Энергоэффективные каркасные дома: Энергоэффективность каркасных домов

Энергоэффективность каркасных домов

Энергоэффективность — устройство конструкции,правильное расположение на участке и использование в производстве быстровозводимых каркасно-панельных домов материалов, обладающих высокой степенью шумо-и теплоизоляции, существенно снижают затраты владельца на обслуживание дома.

Сравнение тепловых характеристик кирпичной деревянной стен и стены Каркасно-панельного дома(КПД)

Сравнение тепловых характеристик стен при расчетном сопротивлении теплопередачи Rткдом = 5,25 м2 ⁰ С / Вт

 R = δ / λ, м^{2 о} С / Вт δ_{материала} = R * λ_{материала}

Что такое энергоэффективный дом?

Что означает дом с низким энергопотреблением? Это жилой дом, потребляющий минимальное количество тепловой энергии на обогрев.

Высокие цены на энергоносители и ухудшение состояния окружающей природной среды, которая сильно зависит от жизнедеятельности человека, вызвало интерес к энергоэффективным домам у российских потребителей. Стремление человека к комфорту, вынуждает производить и потреблять больше энергии, что не может не отразиться на экологической обстановке. Применение энергоэффективных технологий в строительстве предоставляют потребителю высокий уровень комфорта при низких энергетических затратах. Благодаря этому снижается не только негативная нагрузка на окружающую среду, но и значительно сокращаются затраты владельца на эксплуатацию во время проживания. В России основные энергозатраты приходятся на отопление дома, добиться предотвращения потерь тепла через ограждающие конструкции, можно с помощью современных технологий деревянного строительства. Технология панельно-каркасного строительства обеспечивает высокое теплосбережение за счет применения современных утеплителей и специальных способов обшивки каркаса, полностью исключающих наличие щелей.

Чтобы тепло не утекало сквозь ограждающие конструкции, разработано много новых теплоизоляционных материалов и способов теплосбережения. Утепляется практически все: стены, крыша, перекрытия, фундаменты. Сегодня можно эффективно утеплить любое, уже эксплуатируемое здание за счет различных способов внутренней и фасадной отделки. Снижения потерь тепла добиваются за счет стеклопакетов, надежного утепления дверных конструкций, через которые холод активно проникает в помещение. Разработаны специальные системы отопления и вентилирования зданий, которые позволяют существенно снизить расход тепловой энергии на обогрев дома. Даже архитектурная форма здания, конструкция дома и его ориентация по сторонам света «работают» на общую задачу накопления и сохранения тепла при минимальных энергетических затратах.

Что необходимо для создания дома с низким энергопотреблением?

* с добавлением коэффициента неоднородности 1,15 на теплопотери необходимых в конструкции зданий монолитных поясов и несущих перемычек из тяжёлых бетонов.

Для создания энергоэффективного дома необходимо разумное следование основным принципам:

• Высокие теплоизоляционные качества строительных элементов — кровли, фундамента, стен, пола, внутренних перегородок и т. д.
• Препятствие потерям тепла — отсутствие щелей, мостиков холода и прочих неблагоприятных факторов. Создание герметичной оболочки дома.
• Аккумулирование и пассивное применение электроэнергии- подразумевает правильное ориентирование по сторонам света, широкое использование светопрозрачных конструкций на южной стороне здания и др. мероприятия.
• Управляемый воздухообмен в помещениях- использование приточно-вытяжных вентиляционные систем, в том числе с обогревом поступающего извне воздуха и с возможностью использования для этого рекуперации (возврата) тепла.
• Точная регулировка систем отопления- экономное обеспечение горячей водой.

Правильное расположение дома по сторонам света- максимальное использование солнечной энергии при помощи аккумуляторов тепла и светопрозрачных конструкций.

Что представляет собой энергоэффективный каркасный дом?

Каркасные дома с каждым годом пользуются все большим спросом на рынке частного домостроения. Они отличаются оптимальным сочетанием прочности, долголетия и экологичности, позволяют создать комфортное жилое пространство.

Что такое энергоэффективность каркасного дома?

Каркасный коттедж считается энергоэффективным, если для поддержания в нем комфортного микроклимата требуется небольшое количество энергоресурсов. Для этого необходимо правильно спроектировать здание и обеспечить качественную теплоизоляцию.

Привязка на местности

Для максимального энергосбережения необходимо правильно сориентировать каркасник относительно сторон света. Желательно, чтобы большая часть остекления была направлена на юг, тогда солнечные лучи будут проникать внутрь помещений и нагревать их. Для снижения теплопотерь необходимо установить энергоэффективные стеклопакеты, которые будут отражать тепловое излучение, идущее изнутри.

Компактная конфигурация

Эркеры и другие выступающие архитектурные элементы ухудшают показатели энергоэффективности. С этой точки зрения оптимальным решением являются каркасные коттеджи в форме параллелепипеда.

Крыша энергоэффективного каркасного коттеджа должна иметь максимально простую форму. Оптимальный вариант – пологая двускатная кровля, на которой будет задерживаться снег для дополнительного утепления.

Тепловые буферы

Для повышения энергосбережения можно использовать так называемые тепловые буферы – нежилые помещения, примыкающие к дому. К ним относится гараж, веранда, остекленная терраса, нежилой чердак, подвал. Они будут служить дополнительной защитой от ветра и холода, снижая затраты на обогрев. Часть таких пристроек рекомендуется обязательно расположить на северной стороне каркасного дома.

Утепление коттеджа

Для утепления стен каркасника используется минеральная вата или пенополистирольные плиты. Утеплитель монтируется по деревянному каркасу внахлест в два слоя, чтобы избежать образования «мостиков холода». Двойной утеплитель сокращает теплопроводность стен и повышает энергосберегающие свойства коттеджа.

Чтобы обеспечить высокий уровень энергоэффективности, вокруг каркасного дома необходимо создать герметичную наружную оболочку. Она монтируется из пароизоляционной пленки с проклейкой швов пароизоляционными лентами, чтобы минимизировать утечки тепла.

Внешние стены оштукатуривают теплоизолирующей штукатуркой или монтируют на них вентилируемый фасад. Во втором случае зазор между утеплителем и обшивкой выполняет функцию «тепловой подушки».

Для достижения высокого уровня энергосбережения необходимо утеплить фундамент в местах примыкания стен и межэтажные перекрытия. Подкровельное пространство обшивают минераловатными плитами, их толщина должна быть не менее 24 см.

Отопительная система

Система отопления энергоэффективного каркасного дома строится на основе автоматически регулируемого оборудования. К примеру, при нагреве комнат солнечными лучами датчики подают соответствующие сигналы на отопительный котел, который уменьшает подачу теплоносителя и экономит энергоресурсы. Программируемый термостат позволит наладить регулировку температуры по таймеру в зависимости от времени суток и дней недели.

Вентиляция

Для борьбы с утечками тепла необходимо грамотно смонтировать вентиляционную систему каркасного дома. Оптимальный вариант – принудительная вентиляция с датчиком влажности, которая обеспечит контролируемое поступление свежего воздуха и устранение избыточной влажности.

Будущее каркасных домов уже здесь

В настоящее время мы чрезвычайно эффективно возводим каркасных домов , но то, как мы их обрамляем, крайне неэффективно. Неэффективно, потому что мы используем слишком много древесины. Слишком много древесины не только увеличивает ваш счет за пиломатериалы, но и тратит энергию, потому что больше древесины означает меньше места для изоляции . Вы можете построить совершенно прочный дом, используя на 40% меньше древесины и увеличив R-ценность своих стен на 50%.

В этой статье Джозефа Лстибурека, соучредителя Building Science Corp. в Вестфорде, штат Массачусетс, вы узнаете о 9За этими фактами и цифрами стоит 0004 эффективных методов кадрирования . Кроме того, изучите основы дома, построенного с использованием эффективных методов каркаса, на иллюстрациях в статье. Загрузите PDF-файл (ссылка внизу страницы), чтобы прочитать полную статью с боковыми панелями о мерах предосторожности в сейсмических и ураганных регионах, а также с учебным пособием по строительству вкладных панелей сдвига, которые были разработаны и протестированы командой автора Building America совместно. с Инженерным корпусом армии.

Будущее каркасных домов уже наступило

Еще в 1970-х годах, будучи молодым студентом инженерного факультета, изучающим энергоэффективность, я задался вопросом: «Когда цена на нефть удвоится, будут ли стены, которые мы сейчас строим, выглядеть умными или глупыми?»

Ответ был очевиден: они будут выглядеть глупо. Именно тогда я начал свои поиски будущего стен. Вопреки совету Голливуда в «Выпускнике», будущее не за пластикой. Настоящее – пластик. Будущее за деревом (на самом деле это целлюлоза, материал, из которого сделано дерево), и будущее уже наступило. Это хорошая новость для Соединенных Штатов, потому что мы — Саудовская Аравия целлюлозы. В Саудовской Аравии есть песок и нефть; у нас есть грязь и целлюлоза. Нефть невозобновляема, но целлюлоза растет на деревьях.

Будущее за лучшими изделиями из дерева и лучшим использованием этих изделий из дерева. OSB, инженерные балки и двутавровые балки уже являются обычными продуктами; в будущем мы получим гораздо больше таких продуктов. Чтобы использовать всю эту «инженерную целлюлозу» просто и элегантно, нам нужно убедить сотни тысяч строителей в том, что то, как они строят сейчас, больше не имеет смысла. Добро пожаловать в мой мир.

Сегодня строятся более умные стены

В рамках программы Министерства энергетики США Building America (www.buildingamerica.gov) наша команда уделяет особое внимание будущему жилья. Наша цель — доступный дом с нулевыми затратами (тот, который производит столько же энергии, сколько и потребляет), построенный профессиональными строителями без дополнительных затрат. Наша цель — 2020 год, но я думаю, что мы можем сделать это раньше.

Чтобы достичь цели создания доступного дома с нулевым потреблением энергии, мы в основном сосредоточились на ограждении. Корпус будущего будет во многом похож на лучшие корпуса сегодняшнего дня, в которых используется пенопластовая обшивка, обертывание и аэрозольная изоляция. Но материалы будущего будут умнее (подробнее об этом позже), а избыточность каркаса исчезнет.

Легкая часть нашей работы — выяснить, как строители должны возводить дома (см. нашу интерактивную графику). Тридцать лет назад Исследовательский центр NAHB разработал технологию оптимальной стоимости (OVE), чтобы снизить стоимость домов за счет отказа от ненужных пиломатериалов. Каркас OVE увеличивает расстояние между балками, стойками и стропилами до 24 дюймов; размещает двери и окна на распорке; и требует, чтобы элементы каркаса были выровнены (или уложены друг на друга) для прямой передачи нагрузки. В сочетании с улучшенной детализацией изоляции те же стратегии умного каркаса также могут снизить затраты на отопление и охлаждение домов.

Каркас стека упрощает пути загрузки

Выстраивание элементов каркаса непосредственно друг над другом не должно быть большой проблемой, но, очевидно, это потому, что многие строители этого не делают. Обрамление стека делает все проще. Соединения для областей с сильным ветром, сейсмической и высокой снеговой нагрузкой легче детализировать, а механические элементы легче запускать, когда каркас пола находится на большем расстоянии друг от друга.

Вам нужно сверлить меньше отверстий и больше места для работы. Строители старой школы могут возразить, что каркас на 24 дюйма. центры делают надувные полы, но если вы приклеите и прикрутите более толстую обшивку, вы можете получить пол без скрипа и подпрыгивания. Дополнительные затраты на более толстую обшивку компенсируются более низкой стоимостью каркаса пола. К сожалению, формирование стека требует планирования. В этом и проблема.

Проектирование домов для эффективного использования материалов

Поскольку многие материалы выпускаются размером 8 футов. листов, мы должны учитывать этот факт в наших основных размерах. Мы также должны сдвинуть двери и окна к ближайшей стойке. В качестве гипотетического упражнения давайте спроектируем два сарая из OSB и деревянных стоек. Один 8 футов на 8 футов, а другой 7 футов на 7 футов. Список материалов и общая стоимость материалов одинаковы для обоих. Чтобы выяснить стоимость квадратного фута для 8-футового. сарая, делим на 64. Стоимость квадратного метра для 7-ми кв. сарай на 25% выше, потому что теперь мы делим на 49. Какой из них быстрее построить? А кому нужна помойка? 23-футовый. 6 дюймов размер не имеет смысла ни для кого, кроме градостроителей, архитекторов и дизайнеров. Если ковер поставляется в рулонах шириной 12 футов, глупо иметь спальню шириной 12 футов 4 дюйма.

Когда дерево движется, гипсокартон трескается

По словам известного датского столяра и мебельщика Таге Фрида, «дерево движется». Гипсокартон не любит двигаться. Предпочитает трескаться. Чем больше вы прикрепите гипсокартон к дереву, тем больше у вас будет трещин в гипсокартоне, если только вы не позволите гипсокартону гнуться.

Помните трещины в гипсокартоне, вызванные поднятием фермы? Решение заключалось в плавающих углах: пусть дерево двигается, а гипсокартон гнётся. Та же теория уменьшает трещины в гипсокартоне на пересечениях стен и экономит кучу шпилек. Но не верьте мне на слово. Вот доказательство: когда мы использовали интеллектуальный каркас с плавающими углами в подразделении Building America с производственным строителем в Чикаго, мы уменьшили количество трещин в гипсокартоне более чем на 50%.

Поскольку этот строитель возводит 1000 домов в год, его экономия составляет около 500 000 долларов в год на обращениях в службу поддержки. Прочность на сдвиг имеет большое значение Чтобы фанера или OSB обеспечивали прочность на сдвиг, гвозди должны располагаться достаточно далеко от края панели, чтобы они не порвали панель под нагрузкой. С двойной верхней пластиной панель может располагаться на одном уровне с нижней пластиной, и при этом остается много «мяса», к которому можно прибить гвоздь сверху. Не так с одной верхней пластиной на типичном 8-футовом. 1-в. каркас стены. На самом деле это просто не работает. 9№ 0009

Традиционным решением является диагональная распорка, либо металлические ленты, прибитые к лицевой стороне настенной рамы, либо 1×4, вставленные в стойки стены. Другим решением является коммерчески доступная вставная панель сдвига, популярная на Западном побережье из-за огромной сейсмической активности. Ни один из производителей панелей сдвига, к которым мы обратились, не был заинтересован в модификации запатентованной системы

для интеллектуального каркаса, но Инженерный корпус армии был заинтересован. Вместе мы разработали врезную панель для 2×6 24 дюймов. на центральной рамке (боковая панель справа). Эта панель будет доступна на коммерческой основе (www.tamlyn.com) в 2006 г., но ее дизайн и разработка также подходят для приложений, создаваемых на месте.

Что ждет нас в будущем?

В будущем строительные материалы будут работать намного усерднее. Обшивка из пенопласта будет избирательно пропускать водяной пар, если стена намокнет. Обертывания меняют характеристики в зависимости от ориентации, времени года и климата. Баллистическая пленка защитит дома от снарядов в сейсмических и ураганных районах. Но более умные материалы не могут реализовать свой потенциал без умного строительства. Почему больше домов не строят умнее? Потому что это другое.

У нас есть неэффективная система кадрирования, которую мы все делаем невероятно эффективно. Нам нужно переориентироваться на более эффективную систему. Переход может быть поэтапным, чтобы сократить время обучения, но бригаде по возведению каркаса по-прежнему требуется около 10 домов, чтобы все прошло гладко. Если вы хотите измениться, вы это сделаете; но с текущим строительным бумом все продается так быстро, что нет никакого стимула замедлять работу вашей системы. Когда бум утихнет, произойдут изменения. Конечно, помогает и нефть по 65 долларов за баррель.

Джозеф Лстибурек, доктор философии, инженер, соучредитель Building Science Corp. в Вестфорде, штат Массачусетс. Фотографии Дэниела С. Моррисона. Для получения дополнительной информации см. Руководства для строителей EEBA, www.eeba.org; Исследовательский центр NAHB, www.toolbase.org, поиск «OVE»; www.buildingscience.com, введите в поиск «кейс» и «панель сдвига».

Прочтите всю статью по ссылке в формате PDF ниже , чтобы определить приоритетность этих стратегий по экономии материалов и энергии.

Усовершенствованный каркас — APA — The Engineered Wood Association

Структурная целостность, энергоэффективность, сокращение отходов: преимущества усовершенствованного каркаса.

Усовершенствованный каркас, также известный как проектирование оптимальной стоимости (OVE), представляет собой систему методов построения каркаса, предназначенную для оптимизации использования материалов и повышения энергоэффективности.

Усовершенствованный каркас по сравнению с обычным каркасом

Усовершенствованный метод каркаса в сочетании с обшивкой из непрерывных деревянных конструкционных панелей предлагает строителям решение: экономичная система каркаса, которая позволит создавать более энергоэффективные дома без ущерба для прочности или долговечности состав. Эти ключевые преимущества усовершенствованного каркаса помогают создавать энергоэффективные, структурно надежные дома с меньшими затратами на материалы и рабочую силу, чем дома с традиционным каркасом. Конструкции, построенные с использованием передовых технологий каркаса, более ресурсоэффективны и предлагают больше места для изоляции полостей, чем аналогичные конструкции, построенные с использованием обычного каркаса.

В приведенной ниже таблице показаны различия между традиционным и передовым методами кадрирования.

Структурная целостность

При правильном строительстве стены, построенные с использованием усовершенствованного каркаса, полностью обшитого деревянными конструкционными панелями, обеспечивают конструкции прочность, позволяющую безопасно выдерживать расчетные нагрузки. Из всех доступных материалов для обшивки стен деревянные конструкционные панели обладают наибольшей гибкостью в рамках строительных норм и правил для 24-дюймового каркаса центральной стены, предоставляя решения для кодовых ограничений, которые ограничивают большинство других материалов для крепления стен и популярных продуктов сайдинга. Там, где строители выравнивают вертикальные элементы каркаса под фермами или стропилами крыши, создается прямой путь нагрузки, при котором сжимающие и растягивающие нагрузки передаются непосредственно через вертикальные элементы каркаса. В результате получается более прочная конструкция с меньшим количеством элементов каркаса, подверженных нагрузкам.

Экономическая эффективность

Усовершенствованное кадрирование дешевле, чем обычное кадрирование, поскольку оно более эффективно использует ресурсы, чем обычное кадрирование. Оптимизируя использование материалов для каркаса, строитель может сократить расходы на материалы для пола и стен до 30 процентов, сокращая при этом трудозатраты на установку каркаса.

Устойчивое развитие

Передовые методы каркаса хорошо вписываются в стратегии зеленого строительства. Строительство деревянного каркаса, в котором используются передовые технологии каркаса, приносит еще большие экологические дивиденды за счет оптимизации использования материалов и сокращения строительных отходов. Многие передовые технологии каркасного строительства могут иметь право на получение баллов в соответствии с ведущими стандартами и рекомендациями по экологическому строительству, такими как Национальный стандарт экологического строительства™ (ICC 700-2008) и рейтинговая система домов LEED® Совета по экологическому строительству США.

Энергоэффективность

Усовершенствованный каркас — это проверенный метод экономически эффективного соблюдения требований энергетического кодекса за счет максимального увеличения пространства для изоляции полостей и сведения к минимуму возможности образования пустот в изоляции. Усовершенствованный каркас обеспечивает значительные энергетические характеристики для домовладельца и экономию затрат для строителя.