Все о каркасно-панельных домах

Пролог
Помните, что все мы - дети природы?
Не стоит забывать о том, что многие животные, спасаясь от холодов, обрастают лёгким мехом. Поверьте на слово, жить в таком «пуховике» действительно тепло, и не всякий хищник прокусит его клыками).
Вспомним, как многие столетия (а в Средней Азии - и сейчас) люди от морозов, пронизывающих холодом ветров и губительной жары укрывались мехами, и строили тёплые убежища и шалаши из меховых шкур убитых животных. К чему я это говорю? А к тому, что сама матушка-природа решила, что воздух, заключенный в герметичную капсулу - это самый лучший теплоизолятор (коэффициент теплопроводности всего 0,0226 Вт/м град). Именно поэтому перины и пуховки такие "пышные").
И донесла-таки матушка-природа свою мысль первому создателю термоса - английскому физику и химику Джеймсу Дьюару (1842-1923). В 1898 году он впервые получил жидкий водород, а в дальнейшем изобрел сосуд, в котором тела могут длительное время сохранять свою температуру - по сути, первый термос...
Какой же должна быть концепция энергоэффективного и доступного жилища 21-го века? Правильно, именно герметичный сосуд, недорогой в строительстве и обслуживании, удобный и совершенный - то, что нам нужно!
Не нужно «изобретать велосипед» - эта малоизвестная пока в России технология домостроения уже давно придумана на Западе, проверена многолетним опытом многих северных стран, и по-прежнему активно применяется в таких странах, как США, Канада, Финляндия, Швеция, Япония, Норвегия, Дания и т.д. Эта технология получила название «высокоэффективная каркасная технология домостроения»
Однако жизнь не стоит на месте, постоянно придумываются новые конструкционные материалы и высокоэффективные, экологичные утеплители, новые методики и технологии, но сама концепция каркасника так и осталась в неизменном, первоначальном состоянии - а это говорит о том, что за 300 с лишним лет человечество так и не смогло придумать что-либо более продуманное и совершенное....

В чём же уникальность концепции каркасника?
Уже в самом определении дома кроется ключевое отличие этого типа домов от других - каркас. Нам знакомы кирпичные, деревянные, газо- и пенобетонные дома, дома из несъёмной пенополистирольной опалубки. Упоминая эти дома, живо представляешь себе их внешний вид и понимаешь: название и материал созвучны. А деревокаркасный дом? Что Вы представляете, слыша это название? Если в представлении оттолкнутся от слова "каркас", то это наводит на мысль уже не монолитного, устрашающего склепа. Это правда, что каркасный дом не массивная гробница Тутанхамона). Само слово каркас (фр. carcasse - скелет) определяется как основа здания или сооружения, состоящая из отдельных, скрепленных между собой элементов (стержней). На сколько добротно и продуманно выполнен каркас, на столько он и будет прочен, устойчив, долговечен. Но об этом чуть позже. Кстати, существует технология возведения каркаса не только из дерева, но и из металла. Сам каркас снаружи мы, разумеется, не видим. А вот по внешнему виду каркасные дома разительно отличаются друг от друга. Причина понятна: существует великое множество отделочных материалов.
Но изюминка каркасного дома кроется в другой особенности - достаточно тонкие стены очень эффективно сохраняют тепло. Уменьшая толшину стены до размеров, потребных для поддержки конструкции, мы уменьшаем расход материала, но и существенно увеличиваем теплопотери. С развитием технологий стало возможным производить материалы с высоким сопротивлением теплопередаче, поэтому в каркасной технологии излишняя, с точки зрения несущей способности стены, часть стены заменена на высокоэффективный утеплитель. Стена получается и достаточно прочная и с отличными теплотехническими свойствами. Дальнейшие особенности каркасной технологии направлены на защиту утеплителя от проникновения влаги извне и водяного пара изнутри здания, потому что вода, скапливаясь в утеплителе, ухудшает его свойства, так как является хорощим проводником тепла. Для сравнения возьмем стену деревянно-каркасного, деревянного и кирпичного домов, то одинаково хранить тепло они смогут при следующей толщине: 18см, 45см и 210см соответственно. Откуда такая разница? Вам приходилось слышать такой термин "сэндвич"? Нет, не тот, который можно есть, а тот, который применяют в строительстве. Хотя в принципе они чем-то похожи. Все дело в слоях, а именно в многослойности. Причем смысл не в их количестве, а в последовательности расположения, т.к. каждый слой представлен отдельным материалом со свойственными ему функциями. Возможно, Вы замечали на стройплощадках своеобразную плиту из металла, т.е. сверху и снизу металл, а посередине утеплитель - это и есть наш "сэндвич". Но, если уж мы говорим о частном деревянно-каркасном строительстве, то здесь наш пирог будет более содержательным. Закон техники гласит, что в своей области специализированное лучше универсального - как раз случай каркасного дома, когда несущие и ограждающе-изолирующие свойства стен распределены между «специализированными» слоями и элементами. Деревянные стойки, балки и обвязки берут на себя несущие функции стен и перекрытий, а различные виды обшивок, теплоизоляции в совокупности с паро- и ветрозащитными мембранами решают задачи тепло- и шумоизоляции, защиты конструкций от различных негативных воздействий внешней и внутренней среды. Понятно, что каждый «специализированный» слой в своей сфере применения имеет наилучшие, предельные по сути качества, заведомо превосходящие или как минимум не уступающие аналогичным характеристикам «универсальных» стройматериалов - например, тому же теплоизоляционному пенобетону все-таки далеко до обычных утеплителей. Согласитесь, что совместить и заставить работать согласовано и эффективно различные материалы в каркасном доме потруднее, чем просто «тупо» сложить стену из кирпича или пенобетона - что здесь сложного, мастерок «в зубы» и вперед, выкладывай по бечевке, любой гастарбайтер справиться.

История каркасного домостроения
Вспомним - первое, что человек построил своими руками (а именно шалаш, чум, вигвам, землянка, прочее) было сделано по каркасной технологии. Так что если уж быть точными и честными, то - а это исторический факт и с ним глупо спорить - в современных каркасных технологиях действительно учтен тысячелетний человеческий опыт строительства концептуально аналогичных домов.
Вообще, родиной каркасного дома принято считать Канаду, хотя эти дома порой называют и канадскими и финскими. Более примечательна причина их возникновения. Лет триста назад остро встала потребность в строительстве недорогого и в процессе быстрого домостроения. Идея каркасного строительства позволила экономить и время, и материал (одной древесины почти в 2 раза), и соответственно материальные средства. Можно только представить, как смог усовершенствоваться за это время этот метод строительства.
В Советском Союзе такие дома строились... Но репутацию им создали совсем не перспективную. Строили по типовым проектам каркасно-щитовые дачные домики, общежития, казармы в которых совсем не комфортно было жить. Это понятно, что технологии были не те, материалы не нынешнего качества, но первичное впечатление сложено и это мешает взглянуть объективно на плюсы каркасного дома.
У многих наших сограждан пока по-прежнему сохранился менталитет советских времён. Видно, слишком много войн претерпела матушка-Россия (особенно - в 20-м веке) и к современным западным технологиям выработалось устойчивое предвзятое мнение, как о чём-то ненадёжном (типа, «ветром сдует», или «хулиган ногой проломит»). Кстати, в последнее время и в России стала наблюдаться устойчивая тенденция к популяризации каркасной технологии - с приходом новых поколений людей и новых познаний об уникальности и совершенстве технологии.
И время, конечно, кое-что доказало. В настоящее время полярным экспедициям, которые работают на одном месте, просто необходимы теплые легкие практичные дома. Не трудно догадаться, по какой технологии они выполнены. А там морозы далеко не -20 градусов. Или другой исторический факт. Многие, кто интересовался практичностью каркасных домов, слышали, с какой стойкостью эти дома перенесли землетрясение в Японии (1995г). Это послужило хорошей рекламой и мощным толчком к массовому строительству каркасных домов в этой любящей консерватизм стране. Есть и другие сведения, но что бы что-то понять, не обязательно пережить какое-то стихийное бедствие. Есть более спокойные способы.

Какой же дом Вы хотите?
Вы уже имеете представление, скажем "какой дом Я хочу"? В том смысле, что представили его форму, планировку, отделку, наличие подсобных помещений, какое впечатление он будет создавать своим внешним видом. Так же стоит учесть свои возможности, потребности. Все критерии не перечислишь, и хочется обычно многого. В одной древней притче приводился в пример человек, который поступил мудро: он не начинал строительство пока не сел и не вычислил своих издержек. Суть вот в чем: имея ясно сформулированные желания легче ориентироваться среди очень богатого на предложения строительного рынка. Далее мы постараемся рассмотреть явные плюсы и минусы каркасного строительства. Их может быть и больше, но это то, на что обычно сразу обращают внимание. Итак, продолжим.
Для начала стоит определиться даже вот в чем - а какой каркасный дом Я хочу? Удивлены? Ограничимся таким выбором: каркасно-рамочный или каркасно-щитовой. И вот почему. Первый тип строительства позволит Вам действительно воплотить мечту в реальность. Вы можете при проектировании вносить свои предложения, пожелания; в процессе строительства вносить, разумеется, разумные поправки, дополнения. Жить в доме, про который можно не лукавя сказать, что его спроектировал Я - это здорово. Весь монтаж пройдет у вас на глазах. Порой про каркасное строительство говорят обратное, мол, оно не позволяет проектировать дом по своему усмотрению, получается типовым и жить в нем не уютно. Если так, то это скорее касается каркасно-щитового строительства. Здесь понятно, что щиты собираются на производстве, они типовые и напрашивается вывод про одинаковость. Но стоит вспомнить, что подавляющее большинство из нас жило или живет в одинаково построенных квартирах. И как? Уже начиная с входной двери, мы научились быть индивидуальными и не похожими на других. Да и проект для щитового дома существует не в единственном экземпляре. Достоинства каркасно-щитового дома: скорость строительства; возможность на будущее до- надстраивать с наименьшими затратами и может выдерживать землетрясения до 9 баллов.
Преследуя цель самостоятельного строительства, выбор следует остановить на каркасно-рамочном варианте. Но если есть желание сложных архитектурных изысков, то помощь специалистов однозначно потребуется. Каркасно-щитовое строительство лучше всего доверить профессионалам с надежной репутацией. Задействие строительной техники, точная подгонка стыков да и просто мастерство и опыт помогут избежать задач, которые новичку не по-плечу.
Продолжим о достоинствах. Фундамент. Если опять вернуться к недавней истории, то вспомните, какие фундаменты закладывали у частных домов. Это были серьезные блоки, или что-нибудь из бетона, главным в которых был их убедительный вид. Укладывали побольше и поглубже. Да и раздобыты только хозяевам известным способом. А кто в то время уделял внимание расчетам? В наше время стали считать все. Насколько оправдано поступали наши предшественники? По сметной стоимости такой фундамент мог поглощать до 30% и более от стоимости дома. А заглубленный фундамент выполняет свои функции для легкого дома процентов на 15. Смысл так много вкладывать в то, что в полной мере не востребовано. Теперь же для частного дома просчитаны более упрощенные фундаменты, а для каркасного дома это практически самые простые, но практичные. Используют следующие основные типы фундаментов: столбчатый, ленточный и даже малозаглубленную монолитную плиту. Принимать решение какой использовать, стоит, отталкиваясь от сведений о грунте на вашем участке. Так что экономить Вы начнете с нулевого цикла (с закладки фундамента) не в ущерб надежности Вашему дому.
Стены. Стены каркасного дома состоят из вертикальных стоек, нижней и верхней обвязки и обшивки стены. Обвязки распределяют нагрузку и передают её на стойки, стойки воспринимают нагрузку и передают её на нижнюю обвязку и т. д. Обшивка стены придаёт пространственную жёсткость каркасу стены. Шаг стоек выбирается из расчёта нагрузки, величина которой зависит от количества несуших перекрытий и снеговой нагрузки на крышу, и параметров утеплителя. Высота стоек для удобства монтажа соответствует длине листа фанеры. Проёмы окон состоят из боковых дополнительных стоек, несущих верхнюю перемычку и подоконную доску. Из практики: размер окон желательно выбрать заранее, чтобы сразу сделать проёмы с минимальным зазором. Желательно, чтобы зазор между рамой окна и стойкой проёма был в пределах 5-10 мм. Это упростит крепление окна в дальнейшем. Если размер окон заранее точно не известен- не страшно. В любой момент размеры проёма можно будет изменить. Все элементы каркаса стены собираются на гвоздях/саморезах/шурупах.
Опять-таки при взгляде на стены каркасного дома следует отмахнуться от сложившегося стереотипа: чем толще стена - тем лучше. Согласен, в этом есть определенная логика, да вот только, чтобы соответствовать существующим и тем более перспективным нормам энергосбережения в условиях истощения топливных ресурсов и открытой рыночной экономики, придется стены в кирпичных домах выкладывать толщиной в 2-3 м! А это уже, извините, попахивает маразмом. Поэтому и приходится эти же каменные и брусово-бревенчатые здания обкладывать снаружи или внутри теплоизоляционными материалами. При этом стены из кирпича, пенобетона или бруса при выполнении своей ограждающе-изолирующей функции служат...ВСЕГО ЛИШЬ ОСНОВОЙ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ УТЕПЛИТЕЛЕЙ И ОБШИВКИ!!!
Не слишком ли расточительно для этого выстраивать «кремлевские стены»? - ведь с той же задачей дешевле и эффективнее справятся банальные деревянные стойки и обвязки каркасной стены?


Каркас внешней стены дома (размеры в мм): 1 - верхняя обвязка; 2 - стойка; 3 - проем для оконного блока; 4 - нижняя обвязка; 5 -ригель

Сразу вспоминается фраза из телерекламы - «а если результат один и тот же, то зачем ПЛАТИТЬ БОЛЬШЕ»?!

Благодаря чему достигается такой эффект серьезной экономии тепла?
Если посмотреть на каркасный дом снаружи, то увидим лишь "оболочку" - наружный отделочный материал, который может создать впечатление и каменного дома (клинкерная плитка, имитирующая кирпич, камень), и деревянного сруба (т.н. блок-хаус). А может это будет вагонка или оштукатуренные панели, или еще что-то - решать Вам. Под этой красотой скрывается обшивка каркаса и ветрозащитная мембрана, защищающая сам каркас и утеплитель, а потом следует слой пароизоляции и уже сама внутренняя отделка.

О принципах взаимосвязи этих составляющих, что необходимо учитывать при выборе, монтаже написано много. Мы же пока хотим видеть преимущества. А именно при правильном монтаже стен достигается: экономия тепла (в сравнении с кирпичным домом в 3 раза), экономия внутренней площади (за счет толщины стен), экономия бюджета (при строительстве и на будущее).
В зависимости от Ваших предпочтений за счет не значительного увеличения толщины наружной стены можно достичь желаемой звукоизоляции и теплопроводности. Не стоит бояться годичных перепадов температур. На конструкцию дома это не влияет. На внутреннюю планировку, расположение межкомнатных стен Вы можете повлиять и на выбор материала для их возведения тоже. Это понятно. Внутренние коммуникации легко спрятать внутрь стен. Проводки, которая маячила бы перед глазами, не будет. К месту заметить, технология строительства каркасных домов рассчитана не только на северные районы. Кто пробовал, знает: термос не плохо и холод хранит. Но здесь есть один момент. Если на -30 градусов мы рассчитываем одну толщину теплоизоляции, то на +30 градусов - примерно в 1,5 раза больше.
Простота строительства будет даже неожиданной. К примеру, кто строил или делал ремонт, знает каково сделать ровной оштукатуренную кирпичную стену. Эти углы, эти стыки стена-пол и стена-потолок всегда кажутся почти ровными. А в каркасном доме эти места получатся знаете какими? Нет, не просто ровными, а безупречно ровными в силу самой конструкции дома.

Еще раз про простоту каркасного строительства
Возведение дома не требует использования какого-либо серьезного строительного оборудования и наличие большой рабсилы. Это опять-таки позволяет экономить. Но плюс не только в этом. Вам приходилось видеть, что происходит на стройплощадках и вокруг них: грязь, глубокие колеи, испорченный вид и т.д. А может, именно естественная красота и побудила строиться здесь. Восстановление? Опять затраты. Каркасное строительство позволит этого избежать и сохранить на участке изначальную красоту.
Пройдут годы.... Кроме проблемы капремонта в каменных домах обычно возникают вопросы с реконструкцией, расширением, пристройкой новых помещений, а также сносом старых домов. Так, чтобы пристроить гостевую комнату или расширить гостиную, вам придется устроить серьезные раскопки под закладку нового фундамента (а как иначе, стены ведь из кирпича тяжелые - например, квадратный метр стены толщиной в 1 кирпич весит примерно 360-400 кг (102 кирпича по 3,5 кг, без учета раствора и арматурных сеток), обеспечить подъезд для тяжелой техники, нанять бригаду таджиков или молдаван во главе с опытным прорабом, которые будут трудиться все 2-3 месяца прям у вас под боком. Одним словом, лето пропало. А если делать ту же пристройку по каркасной технологии, вы сможете ограничиться минимальным столбчатым фундаментом (вес 1 кв.м стены примерно 30-70 кг - даже если стена «просядет», 10-тонным автомобильным домкратом все можно без особых проблем выправить), сделать всю работу сами с другом или родственником за пару недель без привлечения профессиональных работников за существенно меньшие деньги, не раскурочив при этом свой любимый участок!
К отделочным работам приступать можно практически сразу, после возведения дома. Готовые брусья каркаса практически не дают усадки, хотя есть совет дать постоять дому где-то с неделю.
Здесь вырисовывается еще один положительный момент: строиться можно даже при отсутствии хороших подъездных дорог и в любом месте. Стоит добавить: и в любое время года - в основе технологии строительства практически отсутствуют "мокрые" процессы.

Возможные недостатки каркасного дома

Долговечность
Главный и интересующий всех вопрос: как долго простоит каркасный дом? Разные источники дают разные цифры. Причем разброс колеблется в пределах от 30 до 100 лет и более. Первая цифра даже как-то пугает. Но если строить "халтуру", то дом так и простоит, а если на совесть - то на века. Стоят же в Европе каркасные дома солидного возраста. Здесь мы перейдем к недостаткам каркасных домов и в первую очередь коснемся проблем, затрагивающих долговечность.
Основа дома - каркас. И то, на сколько надежно он собран, просушен и защищен в процессе подготовки повлияет на срок его службы. В отношении сборки бытуют разные, даже противоречивые советы. Кто-то советует только соединения дерево-дерево, отвергая другими предлагаемую возможность дерево-металл. Можно занять любую сторону, но за многие годы разработаны способы решения возникающих проблем, что бы жесткость каркаса не страдала.

Гниение каркаса
Многих пугает потенциальная предрасположенность древесины к гниению. Проблема - очевидна, решение - понятно: чем меньше влаги в древесине, тем лучше. Сложность может возникнуть с поиском действительно правильно просушенной древесины и, как обычно, с человеческим фактором: по бумагам будет один процент влажности, а на самом деле другой. Каким должен быть этот показатель? Строительные фирмы утверждают: от 9 до 15%. В некоторых документах: 22%. В книгах по строительству: не более 25%. Повторимся с выводом: чем меньше, тем лучше. И при этом каркас пропитывается специальной огнебиозащитой (не путать с лессирующей пропиткой). Каркас имеет скрытое расположение. Долговечность самого здания в не меньшей степени зависит от срока эксплуатации утеплителей, внутренних инженерных систем (труб, систем отопления и пр.), морального старения, наконец! Срок до капремонта дома, как и любой другой системы, определяется минимальной долговечностью его основных элементов, т.е. оценивать его надо «по узкому месту». Так что лет через 30-50 и в каркасном, и в кирпичном доме, утепленным снаружи или внутри стен, придется этот самый утеплитель менять - да вот только для его замены в кирпичном доме придется дом РАЗБИРАТЬ, точнее ЛОМАТЬ (а как иначе утеплитель выковырять из колодцевой кладки или внешней фасадной полости?!!!!), нанимая бригаду за очень «немаленькие деньги» для слома, а затем опять восстановления сломанного! Или можно «саркофаг» вокруг старых стен построить с новым утеплителем и облицовочным кирпичом - прям как в Чернобыле! А в каркасном доме замену утеплителя (а так же труб, проводов, венткоробов, поврежденных конструкционных элементов) можно провести просто, дешево и быстро: открутил саморезы, снял гипсокартон, вытащил старый утеплитель (трубу, провод и пр.), вставил новый, прикрыл ГКЛ, закрутил саморезы. И усё! Причем это можно сделать самому, без привлечения строителей, не «выселяясь» на неопределенное время из дома. Именно так и поступают в Северной Америке - там до сих пор люди живут в каркасных домах, построенных в начале 1700-х годов - обшивку, кровлю и утеплитель уже не раз заменили, а каркас все тот же, изначальный!

Пожароопасность
Дерево боится не только гнили, но и пожара. Для предотвращения и того, и другого необходимо обработать элементы будущей конструкции до начала монтажа спецрастворами. Иначе места стыков не будут защищены. Есть и другой вариант. Можно собрать каркас из клееной древесины. Он будет прочнее, устойчивее к гниению, но - ощутимо ударит по содержимому бумажника. Кстати, по требованиям пожарной безопасности для каркасных домов есть ограничение: максимум 2 этажа и не более 400 м2 жилой площади. Что касается последствий пожара, то у владельца каркасного дома здесь гораздо больше преимуществ, чем у владельца кирпичного.
Дело в том, что после пожара любая конструкция приходит в негодность, будь то дерево или кирпичная кладка. Так или иначе, ставится вопрос об утилизации пожарища. От каркасного (да и вообще деревянного дома) обычно остается немного, достаточно, грубо говоря, «смести пыль и золу» с фундамента и начинать строиться. Если же выгорит каменный дом (перекрытия и крыша в нем ведь тоже, как правило, деревянные, да и горит обычно внутренняя обстановка, мебель, предметы интерьера, одежда, а люди в 70-85 % случаях гибнут от угарного газа и прочих продуктов горения), то снести его будет не так то просто - опять надо бригаду с отбойными молотками, бульдозерами, экскаваторами нанимать, да еще платить за вывоз нескольких грузовиков каменного и железобетонного мусора. Одним словом, и после своей «кончины» каменный дом заставляет за себя «платить по полному счету».

Некоторых смущает использование гипсокартона во внутренней отделке
Этот материал не горюч, позволяет умельцам делать интересные элементы интерьера, но хрупок. Как решить проблему с полками, с установкой бра и т.п. советы есть; это проблема не столь принципиальна, тем более что есть и другие отделочные материалы.
Лучше обшить стены гипроком в 2 слоя из этих соображений и пожаробезопасности.
В кухне стены рекомендую диагонально зашить доской 25 - 35 см толщиной, чтобы вешать шкафчики, кухонные приборы и проч. куда угодно, а не с шагом 0,6 м

Есть еще одно беспокойство: необходимость разбирать стены, чтобы заменять, ремонтировать скрытые в них элементы коммуникаций.
"Скажите, а если трубы проложены в стене или проводка под штукатуркой, то ничего долбить или штробить не надо??"
Это трудность, но не исключительного плана.

Экологичность
Двоякий параметр. Это и плюс каркасного дома, и его скрытый не то что недостаток, а, определите сами. Сейчас многие обеспокоены желанием жить в экологически чистых домах. Используя синтетические материалы можно не достигнуть желаемого результата. Хотя нас и могут заверять в безопасности материала, но считается, что натуральное лучше (но дороже). Решаете Вы, использование каких материалов посильно Вам.
Но это проблема не только каркасников. Скажем, кто из производителей даст Вам гарантию об экологичности кирпичной глины?? Да и в кирпичном, и в деревянном доме - тоже применяются утеплители, и экологичность, в первую очередь, зависит именно от них...

Шумоизоляция
Многие обеспокоены именно этим аспектом.
НАЧНЁМ С ТОГО, ЧТО В КАРКАСНИКЕ МОЖНО СДЕЛАТЬ НОРМАЛЬНУЮ ШУМОИЗОЛЯЦИЮ. Вопрос остаётся за желанием, временем и финансами. Лично был в каркасниках С НОРМАЛЬНОЙ ШУМОИЗОЛЯЦИЕЙ - звук гасится капитально). Вопросы шумо- и виброизоляции снимаются отработанными конструкционными (например, устройство «плавающего» (из ЦСП, ГВЛ плит или бетонной стяжки) пола на виброизоляционной основе, шумоизоляции перегородок, 2хслойной обшивкой гипсокартоном по гибкому металлическому каркасу и пр.) и планировочными решениями (разнесением шумной и спальной зоны, их разделение встроенными шкафами, гардеробными комнатами, вспомогательными помещениями и т.д.). Основные проблемы со звукоизоляцией возникают тогда, когда строители или заказчики решают сэкономить на звукоизоляции внутренних перегородок и перекрытий. У каждого свои резоны - например, зачем пожилой супружеской паре, проживающей в собственном доме площадью этак 200 кв.метров звукоизолировать обычно пустующие помещения? Ведь это лишние затраты - как при строительстве, так и при выплате процентов по ипотечному кредиту и по страховке.
Наконец, можно пойти «шведско-финским-германским путем»: для фундамента применить монолитную бетонную «плавающую» плиту неглубокого заложения, которая одновременно будет основой для «чернового» пола.
На эту самую плиту устанавливаются наружные и внутренние стены, в нужных местах в бетонной стяжке в 30-50 мм на виброизоляционную прокладку и утеплитель укладываются трубы водяного теплого пола. Такой же теплый пол в бетонной стяжке укладывают на деревянное перекрытие 1-го этажа. Эта конструкция эффективно «гасит» ударный и воздушный шум. Одновременно такой пол обладает хорошей тепловой инерцией, обогревает не только конвекцией, но и излучением, формирует комфортное распределение по высоте температуры воздуха в комнате, затрудняет распространение пожара, допускает применение эффективных низкотемпературных систем отопления (например, тепловых насосов).

Низкая теплоёмкость каркасных стен
Многих наших соотечественников смущает фактор «низкой теплоёмкости стен» по сравнению с каменными или брусовыми/бревенчатыми домами.
Так ли это плохо на самом деле?

Давайте разбираться...
Для начала вспомним основные причины теплопотерь жилых домов и других зданий...
Тепловые потери типичных жилых домов и других зданий происходят по трем основным причинам:• вследствие теплопроводности через стены, крыши и полы, а также вследствие (но в гораздо меньшей степени) излучения и конвекции;

• вследствие теплопроводности и меньшей степени путем излучения и конвекции через окна и иное остекление;

• путем конвекции и перетока воздуха через элементы наружного ограждения здания, который обычно происходит через открытые окна, двери и вентиляционные отверстия (принудительно или естественно) или путем инфильтрации, т.е. проникновения воздуха через щели в ограждающих конструкциях здания, например по периметру дверных и оконных рам.
В зависимости от того, имеет ли здание хорошую изоляцию или нет, много в нем окон или мало, наблюдается ли через него движение воздуха или нет, каждый (!) из этих трех факторов составляет 20...50% общих тепловых потерь здания.
Предположим, что потери тепла в здании имеют место в равной мере по трем вышеуказанным факторам. Это графически иллюстрируется диаграммой в виде круга, разрезанного на 3 равных части. Если какую-либо одну из этих составных частей уменьшить вдвое, то общие тепловые потери уменьшатся только на 1/6 часть. Это говорит о том, что все три фактора следует рассматривать в равной мере, не выделяя тот или иной.
Отыскание возможностей уменьшения теплопотерь и расхода энергии на отопление должно сопровождаться контролем параметров, характеризующих требуемый тепловой режим:

• температура воздуха;

• средняя температура внутренних поверхностей ограждений;

• скорость и относительная влажность воздуха.

Аксиомы:
1. производство тепла стоит денег и требует ресурсов.
2. Величина теплового потока пропорциональна разности температур между источником тепла и предметом или помещением, в которое тепло поступает, а направление потока тепла ВСЕГДА (!) от горячей поверхности к холодной
3. основные усилия затрачиваются на увеличение сопротивления потоку тепловых потерь
4. Тепло переносится тремя способами: конвекцией, радиацией (излучением) и теплопроводностью, причем конвекция и теплопроводность как физические явления проявляются ОДНОВРЕМЕННО
5. Тепло ПОСТОЯННО переносится излучением от более теплых предметов к более холодным пропорционально разности их температур и расстоянию между ними.
6. Из трех основных способов теплообмена радиация труднее всего поддается количественному определению для зданий. (!)
7. Тепловые потери типичных жилых домов и других зданий происходят по трем основным причинам/направлениям (очень грубо: потери через наружные ограждения, окна/двери и с вентиляцией/инфильтрацией), каждый из этих трех факторов составляет 20...50% общих тепловых потерь здания, причем их почти невозможно рассматривать независимо друг от друга.
8. По мере снижения доли других факторов, обусловливающих потери тепла, проникновение наружного воздуха занимает все больший процент в общей сумме факторов.
9. Человек сам «обогревает» излучением (незначительно - еще и теплопроводностью) более холодные строительные конструкции и предметы интерьера, а также воздух в помещениях (через конвекцию).
10. Увеличение скорости воздуха вызывает увеличение коэффициента конвективного теплообмена. Относительная влажность внутреннего воздуха влияет на теплопотери зданий, т.е. на величину удельной теплоемкости воздуха, которая тем больше, чем выше его влажность.
11. Повышение температуры на внутренних поверхностях строительных конструкций желательно с точки зрения уменьшения теплопотерь, а также теплового комфорта, что выражается требованием: «Теплые стены, холодный воздух».
12. При оценке теплового комфорта температура внутреннего воздуха непосредственно зависит от температуры внутренней поверхности конструкций. Совместно с температурой внутреннего воздуха она определяет суммарную температуру помещения. Для жилых зданий суммарная температура должна составлять 38°C... и т.д...
Вопрос "на засыпку":
А имеет смысл «носиться» с этой теплоемкостью стен/перекрытий «как с писаной торбой», если даже в самом лучшем случае мы можем рассчитывать (теоретически) «урезать»/компенсировать теплопотери не более чем на 15-30%?!
"Нет, не имеет!!!" - не задумываясь, отвечу я;
"Почему же?"- удивлённо спросите Вы...
А ларчик открывается просто - МЫ НЕ ВСЁ УЧЛИ!!!
Догмы:
Остаются ведь еще и другие причины теплопотерь (окна/двери + воздух/вентиляция) - а на них теплоемкость/теплоинерционность напрямую не влияет -> а в итоговом подсчете эти причины могут потянуть на 60-80%!
Может быть, всё-таки имеет смысл сэкономить, отказавшись от каменных стен, а высвобожденные средства направить на энергосберегающие окна/двери и вентиляционные установки? Подумаем... Образно говоря, тепло ведь подобно размягченной глине в руке: вы сжимаете кулак - глина вылезает сквозь пальцы, пытаетесь с одной стороны убрать щели между пальцами - а она в другом месте выпирает => перекроете движение тепла наружу путем теплопроводностью, а оно, «нехорошое такое», норовит туда смыться излучением и/или конвекцией по «обходным дорогам», через тот же «никого не интересующий» воздух например....
И, наконец, САМОЕ ГЛАВНОЕ - производство тепла стоит денег и требует ресурсов!
Зачем производить и «загонять» внутрь теплового контура каменного дома такое не дешевое тепло? - ведь бОльшая его часть будет закапсулирована в ограждающих конструкциях, рассеяна (рано или поздно, так что и наружная теплоизоляция не панацея) во внешнюю среду и будет не доступна для «извлечения»?! Ведь сам по себе каменный дом как теплоаккумулятор имеет значительно меньший КПД (в разы как минимум), чем специализированные отопительные приборы (те же кирпичные печи, стены Тромба, гравийно-песчаные теплоаккумуляторы, например).
Для этого, что ли, стоит устанавливать отопительную систему повышенной (по сравнению с похожим каркасным домом) мощности, а потом еще и переплачивать за отопление?! Это мы так ДОМ греем, чтоб ему холодно не было? ...а как же человек и его потребности?
Следствие -> холодная каменная стена может «обогреть излучением» лишь предметы, имеющие еще более низкую температуру! Более того, получается, что львиная доля аккумулированного в теплоемких конструкциях тепла тратится на...конвективный теплообмен с внутренним воздухом. У в каменном доме может быть устроена естественная вентиляция - следовательно, приточный воздух имеет низкую температуру - вот на его подогрев и тратится тепловая энергия!
А вот человека стена каменного дома не сможет обогреть -законы физики: температура тела человека 36,6 градусов, а внутренней поверхности стены в нормальных условиях - всего 18! -> т.е. теплоемкая стена (потолок, пол) подобна «энергетическому вампиру», высасывающему из вас тепло (в основном излучением, в меньшей степени через конвекцию и теплопроводность).
Поэтому, рассчитывать на рациональное (!) использование теплоемкости стоит лишь в особых случаях (печи, камины, теплые полы и стены, стены Тромба, солнечные коллекторы, тепловые аккумуляторы и пр.) и/или в особых («солнечных», «пассивных» и т.п.) домах, специально предназначенных для улавливания солнечного (т.е. ХАЛЯВНОГО!!!) тепла.
Далее «Вопрос на засыпку»: тогда как объяснить документально подтвержденные многочисленные факты, что после выключения отопления в каркасном доме даже при сильных морозах температура за 1-2 суток опускается не больше чем на 2-5 градуса, в то время как каменный дом «вымерзнет» за несколько часов? (То есть почему каркасный дом при отключении отопления не вымерзает за несколько часов, не имея больших запасов тепла в строительных конструкциях??)
Ведь в нем отсутствуют теплоемкие элементы - в чем причина сего парадокса, а???
Я считаю, тому есть несколько объяснений, но одна из главных причин - потому что внутренняя теплоемкость здания минимальна, и после отключения отопления большая часть тепла, уже находящегося внутри теплового контура здания, не «стекает бессмысленно» от «горячего» человека, теплого воздуха и разогретых отопительных и бытовых приборов (радиаторы, печи, электролампы, решетка испарителей холодильников, ТВ и т.п.) вглубь строительных конструкций, а остается внутри помещений (ведь каркасные стены не накапливают тепло) .
Конечно, теплопотери происходят, но их можно минимизировать (как в приведенном выше примере), прежде всего, устранив сквозняки, плотно закрыв двери, ставни и шторы на окнах (если таковые имеются).
Кроме того, не забываем, что человек сам выделяет тепло (116 Ватт при комнатной температуре, при похолодании теплопотери возрастают - прежде всего за счет излучения). Поэтому, добавив несколько слабых «отопительных» приборов (те же свечи - ведь электричества у нас тоже нет) можно в какой-то мере компенсировать теплопотери («главное, мальчиш, до утра дотянуть» - а там и помощь придет...в виде солнечного тепла или принесенной из сарая охапки поленьев для камина ). В такой ситуации температура внутренней поверхности каркасной стены, а с ней и суммарная температура помещения, (при ДОЛГОСРОЧНОМ рассмотрении) будет оставаться выше, чем в каменном доме, значительно дольше, и тепловой дискомфорт наступит также позже.
Понятно, что при этом возникает проблема обновления воздуха, которая во многом зависит от конструктивно-планировочного решения дома (речь о площади/объеме приходящегося на 1 жителя и открытой или изолированной планировке помещений).
В каменном доме в похожей ситуации часть аккумулированной в теплоемких строительных конструкциях тепла, действительно, высвободится в помещения - но процесс этот будет продолжаться всего несколько часов...при этом большая часть, как я полагаю, все-таки будет рассеяна во внешнюю среду через излучение, теплопроводность и конвекцию.
«...Отключенное на ночь отопление - это сэкономленное топливо. Однако, затраты на энергоресурсы вряд ли от этого уменьшаться, потому что утром потребуется нагреть воздух и остывшие за ночь стены спальни, что приведет к дополнительному расходу тепла.
В домах, которые имеют конструкции малой теплоемкости, при отключении отопления на ночь можно сэкономить небольшое кол-во энергии. В домах же с теплоемкими элементами конструкции вряд ли целесообразно понижать температуру ночью, так как многотонная кладка компенсирует потерю тепла. Утром же отданное ею тепло она будет вновь пополнять. Так что снижать температуру на ночь не стоит...» (Журнал «Дом» №1 2007 г. стр.37).
Мы же из физики помним, что тепло идет к холоду, а внешняя поверхность стены даже с утеплением под действием мороза и ветра будет охлаждаться быстрее, чем внутренняя отдавать тепло комнатам, предметам, воздуху (через радиацию в пределах «прямой видимости» и конвекцию/теплопроводность - при охлаждении предметов и воздуха ниже температуры стены).

Так что тем, кто надеялся обогреваться излучением от каменной стенки «аки от русской печи» (ведь там, в смысле в стене, столько энергии припасено!), предлагаю срочно «одуматься» и начинать натягивать толстые шерстяные рейтузы и искать дедовский тулуп в чулане! - пока человек жив, то это ОН обогревает стену/потолок/пол излучением (в меньшей степени конвекцией и теплопроводностью), но НИКАК НЕ НАОБОРОТ!
То есть, говоря о «теплых стенах», мы говорим не об отоплении как таковом, а лишь (и это важно понимать!) о СНИЖЕНИИ теплопотерь человека.
Причем, в отличие от каркасной, каменная стена то минимальное тепло, выделяемое человеком и нашими свечками, а также запасенное в предметах интерьера или полученное коротким зимним днем в виде солнечного излучения, «проглотит и не заметит» - а как иначе, она ведь такая теплоемкая и любит запасаться десятками и сотнями кДж тепла «впрок»...а потом... это тепло там где-то «в глубине стены/перекрытия гуляет» - какие то свои задачи решает, наверное ! вот уж действительно, «эгоистический энергетический вампир» .
Поэтому и тепловой дискомфорт в каменном доме обычно наступает раньше, даже при одинаковой с каркасником температуре внутреннего воздуха! - потому что стена «более холодная» и постоянно «выкачивает» все тепло из помещения и людей.
Выводы:
При отключении отопления каменный дом начинает выделять ЧАСТЬ аккумулированного в строительных конструкциях тепла - здесь у него действительно есть преимущество перед каркасным. Так естественным образом интегрируется средняя внутренняя температура в доме при неизменной мощности отопительных приборов - увеличивающиеся ночью теплопотери компенсируются теплоотдачей от каменной стены/перекрытия.
Однако этот процесс длится всего несколько часов (быстро принял-быстро отдал), да и сам дом - не самый совершенный теплоаккумулятор. Надеяться на «теплые» внутренние стены тоже особо не стоит - ведь они не в воздухе висят, следовательно, имеют конструктивную связь с более холодными наружными ограждениями (стенами/перекрытиями/кровлей/фундаментом)-> поэтому тепло будет утекать туда благодаря теплопроводности камня + конвективный и радиационный теплообмен с воздухом и предметами интерьера.
После этого каменное строение с каждым часом/днем начинает неумолимо превращаться в «морозильник», безжалостно выкачивая то немногое тепло, получаемое от вспомогательных отопительных (если они есть), осветительных/бытовых (если есть электричество) приборов, а также непосредственно из человеческого тела или через окна от Солнца ==> поэтому выживать в таком здании в ожидании восстановления отопления очень сложно. Кроме того, потребуется несколько дней и повышенные затраты топлива (ведь теплоемкие стены/перекрытия будут запасаться тепловой энергией - а они очень прожорливые)) для восстановления нормальной температуры.
У каркасного дома нет особых запасов тепла в стенах/перекрытиях, однако он менее теплоинерционен и не «запасается теплом». Поэтому вспомогательные отопительные и прочие приборы + Солнце могут обеспечить вполне приемлемый тепловой комфорт, да и восстановить обычный температурный режим можно будет за несколько часов. Особенно важно, что стены в таком доме будут оставаться более теплыми, чем в таких же условиях каменные. Каркасные конструкции не будут с таким энтузиазмом выкачивать тепло из «горячего» человека, соответственно, теплопотери тела излучением будут существенно меньше. И все это за меньшие деньги...
Образно говоря, каменный дом - это привередливый (в смысле финансовых затрат при строительстве и эксплуатации) спринтер, он способен эффективно сглаживать ночные колебания температуры, а каркасный дом - неприхотливый стайер, способный с умеренной скоростью пробежать (профункционировать) значительно дольше, обладая при этом определенной «отопительной гибкостью».

Итак: к чему мы пришли?
Именно низкая теплоёмкость каркасного дома дом не только позволяет применять интегрированную систему отопления, но и СНИЗИТЬ ЗАТРАТЫ НА ОТОПЛЕНИЕ В 2-3 РАЗА!!!
А это, согласитесь, немаловажно...
И раз мы заговорили о деньгах, то, сколько будет стоить построенный каркасный дом через какое-то количество лет? Понятное дело, что станет дешевле. Хотя, если построен добротно, и простоит ближайшую сотню лет, не теряя своих качеств и вида, то может стать и памятником архитектуры нач. ХХI в. А если серьезно, то в большинстве случаев на перспективных участках застройки земля в цене постоянно растет.

Перейти к следующей статье:
→Деревянный дом - рекомендации по эксплуатации

Статья с сайта lesstroy.org