформация увеличивается вплоть до разрушения элемента.
Полная усадка сруба: факторы и их влияние
Помимо усушки и деформации древесины, учитывается также уплотнение межвенцового уплотнения под давлением. Чем более влажный и рыхлый уплотнитель, тем сильнее он уплотняется. Таким образом, полная усадка срубной постройки, доходящая до 10…15% высоты, включает:
- изменение диаметра (толщины/высоты) бревен или бруса 2…14%;
- «спрессовывание» древесины под общим весом конструкции – 0,2…3%;
- уплотнение межвенцового уплотнителя – до 5%.
Таким образом, трехметровая стена может «усесться» на 15…45 см, двухэтажный или мансардный сруб – на 30…90 см. При недостаточном качестве леса и использовании только что заготовленных пиломатериалов общая усадка может превысить метр (для строения высотой более 6 м), что приведет к перекосу стропильной конструкции, нарушении геометрии внутренних перегородок, перекрытий.
Заключение
Избежать неприятных сюрпризов со значительной усадкой сруба можно, для этого необходимо выбрать качественные, прошедшие камерную или длительную естественную сушку пиломатериалы, и соблюдать проверенную временем технологию сборки на нагеля и системы шип/паз.