Строительство каркасного дома из металлопрофиля своими руками

Тем, кто намерен строить здание из металлического профиля, требуется разобраться в нюансах возведения, рассмотреть плюсы и минусы технологии, а также главные этапы установки каркаса своими руками. Собственный дом – это не просто место, где можно жить, зачастую он имеет сакральное значение: уют, домашний очаг, место сбора. Естественное желание построить теплый, крепкий и надежный дом, образно выражаясь, свою «крепость». Как это сделать? Существует ли зарекомендовавшая себя технология, с помощью которой реально возвести каркасные дома из металлопрофиля своей мечты и своими руками?

Дом из металлопрофиля по каркасной технологии – это сборная конструкция из различных элементов, монтирующихся на стройплощадке в соответствии с разработанным проектом.

На самом деле, дома из металлического профиля являются упрощенными и уменьшенными вариантами небоскребов и других подобных построек.

Если при возведении больших зданий используется массивный стальной прокат, то для домов из металлопрофиля применяют легкие стальные тонкостенные конструкции (ЛСТК). Отличие только в размерах и несущей способности, материал изготовления остается одним и тем же – сталью.

Технология ЛСТК-проектов хорошо себя зарекомендовала и обладает очевидными преимуществами:

• материал имеет высокую прочность;
• небольшой вес удешевляет конструкцию и уменьшает нагрузку на фундамент, что дает возможность сделать его экономичнее;
• благодаря своему небольшому весу ЛСТК-каркас удешевляет транспортировку;
• при установке обеспечивает высокую точность;
• металлокаркас отличает высокая прочность. Он устойчив к гниению и таким разрушающим процессам, как грибок или плесень;
• простая технология установки каркасного дома из металлопрофиля позволяет все сделать своими руками;
• дает возможность строить дома со свободной планировкой и крупными пролетами;
• обеспечивает чистоту на стройплощадке.

При всем этом, металлоконструкции обладают своими недостатками:

• одна из главных опасностей – ржавчина, подверженность металла коррозии;
• в отличие от дерева, металл не задерживает тепло и легко пропускает холод;
• по причине высокой электропроводимости необходимо уравнивать потенциал;
  не подходит для установки тяжелых и объемных элементов;
• определенный риск при пожарах: сокращается время эвакуации людей из-за быстрого оплавления металлоконструкции при экстремальных температурах.

Однако, простота такого строительства, его высокая скорость – это очевидное преимущество ЛСТК.

Преимущества и недостатки

Эта технология все более популярной становится в европейских странах (в том числе северных), в Канаде и Америке. А все потому, что сталь не гниет, ее не едят насекомые. Металлокаркасное строение весит в несколько раз меньше дома из древесины (в два раза), и тем более, оно легче домов из кирпича и других подобных материалов. Небольшой вес здания — это меньшие затраты на фундамент, так как его параметры зависят от нагрузки, что еще больше снижает стоимость квадратного метра застройки. Обычно под такие дома ставят свайные, свайно-ростверковые или ленточные фундаменты. В среднем один квадрат площади стоит 4-5 тыс. рублей (без учета стоимости отделочных материалов).

Технология, по которой строят металлокаркасный дом называется — легкие тонкостенные стальные конструкции, или сокращенно ЛСТК. Легкий — не значит непрочный. Дома, возведенные по технологии ЛСТК, выдерживают землетрясения силой в девять баллов. Но это касается строений не выше 3-х этажей.

Еще одно преимущество стального каркаса перед деревянным — его прочности достаточно для того, чтобы выдерживать тяжелые кровельные материалы. Если вы решили использовать керамическую черепицу — пожалуйста. Только ее вес необходимо заложить при расчете параметров фундамента.

Сама конструкция пирога стены практически такая же, как у деревянных. Вся разница в используемом для каркаса материале и способе сборки.

Стена дома из металлопрофиля в разрезе

Как же быть с мостиками холода? Производители утверждают, что проблема решена. Современные термопрофили, из которых и строят частные дома, имеют разрезы, расположенные в шахматном порядке. Они препятствуют сквозному промерзанию элементов конструкции.

Так выглядит картинка «работы» термопрофиля

И хоть термопрофили действительно работают, все равно такой дом более холодный, чем деревянный каркасный. Тем не менее, проблему можно решить, сделав качественное утепление. При правильном исполнении «пирога» утепления со всеми мембранами (ветрозащитная паропроницаемая снаружи, пароизоляция внутри) металлокаркасный дом будет теплым и на отопление уходить будет не больше, чем в так называемых «теплых домах».

Для утепления можно использовать любой современный утеплитель — минеральные ваты, пенопласт, экструдированный пенополистирол, вспененное стекло, эковату. Самые лучшие характеристики у пеностекла, чуть хуже у экструдированного пенополистирола. Но они имеют солидную цену, хотя требуемая толщина в несколько раз меньше, чем минеральной ваты. В результате затраты на утеплитель получаются сопоставимыми.

Наиболее оптимальное сочетание качеств и цены у минеральной ваты. Удобнее работать с базальтовой. Она же имеет хорошие характеристики. Стекловолокно по характеристикам тоже неплохое, но с ней работать сложно. Шлаковата — самая дешевая, но она очень боится намокания, при ее использовании обязательно устройство вентилируемого фасада.

Вариант полной сборки дома на стальном каркасе (технология ЛСТК)

По приведенным выше причинам из всего многообразия чаще всего выбираю базальтовую вату. Она хорошо устанавливается в каркас, обладает хорошими теплоизоляционными свойствами, относительно недорога, к тому же является неплохим звукоизоляционным материалом, что для данной технологии важно.

Технология возведения

При выполнении работ своими руками важно действовать поэтапно. Начинают рассмотрение вопроса с разработки проектной документации.

Проектная стадия

Все конструкции каркаса изготавливаются на одном заводе по заранее заказанным размерам. Даже если планируется выполнение строительных работ своими руками, при проектировании потребуется помощь специалиста. Здесь у будущего владельца есть три варианта, которые отличаются по стоимости:

Вариант полной сборки дома на стальном каркасе (технология ЛСТК)

• выбрать из готовых проектов и заказать на заводе все необходимые для сборки элементы (самый дешевый);
• выбрать готовый проект и внести в него небольшие изменения (оптимальный);
• заказать разработку индивидуального проекта (самый дорогой).

Обычно в проект предусматривает следующий состав:

• планы этажей, кровли;
• фасады здания;
• 3-D модель дома (не всегда);
• необходимые чертежи и узлы для элементов каркаса.

Можно обойтись без помощи специалистов и разработать проект самостоятельно на основе типовых элементов металлокаркаса, но это сложная задача.

Возведение фундамента

При строительстве любого объекта работы начинают с фундаментов. Выбор типа опор делают на основе геологических данных участка. В большинстве случаев для легкого каркасного дома оптимальным выбором для возведения своими руками станут: мелкозаглубленный ленточный фундамент, свайно-ростверковый фундамент.

Первый тип позволяет ставить на фундаменты 1-2 этажные дома из легких материалов при хороших характеристиках грунта. Второй вариант подойдет для пучинистых грунтов с не очень хорошими прочностными характеристиками.

Сборка каркаса

С завода детали каркаса из ЛСТК поступают пронумерованными и отдельно упакованными. Это существенно упрощает процесс сборки своими руками. В комплекте имеются:

• вертикальные и горизонтальные профили каркаса с необходимыми отверстиями для инженерных коммуникаций;
• комплект креплений.

Детали поступают необходимой длины, ничего не нужно обрезать или подгонять. Процесс сборки своими руками напоминает детский конструктор. Нужно лишь пользоваться инструкцией производителя, устанавливать профили в проектное положение и закреплять предложенными соединительными элементами. На этом этапе сложностей возникнуть не должно, если действовать по инструкции и внимательно проверять маркировку элементов.

Важно! Для изготовления каркаса рекомендуется выбирать профиль Z-образного сечения, в котором предусмотрены канавки или перфорация. Такой элемент, хоть и изготовлен из «холодного» материала, позволить задержать тепло. Второе название такого элемента – термопрофиль. Это самый желательный вариант для частного жилого домостроения.

Утепление и ограждающие конструкции

Завершающим этапом сборки коробки здания станет обшивка каркаса. Работы здесь выполняются по той же технологии, что и для деревянных каркасных домов. Варианты обшивки:

1. Сборка конструкций своими руками. Наружная сторона металлокаркаса при этом обшивается профлистом или стекломагниевим листом, между стойками закладывается утеплитель. В качестве теплоизоляции можно использовать минеральную вату или экструдированный пенополистирол. При ограниченности бюджета можно рассмотреть более дешевый вариант – пенопласт. При использовании пенопласта или минеральной ваты потребуется укладка пароизоляции с внутренней стороны и гидроизоляции с наружной. Изнутри обшивку можно сделать гипсокартоном. Наружная отделка закрепляется на профлист.
2. Сэндвич-панели. Изготавливаются на заводе, там же их можно покрасить в нужный цвет. Упрощают и ускоряют процесс сборки. К достоинствам относят: устойчивость к агрессивным воздействиям внешней среды, к высоким температурам и возгоранию, высокие теплоизоляционные характеристики, экологичность и безопасность для человека. Еще одним плюсом станет то, что панели одновременно выполняют роль утепления и наружной отделки, снижая затраты на работы.
3. Теплоблоки. Современный материал, который представляет собой “кирпичики”, включающие в себя слой пористого керамзитного бетона, слой пенополистирола (пенопласта) марки 25 и облицовочный слой керамзитного бетона. Облицовка изготавливается из материала повышенной плотности и готова к окраске. Плюс технологии – одновременное создание теплозащиты и ограждающей конструкции. Швы кладки принимаются не более 5 мм. Обычный кладочный раствор для кирпича не может обеспечить выполнение этого требования, поэтому применяют специальные растворы или клей. Через каждые 4 ряда блоков требуется армирование для повышения прочности.

Армирование выполняют в горизонтальных швах сетками из проволочной арматуры. Диаметр проволоки – 3мм.

Внимательное отношение к работе на каждом ее этапе позволит построить надежный дом, который прослужит много лет.

Коровин Сергей Дмитриевич

Магистр архитектуры, закончил Самарский Государственный Архитектурно-Строительный Университет. 11 лет опыта в сфере проектирования и строительства.

Недостатки домов из металлокаркасов

Перед тем, как начинать строительство объекта согласно каркасной технологии надо взвесить все положительные и отрицательные характеристики таких домов.

Преимущества метода очевидны, но недостатки также имеются:

1. Прежде всего, следует отметить сложность проектирования. Довольно непросто определиться относительно нагрузок на профильные трубы в каркасных узлах, поэтому при возникновении проблем с проведением вычислений лучше обращаться за услугами к профессионалам. Они окажут помощь в определении допустимой величины нагрузки на один метр трубной продукции. Чтобы выбрать трубы, определить оптимальное сечение для них и толщину можно воспользоваться специальной программой – онлайн калькулятором для профильной продукции.
2. Еще немаловажный отрицательный момент – цена. Металлический материал имеет большую стоимость, если сравнивать с деревянным брусом. Каждый застройщик при выборе трубной продукции исходит из собственных финансовых возможностей, но специалисты советуют в этом случае не экономить и тем самым обеспечить прочность постройки на многие годы. Особенно, это касается применения каркасной технологии для жилого дома, а не для гаража.
3. Большой минус зданий из металлических каркасов заключается в том, что их сложно утеплить. Проблемы с теплоизоляцией связаны с тем, что эти конструкции способствуют проникновению холодного воздуха внутрь дома. В помещениях таких построек воздух остывает достаточно быстро даже, если интенсивно топить. Утеплять такой дом приходится очень качественно, причем как изнутри, так и снаружи. В результате чего предстоят дополнительные расходы.

Особенности устройства крыши каркасного дома

Крыша может изготавливаться различными способами. Один из вариантов – изготовление ферм из профтрубы. Массивность трубного проката, используемого для ферм, и технология их изготовления определяются выбранным кровельным материалом. Легкие ферменные конструкции, которые впоследствии будут покрыты сотовым поликарбонатом или ондулином, могут собираться на земле и в готовом виде подниматься наверх. При использовании в качестве кровельных материалов профнастила, шифера, металлочерепицы, фермы собирают и сваривают непосредственно на крыше.

Перед тем как построить дом из профильных труб, необходимо обратиться к специалистам, которые смогут определить целесообразность такого решения, составить проект с использованием труб оптимального сортамента, выбрать отделочные и теплоизоляционные материалы. С целью оптимизации затрат в каркасном строительстве домов, гаражей, теплиц, навесов часто сочетают профильные трубы с другими типами металлопрофиля.

Каркасный тип домов из металла

Основа данного типа домов полностью выпускается из металла. Из него выполняется каркас всех перекрытий, а также кровли и стен. Толщина используемых профилей, и их форма для каждого определенного случая своя, потому что они испытывают различные внешние нагрузки.

Данные постройки обладают определенными особенностями:

• облегченный металлический каркас для дома в значительной степени уменьшает массу строения;
• ускоренное время постройки: за счет прямолинейности стального профиля вам не понадобится уровень, специальный угольник, отвес и дрель;
• надежная изоляция защищает от тепловых перепадов.

При строительстве дома на основе стального каркаса применяют разные утеплители, и выбор их зависит от климатических условий. Металл не будет нуждаться в определенной обработке и окраске, он не подвержен усадке, не горит и не гниет, обладает повышенным сроком эксплуатации.

Его можно полностью утилизировать, при этом, не загрязнив окружающую среду и сохранив лес от вырубки.

Каркасный дом из металла возвести можно в любое время года и в различных климатических регионах.

Технология легкого стального каркаса подразумевает строительство небольших объектов. Как правило, возводят каркасные дома в один или два этажа.

Виды профилей для тонкостенных конструкций

Для возведения каркаса используют несколько видов металлических профилей. Каждый из них имеет определенное назначение и несет соответствующую нагрузку. Те, в основе сечения которых лежит буква “П”, называют швеллерами.

Использование С-образного профиля

С-образный профиль называют стоечным, так как чаще всего его используют в качестве вертикальных стоек при возведении наружных стен. Также он находит применение при монтаже кровли, внутренних перегородок и перекрытий.

С-образный элемент несет на себе большую продольную нагрузку, поэтому имеет два ребра жесткости – загибы на боковых стенках.

Средние размеры профиля:

• высота – 50-80 мм;
• ширина – 150-300 мм;
• толщина – 1-4 мм.

Исходная заготовка – сплошная балка из стали. Однако в ней могут быть выполнены технологические отверстия, например, для прокладки коммуникаций.

П-образный стальной профиль

П-образный профиль, соответствующую форму которому придают на станке, называют направляющим или стартовым. Именно к нему крепят вертикальные стойки наружных стен.

Его также используют при:

• монтаже стропильной системы;
• установке внутренних перегородок;
• усилении стеновых прогонов;
• сборке рамных элементов;
• устройстве подоконных перемычек.

Ширина швеллера колеблется в диапазоне 70-300 мм, толщина – 0,7-4 мм. Высота боковых полок обычно составляет 50-65 мм.

П-образный элемент металлокаркаса для дома также может быть сплошным или перфорированным, с отверстиями для коммуникаций.

Шляпный (ПШ) или омега-профиль

Шляпный профиль широко применяют при монтаже вентилируемых фасадов, устройстве обрешетки под кровельное покрытие и облицовку наружных, внутренних стен. Крепление выполняют непосредственно к стойкам каркаса.

Обычно толщина шляпного профиля меньше, чем у несущих элементов ЛСТК, и составляет 0,7-1,5 мм. Однако этого достаточно, чтобы выдержать вес черепицы, профнастила и других облицовочных материалов. А вот высота колеблется в пределах 28-61 мм.

Обратите внимание, что перфорация может быть нанесена только на боковые полки профиля.

Z- и сигма-профиль для металлокаркаса

Z-профиль играет немаловажную роль в железном каркасе жилого дома. Его используют в качестве несущих прогонов при устройстве кровли, направляющего в вентилируемом фасаде и при сборке стенового “пирога” с утеплителем.

При строительстве кровли Z-профиль с успехом заменяет сдвоенную С-образную балку. Он обеспечивает высокую несущую способность этой части строения даже с учетом снеговой нагрузки.

Ширина основной полки составляет 100-300 мм, высота боковых полок – 40-80 мм, а величина их загиба – 10-20 мм.

Сигма-профиль при возведении каркасного дома используют в качестве ригеля и колонны. Благодаря своей форме, он обладает повышенным сопротивлением на изгиб. Рассчитан на высокие нагрузки, подходит для сооружения больших пролетов.

Ширина балки колеблется в пределах 80-300 мм, высота боковых полок составляет 40-80 мм, а их загиб 10-20 мм.

Термопрофили – в чем их особенность

Термопрофили – это перфорированные балки из оцинкованной стали. Перфорацию выполняют в виде сквозных прямоугольных отверстий, расположенных вдоль них в шахматном порядке. Толщина таких балок обычно не превышает 2 мм.

Наличие отверстий усложняет путь теплового потока, сводит к минимуму число “мостиков холода”. При использовании термопрофилей теплопроводность металла снижается до 80-90%. Утепленные минеральной ватой и обшитые гипсокартонным листом наружные стены металлокаркасных зданий демонстрируют отличные тепло- и шумоизоляционные качества.

Профильная труба или стальной профиль – что лучше

Что выбрать для дома на металлокаркасе: профильную трубу или стальной швеллер? Этот вопрос неизменно встает перед большинством строителей, особенно, неопытных. И при ответе на него важно понимать принципиальную разницу между этими двумя деталями.

Для возведения ЛСТК обычно используют трубу с квадратным (100х100 мм) или прямоугольным (80х40 мм) сечением. Благодаря замкнутому контуру, она удобна в работе, но при этом имеет несколько существенных недостатков.

• Если открытые торцы трубы ничем не защищены, внутри она быстро поддается воздействию влаги, ржавеет.
• Для соединения труб понадобятся крепежные элементы большой длины. Это повлечет дополнительные денежные расходы.
• Показатель жесткости труб на изгиб меньше, чем у швеллеров.

Таким образом, использование профильных труб в качестве основного элемента каркаса жилого дома представляется спорным. Однако они прекрасно выполняют функцию стоек при возведении малогабаритных строений – ангаров, гаражей и др.

Чтобы возвести дом, можно воспользоваться различными предложениями, в частности использовать для этих целей уже готовый каркас, производимый многими строительными фирмами. Создатели предусмотрели в таком сооружении достаточно простой способ крепления, когда все детали могут быть соединены между собой болтами.

Но, если заняться изготовлением каркаса своими руками, такой вид соединения деталей использовать будет нельзя, в данном случае лучше применять сварочную технику.

Скрепление всех деталей каркасной конструкции с помощью сварочного аппарата нужно производить очень качественно и особой тщательностью. Иначе сооружение не будет отличаться прочностью и прослужит совсем короткое время. Кроме того нужно внимательно следить за верным расположением привариваемых друг к другу частей. Проверять положение деталей необходимо при помощи уровня и следить за тем, чтобы вертикальные элементы располагались строго вертикально, а горизонтальные, соответственно строго горизонтально.

Нужно учесть, что лучшим местом проведения сборки каркаса и иных действий по монтажу будет непосредственно участок, отведенный под будущий дом.

Выделяются несколько ступенек монтажных работ при возведении жилого сооружения из профилированных труб:

1. сначала на фундамент укладываются брусья или другой материал, это будет нижняя обвязка. Это сделает сооружение устойчивым и надежным.
2. затем на угловых соединениях будущего жилища устанавливают стойки, соединяя их путем сварки с нижней обвязкой.
3. формируются стены будущего помещения устанавливаются вертикальные стойки. Они должны находиться на расстоянии, которое будет меньше, чем ширина материала, предназначенного для изготовления стен.
4. формируется верхняя обвязка, которая также с помощью сварки соединяется с вертикальными стойками.
5. привариваются распорки, придающие прочность стенам и надежность, и устойчивость полностью всему каркасу.
6. монтируются половые лаги и перекрытия между этажами.

Трубы с большим сечением и большей толщиной стенок должны применяться в изготовлении частей каркаса, на которые придется основная нагрузка. Скорее всего, это буду элементы нижней обвязки и вертикальных стоек. На распорки же нагрузка будет меньше, а значит, в данном случае можно использовать трубы меньшего сечения.

Укладывая половые лаги и перекрытия между этажами нужно не забывать, что расстояния между деталями должно быть небольшим, не более шестидесяти сантиметров. Если превысить такие параметры, между перекрытиями будет образовываться сильный прогиб пола.

Монтаж ЛСТК – собираем конструктор!

Строительство дома из ЛСТК действительно похоже на сборку конструктора для детей. Перед монтажом создается проект будущего дома – в проекте продуманы все мелочи, вплоть до того, где будет установлена мебель и бытовая техника. Очень желательно, чтобы, помимо чертежа, был разработан и 3D-проект дома – так заказчик воочию увидит дом.

После оформления проектной документации происходит передача чертежей на производственную линию. Детали каркаса изготавливаются по отдельности, пронумеровываются, упаковываются и отправляются на место строительства. Готовые профили уже имеют отверстия для креплений и инженерных коммуникаций. Соединительные элементы также идут в комплексе.

С термопрофилем сложнее – в большинстве случаев строителям предлагаются уже готовые размеры и формы, которые следует учитывать при проектировании. Лучше всего не менять существующую длину, ничего не резать и не укорачивать. В любом случае, каждая деталь упаковывается и маркируется, согласно чертежам проекта дома. Строителям не придется подбирать детали – нужно лишь скреплять профили своими руками, согласно маркировке отдельных деталей. Такой подход существенно ускоряет процесс строительства.

Строительство из ЛСТК вызывает все больше интереса у современных потребителей, благодаря одному важному достоинству – возможности свободной планировки. Легкие фермы позволяют создать пролеты вплоть до 14 метров длиной без дополнительных элементов, отвечающих за поддержку. Помещения внутри дома получаются очень просторными, свободными, наполненными воздухом.

Следует помнить, что чем больше комнаты, тем сложнее их будет отопить, соответственно, тем лучше своими руками следует утеплить стены. Лучше всего себя зарекомендовали негорючие минераловатные плиты, а также влагоустойчивый пенополистирол, эковата. ЛСТК хоть и не слишком дружат с другими конструкционными материалами, зато легко поддаются отделке, будь то блок-хаус, имитирующий оцилиндрованное бревно, или керамогранит, который придаст зданию вид основательного строения.