Толщина стен каркасного дома для круглогодичного проживания: примеры расчета для разных утеплителей

Каркасные дома, несмотря на возрастающую популярность, не вызывают сто процентное доверие у потенциальных хозяев.

И дело не только в том, что каркасные дома ассоциируются со старыми деревенскими деревянными домами, больше похожими на сараи, а в том, что люди сегодня не склонны доверять современным технологиям, особенно тем, которые на порядок удешевляют строительство.

Мы привыкли, что дешевое не может быть хорошим, поэтому к сообщениям о том, что тонкая каркасная стена равноценно может заменить двойную блочную кладку, относимся крайне скептически.

Типовая конструкция стены

Конечно, выбор толщины стены зависит не только от климата в регионе, но и от предназначения конструкции: будет ли дом для постоянного проживания, или — для временного, а так же от материалов применяемых в конструкции внутренней и внешней частей стены, от вида используемого утеплителя, наличия воздушного зазора.

Классическая стена состоит из следующих элементов:

• Внешняя обшивка. Может быть толщиной от нескольких миллиметров до десятков сантиметров в зависимости от используемых материалов. Чаще всего применяют цементно-стружечные ЦПС или древесно-стружечные OSB плиты, реже используют металлопрофиль или облицовочный кирпич. При отсутствии воздушного зазора внешняя часть может состоять просто из оштукатуренного утеплителя.
• Воздушный зазор. Он нужен для того, чтобы исключить проникновение влаги через внешнюю обшивку в утеплитель, и он оставался сухим, не теряя своих теплоизолирующих свойств. В зависимости от типа применяемых изоляционных материалов может составлять от 25 до 50 мм.

Порядок расположения слоев в каркасном доме стандартный Источник sargorstroy.ru

• Каркас. Может быть утеплённым, или нет. Минимальная толщина несущей конструкции стены без утепления составляет 50мм и увеличивается в зависимости от вида используемого утеплителя: минеральное волокно, эковата, пенополистирол, полиуретановое напыление. Толщина утеплителя для стен каркасного дома может достигать 400мм.
• Внутренняя обшивка. Обычно состоит из более экологичных материалов, чем внешняя, так как связана с жилым пространством. Чаще всего используют гипсокартон или материалы на основе натурального дерева (доска, брус), реже фанеру, МДФ или OSB. Если несущая конструкция каркаса не утепляется, то обшивки стены может и не быть.

Из конструкционных особенностей стены понятно, что самое сложное — это определить толщину утепления каркаса.

Именно от толщины утеплителя будет зависеть, насколько теплым будет дом Источник otdelka-expert.ru

Дополнительное утепление

При необходимости дополнительного слоя теплоизоляции используют пенопласт. Его крепят на ОСБ плиту с внешней стороны. Вначале на обшивку застилают пароизоляционную пленку или мембрану. Она нужна для вывода влаги с первого слоя утеплителя. Затем устанавливают пенопласт. Обычно хватает толщины от 5 до 10 см. При необходимости все стыки шпаклюются.

Затем утеплитель закрывают гидроизоляцией. Для этого можно использовать:

• полиэтиленовую пленку;
• современные влагозащитные паропроницаемые мембраны;
• OSB-3.

Края изоляции должны заходить друг на друга на 10 см, а стыки проклеивают скотчем или специальной лентой. После этого сверху клеят армирующую сетку. Для защиты краев утеплителя применяют пластиковые или металлические уголки. Для обшивки наносят слой штукатурки, кладут декоративную плитку или используют вагонку.

При правильном выборе материалов и соблюдении всех технологий строительства каркасный дом не уступает блочному и даже превосходит его по определенным параметрам.

Толщина утеплителя

В первую очередь, толщина утеплителя в каркасном доме для постоянного проживания будет зависеть от географического положения будущего жилья, его климатической зоны, а так же от коэффициента теплопроводности материала.

По следующей формуле можно рассчитать толщину теплоизолятора:

δ = R. k,

где δ — толщина,

R — показатель теплового сопротивления для конкретного региона, а

k — коэффициент теплопроводности.

Показатель теплового сопротивления R можно рассчитать самостоятельно, основываясь на данных СНиП 23-01-99 Климатология, а можно взять из следующей таблицы:

Готовые данные помогут определить примерную толщину, но лучше доверить расчеты профессионалам, знающим особенности конструкции и материалов Источник sargorstroy.ru

Не менее важно правильно подобрать материал, который позволит избежать излишних тепловых потерь. Сейчас нет смысла рассматривать столь популярные на заре каркасного домостроения утеплители подобные опилкам или шлаку. На рынке масса более технологичных и практичных в применении теплоизоляционных материалов.

Смотрите также: Каталог проектов домов каркасных домов, представленных на выставке «Малоэтажная страна».

Минеральная вата

Такой вид утеплителя изготавливают с применением стеклянного или базальтового волокна по следующей технологии:

1. Сначала базальт расплавляют в печи при высоких температурах до тех пор, пока он не станет жидким.
2. Полученную жидкость закачивают в центрифугу, где под огромным давлением воздуха она превращается в волокна.
3. Затем эти волокна попадают под пресс, уплотняющий их до нужных параметров.
4. Далее полученный материал скатывают в рулоны или разрезают на плиты.

Положительные моменты при использовании минеральной ваты заключаются в её низкой теплопроводности, которая даже ниже, чем у дерева. При плотности 50 кг/м3 средний её показатель будет в районе 0,045-0,05 Вт/м оС (зависит от производителя). Опираясь на эти данные, по формуле δ = R.k можно рассчитать толщину утеплителя для любого региона России:

• 3 х 0,05 = 0,15 (м) — для Московской области,
• 4,9 х 0,05 = 0,24 (м) — для Якутска,
• 1,8 х 0,05 = 0,09 (м) — для Сочи.

Минвата один из недорогих и часто применяемых утеплителей Источник konveyt.ru
Если сравнить с толщиной стен из дерева без дополнительного утепления, то получим:

3 х 0,11 (коэффициент теплопроводности ели) = 0, 33 м. Это для Московской области.

Единственный минус теплоизоляции из минерального волокна состоит в том, что при намокании его свойства ухудшаются в разы. Поэтому при монтаже нужно следить за соблюдением норм гидроизоляции.

Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на проектировании и строительстве загородных каркасных домов под ключ.

Эковата

Относительно недавно появившийся на рынке материал на основе целлюлозы, полученной при переработке макулатуры и прочих бумажных отходов. Негорючесть достигается за счёт добавления в утеплитель соединений бора. По этой же причине в эковате не заводятся насекомые и грызуны. На сегодняшний день на рынке — это действительно, самый экологически чистый утеплитель.

Для монтажа этого материала на большие площади требуется специальное, распыляющее волокна оборудование, в простонародье называемое «пылесосом». Благодаря нему, можно напылять гранулы ваты как на конструкцию, которая ещё не зашита с одной из сторон, так и закачивать материал внутрь уже смонтированной стены через специально проделанные для этого отверстия. На небольшие площади волокно можно наносить без применения спецсредств подобно штукатурке.

Для распыления эковаты понадобится специальная машина Источник keyinsulation.com

Из недостатков необходимо отметить усадку, которая происходит через некоторое время, а как следствие теряются изоляционные свойства. Это устраняется закачкой дополнительного количества утеплителя в уже смонтированную конструкцию, что не всегда удобно.

Теплопроводность эковаты примерно равна теплопроводности минерального утеплителя при их одинаковой плотности, поэтому расчёт будет таким же.

Полистиролы

Довольно часто для утепления каркас­ных стен сегодня используют жесткие утеплители на основе полистирола, выпускаемые в виде формованных плит. Самыми известными из них являются пенопласт (пенополистилол) или экструзионный (экструдированный) полистирол, к послед­ним относится «Полиспен», «Пеноплекс», STYROFOAM. Эти материалы по некоторым своим свойствам превосходят многие мине­раловатные утеплители, так как имеют более низкий коэффициент теплопро­водности и более высокую прочность на сжатие, а так же меньшее водопоглащение. Срок их службы вполне сопос­тавим со сроком эксплуатации здания, они не дают усадки. Полным отсутс­твием водопоглощения характеризуется экструдированный пенополистирол, а вот дешевые пенопласты могут вбирать в себя влагу — она проникает внутрь между гранулами и при многократном замерза­нии-оттаивании разрушает материал.

Самым главным недостатком всех полистиролов является их воспламеняемость, горючесть и дымообразующая способность по ГОСТ 30402, ГОСТ 30244 и СНиП 21-01-97.

Несмотря на ряд положитель­ных качеств, дающих повод некоторым экспертам называть производные поли­стирола чуть ли не универсальным утеп­лителем, и пенопласт и экструзионный полистирол обладают серьезными недостатками, ставящими под сомнение целесообраз­ность применения этих материалов в ряде случаев. Один из них связан с их хруп­костью: при использовании полистиролов сложно герметизи­ровать стыки плит по причине их жесткости и не пластичности. Кроме того, этот вид утеплителя очень нравится грызунам, которые любят его грызть, уст­раивать в них ходы и норы.

Да и экологичными каркасные стены, заполненные разновидностями полистиролов, назвать нельзя из-за входящего в состав этой изоляции стиро­ла, который при попадании в воздух от­рицательно влияет на организм дышащих им людей

Кроме того, одно из главных свойств этих утеплителей – очень низкая паропроницаемость — означает, что стены дома не будут «дышать», при утеплении создается «эффект термоса», что особенно важно не допустить в своем доме. К выбору этого материа­ла в качестве наполнителя стен жилого дома нужно подходить внимательно и сточ­ки зрения пожаробезопасности

Пенополистирольные плиты относятся к горючим материалам (группы горючести Г1-Г4). Однако слабогорючие материалы также представляют некоторую опасность с точ­ки зрения экологичности. Для уменьшения их горючести в состав вводят гексабромоциклододекан (ГБЦДД), который явля­ется устойчивым токсичным веществом. Успокаивает лишь то, что этот токсикант скорее всего не испаряется и не растворяется в воде. Тем не менее, Европейское химическое агентство ставит его в начале списка сре­ди самых опасных веществ, значит, повод задуматься все-таки есть.

Особенно же неприятным является то, что все без исключения полистролы при горении выделяют в той или иной степени удушливый дым, который включает токсичные вещест­ва — оксид углерода, бензол и другие. Класс материала по горючести (Г1-Г4), дымообразованию (Д1-Д4), воспламеняемости (В1-В4) и токсичности продуктов горения (Т1-Т4) указывается в сертификате пожарной безопасности, который выдается на основе отчета об испытаниях материала. Для сравнения: минеральная БАЗАЛЬТОВАЯ вата является негорючим материалом – группа НГ.

В заключении хочется добавить, что конечно же есть задачи, для которых применение полистиролов практически не имеет альтернативы, например, утепление фундаментов в грунте, но при утеплении наружной части любого здания первенство остается за базальтовым утеплителем

Важно в каждом конкретном случае выбирать материал, который будет решать конкретную задачу

Что выбирать – решать Вам.

Видео описание

О видах и особенностях материалов для утепления стен в видеоролике:

Пенополистирол

Всем с детства знакомый пенопласт. Используется в строительных технологиях очень давно, но до сих пор не потерял актуальность из-за своей низкой теплопроводности и небольшой массе.

Технология производства пенополистирола достаточно проста:

• Полистирол доводят до температуры плавления и под давлением насыщают его парами и газами. В итоге образуются маленькие шарики наполненные воздухом.
• Далее шарики повторно нагревают и прессуют в листы самой различной формы.
• Для улучшения характеристик пенопласт обрабатывают экструдером — опять доводят до вязкого состояния, а затем формуют (выдавливают через специальное отверстие). Так получается экструдированный пенополистирол.

Листы пенополистирола вставляются и крепятся между перегородками каркаса Источник obrawa.ru
Из минусов этого утеплителя можно отметить его горючесть, хотя если говорить об экструдированном материале, то этот показатель будет в пределах допустимого.

Плотность пенопласта варьируется от 20 до 160 кг/м3 при коэффициенте теплопроводности 0,03-0,05 Вт/м °C.

Таким образом, можно посчитать, что минимальная толщина этого утеплителя для Московской области должна быть не меньше 150 мм (3 х 0,05).

Требования к теплоизоляционному материалу

Каркасы домов, возведенных по «канадской» технологии, собираются из плит OSB или дерева. Чтобы утеплитель не стал причиной порчи конструкций, он должен обладать достаточной паропроницаемостью – не менее 0,32 Мг.

Этому требованию в абсолютной мере соответствуют волокнистые теплоизоляторы – минераловатные материалы. Популярные синтетические утеплители, такие как пенопласт и аналоги на полимерной основе, нельзя применять в деревянных конструкциях по двум причинам:

1. Во-первых, из-за отсутствия упругости теплоизолятор не сможет подстроиться под временные деформации древесины (усушка, увеличение объема). Как результат – образование трещин и мостиков холода.
2. Во-вторых, пенопласт и его аналоги не дают «дышать» дереву. Это приводит к накоплению влаги, появлению плесени и гниению конструктивных элементов.

Выбирая, чем утеплить каркасный дом, помимо паропроницаемости, следует учесть и дополнительные свойства теплоизолятора. Приветствуется такие показатели:

• пожаробезопасность;
• экологичность;
• низкая теплопроводность;
• стойкость к усадке;
• минимальное водопоглощение.

Пример расчёта толщины стены

Толщина утепления каркасного дома для постоянного проживания на примере Московской области (такой расчёт был приведён выше) составила 150 мм при применении минерально ваты плотностью 50 кг/м3. Поскольку большинство производителей выпускают этот утеплитель толщиной 50 и 100 мм, то придётся положить изоляцию либо в три слоя толщиной по 50 мм, либо в два 100 и 50 мм. От этого коэффициент теплопроводности не изменится.

В качестве наружной обшивки была выбрана OSB толщиной 12 мм с воздушным зазором в 50 мм и штукатуркой 5 мм.

Внутренняя часть обшита гипсокартоном 13 мм.

Итого: 150 + 12 + 50 + 5 + 13 = 230 (мм).

Теперь, ориентируясь на эти данные теперь можно производить расчёт фундамента, но нужно понимать, что это всего лишь математический расчёт и он не учитывает проблемы, которые могут возникнуть при монтаже конструкции.

Онлайн калькулятор фундамента

Чтобы узнать примерную стоимость фундаментов различных типов, воспользуйтесь следующим калькулятором:

Чтобы убедиться, что по дому нигде не гуляет сквозняк, производится проверка конструкции тепловизором Источник sargorstroy.ru

В чем преимущества пенополистирола?

пенополистирол

Выбирая материал, стоит обратить внимание на пенополистирол, который обладает хорошими теплоизоляционными свойствами, которые на ряд выше, чем у пенопласта. Он обладает небольшим весом и достаточно высокими водозащитными свойствами

Это позволяет производить утепление стен снаружи пенополистиролом без риска нанести ему ущерб при монтаже в плохих погодных условиях. В отличие от других материалов такого типа он огнестоек, а так же меньше подвергается воздействию химических веществ. Пенополистирол имеет неограниченный срок службы и устойчив к механическим воздействиям.

Утепляя дом с помощью пенополистирола можно сэкономить массу времени на устройстве дополнительной вентиляции, которая так необходима для минеральной ваты. Материал обладает достаточно неплохой эластичностью, что облегчит его укладку в различные труднодоступные места.

Так же стоит рассмотреть такой материал, как пенополиуретан. Утеплитель устойчив к возгоранию и способен хорошо выполнять свои свойства даже в большом интервале температур. Из него могут быть изготовлены материалы с различной плотностью, и не содержит вредных веществ.