Мы в соц. сетях
Вступившим в наши группы ВК, FB, ОК - подарки при покупке проектов!
Контакты

ООО «Архитектурно-дизайнерская студия «Альфаплан»

Адрес:
Санкт-Петербург,
Большой пр.П.С., д.80, оф.13Н
Телефон:
+7-(812)-347-5357
+7-(812)-927-8702
8-800-250-0597 бесплатный звонок из регионов
E-mail:
[email protected]

www.Alfaplan.ru
www.Альфаплан.рф

Подробнее >>

Поделиться ссылкой:

"Дом - это отдвинутая граница души".

М.Жванецкий

 

 

 

 

«Что только не было обещано человеку: страна Утопия, коммунистический рай, новый Иерусалим и даже далекие планеты. Но он всегда хотел лишь только одного: собственный дом с садом».

Ж.К. Честертон, 1920

от
до

Строительная физика и жилищный комфорт

22.06.2009

Строительная физика и жилищный комфорт

Важной стороной строительства индивидуального дома является решение вопросов строительной физики. Именно она определяет микроклимат помещений, их тепловой и воздушно-влажностный режимы, шумозащиту, освещенность и инсоляцию. Ошибки в области строительной физики стоят дорого, и часто за них приходится платить всю жизнь. Причем не только в смысле ущерба комфорту, но и в самом прямом смысле: например, если дом не имеет достаточной теплоизоляции, то его отопление будет стоить немалых денег. Здесь главный рецепт: опирайтесь на рекомендации специалистов и соблюдайте Строительные Нормы и Правила. Не попадайте в ситуацию хозяев пустующих «сараев» по тысяче квадратных метров, которые можно увидеть в наших пригородах: когда уже была построена коробка, хозяин вспомнил, что дом еще надо топить и обслуживать... Бросить оказалось дешевле.

Теплотехнические требования

Одна из главных функций дома - сохранение тепла, что особенно важно в нашем неприветливом климате. Поэтому конструкция наружных ограждающих поверхностей носит принципиальный характер. Необходимым является безусловное выполнение требований СНиП 02-03-2003* «Тепловая защита зданий», которые содержат высокие требования к тепловой защите.

Общепризнанная концепция теплосбережения состоит из трех основных положений.

Сведение к минимуму трансмиссионных потерь тепла. Этот фактор определяется величиной «приведенное сопротивлением теплопередаче». В России в настоящее время используется, как правило, «поэлементное нормирование», т.е. для каждого элемента наружных ограждающих конструкций нормами задается минимально допустимое значение: для стен, окон, крыш и перекрытий над подвалами. Величины сопротивления теплопередаче для разных регионов различны. Например, для С.-Петербурга (для коттеджей) установлены следующие параметры (в м2?°C/Вт): 3,08 - для стен; 4,6 - для покрытий; 4,06 - для чердачных и цокольных перекрытий; 0,51 - для окон; 1,2 - для наружных входных дверей.

Наружная оболочка дома должна быть плотной (с ограниченной воздухопроницаемостью) во избежание затрат тепла на обогрев инфильтрующегося воздуха. Здесь, главным образом, нормируется максимально допустимая воздухопроницаемость оконных и балконных дверных блоков. Проблемными со стороны воздухопроницаемости являются некоторые конструкции наружных стен. Например, деревянные дома - существует проблема грамотного заполнения между бревнами во избежание продувания. Каркасные дома в том виде, как они часто строятся у нас с целью экономии, т.е. стоечно-балочная система с заполнением утеплителем, и без дополнительного наружного слоя утепления, - это прямые мостики холода и охлаждение дома инфильтрацией. Дома из газобетона без облицовочного наружного слоя требуют тщательной обработки швов между блоками, заполнения вертикальных швов и двухсторонней штукатурки (снаружи и изнутри).

Отсутствие (сведение к минимуму) мостиков холода, обусловленных материалами и конструкциями стен (теплопроводные включения). Во-первых, через мостики холода происходит большая утечка тепловой энергии. Во-вторых, в местах мостиков холода со стороны помещений может выпадать конденсат, и при его систематическом наличии в этих местах появится грибок. Примеры мостиков холода: бетонные перемычки над проемами, если они уложены неправильно - без зазоров между ними; стойки каркасного дома (пусть это даже деревянный брус!), если нет слоя дополнительного наружного утепления.

Современные требования по теплоизоляции могут выполнить несколько конструкций наружных стен. Во-первых, многослойные конструкции с применением эффективного утеплителя (минеральной ваты или пенополистирола). Такие стены состоят из трех основных оболочек: несущей части стены (из кирпича, бетонных или иных блоков), слоя утеплителя и наружной облицовки как защиты утеплителя от климатических воздействий. Во-вторых, это стены из газобетона (толщина зависит от характеристик газобетонных блоков). В-третьих, стены из специального поризованного из кирпича.. Теплотехнические требования можно также выполнить, применяя каркасные системы.

Но конструкции многослойных и каркасных стен имеют свои тонкости, поэтому проектировать и строить их должны профессионалы! Для сравнения: каждый счастливый обладатель «Жигулей» вполне справляется с некоторыми видами ремонта, но непрофессионал не осмелится запустить свои пальцы в блестящие кишочки «Мерседеса». Многослойные стены - это еще не «Мерседес» в строительстве, но на приличную машину уже похоже.

Воздушно-влажностный режим

В настоящее время в нашем коттеджном строительстве преобладающей является естественная вентиляция по следующей схеме: отработанный воздух удаляется непосредственно из зоны его наибольшего загрязнения (из кухни и санитарных помещений) посредством естественной вытяжной канальной вентиляции. Его замещение происходит за счет наружного воздуха, поступающего через неплотности наружных ограждений (главным образом оконного заполнения) и нагреваемого системой отопления.

Но пункт 2 концепции по энергосбережению гласит, что дома должны быть с ограниченной воздухопроницаемостью во избежание теплопотерь на обогрев инфильтрующегося воздуха! Это два требования, которые входят в противоречие друг с другом. Европа в погоне за экономией энергии уже нажила себе ряд проблем, связанных с недостаточной вентиляцией и, как следствие, с повышенной влажностью помещений: образование грибковой плесени в построенных герметичных домах называется одной из главных статей ущерба по информации «Ежегодного сообщении Министерства Транспорта, Строительства и Жилищного хозяйства» Германии. Ущерб измеряется миллиардами Евро. Дома не должны быть подобны подводным лодкам по своей герметичности! И для нас, в России, сейчас важно использовать ценный европейский опыт с тем, чтобы оказаться в роли «умных», которые учатся на ошибках других.

Предпочтительным для индивидуальных домов является устройство приточно-вытяжной системы вентиляции с применением устройств рециркуляции тепла. Недорогое решение этой проблемы - специальные устройства для самовентиляции в окнах (например, климатические клапаны). В настоящее время такие системы набрали популярность в Европе.

Пароизоляция конструкций

Вспомните из школьного учебника физики закон сообщающихся сосудов. Это, вообще говоря, универсальный закон: где чего-то много, то оно течет туда, где его мало. Это касается и водяного пара, который содержится в воздухе. В холодный период года, который в нашем климате весьма продолжителен, водяного пара в помещениях всегда больше, чем на улице. Поэтому изнутри он стремится просочиться через все препоны наружу. Но на пути через ограждающие конструкции он в какой-то точке сталкивается с холодной поверхностью и выпадает от холодного шока в осадок. Это называется конденсатом. При увлажнении теплоизоляции ее теплозащитные свойства падают, замерзание/оттаивание разрушает материалы, а при длительном выпадении конденсата образуется грибок.

Общий принцип строительной физики гласит: изнутри плотнее чем снаружи. Это означает, что наиболее плотные слои многослойных конструкций должны располагаться со стороны помещений, а со стороны улицы - менее плотные. Тогда водяной пар не проникает в область возможной конденсации, где он может причинить неприятности.

На лекциях для студентов строительных вузов преподаватели любят спрашивать: «Вы когда-либо видели собаку с шерстью, растущей внутрь тела?» Это в сущности аналогия тому случаю, когда утепление смонтировано с внутренней стороны наружной стены.

Неудачными являются конструкции наружных стен, когда утеплитель находится со стороны помещения - это нарушает вышеназванный принцип! Тогда стены позади утеплителя со стороны улицы переохлаждаются, и на стыке минваты с поверхностью стены возникает опасность конденсации пара. Поэтому, чтобы соблюсти принцип «изнутри плотнее, чем снаружи», между слоем минваты и внутренней облицовкой из гипсокартона, приходится располагать пароизоляцию. И тогда весь объем помещения превращается практически в полиэтиленовый мешок. Это главный недостаток каркасных конструкций стен.

Рекомендую простой тест при выборе бригады строителей для Вашего коттеджа, который использую я сам. Спросите бригадира, как он посоветовал бы утеплять стены дома: снаружи или изнутри? И если на вопрос он задумчиво станет шевелить усами и затянет: «Ну, на этот счет есть разные мнения....», то поворачивайте его на 180 градусов и без сожаления придавайте определенным движением ускорение подальше от себя и от своего участка. Потому как этот строитель, по меньшей мере безграмотен, а если знает ответ, но умышленно вводит Вас в заблуждение (т.к. утеплять изнутри много легче), то значит, недобросовестен.

Шумоизоляция

Защита от шума, быть может, не столь принципиальная тема, когда речь идет о загородных коттеджах. Они располагаются, как правило, на достаточно тихих территориях. Современные пластиковые (или качественные деревянные) окна, наряду со стенами, обеспечат высокий уровень изоляции от воздушного шума. Если вы все-таки с такой проблемой столкнулись, то наименее предпочтительными являются каркасные коттеджи. Один из принципов шумоизоляции заключается в том, что изоляция от шума тем лучше, чем массивнее (тяжелее) наружная конструкция стен. Для коттеджей можно рекомендовать многослойную стеновую конструкцию с массивной несущей стеной и с эффективным утеплителем.

Следует только не забывать, что шум бывает еще и ударным - это надо учитывать при изготовлении перекрытий. Для снятия передачи ударного шума через перекрытия применяются специально разработанные архитектурные узлы и детали, суть которых - иметь разделительную плоскость между бетонной плитой или балками перекрытия и конструкцией пол. Эта разделительная плоскость выполняется в виде эластичных шумогасящих прокладок, как правило, из вспененного полиэтилена. При правильном выполнении перекрытий никаких проблем с ударным шумом не будет, в т.ч. и в варианте перекрытий по деревянным балкам.

Освещенность

Простое решение задачи обеспечения достаточной освещенности в жилых помещениях приведено в СНиПе «Жилые здания», где указывается, что площадь оконных проемов должна соотноситься с площадью помещения от 1:5,5 до 1:8. Сегодня стало модным использовать большую площадь световых проемов - это красиво, современно и эффектно. Но не следует забывать в этой ситуации несколько немаловажных нюансов.

СНиП «Тепловая защита зданий» содержит положение, которое гласит: «Суммарная площадь окон жилых зданий должна быть не более 18% от суммарной площади светопрозрачных и непрозрачных ограждающих конструкций стен, если приведенное сопротивление теплопередаче светопрозрачных конструкций Ror меньше 0,56 м2?°C/Вт, и не более 25%, если Ror светопрозрачных конструкций 0,56 м2?°C/Вт и более». Это гуманная в нашем климате норма.

В строительной физике одно из понятий называется «радиационная температура». Дело в том, что один из способов передачи тепла - это перенос его тепловыми лучами в длинноволновом спектре. Тепло течет инфракрасным излучением от более теплых тел к более холодным. Например, Вы сделаете красивый остекленный эркер и в нем поставите обеденный стол. В эркере будет нормальная комнатная температура, но Вас будет преследовать ощущение холода, сквозняка, идущего от окон. Взяв в руки свечку, Вы обшарите окна в поисках сквозняков, но таковых не найдете... А дело как раз в разнице температур тела человека 36,6°С и поверхности остекления, где как правило температура колеблется зимой в диапазоне 11-14°С. Тепло тела оттягивается остеклением в спектре длинных волн, и возникает субъективное ощущение сквозняка.

Поэтому, если Вы решились на большую площадь остекления, то не скупитесь и закажите окна с максимально высоким приведенным сопротивлением теплопередаче, например двухкамерные стеклопакеты со стеклом с энергосберегающим покрытием.

Нормированная разница температуры между внутренним воздухом помещений и внутренними поверхностями наружных стен составляет 4°С. То есть, из указанных выше соображений, при температуре воздуха +22°С, температура на поверхности наружной стены должна быть не ниже +18°С. Тогда человек чувствует себя достаточно комфортно, находясь даже близко к наружным стенам.

Другая сторона большой площади остекления - это перегрев помещений. Как известно, от холода защититься легче, чем от жары. И если в вашем доме вы хотите большую площадь остекления, особенно направленную на южную сторону, то готовьтесь платить за систему затенения и кондиционирования. В этом отношении недорогим и эффективным решением проблемы является применение так называемых систем управления светом, которые широко используются на Западе, но пока еще практически не применяются у нас.

Коэффициент компактности

Коэффициент компактности показывает, как выбранная объемно-пространственная структура дома влияет на его теплопотери. Эта величина широко применяется в европейском, в частности, в немецком, нормировании для оценки теплотехнических характеристик домов.

По своей сути, коэффициент компактности очень прост - это kedes=Aesum/Vh. При этом Aesum - это сумма площадей ограждающих конструкций дома (наружных стен, площадей над жилыми помещениями и под ними), по которым проходит граница тепло/холод, т.е. сумма площадей, через которые происходят потери тепла; Vh - это строительный объем (кубатура) теплых помещений, который заключен в ограждающих конструкциях дома.

Расчетный показатель компактности здания kedes, 1/м, для жилых зданий (домов), как правило, не должен превышать следующих значений:

  • 0,9 для двухэтажных домов и одноэтажных домов с мансардой;
  • 1,1 для одноэтажных домов.

Чем меньше соотношение, тем меньше охлаждающих поверхностей имеет постройка на 1 м3 объема. Эта величина имеет значительные колебания (почти в 5 раз!): от значений, больших единицы - для отдельно стоящих маленьких домов до 0,12 - для компактных домов с более чем 20-ю этажами (табл.). Но чем больше эта величина, тем больше потери домом тепла и, соответственно, затраты на отопление.

Лучшие показатели коэффициента имеют дома, близкие в плане к квадрату, или с полукругами стен. Чем более «изрезан» план выступами или западами, чем больше он имеет углов, тем этот показатель хуже.

Вопросы строительной физики и архитектуры домов переплетены в каждом доме в плотный клубок. Следуя, например, только логике коэффициента компактности, далеко не всегда можно создать красивую архитектуру. Так как согласно этому коэффициенту лучший дом - это квадрат в плане без каких-либо выступов. Тогда легче и дешевле строить, тогда меньше теплопотери. Примерами таких домов можно назвать дома 36B и 50B. Но когда речь идет, например, о доме на угловом участке, то удачным с точки зрения архитектуры, но не идеальным с точки зрения можно назвать пример дома 45A. Но теплопотери такого дома будут несколько выше, чем у прямоугольного в плане

Россияне в силу исторических привычек и менталитета привыкли пренебрегать государственными законами и установлениями. Но, подводя итоги короткого экскурса в сферы строительной физики, хотелось бы сделать неожиданный для частного российского застройщика вывод: чтобы хорошо построить собственный дом, ВЫГОДНО соблюдать действующие государственные строительные нормы и правила. Строительство - это та область, где не стоит по нашей общей привычке стараться обойти государственные установки стороной. Нормы - игрок на вашей стороне.

Значения коэффициента компактности в зависимости от типа дома
Тип дома Коэффициент компактности
Отдельно стоящий маленький коттедж От 0,92 и больше
Отдельно стоящий средний коттедж 0,75-1,08
Отдельно стоящий большой коттедж 0,65-0,95
Сблокированные коттеджи (2 этажа), террасный дом 0,52-0,82
Средний дом среди сблокированных (2 этажа) 0,45-0,70
Жилой дом 3-4 этажа 0,38-0,62
Жилые дома, в зависимости от сложности, до 14 этажей 0,18-0,38
Жилые дома, в зависимости от сложности, от 20 этажей 0,12-0,28

Владимир Тарасов
архитектор, генеральный директор
ООО «Архитектурно-Дизайнерская Студия «АЛЬФАПЛАН»