Как подобрать материалы для строительства загородного дома?
Считается, что камень – лучший материал для постройки загородного дома. Благодаря долговечности, прочности приспособленности практически к любой географической местности камень очень популярен в строительной сфере. Однако действительно ли камень является лучшим материалом?
Несмотря на то что с добычей нефти и газа в России вроде бы все в порядке, цена на энергоносители в нашей стране неуклонно растет. И вот вслед за странами Европы РФ приняла в 2003 году новые нормы теплосопротивления ограждающих и несущих конструкций (СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий").
Но еще до принятия новых СНиПов к нам пришли (и продолжают приходить) новые эффективные строительные материалы и технологии.
Какими же должны быть стены (ограждающие конструкции) дома, чтобы соответствовать нормам строительной теплотехники? Ответ на этот вопрос не совсем однозначен.
Если провести расчеты, то получится, что, к примеру, кирпичная стена должна быть толщиной 2,3 м, а бетонная – 6 м. Следовательно, конструкция стен должна быть комбинированной, то есть многослойной. Причем один "слой" в этом случае будет выполнять несущую функцию, а другой – обеспечивать сбережение тепла.
Определенная сложность заключается в том, что части этого "слоеного пирога" слишком разные по своим физическим и химическим свойствам. Поэтому, чтобы их совместить, приходится придумывать хитроумные технологии строительства.
Немного физики
Какие параметры представляются наиболее важными при выборе материала для строительства энергоэффективного теплого дома? Это, в первую очередь, несущая способность материала, а также его теплоемкость и теплопроводность. Остановимся на последних.
Единица измерения теплоемкости – кДж/(кг·°С) – говорит о том, какое количество тепловой энергии содержится в 1 кг материала с температурой 1 градус Цельсия. Для примера рассмотрим два известных всем стройматериала - дерево и бетон. Теплоемкость первого составляет 2,3, а второго – 0,84 кДж/(кг·°С) (согласно СНиПам II-3-79).
Получается, что дерево гораздо более теплоемкий материал, и для его нагрева потребуется больше тепловой энергии, а при остывании оно отдаст в окружающую среду больше джоулей. Бетон быстрее нагреется и быстрее остынет. Однако эти цифры можно получить только в теории, если сравнить 1 кг абсолютно сухого дерева и 1 кг бетона.
Для строительной практики эти условные значения практически бесполезны, потому что, если сделать пересчет на квадратный метр реальной деревянной или бетонной стены, например, в 20 см, то картина меняется.
Из сравнения 1 м² стены толщиной 20 см из бетона и дерева (при температуре 20 °С). видно, что для нагревания 1 м² бетонной стены на 1 градус придется выработать почти в 20 раз больше тепловой энергии, чем для нагрева деревянной. То есть деревянный или каркасный дом можно протопить до нужной температуры гораздо быстрее, нежели бетонный или кирпичный, потому что вес (масса) кирпича и бетона больше.
Вспомним также, что кроме удельной теплоемкости существует и теплопроводность строительных материалов. Это свойство, характеризующее интенсивность переноса тепла в материале. С увеличением температуры, влажности и плотности вещества коэффициент теплопроводности увеличивается.
Термическое сопротивление однородной ограждающей конструкции, определяемое как отношение коэффициента теплопроводности стенового материала к толщине стены в метрах, должно быть не меньше требуемого сопротивления теплопередаче (зависит от температуры наиболее холодной пятидневки в регионе и других климатических параметров).
Для Уральского региона сопротивление теплопередаче находится в пределах 3,1–3,2 м·°С/Вт. А в Новосибирске, где морозы зимой в среднем достигают 42 °С, этот показатель гораздо выше. Также следует учитывать, что в нагревательных процессах принимают участие не только стены, но и вообще все, что находится внутри дома – конструкции перекрытий, полов, окон, мебель, а также воздух. Существенную роль играют архитектурные особенности ограждающих конструкций и наличие "мостиков холода".
Дерево как строительный материал
Для комфорта в доме важно сочетание достаточной теплоемкости и низкой теплопроводности стенового материала. В этом отношении дереву нет равных. Это также хороший материал для домов сезонного проживания, в которые зимой хозяева приезжают лишь иногда.
Деревянный дом, длительное время не отапливаемый, лучше воспринимает резкое изменение температуры.
Образующийся при включении отопления конденсат частично впитывается деревом. Потом стены постепенно отдают накопленную влагу нагретому воздуху, способствуя тем самым поддержанию в жилых помещениях благоприятного микроклимата.
В строительстве используют хвойные породы: ель, сосну, лиственницу, пихту, и кедр. По соотношению цена/качество наиболее востребована сосна. Ее теплоемкость 2,3–2,7 кДж/(кг· К). Наряду со старинной технологией ручной рубки популярность приобрели и дома, возведенные из оцилиндрованного бревна.
Что бы вы ни выбрали, учитывайте общее для деревянных стен правило - чем толще, тем лучше. И тут придется исходить из возможностей своего кошелька, так как с увеличением толщины бревна увеличивается стоимость материала и цена работы.
Валерий, менеджер компании "Стройтех"