Лиственница и кедр: дуэль под стропилами

Выбор породы для стропильного каркаса задаёт ресурс кровли ещё на этапе эскиза. Лиственница и сибирский кедр — две породы с разным характером, правильная расстановка акцентов выводит на заданный срок службы без перерасхода.

Плотность против смолянистости

Лиственница демонстрирует среднюю плотность 630–680 кг/м³. Высокая концентрация лактонанаровых смол снижает водопоглощение до 8 %. Из-за такой густоты волокон срезы остаются острыми, а пиломатериал держит крепёж без прокручивания. Кедр легче — 410–450 кг/м³. Эфиромаслянные включения придают аромат, повышая бактериостатичность, но проколы саморезами выполняются мягче, поэтому шайбы под головки исключают продавливание в ломких зонах.

Сопротивление гниению

Коэффициент гниестойкости R_d у лиственницы – 0,32, у кедра – 0,28 (чем ниже, тем выше стойкость). Вода, столкнувшись с кедровой смолой, испаряется быстрее, однако лиственница реагирует резким ростом тангенциальных напряжений, блокируя спорообразование грибов. Для карнизных свесов, где конденсат задерживается дольше, лиственница оправдывает закладку средств. Вентилируемое чердачное пространство опирается на кедровую раму без риска усадки при переменном режиме отопления.

Активная влагодинамика

Лиственничная доска набирает влажность ступенчато: γ = 0,3 % на один процент относительной влажности воздуха. Величина оставляет зазор для «крипового» смещения — временного ползучего удлинения. Кедр реагирует плавнее, параметр γ держится в коридоре 0,18–0,21 %. Это ключ к жёстким опорным узлам. При расчёте шага стропил коэффициент колебаний m_s повышают на 7 % у лиственницы, придерживалют на 3 % у кедра, чтобы добиться идентичного прогиба L/250.

Технология соединений

Фибриллярная структура лиственницы любит острый угол реза 12°, иначе волокно выкрашивается. Пазы под металлические зубчатые пластины штампуют гидравлический пресс-формой с усилием 55 кН. Кедр режут при 22°, а пластины забивают киянкой: мягкая текстура нивелирует микротрещины. При склейке ламелей на меламиноформальдегидном клее удельное нанесение — 210 г/м² для лиственницы, 180 г/м² для кедра, чтобы не допустить «клей-голод».

Термическая инерция

Лиственничные стропила дают фазовый сдвиг температуры 9 часов при амплитуде наружного колебания 16 K благодаря большой теплоёмкости 2,3 кДж/(кг·К). Кедровые элементы прогреваются быстрее, сдвиг не превышает 6 часов, зато возврат тепла идёт равномерно, снижая вероятность точечного конденсата на внутренней обшивке.

Акустические нюансы

У лиственницы модуль сдвига G достигает 950 МПа, что повышает собственную частоту изгиба 240 Гц при пролёте 5 м. На кровле металлочерепицы такой каркас подсказывает звонкую «маримбу» во время ливня. Кедр с G ≈ 620 МПа понижает частоту до 170 Гц, создавая глухой, менее утомляющий фон.

Экономика материала

Коэффициент полезного выхода из бревна у лиственницы — 0,48, отход идёт на топливные гранулы. Кедр выдаёт 0,55, но логистика из северных районов повышает цену кубометра. В итоге стропильный комплект 150×50 мм при односкатной кровле 100 м² обойдётся: лиственница — 84 тыс. руб., кедр — 91 тыс. руб. (ценовой индекс IV квартал).

Лиственница подходит для влажных, ветреных побережий и высоких снеговых нагрузок: требуются пплотность, жёсткость, абразивная стойкость. Кедр предпочитает континентальный климат, лёгкую кровлю, благоухающий интерьер. Сочетание двух пород в комбинированной ферме, где силовые пояса выполнены из лиственницы, а раскосы и стойки из кедра, балансирует массу и биостойкость, открывая конструктору гибкий инструмент оптимизации.