Итак, что же такое нагель? Проще говоря, нагель - это штырь (крепёж), выполненный из дерева или метала. Нагеля бывают круглого, квадратного или прямоугольного сечения. Основная задача нагеля - предотвращение смещения друг от друга строительных конструкций, в частности брусов (брёвен) в срубе. Для изготовления деревянного нагеля, как правило, используется более плотная древесина (например берёза) без сучков и внешних изъянов с желательно меньшей влажностью на 4-5%. Поверхность нагеля должна быть гладкой, чтобы он позволял беспрепятственно усаживаться венцам сруба.
Сама технология сборки домов без единого гвоздя с использованием деревянных нагелей известна с древних времён. Немало таких построек хранит исторический комплекс Кижи, демонстрируя профессионализм древних зодчих. На Руси нагеля назывались куксами, и выполняли абсолютно ту же роль. Название нагель (nagel) пришло к нам в 17 веке из Германии вместе с деревянным кораблестроением. Деревянные нагеля помогали плотно состыковать корабельные элементы. При набухании от морской воды нагеля плотно заполняли монтажные отверстия, препятствуя протечкам. Попытки использовать металлические нагеля не увенчались успехом, т.к. морская соль пагубно сказывалась на металле, разъедая его в первые годы эксплуатации судна. Так в наш обиход плотно вжился именно деревянный нагель, вытеснив металлического собрата. В прочем, зря, ведь прочностные характеристики железа в разы выше.
Монтаж нагелей круглого сечения
Как писалось ранее, основная задача нагеля - предотвращение поперечного смещения венцов относительно друг друга. Отверстия для нагеля выполняется строго вертикально, дабы исключить зависание венцов сруба и не препятствовать плотной усадке. Диаметр отверстия и нагеля подбирается так, чтоб нагель не болтался и не входил туго. Загнанный в тугую нагель может препятствовать усадке сруба. Длина нагеля рассчитывается из толщины двух венцов, при том, она должна быть на пару сантиметров меньше длины отверстия. Первый нагель устанавливается на расстоянии 50 см от угла сруба. Все последующие нагеля монтируются с шагом 1,5-2 метра. На всех последующих рядах нагеля монтируются в разбежку, исключая совпадения с предыдущими венцами.
Сборка сруба на нагеля квадратного сечения - достаточно редкий случай, ввиду сложного подбора комфортного сочетания толщины нагеля и диаметра отверстия. Сама же технология монтажа квадратных нагелей полностью идентична технологии монтажа круглых нагелей.
Монтаж плоских (прямоугольного сечения) нагелей
Отличительной особенностью данной технологии является более частое расположение нагелей с шагом в 50-60 см в разбежку, чередуя отверстия по уличной и внутренней сторонам. Отверстия выполняются бензопилой и выпиливаются на всю ширину цепной шины. В качестве нагелей используются деревянные полоски из доски или фанеры. Данная технология является более бюджетной и простой в монтаже, так как стоимость комплекта нагелей значительно ниже стоимость круглых берёзовых нагелей заводского изготовления.
– представляют собой штыри, используемые во время строительства деревянного дома для того, чтобы предотвратить смещение строительных элементов друг относительно друга. Конструкция из бруса, какой бы хорошо высушенной она не была, всегда подвержена деформации.
Нагели бывают круглой и прямоугольной формы, они могут быть сделаны как из металла, так и из дерева. Главным требованием к нагелю является гладкость его поверхности. На нагеляхиз дерева не происходит образования конденсата, если имеется разница температур, как на металлических нагелях, кроме того, они не ржавеют. Нагель установленный в стену из бревна, препятствует вращению бревен время усадки дома.
Виды деревянных нагелей.
По сортам древесины используются твердые породы, по сечению могут быть круглыми и квадратными.
Под квадратные нагели сложно проделывать отверстия в бревнах, именно этим объясняется их редкое использование.
Круглые нагели вытачиваются на токарных станках по дереву, для этого используется только сухая древесина высшего или первого сорта, без видимых дефектов и грибковых повреждений. С минимальным количеством сучков, с нормальным строением древесины. Диаметр нагеля подбирается с учетом параметров бревен, но в любом случае он должен быть более 2,5 см.
Металлические нагели одни рекомендуют применять их наряду с деревянными крепежами, другие советуют отказаться то последних. Металлический нагель бывает как цельным, так и пустым внутри, очень часто штыри используются прямо из отходов строительства – кусков арматуры и труб.
Устройство стены с нагелями.
Деревянные нагели не могут удерживать верхние слои древесины от кручения.
В процессе естественной усадки штыри начинают выходить из отверстия и шататься.
Нагель из дерева препятствует нормальной установке утеплителя.
В случае использования деревянных крепежей исчезает возможность применения
пружинных стяжек, которые очень хорошо себя зарекомендовали при сборке
конструкций из бруса.
Следует тщательно изучить технику установки железных конструкций, чтобы не повредить материал. Нужно иметь в виду, что слишком тонкие штыри будут болтаться в отверстиях, а слишком толстые приведут к трещинам и разломам. Нагели для бруса крайне важный компонент строительства, к этому этапу надо подходитьвзвешенно.
Технология сборки стен на нагели из дерева.
Нагели в строительстве домов из бруса. Нагели должны быть такой длины, чтобы можно было захватить 2 венца. Вначале с помощью нагелей скрепляются первые 2 венца, затем на них укладывается следующий ряд брусьев и сверлится отверстие на глубину 2-х венцов для захвата верхнего бруса. Нужно помнить, что отверстия для штырей должны быть просверлены только вертикально, в противном случае деревянный стержень будет создавать препятствия для скольжения бруса при усадке.
Отступ от угла 1-го нагеля равен примерно 50 см, остальные штыри располагаются на расстоянии 1,5-2 метра. В брусья нагели забиваются с небольшим усилием молотком или деревянной киянкой, при этом нужно оставлять примерно один сантиметр пространства между дном отверстия и концом штыря.
Но все таки возникает вопрос: гвозди или нагеля, что лучше?
Положительные качества нагеля заметили, когда строили старинные лодки. Морская вода приводила к коррозии металлические соединения, а нагеля из дерева намокали и расширялись. Протечки не образовывались, соединения становились герметичными. Заметив это, нагель стали применять при строительстве деревянных домов.
Собирать стены из бруса по стоимости дешевле и быстрее из гвоздей. Но они ржавеют, легко сгибаются и не так надежно держат вертикальные брусья, как деревянные нагели.
Соблюдая технологию строительства деревянных домов с использованием нагелей, можно полностью избежать таких проблем, как возникновение щелей между венцами и кручение древесины. Деревянный дом, в строительстве которого были использованы нагели из древесины, будет радовать своих владельцев не одно десятилетие ровными и гладкими стенами.
Нагель – что это такое? В переводе с немецкого просто «гвоздь». Изначально так назывались деревянные гвозди, используемые для крепления брусьев и бревен при строительстве домов.
Ещё в старину деревянные нагели использовали для постройки парусных лодок, которые хорошо себя зарекомендовали, поскольку, в отличие от металлических нагелей, которые ржавели от морской воды, деревянные разбухали, не давая протечки, соединение уплотнялось и становилось герметичным. Это полезное свойство деревянного нагеля стали впоследствии использовать и в деревянном домостроении.
Но некоторые строительные фирмы, в погоне за удешевлением строительства, желая сэкономить, вместо деревянных нагелей используют металлические, чего делать категорически не рекомендуется! Главный недостаток металлического нагеля в древесине заключается в том, что он чересчур прочен и не дает сдвигаться брусу при усадке, прочно удерживая его в первоначальном положении, препятствуя усадке. Металл также обладает свойством высокой теплопроводности, а дерево, наоборот – низкой. Таким образом, разница в теплопроводности приводит к образованию т.н. «мостиков холода» в брусе, отчего образуется конденсат, который, в конце концов, приводит к коррозии металла, образуются ржавые подтеки на деревянных стенах сруба.
Работа с металлическими нагелями намного удешевляет и упрощает строительство, что на руку недобросовестным застройщикам. Но строительные компании, которые заботятся о своей репутации и строят качественные и , никогда не будут использовать эти дешевые методы в возведении деревянных домов и используют хоть и трудоемкие в работе, но качественные детали – деревянные нагели.
Плотность деревянных нагелей должна быть из твердолиственных пород, т.е. выше, чем у древесины, которая используется при возведении дома, поэтому плотники из компании «Дома и бани от Вани» используют березовые нагели. Кроме того, влажность деревянных нагелей должна быть ниже, чем у бруса, чтобы после выравнивания влажности в соединениях посадка не ослабла.
Нагели в срубе крепятся в шахматном порядке на расстоянии около 2м, но с отступлением от углов не менее 20см. Отверстия в брусе сверлятся вертикально, строго по центру деревянного бруса, на 2-3 см глубже, чем длина деревянного нагеля. Затем при помощи киянки, ударами небольшой силы, нагель вколачивают в отверстие. Гладкие цилиндрические деревянные нагели по диаметру должны совпадать с диаметром отверстия. Таким образом, получается хорошее сцепление в срубе при усадке.
При соблюдении технологии нагельной сборки, конструкция деревянного дома будет прочной и долговечной.
Нагель используется при строительстве деревянных домов. Бревна или брусья в срубах крепятся между собой не только перевязкой в углах и не только за счёт перерубов в Т-образных примыканиях. Для обеспечения целостности конструкции также используют нагели – специальные крепежные элементы, соединяющие соседние венцы.
Дерево – прекрасный строительный материал, но подверженный усушке, которая может длиться месяцами, при этом усадка деревянного дома порой достигает 3-5% высоты. При этом пиломатериалы могут растрескиваться и коробиться. Соответственно, существует вероятность того, что венцы разойдутся, возникнут перепады на плоскостях. Все эти неприятности предотвращаются с помощью нагелей или как их еще называют — шкантов.
Смысл использования шкантов в том, чтобы предотвратить смещение бревен/брусьев в горизонтальной плоскости, но обязательно не препятствуя при этом вертикальной усадке. Нагель деревянный стабилизирует и направляет усадку, работает примерно как окосячка в проемах.
Деревянные или металлические нагели
Иногда отдают предпочтение нагелям из металла. Это могут быть длинные гвозди, арматура, прут, квадрат или трубы. Однако на практике металлические шканты часто себя не оправдывают, они ржавеют, изгибаются, стопорят венцы при усадке.
В продаже имеется специальный металлический крепеж, который более эффективно выполняет роль нагелей. Речь идет о глухарях с пружиной , пружинный узел – удачное решение для фиксации слабонагруженных верхних венцов.
Впрочем, чаще покупают все же деревянные шканты. При правильном использовании, они не мешают усадке дома, выбор в пользу дерева гарантирует отсутствие конденсата внутри стен, исключает появление мостиков холода.
Размеры и выбор древесины
Нагель не обязательно должен быть круглым – существуют прямоугольные и многогранные . Однако наиболее востребована продукция в виде шестов с круглым сечением. Фасовка осуществляется в пачки по 25-50 штук, длина каждого хлыста в которых — 1000-1200 мм. На объекте хлысты режут под нужную длину. Покупателям обычно предлагают два варианта диаметров нагелей: 25 и 30 мм. Первый диаметр нагеля подходит для бревен толщиной до 300 мм, второй для более массивных стен.
Среди пород древесины производители чаще всего используют березу, поскольку сосна не обладает достаточной прочностью для этих целей, а дуб и бук стоят слишком дорого.
Качество нагелей
При покупке важно обратить внимание на следующие нюансы:
- У хлыстов должно быть четкое круглое сечение, отклонения диаметра не допустимы. Сужения и расширения – это признаки брака, а бракованный шкант не зайдет в отверстие или неплотно сядет в нем;
- Недопустимо наличие сильных искривлений, но небольшие коробления допускаются, поскольку метровый хлыст будет резаться на несколько частей;
- Недопустимы глубокие трещины, сквозные и гнилые сучки. Дерево должно быть здоровым, не пораженным грибком или гнилью;
- Остатки обзола допускаются, если его площадь незначительна, а кора отсутствует.
Что касается влажности древесины нагеля, то в идеале она должна совпадать с влажностью бревна или бруса. Главное не купить шканты из сырого пиломатериала, иначе они станут слишком тонкими после усушки.
Особенности использования нагелей
- Нагелями скрепляют бревна или брусья попарно (иногда по 3 венца). В верхнем венце просверливается сквозное отверстие, переходящее в глухое нижнее;
- Оптимальное расстояние между нагелями – 1-1,5 м, максимальное – 2 м;
- Отверстия обязательно сверлятся по краям каждого бревна или бруса, даже если деталь длиною всего, например, в метр. Короткие детали крепятся минимум двумя шкантами;
- Выбирая место для крайнего отверстия, необходимо делать отступ от края детали — 200-300 мм;
- Нагели разных ярусов располагают в шахматном порядке;
- Отверстия сверлятся глубиной примерно в 150-180% высоты бруса или бревна. Нагели после нарезки должны быть примерно на 20-30 мм короче;
- При выборе диаметра отверстия необходимо обеспечить, чтобы крепеж забивался плотно, но легко. Поэтому диаметр сверла выбирают равным диаметру шканта. Слишком плотное соединение помешает венцам осесть в процессе усадки, слишком свободное – может нормально не сработать, не выполнить свою задачу;
- Для сверления нужно иметь мощную дрель с винтовым сверлом, хорошо выводящим стружку;
- При сверлении важно держать строго вертикальное направление. Иногда перед этим приходится слегка подравнивать венцы, используя шнур-маяк или другой подобный инструмент;
- Сверление производится через центральную ось стенового материала, отклонения в сторону и наклоны недопустимы;
- Заколачивать нагели удобнее, когда просверленная деталь немного нагружена, для этого на стену может встать рабочий. Если верхний элемент стены все равно приподнялся, его нужно немного осадить с помощью ударного инструмента;
- Шкант сначала заколачивается заподлицо с поверхностью, а затем утапливается еще примерно на 20 мм., с помощью добойника. Нельзя заколачивать нагель до упора или, игнорируя утапливание добойником, подрезать его по месту. Важно соблюдать технологию, тогда после усадки верхние бревна не будут упираться в торчащие нагели, и не появятся щели между венцами.
Древесина широко используется в качестве материала для наружных ограждающих конструкций. Особенно популярным в последние годы становится профилированный брус. Из него возводят дома для круглогодичного проживания и постройки иного назначения.
Нагели применяются как один из самых надежных способов соединения элементов при возведении стен. Они обеспечивают достаточную жесткость конструкции, оставляя возможность для нормальной усадки.
Правильный монтаж нагеля позволит надежно соединить отдельные элементы в единую систему с необходимыми свойствами. Существует подробная инструкция по применению такого крепежа, точное выполнение которой даст возможность добиться желаемого результата. Квалифицированные мастера плотники хорошо знают специфику использования этих соединительных элементов.
Основные понятия и назначение нагеля
Древесина – материал природного происхождения с неоднородной внутренней структурой. При высыхании происходит не только пропорциональное изменение объема, но и некоторая деформация. Степень ее определяется взаимным расположением волокон, годовых колец и другими факторами. Вследствие этого происходит усадка материала с образованием зазоров между элементами, растрескивание и иные неприятные явления.
Нагель для бруса представляет собой крепежный элемент круглого или квадратного сечения. Он предназначен для разъемного соединения двух соседних деталей. Нагель может изготавливаться из древесины твердых пород или металла преимущественно стали .
Геометрические размеры применяемого крепежа должны соответствовать брусу. Малое его сечение и длина не обеспечат необходимой жесткости конструкции, а слишком большое может привести к разрушению.
Металлический нагель может быть цельным или пустотелым, а сечение его, как и в случае с деревянными – квадратным или круглым. Зачастую для экономии средств они изготавливаются из наличных или подручных материалов: стальной арматуры, водопроводной трубы и металлопроката. Неправильное применение данного вида крепежа может вызвать повреждения такого достаточно дорогого материала как профилированный брус.
Под нагели высверливаются глухие отверстия соответствующего диаметра в обеих соединяемых деталях. Количество и расположение точек крепления определяется в соответствии с требованиями руководящих документов в частности СНиП 2.01.07-85. В работе используется специальная дрель для сверления бруса под нагели с необходимыми приспособлениями и сверлами необходимого диаметра.
Изготовление и применение нагелей в строительстве домов из бруса
Важно!
Наилучшим материалом для нагелей по утверждению мастеров является береза.
Изготовление нагелей из древесины
Цилиндрическая форма этого соединительного элемента представляет собой классическое тело вращения. Соответственно для его производства наиболее пригоден токарный станок с набором соответствующих резцов. В качестве заготовок используются пиломатериалы, высушенные до определенной влажности. Предпочтение отдается наружным частям ствола, где плотность древесины выше, а значит, она способна выдержать большие нагрузки.
Нагели можно изготовить своими руками при наличии в домашней мастерской нужного оборудования.
Порядок выполнения операций следующий:
- подбираем заготовку подходящего размера и формы, древесина не должна иметь трещин, глубоких повреждений, сучков и тому подобное;
- устанавливаем ее в приемное устройство станка и тщательно закрепляем в строгом соответствии с руководством по использованию;
- запускаем двигатель и при помощи резца придаем заготовке цилиндрическую форму;
- по мере снятия стружки производим измерение диаметра при помощи штангенциркуля;
- по достижении потребного показателя обрезаем заготовку на определенную длину и делаем фаску; (см. также статью )
- снимаем готовое изделие со станка и повторяем все описанные действия для следующей заготовки.
У квалифицированного столяра на изготовление одного нагеля при наличии всего необходимого уйдет всего несколько минут. Неопытный мастер затратит больше времени, но практика показывает, что необходимый навык нарабатывается достаточно быстро. Цена изделий собственного изготовления будет минимальной.
Совет!
Обратите внимание, что при работе на токарном станке нужно использовать очки для защиты глаз от попадания стружки.
Применение нагелей при возведении стен из бруса
Порядок выполнения операций по сборке домов определяется технологией.
Установка нагелей в брусе производится следующим образом:
- по нижней детали наносятся метки точек крепления, их количество и расстояние между ними рассчитывается согласно нормативной документации;
- отверстия под нагели должны располагаться строго по осевой линии бруса и быть перпендикулярными к его наружной поверхности;
- для сверления используется дрель со сверлом, во время работы ее следует удерживать двумя руками, а положение тела должно быть устойчивым;
- оптимальным будет применения инструмента со специальной насадкой, которая обеспечивает потребное его положение по отношению к брусу, это позволит существенно ускорить работу;
- суммарная глубина отверстий должна быть несколько большей, нежели длина нагеля, что обеспечит необходимый тепловой зазор. (см. также статью )
Сборка профилированного бруса на нагеля осуществляется следующим образом:
- в высверленные заранее отверстия нижнего бруса вставляются соединительные элементы и осаживаются при помощи деревянного молотка – киянки;
- следующую подготовленную деталь поднимают вдвоем с помощником за края и переворачивают отверстиями вниз;
- совместив отверстия с нагелями, брус надевается на них и осаживается до упора.
Полезный совет!
При выполнении такой операции как сборка бруса на нагеля сложно добиться совмещения отверстий с крепежными элементами.
Упростить действие поможет привлечение еще одного помощника, который направит брус с большой точностью.
Для снижения трения при выполнении сборки опытные мастера используют мыльный раствор.
Надежное крепление бруса нагелями, тем не менее, должно иметь и некоторую степень свободы. При высыхании древесины изменение формы и уменьшение объема неизбежны, как и тепловое расширение при нагревании. Материалу оставляют некоторую степень свободы для компенсации изменения линейных размеров.
Заключение
Нагеля для бруса из твердых пород древесины представляют собой самый оптимальный вариант соединительного элемента для возведения строений. Они обеспечивают необходимую прочность ограждающей конструкции и не допускают коробления отдельных ее элементов.
Видео в этой статье поможет получить точное представление о процессе изготовления и применения этого вида крепежа.
