Как сделать дом теплым Энергосберегающий дом

Принимая решение о строительстве дома и занимаясь поисками проекта,необходимо учитывать будущие расходы по эксплуатации дома.Большинство из них будет связано с его отоплением, значит, особое внимание следует уделить решениям, влияющим на поступление и потери тепла.

Стоит ли строить энергосберегающий дом?

Цель энергосбережения при строительстве дома – потратив определенные деньги на энергосберегающие мероприятия при строительстве, ежегодно получать экономию расходов на топливо. Эта ежегодная экономия должна в течении определенного периода компенсировать дополнительные единовременные затраты на утепление дома. Этот период называют сроком окупаемости инвестиций в энергосбережение.

Срок окупаемости СНиП определяют, как половина срока службы элемента до замены или ремонта, но не более 12 лет

Размер ежегодных затрат на отопление дома, при прочих равных условиях, определяется стоимостью топлива, расходуемого на получение 1 кВт·ч тепловой энергии на отопление.

В таблице, в качестве примера, для одного из регионов приведено соотношение стоимости разных видов топлива, расходуемого на получение 1 единицы теплоэнергии:

В других местах это соотношение стоимости топлива может быть другим.

Из таблицы следует, что если мы сэкономим 1 кВт·ч тепла, то, в зависимости от используемого топлива, получим экономию ежегодных затрат на топливо разной величины. Разница может быть более чем десятикратная. Следовательно, срок окупаемости одного и того же энергосберегающего мероприятия в зависимости от вида топлива, может отличаться тоже в десятки раз. 
  Срок окупаемости в конечном итоге зависит от ежегодных суммарных затрат на топливо за отопительный период, которые в свою очередь определяются не только стоимостью топлива, но и продолжительностью отопительного периода и температурами наружного воздуха в этот период.

Для оценки и расчетов чаще всего используется интегрированный показатель суровости климата в отопительный период в разных районах Украине – градусо-сутки отопительного периода (ГСОП). В некоторых случаях применяют индекс мороза (ИМ).  Диапазон изменения ГСОП на территории Украины, от 979 в до 12666 на.
    

Важно понимать, что эффективность (срок окупаемости) того или иного энергосберегающего мероприятия зависит от вида топлива и суровости климата в месте строительства дома. При отоплении электричеством или в суровом климате могут быть выгодны дорогостоящие меры, дающие сравнительно небольшой процент экономии расхода тепла. При отоплении природным газом или на юге, эффективными окажутся только мероприятия  менее дорогие, и с бОльшим энергосберегающим эффектом.

Как сделать дом теплым.

Вопросы утепления стен и перекрытий рассмотрены в других статьях блога:

Точка росы, пароизоляция и вентилируемый зазор.
  Расходы на отопление и сопротивление теплопередаче.
  Расчет сопротивления теплопередаче стены.
  Расчет толщины утеплителя перекрытия или мансарды.
  Газобетон газосиликат — какую толщину стены выбрать? Кстати, в этой статье можно найти таблицу с показателями ГСОП для Вашего региона.
  Стена трехслойная каменная с облицовкой из кирпича.
  Утепление стены дома снаружи с вентилируемым фасадом.
  Утепление деревянных домов, стен, срубов из бруса или бревна.
  Расчет теплоизоляции мелкозаглубленного фундамента под дом.
 

Из статьи Как сделать дом теплым. Воздухопроницаемость и вентиляция можно узнать, как снизить потери тепла с проходящими через дом потоками воздуха.

Не будем повторяться и далее рассмотрим другие меры, как сделать дом теплым. 

 

Влияние формы дома на потери тепла.

Очевидно, что чем больше площадь ограждающих конструкций (стен и чердачных перекрытий) в доме, тем больше потери тепла. Углы наружных стен являются дополнительными мостиками холода. Поэтому, дом с компактным планом в форме квадрата, у которого четыре угла, имеет наименьшую площадь теплообмена через стены и перекрытия. Причем, такой дом дешевле и в строительстве.

В доме равной площади, но с планом сложной формы (L- Н-образной, крестообразной и пр.) потери тепла через стены и углы увеличатся. Расчеты показывают, что для дома площадью 150 м2 в домах сложной формы потребность в тепле увеличится при прочих равных условиях не более чем на 3,5%.

Сложная форма дома может быть визуально более привлекательной, но за это придется заплатить увеличением расходов на строительство и ежегодных затрат на топливо, или на дополнительное утепление.

Как потребность в тепле зависит от этажности дома.

Ниже приведена таблица из СНиП, в которой указаны нормы удельного расхода теплоэнергии для домов разной площади и этажности. Нормы рассчитаны с учетом того, что все ограждающие конструкции (стены, перекрытия, полы, окна и двери) имеют сопротивление теплопередаче, соответствующее нормативам, и потери тепла с уходящим через вентиляцию воздухом также соответствуют нормам.

Из таблицы видно, что с увеличением этажности растет и расход тепла на отопление дома.  Например, для двухэтажного дома площадью 150 м2 требуется тепла на 10% больше, чем для одноэтажного. У двухэтажного дома больше площадь стен и выше продуваемость наружным воздухом. У одноэтажного дома больше площадь чердачного и цокольного перекрытий, но эти конструкции должны иметь и существенно большее, чем стены, нормативное сопротивление теплопередаче.

В результате, одноэтажный дом с нормативным сопротивлением теплопередаче ограждающих конструкций на 10% теплее двухэтажного.
  Требуемый удельный расход тепловой энергии на отопление qh,req, кВт·ч/м2, малоэтажных жилых домов одноквартирных отдельно стоящих и блокированных (за отопительный период):

 Примечание. Требуемое удельное энергопотребление установлено из расчета высоты помещений жилых зданий — 3 м. Для конкретного проекта допускается пересчитывать нормативные величины, представленные в таблице, на другие.
 

Строительные нормы допускают, что сопротивление теплопередаче отдельных конструкций дома может быть меньше нормативного, но при условии, что удельный расход тепловой энергии не будет выше указанного в таблице.

Напомню, что нормативное сопротивление теплопередаче ограждающих дом конструкций зависит от величины ГСОП в месте строительства. Дом, построенный по нормативам, в любом регионе должен иметь удельный расход теплоэнергии не выше указанного в таблице.

Пользуясь данными таблицы, Вы легко можете подсчитать ежегодный расход теплоэнергии для отопления вашего будущего дома.

Например, для отопления одноэтажного дома площадью 150 м2 ежегодно потребуется: 150м2 х 150кВт·ч/м2=22500 кВт·ч.

Если для отопления использовать электроэнергию, то, зная тариф (например 1,86 грн/кВт·ч) находим затраты на отопление в год: 22500 кВт·ч х 1,86 руб/кВт·ч = 41850 грн. Потери при преобразовании электроэнергии в тепло не учитываем из-за их малой величины, что допустимо для наших расчетов.

При тех же условиях, но для двухэтажного дома, стоимость электроэнергии, расходуемой ежегодно на отопление дома, составит  46035 гривней. Застройщик может дополнительно утеплить дом для того, чтобы обеспечить удельный расход теплоэнергии, как для одноэтажного дома. Стоимость таких дополнительных мероприятий должна определяться сроком окупаемости (например, 12 лет) и не превышать сумму: (46035 грн – 41850 грн) х 12 лет = 50220 грн. Более дорогостоящие или менее энергосберегающие меры экономически не будут оправданны.

Для других видов топлива расчет сложнее и итоговые цифры стоимости будут естественно другие. Например, теплота сгорания природного газа составляет 9,44 кВт·ч/м3, КПД обычного (не конденсационного) газового котла 92%.

Для одноэтажного дома из предыдущего примера расход газа за отопительный период составит 22500 кВт·ч/9,44 кВт·ч/м3/0,92=2591 м3. Зная тариф на природный газ (например 3,14 грн/м3) находим затраты на отопление в год природным газом одноэтажного дома 2591 м3 х 3,14 руб/м3 = 8135 грн.

То же, но для двухэтажного дома — 8948 грн. Экономически эффективные расходы на дополнительные энергосберегающие мероприятия не должны превышать сумму (8948 грн — 8135 грн) х 12 лет = 9756 грн.

Впрочем, учитывая политику правительства по ускоренному (быстрее инфляции) росту тарифов на энергоносители, при расчетах стоит брать европейские цены на топливо.

Снижаем теплопотери через окна.

Самое современное и дорогое окно имеет в несколько раз меньшее сопротивление теплопередаче, чем окружающая его стена. Но окна необходимы для хорошего самочувствия и комфорта. По санитарным нормам площадь остекления не должна быть менее 1/8 площади жилого помещения.

Окна с южной стороны здания не всегда являются источником теплопотерь. В солнечные дни сквозь стекла в дом наоборот поступает солнечная энергия, что снижает потребность в топливе в отопительный период. По этой причине жилые помещения в доме рекомендуется располагать с южной стороны здания.

С северной стороны обычно помещают хозяйственные помещения с минимальной площадью окон или вообще без них.

Окна с западной и восточной стороны не оказывают заметного влияния на приток солнечного тепла в дом.

Расчеты показывают, что если большую часть остекления сосредоточить на южном фасаде, то в южных районах можно снизить потребление топлива для отопления до 5%.  Причем, для получения этой экономии не требуется дополнительных инвестиций.

Правда, в летнее время эти окна станут источником избыточного солнечного тепла. Затраты на установку и работу кондиционеров могут существенно уменьшить экономию на отоплении. Для снижения перегрева помещений в летнее время следует обязательно предусмотреть установку на окнах с наружной стороны дома  затеняющих устройств: роллеты, ставни, маркизы (навесы).
В более северных районах этот способ экономии на отоплении теряет свою эффективность.

Теплый пол экономит тепло.

Система теплого пола в доме позволяет снизить температуру в помещении на 2 град.С, что сэкономит до 5% тепловой энергии на отопление. Если ногам тепло, то температура воздуха в помещении может быть немного ниже без потери теплового комфорта для людей. Распределение температуры по высоте в помещении с теплым полом более равномерное, чем с радиаторной системой отопления.

Советы застройщику.

Если для отопления дома используется природный газ, то следует придерживаться нормативов энергосбережения, закрепленных в действующих нормах. Это, прежде всего, норматив удельного расхода тепловой энергии (смотри таблицу выше).

Для выполнения норматива необходимо обеспечить сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, ориентируясь на нормы, указанные в СНиП. Эти нормы уже разработаны с учетом стоимости материалов и работ, необходимых для их обеспечения.

Например, нормативное сопротивление теплопередаче стены почти в 1,5 раза меньше, чем у перекрытия. Такая разница в нормах учитывает то, что стоимость утепления стены существенно больше, чем перекрытия. То есть, разработчики норм попытались учесть разницу в затратах на реализацию нормативных показателей.

Тем не менее, скрупулезно придерживаться нормативных величин энергосбережения, без учета стоимости строительства, в конкретных условиях часто невыгодно. Можно сэкономить, если, например, не утеплять дополнительным слоем минваты газобетонную стену, а вместо этого увеличить толщину утеплителя перекрытия. В результате, снижение теплосопротивления стены будет скомпенсировано уменьшением теплопотерь через перекрытие.

При использовании для отопления других, более дорогих, видов топлива следует ориентироваться на более жесткие нормативы энергосбережения.

При использовании сжиженного газа, пелетт, дров (к стоимости колотых дров прибавляем зарплату хозяина — истопника) удельный расход, указанный в таблице, следует умножить на коэффициент 0,6 — 0,7.

Для жидкого топлива, а тем более электроэнергии, удельный расход тепловой энергии будет выгодно сократить в два, два с половиной раза от указанного выше в таблице. Для обеспечения такого расхода необходимо не только увеличивать сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, но и использовать другие меры. C перечнем таких мер Вы познакомитесь в статьях, указанных выше.

Постарайтесь купить готовый проект, где в документации уже рассчитаны показатели теплозащитных характеристик дома для региона стройки.  Такой проект, скорее всего, Вы найдете у местных проектных организаций. Проекты, купленные в других регионах потребуют корректировки под местные климатические условия и показатели энергосбережения, которые Вы можете задать сами.
  СНиП 23-02-2003 предлагает проводить оптимизацию оболочки здания по окупаемости энергосберегающих мероприятий. Для этого, делают расчеты и определяют общую стоимость 1м2 поверхности, руб/м2, и срок окупаемости разных конструкций стен и перекрытий. В разных регионах, в зависимости от стоимости используемого топлива и стройматериалов, а также суровости климата, получают разные результаты.

Если бюджет Вашей стройки ограничен и у Вас нет определенных предпочтений из чего строить дом, то узнайте у местных проектировщиков результаты таких расчетов. Выберите вариант конструкции стен и перекрытий с меньшей стоимостью. При выборе учитывайте, кроме стоимости, показатели долговечности и экологичности.

Утепление стены дома снаружи с вентилируемым фасадом.

Как дешево утеплить стену дома снаружи?

Недостатки кирпичной облицовки утепленной стены дома. Кирпичная облицовка утепленных наружных стен дома, об устройстве которой можно прочитать в статье«Трехслойная стена с облицовкой из кирпича», естественно имеет и недостатки:

1. Достаточно высокая стоимость облицовочного кирпича и кладочных работ.
2. Необходимость уширения фундамента для опирания слоя облицовки, что увеличивает его стоимость.
3. Целесообразность использования долговечных, а значит и более дорогих, утеплителей из-за сложной и дорогостоящей их замены по истечении срока службы.
4. Затруднен (невозможен) контроль за состоянием утеплителя, его замена в отдельных местах при необходимости.

Вентфасад — повышает теплозащиту и долговечность стен дома.

  Система наружного утепления с вентилируемым зазором и защитно-декоративным покрытием из листовых или штучных материалов является экономичным видом наружной облицовки зданий.

Защитный экран из листовых или штучных материалов предохраняет утеплитель от механических повреждений, атмосферных осадков, воздействия ветра и солнечной радиации.

Вентилируемый зазор предотвращает накопление влаги в конструкции, что способствует как повышению ее теплозащитных свойств, так и долговечности, улучшается температурно-влажностный режим помещений.

Навесные вентфасады существенно продлевают срок жизни здания! Устройство вентфасадов, как правило, не требует значительных трудозатрат, они легко поддаются ремонтно — восстановительным работам.

Кроме того, привлекает и возможность самого разного дизайнерского оформления фасада. В качестве облицовочного материала для вентфасада может использоваться большое количество материалов – от бюджетного сайдинга до элитных материалов типа натурального полированного гранита.

Анализ результатов проведенных расчетов влажностного режима различных вариантов утепленных минераловатной изоляцией стен (кирпичные, керамзитобетонные, деревянные) показывает, что в конструкциях с вентилируемым зазором не требуется устройство дополнительного парозащитного слоя для всех климатических зон России.
  Для малоэтажного строительства обычно применяют недорогие фасадные системы с применением обрешетки из дерева или оцинкованной стали.  Срок их службы соизмерим со сроком службы утеплителя и недорогого облицовочного материала.
 

Утепление стены дома с вентфасадом по деревянной обрешетке.

Рис.1. Утепление стены дома с вентилируемым фасадом по деревянной обрешетке. 1 — стена; 2 — бруски вертикальные; 3 — плиты нижнего слоя утеплителя; 4 — бруски горизон- тальные; 5 — плиты утеплителя наружного слоя; 6 — ветрозащитная мембрана; 7 — планки несущие; 8 — облицовка

Утепление стен минераловатным утеплителем общей толщиной 80-180 мм обычно производят, укладывая в 2-3 слоя плиты утеплителя толщиной 40-60мм.

В качестве наружного верхнего слоя удобно использовать плиты утеплителя с  упрочненной поверхностью, не требующие ветрозащитного покрытия.

Рассмотрим устройство деревянной обрешетки для этого случая, Рис.1. Вертикальные бруски (поз.2) для крепления непосредственно на стену выбирают толщиной 40-50мм и шириной, равной высоте внутреннего слоя утеплителя (поз.3),  то есть, 40-60мм. для плит, укладываемых в один слой, и доски 80-120 мм — для плит утеплителя в два слоя. К стене бруски крепят стальными дюбель-гвоздями или шурупами диаметром не менее 6 мм. пропуская их сквозь брусок. В кирпичных и бетонных стенах для крепления устанавливают  нейлоновый распорный дюбель. В легкобетонных стенах (ячеистые бетоны плотностью 700кг/м3 и менее) используют специальный крепеж.

Широкие доски более 80мм крепят к стене стальными Г-образными кронштейнами. Стальные детали и крепеж должны иметь антикоррозионное покрытие. Расстояние между креплениями к стене не более 800 мм.
 

Расстояние в свету между вертикальными брусками выбирают равное или чуть меньшее (на 0,5-1,5 см.), чем ширина плит утеплителя (500-600мм). Это делают для того, чтобы установить плиты между брусками «в распор», без зазора.

Плиты внутреннего слоя утеплителя (поз.3) крепят к стене специальными пластиковыми дюбелями — 2 шт. на одну плиту. Это крепление необходимо на период монтажа верхнего слоя.

Затем на вертикальные бруски закрепляют бруски горизонтальной обрешетки (поз.4) толщиной 40-50мм и шириной, равной толщине плит наружного слоя утеплителя — 40-60мм. Расстояние между горизонтальными брусками такое же, как и для вертикальных брусков.

Между горизонтальными брусками обрешетки укладывают слой плит утеплителя (поз.5) с ветрозащитной поверхностью. Каждую плиту прикрепляют к стене специальными тарельчатыми дюбелями (Рис.2) не менее 4 шт на 1 м2 поверхности.

Рис.2. Крепление плиты утеплителя к стене тарельчатым дюбелем.

Правильный подбор тарельчатого дюбеля:
a – зона заглубления в основание зависит от материала основания, но не менее 55мм.; b – рабочая зона, равная толщине теплоизоляционного слоя; с – необходимый размер дюбеля.
d – технологический зазор 10мм, гарантирующий беспрепятственное прохождение распорного гвоздя.

  Если используют обычные плиты утеплителя, без ветрозащитного слоя, то поверх утеплителя устанавливают ветрозащитную паропроницаемую пленку (поз.6), прикрепляя её скобками к обрешетке степлером. Внимательно прочитайте инструкцию производителя по монтажу ветрозащитной мембраны.

На горизонтальные бруски вертикально закрепляют несущие планки (поз.7) толщиной 25-40мм. на которые будет крепиться облицовка вентфасада. Толщина планки задает величину вентилируемого зазора.

Расстояние между планками и ширина планок определяются требованиями к креплению материала облицовки (поз.8).

Выбор размера и установку несущих планок производят, ознакомившись с этими требованиями. Например:
 

Несущие планки деревянной обрешетки для сайдинга   Для винилового сайдинга рекомендуют расстояние между центрами несущих планок 400мм и ширину планок 70-80мм.

Планку закрепляют на каждом горизонтальном бруске двумя саморезами.  Для монтажа сайдинга в качестве брусков обрешетки и планок можно использовать оцинкованный профиль, применяемый для монтажа каркаса под гипсокартонные листы (ГКЛ).

Окна, двери и их глубокие проемы, а также углы, свесы крыши, фронтоны обрамляются планками обрешетки по всему периметру. Сайдинг, в указанных местах, удобнее крепить на планки шириной 80-120мм.

Другие виды защитно-декоративной облицовки крепятся с использованием специальных систем крепления и крепежных элементов. Системы крепления отличаются большим разнообразием и разрабатываются применительно к конкретному виду покрытия.

Варианты конструкции деревянной обрешетки.

Описанная выше конструкция трехслойной деревянной обрешетки, из перпендикулярно расположенных брусков, обеспечивает прочность и стабильность размеров обрешетки при различных воздействиях, а также подгонку размеров под укладку утеплителя и монтажные размеры облицовки.

Если теплоизоляция укладывается на стену в один слой толщиной 40-60 мм, то вертикальные бруски можно не устанавливать. В этом случае горизонтальные бруски крепят непосредственно к стене.

Иногда, для экономии пиломатериалов, конструкцию обрешетки меняют. Например, можно обрешетку сделать без горизонтальных брусков, закрепив на стене вертикально только доски. Ширину вертикальных досок выбирают равной толщине утеплителя плюс ширина вентилируемого зазора. В этом случае облицовку крепят непосредственно к вертикальным доскам.

Недостатки такой конструкции следующие:

• Трудность выбора расстояния между соседними брусками. Например, ширина плит утеплителя 500-600мм, а необходимое расстояние для крепления сайдинга не более 400 мм.  Какое расстояние выбрать?
• Брусок (доску) шириной более 60 мм  сложнее крепить к стене. Не закрепленная к стене сторона широкой доски больше  подвержена деформациям, которые неизбежно отразятся на прикрепленной к ней облицовке.

 Такой вариант обрешетки можно выбрать для крепления жесткой длинномерной облицовки, например деревянного блок-хауса.

Огнезащита деревянных конструкций и защита древесины обрешетки.

  Для деревянных деталей обрешетки следует использовать сухую древесину хвойных пород. Нанесение на деревянные детали огнебиозащитных составов с помощью кисточки дает эффект в течении максимум первых трех-пяти лет. В дальнейшем, возобновить покрытие этими составами деревянных деталей обрешетки невозможно.

Поэтому, имеет смысл обработать только биозащитным составом деревянные детали обрешетки, которая устанавливается  на свеже сложенные стены, в которых содержится строительная влага.

В этом случае также желательно между стеной и бруском обрешетки проложить слой гидроизоляции или промазать поверхность примыкания гидроизолирующей мастикой.

Материалы для покрытия, облицовки вентилируемых фасадов.

  Для вентфасадов применяются следующие виды защитно-декоративного покрытия (облицовки фасада):

• Деревянный блок-хаус;
• Виниловые сайдинг и панели;
• Металические (сталь, алюминий) сайдинг, плоские панели, листы металлопрофиля;
• Фиброцементные панели с имитацией фактуры разных материалов (кирпич, камень, дерево и т.п.) толщиной 14 — 16 мм и более.
• Объемные керамические плиты;
• Плиты из натурального полированного гранита;
• Фасадные керамогранитные плиты, полированные и матовые;
• Композитные панели (металл-полимерные);

На строительном рынке постоянно появляются новые виды покрытий и различные модификации уже известных систем.

  В системах с вентилируемым фасадом не рекомендуется применять плиты из полимерного утеплителя — пенопласта, пенополистирола. Такие плиты горючи и паронепроницаемы, что снижает преимущества вентфасадной системы. Заметим также, что горючи и ветрозащитные пленки. Поэтому лучше обходиться без них.

Интересное решение используют польские архитекторы. На рис.3 стены дома облицованы кирпичом только в нижней части до уровня окон, где интенсивность внешних воздействий на стены наиболее высока. Облицовка верхней части стен выполнена в более экономном варианте.

Стена трехслойная каменная с облицовкой из кирпича.

Рис.1. Трехслойная стена. 1 — внутренняя отделка; 2 — несущая стена; 3 — теплоизоляция; 4 — вентилируемый зазор; 5 — облицовка кирпичная; 6 — гибкие связи

В малоэтажном строительстве большой популярностью пользуется конструкция наружной трехслойной стены: несущая стена — утеплитель-облицовка из кирпича (120мм), Рис.1. Такая стена позволяет использоватьэффективные для каждого слоя материалы.

Несущая стена из кирпича или бетонных блоков, является силовым каркасом здания.

Слой утеплителя. закрепленный на стене, обеспечивает необходимый уровень теплоизоляции наружной стены.

Облицовка стены из облицовочного кирпича защищает утеплитель от внешних воздействий и служит декоративным покрытием стены.

У многослойных стен имеются и недостатки:

• ограниченная долговечность материала утеплителя по сравнению с материалом несущей стены и облицовки;

   

• выделение опасных и вредных веществ из утеплителя, пускай и в пределах допустимых норм;
• необходимость использования специальных мер по защите стены от продувания и увлажнения — паронепроницаемые, ветрозащитные покрытия и вентилируемые зазоры;
• горючесть полимерных утеплителей;

Несущая стена.

Несущая стена обычно выполняется из кирпича, вибропрессованных бетонных блоков, а также ячеистобетонных или легкобетонных малоформатных блоков плотностью 700кг/м3 и более. Толщина стены 200-640 мм. Для одноэтажных зданий минимальная толщина несущей стены из штучных материалов может составлять 200-250мм. Для 2-3 этажных зданий — 350мм.  

Утепление стен в слоистой кладке

В качестве утеплителя обычно применяют жесткие минераловатные плиты или листы вспененных полимеров: пенополистирола — экструзионный пенополистирол (ЭППС) или пенополистирольная плита (ППС), пенопласт ПСБ. Толщину утеплителя выбирают в зависимости от климатических условий района строительства.

Как определить необходимое сопротивление теплопередаче стены и рассчитать толщину утеплителя читайте в статье «Расходы на отопление и сопротивление теплопередаче».

Утепление стены минераловатными материалами.

Минераловатные плиты закрепляют на несущей стене  с устройством воздушного вентилируемого зазора между поверхностью плит и кирпичной облицовкой, или без зазора, Рис.1.

Зачем нужен вентилируемый зазор и  о влагонакоплении в стене подробно написано в статье «Точка росы, пароизоляция и воздушный зазор».

Проведенные расчеты влажностного режима стен показывают, что в трехслойных стенах  конденсат в утеплителе выпадает в холодное время года практически во всех климатических зонах России. Количество выпадающего конденсата различно, но для большинства регионов укладывается в нормы, установленные СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».  Накопления конденсата в конструкции стены при круглогодичном цикле не происходит за счет высыхания в теплое время года, что также является требованием указанных СНиП. 

В качестве примера, на рисунках представлены графики количества конденсата в утеплителе по результатам расчетов для различных вариантов облицовки трехслойных стен жилого дома в г. Санкт-Петербург.  

Рис. 2. Результат расчета влажностного режима стены c минераловатным утеплителем в качестве среднего слоя (керамзитобетон — 250 мм, утеплитель —100 мм,  кирпич —120 мм). Облицовка — кирпич керамический без вентзазора.

Рис. 3. Результат расчета влажностного режима стены с минераловатным утеплителем со штукатурным покрытием (керамзитобетон — 250 мм, утеплитель — 120 мм, штукатурное покрытие —10 мм). Облицовка — паропроницаемая штукатурка по плите утеплителя.

Рис. 4. Результат расчета влажностного режима стены, утепленной минераловатными плитами с вентилируемым зазором и покрытием типа «сайдинг» (кирпич — 380 мм, утеплитель —120 мм, сайдинг). Облицовка — вентилируемый фасад.

Из приведенных графиков наглядно видно, как барьер из облицовки, препятствующий  вентиляции наружной поверхности минераловатного утеплителя, приводит к увеличению количества конденсата в утеплителе. Хотя в годичном цикле накопления влаги в утеплителе не происходит, но при облицовке кирпичом без вентзазора в утеплителе ежегодно зимой конденсируется и замерзает значительное количество воды, Рис.2.

Увлажнение утеплителя снижает его теплозащитные свойства, что увеличивает расходы на отопление здания.  Кроме того, вода ежегодно при замерзании  разрушает утеплитель.Утеплитель постепенно осыпается. Замена утеплителя, закрытого кирпичной облицовкой, дорогое удовольствие. Более долговечны в этих условиях  гидрофобизированные минераловатные плиты высокой плотности. Но эти плиты имеют и более высокую стоимость.

Количество конденсата сокращается или конденсация совсем отсутствует если обеспечить лучшую вентиляцию поверхности утеплителя — рис.3 и 4.

Другой путь устранения конденсации — увеличение сопротивления паропроницанию несущей стены. Для этого поверхность несущей стены закрывают пароизоляционной пленкой или используют теплоизоляционные плиты с нанесенной на их поверхность пароизоляцией. При креплении на стену поверхность плит, покрытая пароизоляцией, должна быть обращена к стене. 

Устройство вентилируемого зазора, герметизация стен паронепроницаемыми покрытиями усложняет и удорожает конструкцию стены. К чему приводит увлажнение утеплителя в стенах зимой написано выше.  Вот и выбирайте. Для районов строительства с суровыми зимними условиями устройство вентилируемого зазора может быть экономически оправдано.

В стенах с вентилируемым зазором применяют минераловатные плиты плотностью 30-45 кг/м3, оклеенные с одной стороны ветрозащитным покрытием. При использовании плит без ветрозащиты по наружной поверхности теплоизоляции, следует предусматривать ветрозащитные покрытия, например, паропроницаемые мембраны, стеклохолст и др.

В стенах  без вентилируемого зазора рекомендуется применять минераловатные плиты плотностью 35-75кг/м3.

В конструкции стены без вентилируемого зазора теплоизоляционные плиты устанавливаются свободно в вертикальном положении в пространстве между основной стеной и облицовочным слоем кирпича. В качестве опорных элементов для утеплителя служат крепления, предусмотренные для крепления кирпичной облицовки к несущей стене — арматурная сетка, гибкие связи.

В стене с вентзазором утеплитель и ветрозащитное покрытие крепят к стене с помощью специальных дюбелей из расчета 8 -12 дюбелей на 1 м2 поверхности. Дюбели должны быть заглублены в толщу бетонных стен на 35-50 мм, кирпичных — на 50 мм, в кладку из пустотного кирпича и легкобетонных блоков — на 90 мм.

Утепление стен пенополистиролом или пенопластом.

Жесткие плиты из вспененных полимеров размещают в середине конструкции кирпичной стены без вентилируемого зазора. Плиты из полимеров имеют очень высокое сопротивление паропроницанию. Например,  слой утеплителя стены из плит пенополистирола (ЭППС) имеет сопротивление  в 15-20 раз большее, чем у кирпичной стены такой же толщины.

Утеплитель при герметичной укладке является в кирпичной стене паронепроницаемым барьером. Пар из помещения на наружную поверхность утеплителя просто не попадает. При правильно выбранной толщине утеплителя температура внутренней поверхности утеплителя должна быть выше точки росы. При выполнении этого условия, конденсации пара на внутренней поверхности тоже не происходит.

Рис.5. Утепление газобетонной стены плитами пенополистирола. (Щелкните картинку мышкой для увеличения)

При утеплении газобетонных стен (а также из иных материалов с низким сопротивлением паропроницанию и высоким сопротивлением теплопередаче — например, деревянных, из крупнопористого керамзитобетона) рекомендуется устраивать слой пароизоляци на внутренней поверхности стены (со стороны более теплого помещения), Рис. 5.

В стене из газобетона и подобных ему материалов создаются такие условия распределения температуры в толще стены, при которых на границе газобетона и пенополистирола температура снижается ниже точки росы, что приводит к конденсации пара на этой границе.  Для исключения поступления пара на эту границу и необходима пароизоляция.

Защитно-декоративная облицовка стены кирпичом.

Облицовка из кирпича долговечна и, при использовании специального цветного лицевого кирпича, достаточно декоративна. К недостаткам облицовки можно отнести сравнительно большой вес облицовки, высокую стоимость специального кирпича, необходимость уширения фундамента.

Особенно необходимо отметить сложность и дороговизну демонтажа облицовки для замены утеплителя.  С облицовкой из кирпича следует применять самые долговечные утеплители, обеспечивая им в конструкции стены условия для максимально длительной работы без замены (минимальное количество конденсата в стене).

Кладка кирпичной облицовки связывается с кладкой несущей стены  арматурной сеткой, защищенными от коррозии, или специальными гибкими связями (стеклопластиковыми и т.п.).  По вертикали сетку или связи располагают с шагом 500-600мм. (высота плиты утеплителя), по горизонтали — 500мм., при этом количество связей на 1м2 глухой стены — не менее 4 шт. На углах здания по периметру оконных и дверных проемов 6-8шт. на м2. 

Кладку кирпичной облицовки продольно армируют кладочной сеткой с шагом по вертикали не более 1000-1200мм.  Кладочная сетка должна заходить в швы кладки несущей стены.

Для вентиляции воздушного зазора в нижнем ряду облицовочной кладки устраивают специальные продухи из расчета 75 см2 на каждые 20 м2 поверхности стены. Для нижних продухов можно использовать щелевой кирпич, положенный на ребро таким образом, чтобы наружный воздух через отверстия в кирпиче имел возможность проникать в воздушную прослойку в стене. Верхние продухи предусматривают в карнизной части стены.

Вентиляционные отверстия также могут быть выполнены путем частичного заполнения цементным раствором вертикальных швов между кирпичами нижнего ряда кладки.

Окно располагают в одной плоскости с утеплителем

Расположение окна в стене.

Размещение окна в толще стены должно обеспечивать минимальные теплопотери через стену в месте установки.

В трехслойной утепленной снаружи стене коробку окна устанавливают в одной плоскости со слоем утеплителя на границе теплоизоляционного слоя — как показано на рисунке.

Такое расположение окна по толщине стены обеспечит минимальные теплопотери в месте примыкания.

Точка росы, пароизоляция и вентилируемый зазор.

Водяной пар в стене — откуда он?

Рис.1. График температуры точки росы. Максимально возможное содержание пара в воздухе в зависимости от температуры.

Для того чтобы понять, к каким последствиям приведёт отсутствие вентиляционного зазора в стенах, выполненных из двух и более слоев разных материалов, и всегда ли нужны зазоры в стенах, необходимо напомнить о физических процессах, происходящих в наружной стене в случае разности температур на её внутренней и наружной поверхностях.

Как известно в воздухе всегда содержатся водяные пары. Парциальное давление пара зависит от температуры воздуха. С повышением температуры парциальное давление водяных паров увеличивается.

В холодное время года парциальное давление паров внутри помещения значительно выше, чем снаружи. Под действием разницы давлений водяные пары стремятся попасть изнутри дома в область меньшего давления, т.е. на сторону слоя материала с меньшей температурой — на наружную поверхность стены

Также известно, что при охлаждении воздуха водяной пар, содержащийся в нём, достигает предельного насыщения, после чего конденсируется в росу.

Точка росы – это температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу.

На приведённой диаграмме, Рис.1., представлено максимально возможное содержание водяного пара в воздухе в зависимости от температуры.

Отношение массовой доли водяного пара в воздухе к максимально возможной доле при данной температуре называется относительной влажностью,измеряемой в процентах.

Например, если температура воздуха составляет 20°С, а влажность – 50%, это означает, что в воздухе содержится 50% того максимального количества воды, которое может там находится.

Как известно строительные материалы обладают разной способностью пропускать содержащиеся в воздухе водяные пары, под действием разности их парциальных давлений.Это свойство материалов называется сопротивление паропроницанию,измеряется в м2*час*Па/мг.

Кратко резюмируя вышесказанное, в зимний период воздушные массы, в состав которых входят водяные пары, будут проходить сквозь паропроницаемую конструкцию внешней стены изнутри наружу.

Температура воздушной массы будет уменьшаться по мере приближения к внешней поверхности стены, рис.2. Точка росы в правильно спроектированной стене окажется в толще стены, ближе к наружной поверхности теплоизоляционного слоя, где пар будет конденсироваться и увлажнять стену.

В сухой стене — пароизоляция и вентилируемый зазор

Рис.2. Пример распределения температуры по разным сторонам наружной стены. а — при большом, б — при малом теплосопротивлении материала стены;

В результате конденсации пара наружная поверхность теплоизоляционного слоя стены зимой будет накапливать влагу.

В теплое время года эта накопленная влага должна иметь возможность испариться.

Необходимо обеспечивать смещение баланса между количеством поступающих в стену паров изнутри помещения и испарением из стены накопившейся влаги в сторону испарения.

Баланс влагонакопления в стене можно смещать в сторону удаления влаги двумя путями:

1. Уменьшать паропроницаемость внутренних слоев стены, сокращая тем самым количество пара в стене.
2. И (или) увеличивать испарительную способность наружной поверхности на границе конденсации.

Однослойные стены имеют одинаковое сопротивление паропроницанию по всей толщине. Это обеспечивает таким стенам положительный баланс удаления влаги из толщи стены во всех случаях, кроме помещений с повышенной влажностью.

В многослойных стенах используются материалы с разным сопротивлением  паропроницанию.

Чтобы обеспечить требуемый баланс перемещения влаги в многослойной стене необходимо, чтобы сопротивление паропроницанию материала в стене уменьшалось по направлению от внутренней поверхности к наружной.

В противном случае, если наружный слой будет иметь большее сопротивление паропроницанию, баланс влагоперемещения сместится в сторону накопления влаги в стене.

Например. Сопротивление паропроницанию газобетона значительно меньше, чем у керамики. При фасадной отделке дома из газобетона керамическим кирпичом обязателен вентиляционный зазор между слоями. При отсутствии зазора блоки будут накапливать влагу.

Вентиляционный зазор между лицевой кладкой из керамического кирпича и несущей стеной из керамзитобетонных блоков не нужен, т.к. сопротивление паропроницанию кирпича меньше чем у стены из керамзитобетонных блоков.

При неправильном устройстве стены, влага в утеплителе будет накапливаться постепенно.

Уже на второй, максимум третий-пятый отопительный период, можно будет ощутить существенное увеличение расходов на отопление. Связано это, естественно, с тем, что увеличилась влажность теплоизоляционного слоя и всей конструкции в целом, а соответственно существенно снизился показатель термического сопротивления стены.

Влага из утеплителя будет передаваться и в соседние слои стены. На внутренней поверхности наружных стен может образовываться грибок и плесень.

Кроме накопления влаги, в утеплителе стены происходит еще один процесс — замерзание сконденсировавшейся влаги. Известно, что периодическое замерзание и оттаивание большого количества воды в толще материала разрушает его.

Стеновые материалы различаются по своей способности противостоять замерзанию конденсата. Поэтому, в зависимости от паропроницаемости и морозостойкости утеплителя,необходимо ограничивать общее количество конденсата, накапливающегося в утеплителе за зимний период.

Например, минераловатный утеплитель имеет высокую паропроницаемость и очень низкую морозостойкость. В конструкциях с минераловатным утеплителем (стены, чердачные и цокольные перекрытия, мансардные крыши) для уменьшения поступления пара в конструкцию со стороны помещения всегда укладывают паронепроницаемую пленку.

Без пленки стена имела бы слишком малое сопротивление паропроницанию и, как следствие, в толще утеплителя выделялось и замерзало бы большое количество воды.  Утеплитель в такой стене через 5-7 лет эксплуатации здания превратился бы в труху и осыпался.

Толщина теплоизоляции должна быть достаточной для того, чтобы удерживать точку росы в толще утеплителя, рис.2а.

При малой толщине утеплителя температура точки росы окажется на внутренней поверхности стены и пары будут конденсироваться уже на внутренней поверхности наружной стены, рис.2б.

Понятно, что количество влаги, сконденсировавшейся в утеплителе, будет увеличиваться с ростом влажности воздуха в помещении и увеличением суровости зимнего климата в месте строительства.

Количество испаряемой из стены влаги в летнее время также зависит от климатических факторов — температуры и влажности воздуха в зоне строительства.

Рис.3. Результат расчета влажностного режима трехслойной стены: керамзитобетон — 250мм., утеплитель минераловатный — 100мм., кирпич керамический — 120мм. жилой дом в г. С.-Петербург. Накопления влаги в годичном цикле нет.

Как видим, процес перемещения влаги в толще стены зависит от многих факторов.Влажностный режим стен и других ограждений дома можно рассчитать, Рис. 3.

По результатам расчета определяют необходимость уменьшения паропроницаемости внутренних слоев стены  или необходимость вентиляционного зазора на границе конденсации.

Результаты проведенных расчетов влажностного режима различных вариантов утепленных стен (кирпичные, ячеистобетонные, керамзитобетонные, деревянные) показывают, что в конструкциях с вентилируемым зазором на границе конденсации накопления влаги в ограждениях жилых зданий не происходит во всех климатических зонах России. 

Многослойные стены без вентилируемого зазора необходимо применять, основываясь на расчете влагонакопления. Для принятия решения, следует обратиться за консультацией к местным специалистам, профессионально занимающимся проектированием и строительством жилых зданий.

Результаты расчета влагонакопления типовых конструкций стен в месте строительства, местным строителям давно известны. «Стена каменная трехслойная с облицовкой из кирпича» — это статья об особенностях влагонакопления и утепления стен из кирпича или каменных блоков.

Все описанное выше относится не только к стенам, но и к другим конструкциям, ограждающим тепловой контур здания — чердачным и цокольным перекрытиям, мансардным крышам.

Прочитав эту статью, Вы узнали, как сделать стену сухой.

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о бане

Статьи по пеноблоку,пенобетону,пенобетонным блокам

Статьи pp-budpostach.com.ua Статьи по бетону

Статьи Все о заборах

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о крышах ( виды, материал, как лутше выбрать)

Статьи Все о Фундаменте

Статьи по газобетону ( газоблоку ), газобетонных блоков, газосиликатнных блоков

Новости, статьи, слухи, факты, разное и по чу-чуть

Статьи по кирпичу ( рядовому, лицевому,облицовочному,клинкерному, шамотному, силикатному,)