Сегодня я перехожу к самому основному элементу жилого дома - его ограждающим конструкциям. Если все элементы, описанные раньше фундамент и каркас обеспечивали устойчивость и прочность конструкции, то ограждающие конструкции призваны обеспечить комфортные условия проживания, микроклимат, защиту от внешних погодных условий от жары и от холода. Все это в значительной мере влияет на эксплутационные характеристики постройки. Понятно, что обеспечить зимой тепло, а летом прохладу можно и в случае выполнения стен из фанеры, но сколько это будет стоить вопрос совсем другого порядка.
Опираясь на название к ограждающим конструкциям можно отнести все, что отделяет наши нежные "тушки" от сурового наружного климата. Это стены и конструкции, заполняющие проемы в них - окна и двери. Технически, к ограждающим конструкциям можно также отнести и кровлю, но в связи с ее достаточно сложной конструкцией, множеством типов и дополнительными требованиями по прочности и устойчивости к внешним факторам я рассмотрю конструкции кровли в отдельной статье.
Стены жилого дома. Какие основные функции, связанные с обеспечением комфорта выполняют стены:
1. Защита от тепла и холода, то есть обеспечение должного сопротивления теплопередаче.
2. Защита от проникновения влаги, намокания.
3. Стойкость к ультрафиолету.
4. Хороший внешний вид, декоративные характеристики.
Немного теории. Какое свойство конструкции защитит нас от потерь тепла. Ответ есть в курсе физики. Этот параметр называется теплопроводность. Характеризует он количество тепловой энергии проходящей через единичное сечение материала в единицу времени при разнице температур в 1 градус. Теплопроводность - способность конструкции проводить тепло. Чем больше теплопроводность - тем лучше материал проводит тепло. Удельная теплопроводность - это теплопроводность слоя единичной толщины. Соответственно если мы видим в свойствах материала удельную теплопроводность например древесины (ели например) 110 мВт/(М*К), мы понимаем, что через 1 м2 стены при ее толщине 1 метр и разнице температур 1 градус проходит 0,11 Вт тепла каждую секунду. Это и есть наши потери на отопление. Стены у нас конечно не 1 метр толщиной, разница температур тоже не 1 градус. Зимой при -10 за бортом хотелось бы иметь в доме хотя бы 20 градусов тепла. Разница - 30 градусов. Путем несложного математического расчета получим потери через 1 м2 стены из ели толщиной 30 см потери в 0,11*30/0,3=11 Вт в секунду. Для слоеных стен все будет сложнее, температура внутри конструкции стен будет меняться с разной скоростью, при этом установиться постоянный поток тепла через стену. Для упрощения жизни можно применить онлайн калькулятор теплопотерь, ввести конструкции стен, выбрать регион (это автоматически задаст температуры и прочие параметры климатической зоны) и получить готовый результат.
В Российской нормативной базе для оценки тепловой характеристики конструкции принята величина, обратная значению теплопроводности, это сопротивление теплопередаче. Логично, чем выше сопротивление теплопередаче - тем ниже теплопроводность и меньше тепловые потери. Рассмотрим конкретные примеры.
Стены из дерева. Бревна, калиброванный брус, клеенный брус - основные элементы конструкции деревянных стен. Древесина для постройки домов самого разного назначения применяется с времен глубокой старины. Этом материал обладает достаточным сопротивлением теплопередаче, паропроницаем, защищает от проникновения влаги.
Введем данные для расчета стены толщиной 300 мм из ели для дома построенного в регионе Санкт-Петербург. Вот 3 страницы результатов расчета.
Первая - Расчет тепловой защиты:
Мы видим, что наша конструкций удовлетворяет Санитарно-гигиеническим требованиям, которые предъявляются к конструкциям стен.
Защита от переувлажнения тоже в норме.
Расчет теплопотерь. Потери тепла четез каждый квадратный метр конструкции - 59,66 кВт*ч тепловой энергии. Пусть наш дом маленький 6х8 метров, 1 этаж + мансарда. Несложная прикидка - 28х3 - 84 м2 площадь 1-го этажа, площадь мансарды - грубо в половину меньше то есть 42 м2. Итого на отопление данного домика в средний отопительный период уйдет 7 517 кВт*ч тепловой энергии за весь отопительный период. Много это или мало и сколько это стоит сказать можно только понимая какой вид отопления выбран и сколько будет стоить энергоноситель выбранного типа. Очевидно, что дрова - это дешево, электричество - дорого. Надо учесть, что здесь учитываются теплопотери стен, а есть еще кровля, и теплопотери на вентиляцию (конвективные потери).
Для сравнения рассмотрим иные конструкции стен.
Классическая стена из газобетона, плотностью D400.
Все параметру все так-же соответствуют нормам, но потери тепла с каждого метра квадратного за отопительный период снизились почти вдвое 30,44 кВт*ч против 59,66 кВт*ч тепловых потерь деревянной стены.
Если же добавить классическое утепление из фасадной минеральной ваты, и выполнить облицовку например керамическим кирпичом, то картина тепловых потерь приобретет еще более приятной.
Как видите, сопротивление теплопередаче возросло до 5.15 (м²•˚С)/Вт.
Это уже очень хороший показатель. Потери тепла за отопительный период с каждого метра квадратного такой стены составят всего 24.11 кВт•ч.
Вспомним показатели деревянного дома в 59,66 кВт•ч. и подумаем ка нам важна красота.
Кроме того для деревянных стен есть еще один фактор, внимание на который не стремятся акцентировать производители деревянных срубов. Дерево - материал "живой", что несомненно хорошо, но как и всякий подобный материал имеет свойство изменять свои геометрические параметры при изменении наружных условий. Деревянный дом "дышит", меняются зазоры в стыках, сдвигаются перегородки и проемы. Так что владельцу деревянного дома надо быть готовым к его постоянному обслуживанию, только тогда дом будет сохранять свои свойства долго. Промораживание деревянного дома тоже нежелательно, имеющаяся внутри конструкций влага при замерзании нарушает структуру материала, дом "трещит" что тоже неблагоприятно сказывается на его свойствах.
В этой статье я намеренно не рассказал про каркасные дома. На самом деле тема деревянного каркаса раскрыта в статье про каркас дома, заполнение же в этом случае имеет максимально хорошие теплоизоляционные свойства потому как это обычно минераловатный утеплитель - строительный материал имеющий крайне низкую теплопроводность. Недостатками каркаса все также останутся низкая прочность и вломостойкость, пожароопасность в отсутствие регулярной переборки с пропиткой, ну и доступность пространства заполненного утеплителем мелким полевым грызунам.
На этом обзор заполнения стен заканчиваю, как и обещал оставляю ссылку на калькулятор для расчета сопротивления теплопередаче.
https://www.smartcalc.ru/thermocalc?&gp=199&rt=0&ct=0&os=0&ti=20&to=-10&hi=55&ho=85
В следующей статье - заполнение проемов окна и двери.
