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.

Энергоэффективность каркасных частных домов — виды утеплителей и порядок работы

Исходя из опыта многих стран, использующих каркасное строительство, можно с уверенностью сказать, что каркасный дом – это надежное и комфортное строение, проверенное временем.

Широкое распространение каркасного строительства связано с уникальными теплоизоляционными и влагостойкими качествами, из которых делают «сэндвич»-панели. Даже в самые суровые зимы достаточно всего на 2-3 часа включать отопительную систему и дом прогреется полностью и надолго, при этом теплотпотери каркасного дома в 3-4 раза меньше чем у построек из кирпича, пенно и газобетона и т.д.

Каркасные конструкции не оседают в процессе эксплуатации, не промерзают, а также имеют малый вес, благодаря этому можно существенно удешевить строительство за счет замены массивных фундаментов облегченными, а идеальная геометрия каркасной конструкции позволяет сэкономить на шпатлевках, гипсокартоне и прочих средств для выравнивания стен.

Еще один неоспоримый плюс данной технологии – быстрота сборки, дом можно возвести в кратчайшие сроки и при минимальном наборе технологического оборудования. Прочность каркасных домов, несмотря на свою легкость, достаточно высока (каркасный дом обладает отличной стойкостью к землетрясениям и выдерживает толчки до 7 баллов по шкале Рихтера).

Главное, на что нужно обращать внимание при строительстве, это качество древесины, из которой сделан каркас, если древесина заготовлена неправильно, то каркас может деформироваться в процессе эксплуатации и потерять прочность. Для получения высококачественного материала, необходимо соблюсти все необходимые тонкости технологического процесса и пропитать древесину специальными защитными составами, препятствующие гниению, возможному возгоранию и размножению в ней насекомых.

Также необходимо тщательно подготавливать конструкцию, которая позволит состыковать элементы без образования зазоров, составляющие должны быть абсолютно ровными и гладкими, если даже невооруженным глазом видно неровности, лучше отказаться от такого материала, не рассчитывая, что в последующем можно будет устранить все недочеты с помощью монтажной пены и отделки.

Содержание материала

• 1 Виды утеплителей для каркасных домов
• 2 Порядок строительства каркасного дома
  • 2.1 Зоны контроля

Виды утеплителей для каркасных домов

Для утепления каркасных домов применяют:

• Минеральная вата, материал, обладающих хорошими звукоизоляционными свойствами, плиты для утепления должны быть жесткими, чтобы со временем не произошла усадка и снижение энергоэффективности стен дома.
• Стекловолокно, материал, обладающий повышенной упругостью, прочностью и виброустойчивостью
• Вспененный пенополистирол, прочный, жесткий материал. Его недостаток в том, что при пожаре он выделяет ядовитый дым, поэтому в стене должен быть изолирован обшивкой
• Экструдированный пенополистирол. Высококачественный, долговечный и дорогой материал, используется в каркасных домах премиум-класса.
• Эковата. Утеплитель из целлюлозы, представляющий собой однородную массу, напоминающую вату
• Древесноволокнистая вата. Утеплитель для домов с повышенными требованиями к экологичности. Имеет форму жестких плит, в которых связующим материалом тонких волокон является древесная смола.

Отдельная статья про наружные утеплители для дома

Порядок строительства каркасного дома

Как и в основе любого другого строительства, в первую очередь начинается устройство фундамента. Для небольших домов по площади (80-150 кв.м) подходят легкие и экономичные столбчатые фундаменты, так как применение более тяжелых и затратных ленточно-столбчатых и ленточных в этом случае не оправдано.

На этапе строительства закладывают инженерные коммуникации. Следующим этапом возведения каркасного дома является его сборка. При сборке необходимо строго следить за вертикальностью и горизонтальностью элементов, используя для этого двухметровый уровень.

Зоны контроля

1. Очень часто в целях экономии строительные фирмы заменяют пропитку для защиты каркаса краской-антисептиком, которая не препятствует гниению, а обеспечивает временный защитный эффект, действую не более трех лет. Со временем начинается естественный процесс старения и гниения деревянного каркаса, заложенного в основу здания.
2. Огромное внимание нужно уделить качеству выполнения узлов крепления, так как от прочности и целостности конструкции зависит безопасность проживания в доме.
3. Также нужно обратить внимание на использование утеплителя, так как для каждой климатической зоны предусмотрен утеплитель определенной толщины, а также соответствие его нормативам конкретного региона.
4. Пожароустройчивость каркасного дома достигается с помощью пропиток, проверить пожаробезопастность достаточно легко, нужно поднести пламя к брусу, который должен обуглиться, но ни в коем случае не загореться.

Energy-Efficient Framing, a.k.a. Advanced Framing

О РАСШИРЕННОМ ФОРМИРОВАНИИ

Меньше пиломатериалов — больше теплоизоляции отвечает своим структурным требованиям без лишних затрат материала. Приятным следствием этого является то, что в том же доме будет больше места для изоляции внутри стен и, следовательно, он будет более энергоэффективным, чем дом с традиционным каркасом. Незначительные недостатки, например, крепление отделки в местах с меньшим количеством конструкционных пиломатериалов и более широкое расстояние между креплениями сайдинга, легко преодолеваются.

В этой статье Джозефа Лстибурека, соучредителя Building Science Corp. в Вестфорде, штат Массачусетс, вы узнаете о 9За этими фактами и цифрами стоит 0005 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 более качественными изделиями из дерева и более рациональным 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. наш интерактивный рисунок). 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 в виде стека упрощает пути загрузки

Выравнивание 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 поставляются в 8-футовых размерах. 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 подъемом 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№ 0007

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.