Спецвыпуск практического журнала «ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ ИДЕИ ВАШЕГО ДОМА»

Вышел в свет спецвыпуск практического журнала «ИДЕИ ВАШЕГО ДОМА», в котором представлена информация о том, как построить энергоэффективное жилье, снизить затраты на отопление своего дома и сделан обзор наиболее энергоэффективных технологий строительства дома, существующих на данный момент.

Далее приведена статья «Стены, за которыми тепло», в которой подробно разъясняются плюсы и минусы использования различных строительных материалов при возведении дома.

Стена здания должна соответствовать целому ряду требований. Одно из главных - обеспечивать необходимую теплозащиту. Ведь от теплосберегающей способности стены зависит количество энергии, затрачиваемой на отопление жилья.

Рассмотрим основные конструкции стен, актуальные для коттеджного строительства, которые отвечают современным нормам по теплосбережению.

Требование по теплотехнике

Теплозащитные свойства стены оценивают приведённым сопротивлением теплопередаче R0 (м2-°С/Вт). Чем оно больше, тем меньше расходы на обогрев здания в холодное время года. Требования по сопротивлению теплопередаче ограждающей конструкции определяют на основании расчёта, выполняемого согласно CНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» с учётом климатической зоны, где ведётся строительство. Так, для жилых помещений в центральных и северных районах России необходимая величина R0 колеблется в пределах от 2,6 до 4,9 м2*°С/Вт. Для климатических условий Москвы R0 составляет 3,16 м2-°С/Вт. Отметим, что сопротивление теплопередаче стены зависит прежде всего от двух факторов - её толщины и коэффициента теплопроводности (λ) материала или материалов, из которых она сложена. А значит, добиться высокой теплозащиты здания возможно двумя способами. Первый - существенно увеличить толщину стены из традиционных «холодных» материалов (кирпич, железобетон, пенобетон и пр.). Безусловно, такое решение экономически неоправданно: значительно повысятся расходы на материал стен и фундамента, вырастут трудозатраты, полезная площадь будет использоваться нерационально и пр. Остаётся второй способ - возводить стены разумной толщины из материалов, обладающих низким коэффициентом теплопроводности. Это либо однослойные конструкции из крупноформатных поризованных керамических кирпичей или газобетонных блоков (самые распространённые варианты для однослойных стен), либо многослойные с применением эффективной теплоизоляции - слоистая кладка, наружное утепление со штукатурным слоем и вентилируемый фасад. Таким образом, заказчику приходится выбирать прежде всего тип стены - однослойная или многослойная. Основные преимущества однослойных - возможность отказаться от утеплителя, а также ускорение строительных работ. Достоинство многослойных: теплоизоляция, фиксируемая к ограждающей конструкции со стороны улицы, перекрывает вероятные мостики холода (при условии качественного монтажа). Кроме того, утеплитель защищает стену от внешних воздействий и температурных колебаний, тем самым, повышая её долговечность. Рассмотрим подробнее перечисленные конструкции.

Поризованный кирпич.

Этот материал называют по-разному: поризованный керамический кирпич, керамический пустотнопоризованный строительный камень, поризованная керамика. На нашем рынке он представлен продукцией марок Rauf, Porotherm, Poromax и др. Это керамическое изделие с особой структурой: в процессе его изготовления в глину добавляют деревянную стружку или иные органические материалы, которые при обжиге выгорают, образуя мельчайшие замкнутые поры. Благодаря порам подобный кирпич оказывается «теплее», чем обычный щелевой (пустотелый). Отметим, что коэффициент теплопроводности кладки из поризованной керамики, например, Rauf при эксплуатационной влажности 0,6% - 0,16-0,22 Вт/м • °С. Существуют также кирпичи, где в качестве выгорающего наполнителя использованы пенополистирольные шарики - такие изделия ещё эффективнее в плане теплозащиты, но они менее прочные и применяются сравнительно редко, потому что для большинства проектов загородных домов не подходят по своей несущей способности.

Благодаря пористой структуре материал обладает меньшим в сравнении со щелевым кирпичом весом, что позволяет создавать из него крупноформатные камни (блоки). Стандартные размеры наиболее востребованных камней - 440 х 250 * 219 и 510 * 250 * 219 мм. Хорошие теплозащитные свойства материала дают возможность сооружать из него стены, толщина которых соответствует длине камня. Сопротивление теплопередаче R0 стены толщиной 440 мм из поризованного кирпича марки Porotherm 44 (кладка в один ряд блоков) составляет 3,30 м2*°С/Вт, что даже превышает требования «СНиП 23-02-2003» для Московской области. Кладку ведут при помощи раствора. Перед его нанесением на постельную поверхность блока укладывают щёлочестойкую стеклотканевую сетку, чтобы раствор не проникал в пустоты камня. Каждый третий ряд армируют по всему периметру стены металлической сеткой. Используют цементнопесчаную смесь или обладающий повышенными теплоизоляционными свойствами раствор с добавлением перлита. Необходимость в «тёплом» растворе обусловлена тем, что шов в кладке является сквозным мостиком холода (толщина шва - 10-15 мм). А перлитовый раствор позволяет минимизировать промерзание стены. Впрочем, за счёт большого размера блоков в кладке будет меньше швов, чем в случае щелевого кирпича. Многие модели крупноформатных камней предполагают соединение в ряду при помощи пазогребневой системы, а потому вертикальные швы отсутствуют. Всё это снижает вероятность промерзания конструкции. К тому же уменьшается расход раствора. Для устройства углов и примыканий предусмотрены камни с особым расположением пазов и гребней. Большой размер блоков, технологичное соединение камней в ряду, сокращение расхода раствора, - благодаря этому темп кладки увеличивается в 2,5-3 раза по сравнению со щелевым кирпичом. Стены из крупноформатных камней либо оштукатуривают, либо закрывают лицевым кирпичом (соединяемым с несущей кладкой гибкими связями), который также вносит свой вклад в теплозащиту сооружения. Вместе с тем, существуют особые штукатурки, также улучшающие теплоизоляционные свойства конструкции.

С точки зрения теплозащиты у однослойной стены из блоков есть проблемный момент: железобетонная плита перекрытия может стать серьёзным мостиком холода. Чтобы этого не произошло, существует следующее решение. Поскольку плита опирается не на всю глубину кладки, а только на её часть (величину опирания рассчитывают), то по периметру плиты устанавливают пояс из теплоизоляционного материала (обычно из пенополистирольных плит толщиной 100 мм), который затем закрывают камнями меньшей толщины.

Газобетон

Ещё один материал, позволяющий создать однослойную наружную стену малой толщины, - газобетон (ячеистый бетон). На нашем рынке он представлен изделиями марок «Бонолит», Aerostone, «ГлавСтройБлок» и продукцией «Борского силикатного завода» (Россия) и др. (всего более 30 заводов). В сырьевую смесь материала входят песок, известь, цемент, вода и алюминиевая паста. Отформованная масса пропаривается под давлением в автоклавных установках, в результате чего твердеет. Газобетон производят в виде блоков разных размеров, в том числе крупноформатных. Стена из них имеет хорошие теплозащитные характеристики. Так, кладка из блоков «ГлавСтройБлок» (с плотностью марки DA00) толщиной всего 375 мм обладает сопротивлением теплопередаче R0 = 3,6 м2*°С/Вт. Таким образом, из газобетона можно возвести «тёплую» стену меньшей толщины, чем из поризованного кирпича. Добавим, что газобетонные блоки того же производителя толщиной 500 мм имеют показатель Ro до 5 м2*°С/Вт, а значит, являются одним из наиболее энергосберегающих стеновых материалов.

Кладку возводят с применением клеевого раствора. При том в горизонтальных рядах блоки стыкуют друг с другом при помощи либо раствора, либо предусмотренного в изделиях определённых марок соединения по принципу «гребень - паз». В последнем случае проще соблюдать ровность кладки. К тому же заказчик экономит на растворе. Производители рекомендуют специальные клеи на цементно-песчаной основе с модифицирующими добавками. Дело в том, что на ведущих заводах технология изготовления газобетонных изделий позволяет выпускать блоки с очень точной геометрией.

Благодаря этому толщина растворного шва при использовании рекомендуемого клея всего 1-3 мм (напомним, что в кирпичной кладке она составляет 10-15 мм). Учитывая, что толстый шов является мостиком холода, уменьшение размера шва снижает теплопотери и повышает сопротивление теплопередаче конструкции. Тонкий шов даёт возможность сократить расход кладочного материала и трудозатраты, ускорить процесс возведения здания. Выдерживать размер шва позволяет специальный инструмент - кельма. В отличие от кирпичной кладки газобетонную в большинстве случаев не нужно армировать металлической сеткой.

Чтобы здание не промерзало, железобетонные плиты перекрытия утепляют с внешней стороны, монтируя по периметру блоки особой U-образной формы, допускающие установку внутри них утеплителя (минеральной ваты, пенополистирола, экструдированного пенополистирола и др.).

При выборе отделочного материала для фасада стоит помнить, что газобетон обладает высокой паропроницаемостью, и потому оптимальным вариантом для него будет паропроницаемая штукатурка толщиной до 10 мм. Нежелательно укладывать лицевой кирпич (имеющий меньшую паропроницаемость) вплотную к газобетонной стене. Между ними нужно оставлять вентилируемый зазор около 10 мм для удаления водяного пара из конструкции фасада (самонесущую кирпичную стену соединяют с газобетонными блоками при помощи гибких связей). Если есть необходимость в дополнительном утеплении стен, то нельзя использовать теплоизоляцию с низкой паропроницаемостью, например пенополистирол. Можно применять только «дышащие» волокнистые материалы, также предусматривая вентзазор между утеплителем и отделочным слоем.

К минусам газобетонных блоков следует отнести то, что здание из них должно быть не выше четырёх этажей, так как прочность материала меньше, чем, например, поризованных кирпичей. Впрочем, для коттеджного строительства четырёх этажей, как правило, вполне достаточно.

Слоистая кладка

Перейдём к многослойным конструкциям. Начнём с так называемой слоистой кладки. Она состоит из трёх слоев: несущей стены, утеплителя и облицовки. Несущая стена может быть возведена из любого каменного материала (щелевой кирпич, железобетон, пенобетон и др.). Её толщину рассчитывают исходя, прежде всего из необходимой несущей способности (а функцию теплозащиты выполняет теплоизоляция). Например, толщина конструкции из щелевого кирпича, как правило, 380 мм (полтора кирпича). В качестве облицовки чаще всего используют лицевой кирпич с последующим оштукатуриванием.

Несущая и облицовочная части стены опираются на один фундамент. Утеплителем служат плиты из минеральной ваты на основе каменного волокна (Rockwool, Knauf, «ТехноНиколь» и др.) или штапельного стекловолокна (Ursa, Isover и др.), а также из пенополистирола, реже - из экструдированного пенополистирола в силу его высокой цены (Ursa, Dow Chemical, Basf, «ТехноНиколь» и др.). Коэффициенты теплопроводности всех этих материалов отличаются незначительно, а потому толщина изоляционного слоя в большинстве случаев будет одной и той же, независимо от типа выбранного утеплителя. Толщину слоя определяют теплотехническим расчётом, учитывая не только характеристики материала, но и климатическую зону, где ведётся строительство. Пенополистирол примерно в три раза дешевле волокнистых утеплителей и в силу этого экономически привлекателен для заказчиков. Однако если каменная и стеклянная вата являются негорючими (НГ), то пенополистирол относится к группе сильногорючих материалов (ГЗ-Г4), и поэтому при его использовании необходимо обрамлять оконные и другие проёмы по периметру полосами шириной 200 мм из негорючей минеральной ваты.

Для соединения несущей и облицовочной частей стены применяют закладные детали - связи. Их делают из стальной арматуры, стекло или базальтопластика, устанавливая с шагом 600 мм по горизонтали и 500 мм по вертикали. Эти детали выполняют функцию крепежа плит утеплителя, но обычно в дополнение к стальным связям используют тарельчатые дюбели с широкой шляпкой, а стекло и базальтопластиковые связи комплектуют широкими шляпками для фиксации плит. Ряд специалистов рекомендует делать выбор в пользу гибких металлических, стекло и базальтопластиковых связей. Дело в том, что облицовочная стена находится в зоне значительного изменения температуры, и потому подвержена расширению-сжатию, а несущая стена расположена в зоне тепла и остаётся стабильной. Негибкое закрепление облицовки не способно компенсировать её подвижки, от чего на фасаде со временем могут появиться трещины. Напротив, гибкие связи позволят компенсировать подвижки.

Устройство системы утепления любого типа требует соблюдения следующего правила: каждый последующий слой (изнутри наружу) должен пропускать водяной пар лучше, чем предыдущий. Если на пути у пара оказывается препятствие, то возможна его конденсация на границе между «тёплыми» и «холодными» слоями конструкции, что может приводить к негативным последствиям. В частности, для утеплителя: при намокании он деформируется и теряет теплоизоляционные свойства, сокращается срок его службы. В этом плане проблематичны фасады, где предусмотрены, например, пеноблоки, обладающие высокой паропроницаемостью, и пенополистирол с низкой паропроницаемостью. Или паропроницаемый волокнистый утеплитель и лицевой кирпич, у которого этот показатель значительно хуже. Чтобы избежать увлажнения теплоизоляции, рекомендуют создавать воздушную прослойку размером 20-60 мм между утеплителем и наружной стеной, а также оставлять в нижней и верхней частях кладки ряд отверстий (в полкирпича или незаполненный раствором шов), чтобы добиться притока и вытяжки воздуха для удаления пара из конструкции фасада. Размер и количество отверстий зависят от величины вентзазора, площади проветриваемого пространства и др.

Отметим такой момент. Поскольку пенополистирол обладает низкой паропроницаемостью, многие строительные компании не предусматривают в слоистой кладке с его использованием воздушного зазора. Вместе с тем ряд специалистов напоминает, что некоторая паропроницаемость у пенополистирола есть, и влага способна накапливаться в нём, в результате чего он будет терять теплозащитные свойства, а при замерзании влаги разрушаться. А значит, при утеплении стен этим материалом также необходим вентзазор. Другие эксперты категорически не согласны с таким утверждением. По их мнению, вентзазор в сочетании с горючим пенополистиролом недопустим, так как он повышает пожароопасность конструкции. Добавим, что, если зазор не предусмотрен (и согласно расчёту есть вероятность конденсации пара на границе «утеплитель - несущая стена») или если использован практически паронепроницаемый экструдированный пенополистирол, следует обязательно установить паробарьер (плёнки, обмазочные составы) изнутри помещения и обеспечить вентиляцию помещений здания. Впрочем, вентиляция требуется любому жилому дому, независимо от материала и конструкции его стен.

Наружное утепление со штукатурным слоем

Эта технология предполагает закрепление на каменной несущей стене трёхслойной системы. Первый слой - теплоизоляционный: обычно плиты из базальтового волокна или пенополистирола. Второй - армированный (базовый): штукатурно-клеевой состав, усиленный щелочестойкой стекловолоконной сеткой. Третий - защитно-декоративный: слой фактурной штукатурки (минеральной, акриловой, силоксановой), поверх которой могут быть нанесены специальные краски. Наиболее распространены фасады с тонким (7-9 мм) штукатурным слоем. Плиты утеплителя крепят к основанию с помощью клея и тарельчатых дюбелей со шляпками большого диаметра (в среднем 5 шт./м2). На клей ложится основная нагрузка от собственного веса системы. Дюбели - дополнительный крепёж, предотвращающий отрыв утеплителя под воздействием ветровых нагрузок. При использовании пенополистирольных плит предусматривают противопожарные рассечки высотой 300-500 мм из негорючей базальтовой ваты. Их устанавливают между этажами, в угловых примыканиях, по внешнему контуру оконных и дверных проёмов, по всей площади балконов и лоджий.

Обратите внимание: данная технология утепления - не произвольный набор компонентов и материалов, а продуманная производителем система. Системный подход позволяет обеспечить, в том числе паропроницаемость всех слоёв фасада при использовании минераловатной теплоизоляции. И, в частности, применение акриловой штукатурки, имеющей низкую паропроницаемость, в сочетании с базальтовой ватой не допускается. Недостатком технологии наружного утепления можно считать ограничение по температуре воздуха во время монтажа: она должна быть не ниже +5 °С.

Бревно, брус

Неоднозначная ситуация с ограждающими конструкциями из древесины. С одной стороны, деревянные стены независимо от их типа (бревно, брус) не соответствуют требованиям СНиП 23-02-2003 по сопротивлению теплопередаче. В случае здания из бруса или бревна с толщиной наружных стен 210-280 мм R0 равен всего лишь 1,3-2,0 м2-°С/Вт. Что уж говорить о популярных 150-миллиметровых брусовых стенах? Не удовлетворяют требованиям СНиП даже конструкции из брёвен большого диаметра - 350 мм. Ведь есть риск потери тепла через сравнительно тонкое место стыка брёвен соседних венцов. К тому же в результате усадки древесины могут образовываться щели между брёвнами и в самих брёвнах, что приводит к промерзанию стен. Несколько улучшает ситуацию уплотнение со стороны улицы межвенцовых швов специальными акриловыми герметиками в сочетании со шнурами из экструдированного полиэтилена (продукция марок Weatherall, «Любимая дача» и др.). Но заметно снизить затраты на отопление здания такая мера не может. Отметим, что проблема заключается не только в потерях тепла. В холодное время года температура наружной поверхности стен недостаточно утеплённого жилого здания значительно ниже температуры воздуха в помещении, что может вызывать образование конденсата на их внутренней поверхности и, как следствие, появление плесени и грибка, губительных для деревянной конструкции. Таким образом, деревянные стены постоянно отапливаемых зданий нуждаются в дополнительном утеплении для выполнения требований СНиП 23-02- 2003 по уменьшению расхода энергии.

С другой стороны, дополнительный теплоизоляционный контур, сооружаемый, как правило, снаружи здания, скрывает красоту дерева. И потому многие заказчики деревянных домов предпочитают однослойные стены из бревна или бруса, смиряясь с необходимостью тратить больше средств на обогрев жилья. Компромиссным вариантом является применение современного материала - клеёного профилированного бруса, внутри которого находится утеплитель из экструдированного пенополистирола или пенополиуретана толщиной обычно 100-200 мм (такой брус предлагают, в частности, компании Green Wood House, MalerHouse). Это позволяет сохранить в интерьере и экстерьере дома красоту дерева, но при этом добиться высокой теплозащиты сооружения.

Эффективная мера - утепление срубовой конструкции снаружи. Для этого к внешней поверхности стены крепят деревянные бруски, толщина которых равна толщине требуемого теплоизоляционного слоя. Данная толщина определяется теплотехническим расчётом, но в средней полосе России она составляет, как правило, 100 мм. Для утепления используют только волокнистую теплоизоляцию, поскольку дерево «дышит», а пенополистирол, как уже говорилось, плохо пропускает пар, в то время как волокнистые материалы - хорошо. Утеплитель укладывают в распор между брусками, затем закрывают гидроветрозащитной плёнкой, которая обязательно должна быть «дышащей» (паропроницаемая мембрана). Плёнку фиксируют также деревянными брусками, чаще всего толщиной 50 мм. Бруски служат основанием для обшивки и обеспечивают вентиляционный зазор, необходимый для удаления избыточного водяного пара из утеплителя. Снизу и сверху в слое обшивки предусматривают отверстия для притока и вытяжки воздуха. Таким образом, конструкция стены представляет собой разновидность так называемого вентилируемого фасада. Для дополнительного утепления бревенчатого строения не обязательно выравнивать поверхность стен. Достаточно просто закрепить подконструкцию из брусков и установить теплоизоляцию. Однако при этом между утеплителем и межвенцовыми стыками остаются углубления. Они не представляют опасности, но только в том случае, если в них не будет попадать холодный воздух через углы здания. Поэтому при монтаже важно обеспечить непрерывность контура утепления в углах дома. В качестве обшивки применяют сайдинг, вагонку, цементно-стружечную плиту с последующим оштукатуриванием или облицовкой декоративным камнем, а также блок-хаус (имитацию бревна), если необходимо сохранить привычный «деревянный» облик здания.

Надо сказать, что данная технология дополнительного утепления с использованием деревянной подконструкции и той или иной обшивки активно используется применительно к стенам не только из дерева, но и из многих других материалов - кирпича, пенобетона, железобетона и пр.