Развитие отечественного каркасного домостроения не стоит на месте. Досконально освоив типовые американские и европейские подходы к строительству каркасников, компании и частные объединения начинают предлагать потребителю нечто более современное. Так, на нашем рынке появились каркасные технологии ДОК (двойного объемного каркаса), а также перекрестные, 3-D каркасы, из сдвоенных стоек и др.

Безусловно, подобное богатство выбора для потенциального застройщика только в плюс. Но одновременно появляется и много вопросов о целесообразности, оптимальности того или иного метода возведения жилья. Попробуем разобраться в преимуществах сложных каркасов, а также, в каких случаях им стоит отдавать предпочтение.

каркасные технологии ДОК

Зачем усложнять типовые конструкции каркасных домов

Казалось бы, в отточенных веками технологиях американо-канадских и европейских (норвежских, немецких, финских и т.д.) мастеров уже все учтено до мелочей. Конструкции их каркасных домов отличаются:

  1. Надежностью и долговечностью. В той же Америке с её мощнейшими ураганами далеко не всегда стихии удается серьезно навредить каркасникам, некоторые из которых стоят уже более 100 лет.
  2. Отличной теплоэффективностью. С этим сложно спорить, ведь не зря эти дома повсеместно встречаются в наиболее холодных регионах Канады или Скандинавии.
  3. Рентабельностью проектов. Минимизация вложений в строительство заметна во всех его вопросах – от трудозатрат до закупки материалов.

Так что же пошло не так, если технология строительства каркасных домов, устоявшаяся за долгие годы, вдруг вновь начала широко модернизироваться? Ведь даже появление более эффективных материалов, например, минеральной ваты или пенопласта на замену глине, соломе, опилкам или камышу не внесло кардинальных новшеств в техпроцесс. Основную причину следует искать в значительном удорожании энергоресурсов, экологических проблемах, а значит, и в изменившемся подходе к вопросам теплосбережения.

Чем же не устраивают одинарные каркасные системы?

Чтобы ответить на этот вопрос, для начала обратимся к краеугольным параметрам, используемым при термодинамических расчетах строительных конструкций – коэффициентам теплопроводности материалов. Чем они выше, тем интенсивней протекает процесс переноса энергии (нагрева, охлаждения) через ограждения теплового контура. Для стены либо перекрытия дома с деревянным каркасом ключевое значение имеет теплопроводность утепляющих наполнителей и несущих конструкций. Первые обычно представлены минватами, эковатой, пенополистиролами, вторые – досками хвойных пород.

Смотрим усредненные коэффициенты теплопроводности λ (Вт/(м*°C)) этих материалов при нормальной влажности:

  • каменная вата – 0,043;
  • стекловата – 0,044;
  • пенополистирол (ПСБ, ПСБ-С) – 0,041;
  • пенополистирол экструдированный (ЭППС, XPS) – 0,03;
  • эковата – 0,04;
  • сосна (поперек волокон) – 0,14;
  • ель (поперек волокон) – 0,29.

Сравнивая, например, каменную вату и сосновую доску, видим разницу в теплопроводности более чем в 3 раза не в пользу древесины. Значит, зимой через скелет каркасного дома отток тепла наружу будет происходить гораздо интенсивней, чем через теплоизолирующий заполнитель. Таким образом, в относительно тонких ограждающих конструкциях каркасника древесина становится мостиком холода.

технология док каркасные дома

Чем это чревато на практике? Во-первых, дополнительными затратами на отопление. Во-вторых, возникает риск, особенно в периоды сильных морозов, формирования условий точки росы в областях элементов каркаса. А это уже грозит увлажнением древесины, от которого напрямую страдает долговечность каркасных домов.

Как можно улучшить характеристики каркасных конструкций

Избавиться от конденсата поможет усиленный прогрев помещений. Фактически так во многом раньше и решались задачи теплового комфорта жильцов. В самые лютые морозы дома можно было ходить раздевшись, а о конденсате на стенах вообще мало кто слышал. Теперь подобный подход является неоправданной роскошью. Поэтому строители каркасных домов изыскивают всевозможные пути снижения теплопотерь, в данном контексте – наращивая термосопротивление ограждающих оболочек. Для этого:

  • используются передовые теплоизоляционные материалы;
  • увеличивается толщина частей теплового контура сооружения;
  • устраняются мостики холода (конструктивными и монтажными методами).

Эффективная теплоизоляция

В любой современной каркасной технологии для внутреннего заполнения внешних стен и перекрытий стараются отдавать предпочтение материалам с минимальными коэффициентами теплопроводности. На сегодня они имеют достаточно эффективные значения, а их качественное улучшение в обозримом будущем не предвидится.

Теплоизоляционную продукцию стоит выбирать из ассортимента положительно зарекомендовавших себя производителей. К ней относятся, например, базальтовый утеплитель Paroc или Rockwool, пленки для обеспечения пароизоляции или ветрозащиты Yuta. Особое признание у отечественных потребителей получили уникальные по своим свойствам супердиффузионные мембраны торгового бренда Tyvek от компании DuPont.

двойной объемный каркас

Толще, значит, теплее?

В общем случае, так оно и есть. Достаточно посмотреть на базовую формулу для расчета термосопротивления R ((м2*°C)/Вт) однородного материала с толщиной слоя σ (м):

R= σ / λ.

Из выражения следует, что тепловое сопротивление ограждающей конструкции будет возрастать с увеличением ширины её сечения, а также с использованием в наборе структурного пирога материалов с меньшими коэффициентами теплопроводности.

В качестве примера сделаем грубую прикидку толщины слоя теплоизоляции для утепления стены дома, построенного по каркасной технологии. Грубую потому, что настоящий теплотехнический расчет учитывает более значительный объем данных. У нас должно выполняться условие Rо<Rф, где Rо – базовая величина термосопротивления внешних стен для соответствующего региона, а Rф – фактическое значения для рассчитываемой конструкции. Например, если для Московской области Rо=3,130 (м2*°C)/Вт, то минимальная толщина слоя утеплителя на основе стекловаты (0,044 Вт/(м*°C)) должна составить:

σ=3,13*0,044=0,138 м или 138 мм.

На практике, с учетом мостиков холода, погрешностей монтажа и коэффициентов запаса, получим не менее 150 мм. И все же остается риск локального переохлаждения одинарного каркаса, особенно в наиболее холодные периоды, приводящего к выпадению конденсата в области деревянных стоек и перемычек. Поэтому, чтобы не пострадала долговечность каркасного дома и гарантированно получить «теплую» стену по всей поверхности, её толщину увеличивают до 200-250 мм.

изготовление объемных каркасов

Стоит ли делать стены (перекрытия) еще толще и возникающие при этом проблемы

Указанные параметры теплового контура жилой постройки разрабатываются из расчета эксплуатации полноценной современной системы отопления, наделенной удельной теплопроизводительностью на уровне 60–100 кВт/м2.  Однако сегодня в проектировании уже не только каркасников, но и иных типов строений, просматривается стремление приблизится к идеалу теплоэффективности. Инженеры и монтажники стараются создать так называемый «пассивный каркасный дом». Это сооружение с настолько незначительными теплопотерями, что на поддержание в нем теплового комфорта энергия специально не затрачивается. Для обогрева внутреннего объема пассивного дома вполне хватает тепла, выделяемого человеческим телом, электроприборами, поступающего извне с солнечным светом через оконные остекления.

Конечно, добиться такого высокого КПД  в процессе теплосбережения, можно лишь реализуя целые комплексы конструкторских решений. Они касаются и специальных энергосберегающих окон, и оптимизированной системы вентиляции с возвратом (рекуперацией) тепла, и многих других вопросов. Однако ключевое значение в ряду улучшений теплофизических свойств здания отводится наращиванию термосопротивлений стен и перекрытий путем создания усиленных каркасов, имеющих широкие поперечные сечения.

объемный каркас +своими руками

Толщина ограждающих конструкций: какую выбрать?

В теории ширина их сечений может приближаться к метровой величине, что на практике способно слишком усложнить и неоправданно увеличить сроки строительства каркасного дома, сделать его чересчур дорогостоящим. Поэтому, чтобы создать близкий аналог пассивного дома (с затратами на отопление около 15 кВт/м2) с вложениями, которые окупятся в обозримой перспективе, его ограждающие конструкции (для средней полосы РФ) должны содержать слой эффективной теплоизоляции толщиной:

  • в верхнем перекрытии или утепленной кровле – 500-600 мм;
  • в наружных стенах – 400-450 мм;
  • в нижнем перекрытии – 350-400 мм.

Но и при создании таких тепловых оболочек по технологии одинарного каркаса возникает немало вопросов. Во-первых, с увеличением толщины сухого струганного леса возрастает его удельная себестоимость и дефицитность. Во-вторых, сквозные, через всю ширину сечения конструкционные элементы из древесины, в любом случае остаются участками с относительно высокими теплопотерями. В-третьих, накапливаются различные монтажные сложности, способные существенно ухудшить расчетные термодинамические параметры сооружения. Они касаются качественного закрепления и распределения теплоизоляции в объеме стены (перекрытия), плотной подгонки рядов стоек и их узловых соединений, а также других практических моментов. Решить эти вопросы помогает перекрестный каркас, двойной, ДОК и 3-D.

Достоинства и недостатки технологий объемных каркасов

Двойной перекрестный каркас

Является наиболее простой попыткой уйти от сквозных мостиков холода через всю торцевую часть древесины стоек стен или лаг перекрытий. На рисунке показаны пути оттока тепла из помещения через обычный и объемный перекрестный каркас дома, а также формирующиеся при этом наиболее охлаждаемые зоны. По ширине конструкций (вид сверху), при их одинаковой толщине, протяженность участков теплопереноса не меняется. Однако, если смотреть на них в анфас, то разница в площадях охлаждаемых зон становится очевидной.

каркасные технологии ДОК

Таким образом, при одинаковой толщине ограждающих конструкций и утеплителя в них двойной перекрестный объемный каркас в сравнении с обычным позволяет:

  • добиться лучших показателей термосопротивления по площади стен и перекрытий;
  • минимизировать локальные мостики холода как через массив древесины, так и через погрешности сборки – щели в узловых сопряжениях несущих элементов, а также между фрагментами утепляющего материала, что позитивно сказывается на их сохранности;
  • повысить защиту помещений от уличного шума;
  • использовать для строительства каркасного дома менее дорогие пиломатериалы.

Например, наборка структурно скелета под закладку утеплителя толщиной 150 мм уже может вестись не на основе стоек из доски 50*150 мм, а на основе доски 50*100 мм (стоек) и бруска 50*50 мм (горизонтального каркаса).

док технология каркасные

Двойной объемный каркас (ДОК)

Запатентованная на западе схема двойного каркаса дома по технологии ДОК – её продвижением на отечественном рынке занимается группа компаний Наносфера – способна обеспечить еще более высокую энергоэффективность и прочность стен сооружения, чем при монтаже перекрестного каркаса. Целесообразность её использования может вызываться потребностью закладки толстых слоев утеплителя во внешнюю и внутреннюю части ограждающей конструкции. Если прибегнуть к перекрестной схеме, то нагрузка на вертикальные стойки окажется слишком высокой. Поэтому второй каркасный ряд также собирают из вертикальных элементов, но со смещением ячеек относительно первого.

технология док каркасные дома

После равномерной укладки утеплителя мостики холода, преимущественно, образуются только через контактные зоны стойка/ перемычка между внешним и внутренним слоем. Площадь локальных переохлаждаемых зон получается примерно такой же, как и в случае с перекрестным каркасом, что наглядно отображено на схеме ниже. Однако, за счет увеличения сечения, пути оттока тепла удлиняются, а значит теплопотери через эти участки становятся ниже.

В итоге, деревянные каркасы по технологии ДОК гарантируют все те же преимущества, что и перекрестные, но одновременно обеспечивают ограждающим конструкциям более высокую прочность.

док технология каркасные дома отзывы

3-D каркас

Еще одна структурная модификация стандартной технологии строительства каркасных домов. Из схемы видно, что в 3-D системе полностью отсутствуют пути сквозного оттока тепла. Теплообмен через несущий скелет осуществляется уже не по прямой, а по более протяженной ломаной линии. Она проходит через две стойки и горизонтальную перекладину промежуточного каркаса. дом двойной каркас
В результате, при подобной компоновке, теплопотери через деревянную конструкцию минимизируются на столько, что приближаются к показателю теплопотерь через утепляющий материал. На практике это означает еще более высокую теплоэффективность 3-D системы по сравнению с двойным перекрестным или двойным объемным каркасом.

каркасный дом технология

Сдвоенный каркас и стойки Ларсена

Система каркасных стоек Ларсена так же, как и рассмотренные выше технологии объемных каркасов, позволяет создавать внешние тепловые оболочки значительной толщины. Ее разработку приписывают канадцу Джону Ларсену. В 1981 г. он предложил несколько отойти от традиционной концепции моноэлементов из массивного леса (досок, бруса) для сборки скелетов несущих конструкций каркасных домов. Его технология позволила представить стойку стены или балку перекрытия, как ферму, составленную из досок (поясов) и фрагментов фанеры или OSB (связей решетки).

объемный каркас

Оригинальная ширина стеновых стоек Ларсена – 30 см, но на практике она принимается соответствующей толщине утепляющего слоя. По аналогичной схеме могут собираться фермы, в которых пластины связей заменяются на перемычки и подкосы из доски. Такая модификация особенно оправдана для несущих элементов широких стен.

Преимущества сдвоенных каркасов:

  • позволяют унифицировать значительную часть конструкционных деталей. Их заготовка может вестись по шаблонам на стройплощадке или серийно в заводских условиях. Подобную продукцию, например, предлагает компания Framing House. В любом случае готовые стойки-фермы упрощают общий монтаж, а также гарантирует точность и скорость возведения каркасного дома;
  • менее требовательны к качеству пиломатериалов;
  • для сборки ферм может использоваться доска меньших сечений (дюймовка), чем в случае реализаций технологий ДОК, 3-D или перекрестных каркасов.

Недостатки сдвоенных каркасов:

  • оптимальным для них является насыпной заполнитель (эковата). Выполнить качественную укладку слишком толстых слоев плитного (рулонного) утеплителя сложнее – она требует больших усилий и соответствующего монтажного опыта;
  • остаются небольшие, но множественные сквозные мостики холода через сечения несущих элементов ограждающих конструкций. Они показаны на схеме, в сравнение с одинарным каркасом.

объемный каркас каркасного дома

Одинарный каркас уже в прошлом?

Логичный вопрос, раз многослойные конструкции предоставляют потребителю столько преимуществ. Тем не менее, в обозримом будущем отказываться от проверенных веками традиционных одинарных систем вряд ли стоит. Дело в том, что каркасные технологии имеют солидный арсенал правильных решений. Каждое из них должно выбираться на основе анализа многих факторов: требований к комфорту, допустимых объемов начальных вложений или сроков окупаемости и т.д.

Например, если дом возводится в регионе с мягким климатом или вас не пугают его энергетические потери на уровне 60–100 кВт/м2, компенсируемые типовым автономным отоплением, то с различными объемными каркасами связываться выйдет себе дороже. С другой стороны, стандарты теплоэффективности ограждающих конструкций постепенно ужесточаются. Их пересмотр осуществляется в среднем каждые 5 лет. Поэтому, если хотите идти в ногу со временем или «вообще не платить» за отопление, то технология каркасного дома ДОК, 3-D и т.п. – ваше все.

Однако, выбирая подобные нестандартные решения, следует учитывать, что:

  • их реализация потребует несколько больших трудозатрат и безупречной сборки конструкций;
  • вложения в материалы окажутся уже гораздо более значительными. Например, сборка двойного объемного каркаса потребует в два раза больше доски и утеплителя. А ведь они являются основными пунктами в расходах на закупки стройматериалов для возведения любого каркасника;
  • получить действительно энергоэффективный или пассивный каркасный дом, возможно, но только при комплексном подходе к вопросу его возведения. Толстые многослойные стены и перекрытия должны дополняться самыми современными оконными и вентиляционными системам, а общая архитектурная компоновка должна быть выполнена профессиональным разработчиком.

Указанные факторы отражаются на окупаемости дополнительных вложений в строительство, которая вполне может растянуться на 10-20 лет. Об этом не стоит забывать, решая, какой тип каркаса выбрать для строительства своего дома.

Поделитесь с друзьями и оцените запись
Оцените запись:
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (2 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...