ЧТО ТАКОЕ СОВРЕМЕННЫЙ КАРКАСНЫЙ ДОМ?

Традиционные американские строительные тех­нологии подразу­мевают каркасно-щитовой  метод строительства. И не только амери­канские. По стати­стике в мире 80% всех малоэтажных строений (до 3 эта­жей включитель­но) исполняется в каркасе. Отечест­венный же за­стройщик к идее каркасного строительства до сих пор относится, так ска­жем, "с прохлад­цей". И причин для такого отноше­ния несколько.

Причина первая. У отечественного застройщика вырабо­талось устойчивое убеждение - в США, где таких домов большинство, погодные условия мягче наших. На самом де­ле все обстоит совсем не так. В большинстве северных шта­тов, не говоря уже о Канаде, среднегодовая температура ни­же, снеговой покров такой же, а ветра намного сильнее, чем в Московской области. Тем не менее, каркасное строитель­ство выдержало проверку временем и почти полностью вы­теснило там все другие технологии.

Причина вторая. Отечественный застройщик привык строить по поговорке "Мой дом - моя крепость". И потому он предпочитает строить стены деревянных домов как макси­мум из бревна (причем, желательно, чтобы бревна были в полтора-два обхвата), как минимум из бруса. 

Преимуществ у каркасного дома по сравнению с бре­венчатым или брусовым значительно больше:

•возможность строительства в любое время года;

•высокие темпы строительства;

•высокие теплоизоляционные свойства конструкции при относительно низкой толщине стен;

•легкость конструкции, что уменьшает нагрузку на фунда­мент и позволяет значительно удешевить его;

•каркасный дом наиболее устойчив и нечувствителен к се­зонным подвижкам фундамента, происходящим вследст­вие пучения почв;

•каркасный дом обладает высокой сейсмоустойчивостью (кстати, в Японии почти все дома каркасные). Такой дом можно сравнить с системой жестко связанных коробок, ко­торую разрушить крайне непросто;

•возможность выполнения сложных конструктивных ре­шений с минимальными затратами;

•относительная легкость отделочных работ. Кирпичные дома, при использовании традиционной штукатурки, не да­ют идеально ровной поверхности стен, полов и потолков, а для использования гипсокартона требуют выравнивающего каркаса и соответственно дополнительных затрат. В кар­касном доме поверхность стен, полов, потолков получается идеальной в силу самой конструкции дома. Идеальными получаются углы стыков стена-пол и стена-потолок. Отсут­ствие щелей в стыке стена-пол позволяет отказаться от при­менения традиционного плинтуса и заменить его более красивым и практичным наличником;

•небольшие сроки строительства. Дома из бревна или бруса требуют годовой усадки перед началом отделочных работ, дополнительного выравнивания стен и дополнительного утепления. Это значит, что вселиться в такой дом Вы смо­жете почти через два года после начала строительства. В каркасный дом можно вселяться сразу после завершения строительства;

•каркасный дом дает возможность убрать все коммуника­ции внутрь стен;

•каркасная технология не требует использования какого-либо тяжелого монтажного оборудования, минимизирует трудозатраты;

•гипсокатон, используемый в большинстве случаев для от­делки каркасных домов и возведения дополнительных пе­регородок, существенно уменьшит шум в вашем доме.

Основа каркасного дома - это деревянный каркас из пило­материалов. Для увеличения пролетов помещений может также использоваться клееная древесина, но ее стоимость существенно выше, чем у древесины цельной. Долговеч­ность деревянной конструкции должна быть обеспечена за счет обработки (пропитка, антисептирование) деревянных деталей, а также конструктивными мерами, которые призваны предохранить её от воздействия окружающей среды. 

Деревянный каркас обычно обшивается древесноволокнистыми влагостойкими плитами. В некоторых случаях для этого применяются древесностружечные или цементно-стружечные плиты. Единственное, о чем надо предупредить - древесноплитные материалы не всегда оказываются благополучны с экологической точки зрения из-за некачест­венных синтетических смол и клеев. И на вопрос экологичности при выборе материала необходимо обратить самое пристальное внимание.

Как мы уже сказали, важнейшее преимущество качест­венных каркасных домов - отличные энергосберегающие характеристики. Обеспечивается это преимущество, преж­де всего, за счет системы утепления. Как правило, для теп­лоизоляции используются минеральная вата из кварцевого (Ursa, Isover) или базальтового волокна (Rockwool, Paroc). 150-миллиметровый слой теплоизоляции (при норме 125 мм) полностью обеспечивает круглогодичное комфортное проживание. Снаружи слой утеплителя закрывается обши­вочным материалом.

Надежность и долговечность такой "слоеной" конструк­ции зависит от того, какие материалы используются и как именно они используются. И вопрос этот на столько, на наш взгляд, важен, что его стоит обсудить самым подробным об­разом.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ УТЕПЛЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ

движение воздуха

движение водяных паров

1 - утепляемая конструкция

2 – утеплитель

3 - вентилируемый зазор

4 - наружная облицовка

	

	

Паровлагоизоляционные ру­лонные материалы, о которых пойдет речь, находят примене­ние, как в стеновых, так и в кровельных конструкциях. Причем, диапазон их примене­ния весьма широк - от мало­этажного и коттеджного строительства, до вентилируемых фасадных систем и плоских кровель жилых и промышлен­ных объектов. В утепленную конструкцию, независимо от того, идет ли речь о стенах или кровле, включаются следую­щие компоненты: внутренняя облицовка (со стороны помеще­ния), пароизоляция, утепли­тель, ветрозащита, пропускаю­щая остаточный пар наружу, вентилируемый воздушный зазор и внешняя облицовка или кровельный материал (со стороны улицы). Физические процессы, происходящие в утепленной конструкции, прин­ципиально одинаковы, как для кровель, так и для стен, И для того, чтобы понять, для чего необходимы паровлагоизоляционные материалы и какие именно нужны, эти фи­зические процессы стоит рассмотреть более подробно.

При круглогодичной эксплуатации здания отопительный сезон имеет продолжительность 5 - месяцев, из которых 3 приходятся на зимний период. Это означает, что 24 часа в сутки имеется устойчивая разница температур между внут­ренним помещением (зона положительной температуры) и улицей (зона отрицательной температуры). А раз разница температур есть, в стеновой конструкции, имеющей опреде­ленную теплопроводность, возникает тепловой поток в на­правлении "из тепла в холод". Проще говоря, стена отбира­ет тепло помещения и отводит его "на улицу". Чтобы свести к минимуму этот тепловой поток (потери тепла), и необхо­димо применять утеплители - материалы с высоким сопротивлением теплопередаче. 

 Есть ли смысл тратить средства на дополнительное утепле­ние дома, соответствующее современным требованиям теп­лозащиты? Ответ на этот вопрос можно получить, сравнив теплопотери домов, утепленных в соответствии со старыми и современными требованиями. Приведенные в таблице результаты расчетов теплопотерь выполнены для типового 2-х этажного дома с мансардой общей площадью 205 м2 из расчета мощности системы отопления 30 кВт.

Из данного примера видно, что требуемая мощность систе­мы отопления в случае утепления дома в соответствии с но­выми нормами не превышает 15 кВт. То есть хорошая теп­лозащита позволяет экономить до 50% энергии, расходуе­мой на отопление. Таким образом, целесообразность единовременного вложения средств в утепление дома абсолютно очевидна, иначе можно долгие годы обогревать не столько дом, сколько улицу.

Но утеплитель эффективен до той поры, пока он сух. Так стекловолокнистый или базальтовый утеплитель, обладающий объемной влажностью 5%, имеет на 15-20% больше потерь тепла, чем сухой. И чем больше влажность теплоизоляционно­го материала, тем все более ощутимыми становятся тепловые потери. И дело может дойти до полной потери теплоизоляци­онных свойств. Говоря проще, утеплитель перестает быть утеп­лителем. Откуда же может взяться влага в утеплителе?

В воздухе всегда содержаться водяные пары. Так при. 100% -ной относительной влажности и температуре 20°С в одном кубическом метре воздуха может содержаться до 17,3 грамм воды в виде пара. С уменьшением температуры способность воздуха связывать (удерживать) влагу резко падает. При температуре 16°С кубический метр воздуха мо­жет содержать не более 13,60 грамм водяных паров. Если при этом действительная плотность водяного пара превы­шает его предельное значение для данной температуры, то избыточная влага выделится в виде капель воды. Вот Вам и источник увлажнения утеплителя - конденсация избыточ­ной влаги из воздуха при снижении температуры.

Как происходит этот процесс? Водяной пар в воздухе по­мещений присутствует всегда - источников его в доме пре­достаточно: стирка, готовка, принятие ванны или душа и даже земля в горшках комнатных растений. Так, относи­тельная влажность воздуха в помещении составляет 55 -65%, что, как правило, значительно превышает влажность уличного воздуха (особенно в зимний период). Как мы уже говорили, раз есть разница величин (в данном случае вели­чин влажности) между двумя объемами, то между ними возникает "поток", который призван уравнять эти величи­ны. Это означает, что теплый водяной пар начнет дви­гаться из помещения на улицу. И двигаться он будет опять-таки "из тепла в холод" через рассматриваемую нами утеп­ленную конструкцию, постепенно проникать в глубь неё, увлажняя теплоизоляционный материал и вызывая гние­ние конструкции.

Предотвратить увлажнение теплоизоляционного материа­ла возможно путем создания так называемого паробарьера, устанавливаемого со стороны помещения. Для его создания применяют рулонные пароизоляпионные материалы. 

ПРИМЕНЕНИЕ ИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ 

ДЛЯ СТЕНОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

	

Организация в утепленной конструкции паробарьера - ус­ловие обязательное, но не единственное. Атмосферный воз­дух, содержащийся в утеплителе на границе с паробарьером, будет нагреваться и двигаться в сторону улицы (современные материалы такие, как стекловолокно или базальто­вое волокно абсолютно не препятствуют этому движению). Достигнув внешней границы теплоизоляционного матеряла, водяные пары должны иметь беспрепятственную возможность покинуть его, не успев конденсироваться. Именно поэтому обязательным услови­ем работы любой утепленной конструк­ции является наличие правильно организованного проветривания, то есть со­здание в конструкции так называемого "вентилируемого зазора" и условий для возникновения воздушной тяги в этом зазоре. Поток воздуха и будет уда­лять водяные пары, выходящие из теп­лоизоляционного материала.

Конечно, можно поступить просто - не изолировать теплоизоляцию со сторо­ны улицы. Действительно в этом случае водяные пары из теплоизоляционного материала будут беспрепятственно по­падать в воздушный вентиляционный зазор. Однако в этом случае теплоизо­ляционные свойства утеплителя могут начать меняться, причем в худшую сто­рону.

Во-первых, может происходить ув­лажнение слоя теплоизоляции за счет атмосферной вла­ги - задувание дождя и снега и насыщение влагой при от­носительной влажности воздуха наружного воздуха, близкой к 100%.

Так, теплоизоляционные характеристики стекловолокнистых и базальтовых утеплителей могут снизиться на 20-36% в зимний период (когда температура наружного возду­ха ниже -5°С) при наличии в поверхности наружной обшив­ки всего 6% (по площади) воздухопроницаемых щелей, че­рез которые будет двигаться воздушный поток. Герметизи­ровать же наружную обшивку практически невозможно и опасно, так как она начнет препятствовать выводу влаги из утеплителя.

Во-вторых, под воздействием ветра может происходить "продувание" утеплителей малой плотности, сопровождаю­щееся уносом тепла.

Таким образом, оставлять поверхность теплоизоляционно­го материала с уличной стороны без защиты от влаги и вет­ровых нагрузок - нельзя. Для сохранения теплозащитных характеристик конструкции на поверхность теплоизоля­ции, граничащую с вентилируемой прослойкой, обязатель­но укладывается слой ветрозащитного паропроницаемого материала. 

Однако на практике часто поступают с точностью "до на­оборот" - руководствуясь необходимостью защитить тепло­изоляционный материал от атмосферной влаги, устанавли­вают со стороны улицы тот же паронепроницаемый, т.е. не дышащий материал, что и с внутренней стороны (иногда для этого используют полиэтиленовую пленку, рубероид, пергамин и т.п.). В этом случае утепленная конструкция становится изолированной. При этом умышленно создается "парниковый эффект", т.е. по мере движения "из тепла в холод" воздух остывает, теряет способность связывать вла­гу и, не имея возможности выйти в сторону вентилируемого зазора, остается в теплоизоляционном материале. По мере продвижения воз­духа в сторону наружной обшивки и его остывания происходит активная конденсация влаги (происходит это при достижении воздухом некоторой критической температуры, называе­мой точкой росы). Дальнейшая участь теплоизоляционного материала в циф­рах выглядит следующим образом. Об­разец утепленной конструкции изоли­рованный полиэтиленовой пленкой толщиною 200 мкм, через 6 недель ис­пытаний в климатической камере по­казал намерзание льда 2 кг/м2. Именно из-за этого эксплуатировать зимой зда­ние, не имеющее внутреннего паробарьера и возможности беспрепят­ственного выхода паров в вентили­руемый зазор категорически не рекомендуется - к весне утеплитель просто потеряет большую часть своей эффек­тивности. С наступлением тепла произойдет еще и следующее - нако­пившийся лед растает и   при увеличении     температуры до 40 - 50°С (на солнечной стороне) создаст великолепные условия для быстрого гниения всей конструкции.

Обобщая все сказанное можно сформулировать основное условие успешной работы утепленной конструкции (как кровельной, так и стеновой) - теплоизоляция должна оста­ваться сухой в любое время года и при любых погодных (климатических) условиях. Выполнение этого условия обеспечивают:

• наличие в конструкции паробарьера, создающего экран на пути следования теплого воздуха из помещения на улицу.

•наличие в конструкции ветробарьера, обеспечивающего стабильность теплозащитных характеристик.

Пароизоляционные материалы

Пароизоляционные материалы используются для паровлагоизоляции при сооружении и утеплении крыш, межэ­тажных перекрытий, полов над напольным пространством, а также в утепленных стеновых конструкциях. Как мы уже сказали, применение пароизоляции обеспечивает сохране­ние теплоизоляционных характеристик утеплителя в тече­ние длительного времени.

Выбор пароизоляционного материала зависит от значения сопротивления паропроницанию ограждающей (утеплен­ной) конструкции, которое рассчитывают в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденса­ции, исходя из следующих условий:

•недопустимости накопления влаги в ограждающей (утеп­ленной) конструкции за годовой период эксплуатации;

•ограничения влаги в ограждающей (утепленной) конст­рукции за период с отрицательными среднемесячными тем­пературами наружного воздуха.

Сопротивление паропроницанию многослойной ограж­дающей конструкции, как случай наиболее часто встречае­мый на практике, определяют по сумме сопротивлений па­ропроницанию составляющих ее слоев.

Пароизоляционные материалы поставляются в рулонах и могут монтироваться как горизонтально, так и вертикально на внутреннюю сторону ограждающей конструкции вплот­ную к теплоизоляции. Соединение с элементами несущей конструкции, осуществляется скобами механического сшивателя или оцинкованными гвоздями с плоской голов­кой. Необходимо учитывать, что водяной пар обладает очень высокой диффузионной (проникающей) способнос­тью, поэтому паробарьер должен создаваться в виде сплош­ного экрана, и, следовательно, обязательным условием яв­ляется герметичность швов. В противном случае, даже ма­териалы с очень высокими значениями Rn не защитят теп­лоизоляцию от увлажнения.

Традиционно, герметизация швов обеспечивается приме­нением бутилкаучуковых соединительных лент. Такие лен­ты имеют два клеевых слоя: внешний и внутренний, гаран­тируют прочность соединения и благодаря свойствам бутилкаучука являются паронепроницаемыми. При монтаже по­лиэтиленовых и полипропиленовых материалов, ленту от­матывают с мотка и укладывают на пароизоляционный ма­териал по месту соединения. Затем удаляют защитный слой и присоединяют следующий слой пароизоляционного мате­риала внахлест.

Другим способом монтажа пароизоляционного материала является его укладка внахлест и дальнейшая фиксация контрбрусом вдоль шва. В этом случае, расстояние между каркасными брусьями должно быть соизмеримо с шириной рулона пароизоляционного материала.

В случаях с потолками жилых помещений, мансардных настроек и в помещениях с повышенной влажностью необ­ходимо предусмотреть зазор 2,00 - 5,00 см между пароизо-ляцией и облицовочным материалом (вагонка, гипрок и т.п.) с внутренней стороны помещения. В противном слу­чае, возможно увлажнение облицовочных материалов.

ЧТО ПРЕДЛАГАЕТ РЫНОК. Для создания паробарьера отечественный рынок в настоящее время предлагает пароизоляционные материалы следующих производителей:

JUTA (Чехия) - ЮТАФОЛ Н (АЛ),       TEGOLA (Италия) - ли­ния Бар;   ELTETE (Финляндия) - Ре-Рар 125, Elbotek 350 White, Elbotek 350 Alu, Alupap 125, Elkatek 150, Elkatek 130; MONARFLEX (Дания) - POLYKRAFT; ICOPAL (Фин­ляндия) - VENTITEK, VENTITEK PLUS и отечественные материалы ИЗОСПАН и СЛАВЕТ.

Ветроизоляционные материалы

	

Ветроизоляционные мате­риалы используются для ветровлагоизоляпии при со­оружении и утеплении скат­ной крыши, потолочных пе­рекрытий в холодных чер­даках, полов над напольным пространством, также в стеновых конструкциях (включая системы вентили­руемых фасадов) в качестве наружной защиты. Практи­ческое применение ветроизоляции обеспечивает:

• сохранение нормального температурно-влажностного режима в ограждающей конструкции, что положительно сказывается на теплоизоляционной характеристике утеп­лителя в течение длительного времени;

• реальное снижение теплопотерь не менее 20%, за счет ус­транения "выдувания" тепла;

В целом, свойства, которыми должны обладать ветроза­щитные или ветробарьерные материалы можно сформули­ровать следующим образом;

•способностью защитить ограждающую конструкцию от вет­ровых нагрузок, предотвращая тем самым "выдувание" тепла;

• способностью защитить ограждающую конструкцию от проникновения атмосферной влаги, защищая теплоизоля­ционный материал от увлажнения извне;

• способностью не препятствовать движению водяного пара выделяемого из утеплителя, исключая увлажнение тепло­изоляционного материала изнутри.