Как Работает Утеплитель Для Каркасного Дома

Знание и понимание принципа работы утеплителя для каркасного дома позволит Вам пробраться через “рекламные и маркетинговые джунгли” производителей утеплителей и выбрать оптимальный по соотношению цена/качество утеплитель для Вашего каркасного дома.

Принцип работы утеплителей для каркасного дома

Н икаких занудных исследований и рассуждений не будет: несколько постулатов и небольшое погружение в вашу память о школьном курсе физики. Всё, что вы прочитаете дальше, вы уже знали. Просто перестали видить за пеленой рекламной болтовни продавцов и рассуждениями некомпетентных строителей и интернет-гуру, желающих всучить вам свои чудо-утеплители, работающие на чудо-принципах или строительные услуги сомнительного качества.

Рассмотрим подробнее как это работает. Сначала немного общей теории.

Воздух состоит из молекул газов (в основном азот, кислород, аргон, углекислый газ и другие газы по-мелочи). Как мы помним из курса физики молекулы газов хаотически передвигаются в пространстве (вспомните опыт с броуновским движением). В процессе передвижения молекулы воздуха сталкиваются друг с другом и обмениваются энергией. А именно, молекулы с бОльшей энергией при столкновении передают её молекулам с меньшей энергией. Не будем погружаться глубоко в физику энергий, иначе запутаемся, но при рассмотрении принципа работы утеплитей для каркасного дома, важно то, что тепло – это один из видов энергии.

При хаотичном движении в пространстве и столкновении друг с другом молекулы воздуха обмениваются тепловой энергией: “горячие” молекулы передают тепло “холодным”.

Теперь вернёмся собственно к каркасному дому и значению утеплителей в его конструкции.

Каркас без утеплителя

В конструкции каркасного дома, в частности между стойками каркаса стены, есть место, в которое монтируется утеплитель. Представим, что мы оставляем эту полость пустой. Тогда пирог стены будет выглядеть следующим образом и в пустой полости будут происходить следующие процессы:

• тепло, получаемое от нагревательных приборов внутри каркасного дома, с помощью различных физических процессов передаётся молекулам воздуха внутри пустой полости, предназначенной для монтажа утеплителя,
• молекулы воздуха, обладающие тепловой энергией (“тёплые” молекулы), сталкиваются с “холодными” молекулами и теряют часть своей тепловой энергии,
• приток молекул воздуха в пустую полость ничем не ограничен, количество “холодных” молекул воздуха, проникающих в полость практически бесконечно,
• “тёплые” молекулы сталкиваются с неограниченным количеством “холодных” молекул и быстро теряют тепловую энергию; тепло, выходящие из каркасного дома, буквально рассеивается в воздухе.

Каркас с утеплителем

Очевидно, что если затруднить или полностью ограничить поступление и перемещение молекул воздуха (как “холодных”, так и “горячих”) внутри полости в которую монтируется утеплитель, то “горячие” молекулы будут терять тепловую энергию медленнее. Утеплители для каркасного дома как раз таки и выполняю роль данных ограничителей.

Структура утеплителей такова, что внутри них содержится большое количество микрополостей (ячеек), образованных волокнами, частицами материала или с помощью вспенивания материала, из которого изготовлен утеплитель.

Как работает минеральная вата при утеплении каркасного дома

Минеральная вата состоит из длинных и тонких волокон (нитей) которые переплетаясь между собой образуют микрополости. Данные полости не исключают приток молекул воздуха извне, но значительно затрудняют его.

Аналогичную структуру имеют все минеральные ваты: и каменные (базальтовые) и так называемые стекловаты. Теплопроводность минеральных ват составляет в среднем 0,04 Вт/мК.

Как работает пенопласт при утеплении каркасного дома

Пенопласты (на основе полистирола, полиуретана и другие) на 98% состоят из воздуха, заключенного в полностью закрытые (замкнутые) микроячейки. Размер ячеек пенопластов составляет 0,3-0,5 мм.

Аналогичную структуру имеют напыляемый пенополиуретан (после затвердевания) и PIR-плиты. Большое количество ячеек и их маленькие размеры позволяют получить высокие теплозащитные свойства этих утеплителей.

Теплопроводности различных видов пенопластов:

• пеноплистирол – 0,037 Вт/мК,
• напыляемый пенополиуретан

Как работает эковата при утеплении каркасного дома

Эковата состоит из маленьких распушённых кусочков бумаги и по своей структуре больше напоминает пух, а не вату. Как и пух, кусочки бумаги покрыты мелкими ворсинками, состоящими из целлюлозы и размельчённой древесины.

В процессе задувки эковаты её волокна и ворсинки расправляются, “насыщаются” воздухом и теплопроводность эковаты достигает приблизительно 0,032 Вт/мС. Обычная засыпка эковаты из мешка и “мокрый” клеевой способ нанесения эковаты значительно повышают теплопроводность, вплоть до 0,041 Вт/мС.

Другие утеплители

99% утеплителей, используемых в каркасных домах, работают по тому же принципу – утепляют дом воздухом.

Это относится как к более-менее известным утеплителям, так и к различной экзотике:

• льняные утеплители,
• конопляные утеплители,
• полиэфирные утеплители,
• кокосовые утеплители,
• солома,
• опилки,
• древесные маты STEICO FLEX,
• засыпной древесный утеплитель STEICO ZELL.

Засыпной дом: определение, внешний вид, достоинства, правила постройки, материалы, плюсы и минусы постройки, соответствие строительным нормам и правилам безопасности

Сборно-каркасные дома пользуются высоким спросом по причине дешевизны и технологии ускоренного монтажа. Очевидно, что расплачиваться за эти преимущества приходится широким перечнем изъянов конструкции наподобие механической слабости и низкого эксплуатационного срока. С другой стороны, такие проекты не всегда рассчитываются на долговечное использование, но и в этом случае далеко не все готовы мириться с недостатками постройки, влияющей на комфорт. Технология каркасно-засыпного дома позволяет устранить один из таких минусов. Речь идет о теплоизоляции, а в некоторых случаях и укрепления конструкции.

Общие сведения о засыпных постройках

Технология базируется на принципах канадского сборно-каркасного способа строительства частных домов. Как правило, это одноэтажные постройки небольшой площади. Строительный процесс осуществляется с применением готового домкомплекта, включающего все необходимые материалы. Несущая конструкция сооружается по традиционной схеме с применением каркасных стоек. Принципиальным отличием практически всех каркасных домов является то, что стены и перегородки не выполняют прямую функцию удержания горизонтальных межэтажных перекрытий с возлагаемой на них нагрузкой. Они служат только в качестве ограждающих конструкций. В свою очередь, несущая функция отдельно перекладывается на металлические и железобетонные стойки каркаса. Обшивка может выполняться из самых разных материалов от древесно-стружечных панелей или OSB-листов до кирпича и бруса.

Что же представляет собой засыпная конструкция? От обычной каркасной постройки ее отличает подход к устройству теплоизоляции. Дело в том, что стены засыпных домов внутри имеют полость для наполнения сыпучими материалами. Собственно, отсюда и название технологии. Если стандартный каркасный дом содержит в конструкции стен минеральную вату с пленочными паро- и гидроизоляторами, то в засыпных сооружениях роль утеплителя выполняет песок (перлитовый), торф или опилки. Его плотно трамбуют, чтобы не оставалось пустот. Сами же стены выполняются с обшивкой из доски или других панельных материалов, применяемых в каркасно-щитовом строительстве.

В целом можно заключить, что засыпная постройка – это сборное сооружение, которое от начала до конца возводится на стройплощадке, имеет систему несущих стоек и предусматривает закладку сыпучего утеплителя в стенах.

Требования к материалам для засыпной постройки

Основу каркаса формируют деревянные несущие конструкции, которые должны изготавливаться из хвойного пиломатериала, высушенного в сухом помещении. Для элементов, которые будут располагаться в области фундамента или цоколя (на уровне ниже поверхности земли или выше ее менее чем на 25 см), должны также подвергаться антисептической обработке. Она предохраняет древесину от гниения и физического разрушения.

Согласно СНиП 2.03.11., облицовочные, отделочные, кровельные, изоляционные, герметизирующие и другие стройматериалы для каркасного дома должны также соответствовать местным условиям применения.

Отдельно учитываются экологические требования. Это один из аспектов, отличающих каркасно-засыпной дом от обычных сборно-щитовых построек. Именно отказ от синтетических теплоизоляционных прослоек в пользу сыпучих наполнителей обуславливает более высокую экологическую чистоту конструкции. Также нормативы утверждают правила использования плитных материалов из древесины, которые не должны содержать токсических включений наподобие формальдегида выше 5 мг на 100 г. Если же от них отказаться нельзя, то материал должен будет пройти предварительную детоксицирующую грунтовку.

Нередко в каркасном домостроении применяют и асбестосодержащие элементы – в частности, при внутренней отделке помещений. Такие материалы при установке должны или облицовываться глазурованной плиткой, или покрываться водостойкими лакокрасочными составами. Подобная обработка требуется для защиты от воздействия дезинфицирующих растворов при бытовом уходе.

Правила обеспечения безопасности

Особенности эксплуатации сборно-каркасных домов, кроме прочего, связаны с угрозами возгорания и низкой прочностью конструкций. Оба фактора, соответственно, определяют и более высокие требования к предотвращению подобны угроз.

Что касается пожаробезопастности, то она обеспечивается двумя способами:

• Замена или полный отказ от горючих или как минимум легковоспламеняемых материалов в основной конструкции. Та же обшивка OSB быстро сгорает, перенося пламя на несущие панели и стены, если они в принципе могут гореть. Особое внимание уделяется изоляторам и утепляющему наполнителю. Если используется щепа или опилки, то обшивка обязательно должна быть негорючей.
• Второй способ повышения пожаробезопасности засыпного дома на деревянной основе предполагает создание защитных огнестойких барьеров. Это могут быть и специальные пропитки для древесной структуры, и вполне функциональные конструкционные элементы. Например, существуют модификации гипсокартонных листов и базальтовой ваты, которые не поддерживают горение и служат как полноценные слои внутренней обшивки.

Правила обеспечения механической прочности дома

Как отмечают специалисты, механическая прочность правильно возведенных каркасных домов позволяет им служить более 50 лет. Конструкционная надежность также поддерживается разными способами. Как уже отмечалось, многое будет зависеть от несущей системы из стоек. Это вертикальные и горизонтальные элементы, которые образуют силовые пояса в виде нижней и верхней обвязок. Также в эту систему вводятся перемычки над проемами. Стойки должны опираться на перекрытие каждого этажа, распределяя нагрузку по всей площади.

Усиливают конструкцию и посредством включения более прочных материалов, чем древесина. Например, существует технология комбинированного кирпично-засыпного дома, в котором используется одна или несколько кирпичных кладок. Собственно, кладка и выступает в качестве несущего пояса обвязки, повышающего нагрузочную способность основы. Но важно учитывать, что кирпич с монолитной структурой не позволит выполнить должную теплоизоляцию – более того, в местах стыка могут образовывать мостики холода. Альтернативным вариантом станет применение блоков пенополистирола. Это модульные пустотелые сегменты стен, которые можно заполнять любым сыпучим утеплителем.

Устройство фундамента засыпного дома

Площадка для будущего строительства расчищается под ленточный фундамент. Удаляется мусор, камни и растительность вместе с корнями. Если в зоне участка находится муравейник, зараженный грунт заменяется на глубину до 30 см. Структура грунта на дне котлована должна сохранять ровную геометрию. Если планируется укладка коммуникаций, то контуры траншеи заполняются плотным сыпучим материалом, который затем трамбуется и бетонируется. Далее определяется ширина стен. Построить засыпной дом можно с наружными и внутренними стенами толщиной 20-50 см. Конкретная величина определяется количеством этажей с перекрытиями. Соответственно, для одноэтажного дома рассчитывают стены толщиной 20-30 см, а для трехэтажного – порядка 50 см.

Для несущих колонн устраиваются фундаментные подошвы. Шаг между ними рассчитывается индивидуально – в зависимости от количества этажей, структуры несущей системы и характера грунтовых вод. Как сделать засыпной дом на ступенчатом фундаменте? Такие конструкции организуют на склонах так, чтобы длина горизонтального участка составляла не менее 60 см. Возможно и применение столбчатого фундамента. В этом случае сваи располагаются по периметру несущего каркаса с шагом 2-3,5 м.

Монтаж каркаса

Несущая конструкция формируется столбами, колоннами и пилястрами. В расчете данной системы учитываются нагрузки на перекрытия, а также внешние воздействия наподобие ветра. Обеспечивать засыпной дом силовыми элементами каркаса следует начинать с подвала. На уровне цокольного этажа размещаются стойки с внутренними стенами, которые в данном случае тоже выполняют несущую функцию, подпирая первое и наиболее ответственное перекрытие.

Колонны закрепляются в центре фундамента. Внешние стержни дополнительно соединяются с перекрытиями анкерными болтами. Обычно используют металлические и железобетонные конструкции, но иногда допускается и внедрение деревянных столбов. В такой системе важно предусмотреть изоляцию древесного материала от бетонной структуры. Это делается с помощью полиэтиленовой пленкой. Металлические столбы являются обязательными элементами несущего каркаса двухэтажных засыпных домов. Своими руками можно выполнить и столбы из каменной или кирпичной кладки. Нормативные параметры для таких конструкций по ширине и глубине выглядят так: 29х29 или 19х39 см.

В качестве дополнения можно использовать и пилястры. Их устраивают в подвальных стенах, толщина которых составляет не больше 14 см. Пилястры предусматривают в опорных точках относительно элементов перекрытия. Крепление выполняется по всей высоте в местах соединения со стенами подвального помещения.

Особенности устройства стен

Для стен также создается каркасная силовая основа в виде вертикальных стоек и вспомогательных узлов поддержки по горизонтали. Над проемами устанавливаются перемычки, а по всей несущей системе из колонн монтируются пояса обвязки – как минимум, сверху и снизу. Обшивка стен засыпного дома выполняется из жесткого листового или плитного материала. Панели должны соответствовать нагрузкам от собственной массы перекрытий дома и от ветра. Если жесткая обшивка исключается, тогда потребуется дополнительное укрепление диагональными связками или распорками.

Засыпку стен утеплителем желательно выполнять в теплое время, чтобы изначально минимизировались риски переувлажнения материала. В процессе заполнения важно исключать пустоты, проемы, зазоры и недосыпанные участки. Подобные дефекты влияют не только на теплопроводность, но и на конструкционную целостность. Стеновые ниши могут обеспечиваться опилками, арболитом, песком, керамзитом и т. д. Наиболее дешевым и практичным будет вариант устройства засыпного дома из опилок, которые можно получить бесплатно и в нужном объеме на пилорамах. Другое дело, что потребуется и предварительная обработка материала. Специалисты рекомендуют опилки хорошо просушить, спрессовать, а также смешать с цементом, который исключит и риски переувлажнения наполнителя в процессе эксплуатации дома. Если стоит задача повышения конструкционной надежности стен, то лучше использовать вместо цемента клеевое связующее. Желательно выбирать составы с антисептическими и огнеупорными свойствами.

Внешнее оформление дома

Поскольку стены в основном рассчитываются на ограждающую, а не на силовую несущую функцию, важно изначально обеспечить прочную основу для крепления наружного декоративного материала. Как правило, эту функцию выполняет обрешетка – конструкция из деревянных планок и брусков, которая монтируется на основную обшивочную панель стены и служит для выполнения последующей фиксации облицовки. В качестве отделки могут использоваться следующие материалы:

• Деревянная доска. Это могут быть и широкие планки, и вагонка с замковыми пазами. Отзывы о засыпных домах с таким оформлением подчеркивают достоинства естественной фактуры, экологическую чистоту и легкость монтажа. На деревянную обрешетку монтировать доску можно обычными гвоздями с замазкой и внесением биологической обработки.
• Сайдинг. Тоже удобный в монтаже материал, представляющий собой пластиковые, деревянные или металлические панели. Практичнее использовать алюминиевые листы, которые немного весят и вполне презентабельно выглядят. Единственный недостаток связан с тем, что алюминий легко деформируется, но и восстанавливать его достаточно просто.
• Блок-хаус. Имитация текстурно-фактурного образа классического бревенчатого дома на металлической основе. В сущности, комбинация сайдинга и доски – полукруглые листы фиксируются к обрешетке метизами и сцепляются друг с другом посредством соединения «стык-паз».

Ремонтные работы

Так как дом в значительной степени состоит из натуральных древесных компонентов, периодически будет возникать потребность в ремонте участков, подвергшихся биологическому разрушению. В основном это относится к стеновой обшивке и внутреннему утеплителю. Как восстанавливать конструкцию старого засыпного дома? Поврежденные участки при условии наличия небольшой зоны поражения буквально вырезаются бензопилой. В процессе резки важно избежать повреждения колонн и стоек, связанных со стеновой конструкцией. Закладной брус, доска или плитный материал заменяются на новые аналоги с выполнением герметизации. Если гниению был подвержен весь сегмент, его следует удаляться полностью без отдельных вырезок.

Если наблюдаются признаки повреждения внутреннего наполнителя стен (запах гниения, проступающая влажность, умягчение структуры материала стены), то обшивку не обязательно демонтировать. Те же опилки заменяются на новый сыпучий утеплитель, но предварительно следует устранить все очаги гниения или поражения иного характера в стеновой нише. В этой части ремонт засыпного дома будет заключаться в капитальной антисептической обработке поверхностей обшивки с тыльной стороны. К слову, для изначального исключения прямого контакта между наполнителем и поверхностями стены, можно укладывать материал в толстые полиэтиленовые пакеты, а затем плотно размещать их в нише конструкции.

Преимущества технологии

Как разновидность каркасной постройки, дом с сыпучим наполнителем стен дает массу плюсов с точки зрения организации строительства. Они выражаются в оптимизации рабочих процессов, удешевлении материалов, повышении скорости сооружения и т. д. Даже по сравнению с традиционными деревянными домами, этот метод будет иметь заметные организационные преимущества. На фоне других каркасных строений, плюсы и минусы засыпного дома тоже будут весьма заметны. Сыпучий наполнитель в отличие от минеральной ваты, пенополистирола и других синтетических изоляторов позволяет обеспечивать экологически чистый и дешевый тепловой барьер.

Недостатки технологии

Также следует начать с общих особенностей каркасных домов, которые распространяются и на засыпные постройки. К недостаткам будет относиться невысокая надежность, ограничения в реализации различных надстроек и высокие требования к пожаробезопасности. Как и плюсы засыпного дома, минусы его в значительной степени обуславливаются технологией применения сыпучих утеплителей. Органические наполнители в большей степени подвергаются биологическому разрушению, горению и нередко съедаются насекомыми. К тому же они являются благотворной почвой для жизни грызунов, которые могут причинить заметный вред конструкции. Соответственно, возникают дополнительные требования к техобслуживанию и содержанию конструкции дома, которые будут предусматривать необходимость регулярной антипиреновой, дезинфицирующей и биологической обработки поверхностей.

Заключение

При всех ограничениях и недостатках, засыпные конструкции позволяют сооружать энергоэффективное и комфортное в эксплуатации современное жилье. За сравнительно небольшую сумму можно построить вполне функциональный и долговечный засыпной дом из опилок в 1-2 этажа. Другое дело, что поддерживать названные эксплуатационные свойства придется специальными мерами. Они относятся к уходу за чувствительными материалами конструкции, главным из которых будет древесина. Повысить ее рабочий ресурс помогают многочисленные пропитки, грунтующие составы и лакокрасочные покрытия с защитными качествами.