Меню

Дом по док технологии. Технология ДОК – двойной объемный каркас

Виды крыш

Во многих странах Европы и Северной Америки это наиболее распространенный и востребованный тип малоэтажного строительства. Новинкой в этой области являются двойные каркасные дома , технология возведения которых позволяет во многом улучшить свойства и характеристики стен.

ДОК – ДВОЙНОЙ ОБЪЕМНЫЙ КАРКАС

Суть технологии ДОК заключается в расположении несущих стоек каркаса в шахматном порядке по отношению друг к другу. При этом в зазоры между стойками помещается утеплитель, в качестве которого используется чаще всего пенополистирол, пенополиуретан или минеральная вата. Такая структура стены позволяет полностью избавиться от мостиков холода и, тем самым, повысить ее энергоэффективность.

Технология ДОК применяется для в регионах с суровым климатом, среди которых преимущественно центральная и северная части России, Скандинавия, Канада, север США. Несмотря на дороговизну таких коттеджей по сравнению со стоимостью обыкновенных канадских домов, повышение термосопротивляемости стен позволяет значительно уменьшить затраты на отопление и использовать такое жилье даже для зимнего проживания в северных областях.

Что касается более мягких климатических зон, то двойной объемный каркас используется в основном с целью повышения звукоизоляционных свойств стен. Это актуально для домов, расположенных вблизи скоростных трасс, железнодорожного полотна, аэропорта и прочих источников повышенного шума.

ПРЕИМУЩЕСТВА ДВОЙНЫХ КАРКАСНЫХ ДОМОВ

  • надежность – двойной объемный каркас позволяет вдвое усилить конструкции стен;
  • энергоэффективность – тепловое сопротивление стен повышается благодаря ячеистому размещению утеплителя между стойками каркаса при одинаковой толщине и расходе материалов. Это позволяет существенно экономить на отоплении;
  • долговечность – применение двойного объемного каркаса обеспечивает повышение срока эксплуатации дома в 2-3 раза;
  • экологичность – технология ДОК реализуется с использованием тех же экологически чистых материалов, которые применяются и при строительстве обыкновенных канадских домов.

НЕДОСТАТКИ ДВОЙНЫХ КАРКАСНЫХ ДОМОВ

  • большой расход пиломатериалов – обусловлен сложностью конструкции стенового каркаса;
  • недостаточная квалификация подрядчиков – обусловлена новизной технологии двойного объемного каркаса, сложностью проектирования и монтажа.

Одна из важных особенностей технологии ДОК – предотвращение образования конденсата внутри стен. Пары влаги выходят наружу благодаря наличию специального вентиляционного зазора между внешней плитой OSB и слоем утеплителя. Толщина этого канала составляет минимум 2,5 см. На данном этапе лучше не экономить, ведь от того, насколько качественно организована система движения воздуха внутри стен, зависит защита всего коттеджа от разрушения каркаса под воздействием скапливающейся влаги и, как следствие, его долговечность и надежность.

Технология двойного объемного каркаса предполагает при возведении коттеджей использование исключительно пиломатериалов камерной сушки. Дело в том, что применение такой древесины исключает ее деформацию и растрескивание в процессе эксплуатации, чего нельзя сказать о дереве, которое высохло естественным путем. Таким образом, двойные каркасные дома должны проектироваться и строиться с учетом всех особенностей и недостатков технологии ДОК.

Строительство домов каркасного типа не стоит на месте, технологии развиваются, поэтому построить недорогое и качественное жилье становится гораздо проще. В последние годы получила развитие так называемая технология ДОК – строительство каркасных домов с возведением двойного объемного каркаса дома, попробуем разобраться во всех ее тонкостях и преимуществах.

Преимущества ДОК технологии

Одна из перспективных технологий возведения жилых домов и зданий – ДОК – становится более популярной за счет своей технологической особенности – установке несущих стоек в шахматном порядке, с заполнением пространства надежным утеплителем. В ходе такого нововведения удается избежать «зазоров» и проникания холодных потоков воздуха в жилище.

На заметку

Обычно ДОК строительство домов происходит в местности с суровыми или переменными климатическими условиями – в скандинавских странах, Канаде, США и севере России, увеличение термосопротивления при возведении ДОК каркасного дома позволяет сэкономить значительные средства на его отоплении, обеспечить достаточно эффективную шумоизоляцию и звукоизоляцию.

ДОК технология строительства.

Среди преимуществ технологии возведения двойного объемного каркаса выделяют также:

  1. Увеличение срока эксплуатации строения. Долговечность увеличивается в 2-3 раза за счет укрепления несущего каркаса и изменения обычной технологии стройки.
  2. Уже упомянутая – энергоэффективность. Закладка утеплителя происходит в ячейки сформированные с помощью шахматной установки стоек. С применением такой технологии стена становится толще, теплее, зазоры и лазейки для холода устраняются. Обогреть такой дом становится проще, а тепло не уходит длительное время.
  3. Двойное усиление несущих конструктивных элементов повышает надежность конструкции.
  4. Технология ДОК каркасных домов позволяет построить дом из экологически чистых современных материалов, что позволит проживать в нем даже людям склонным к аллергии. Вред здоровью собственников или окружающей природе нанесен не будет.
  5. Самое главное преимущество, свойственное всем сооружениям, возведенным по каркасной технологии – при сравнительно невысокой стоимости материалов, по сравнению с полноценным бревном или кирпичом, получается построить жилище высокого качества, удобной планировки и длительного срока службы.

На заметку

В отличие от стандартных домов, каркасные дома по ДОК проектам требуют наличия достаточного опыта при их возведении. Сложность заключается не только в возведении фундамента, но и в правильном формировании шахматных ячеек стен и правильной закладке утеплительных материалов.

Описание ДОК технологии

Если разбираться детально – как правильно возвести дом с двойным каркасом, суть процесса будет та же:

  • Установка фундамента;
  • Установка самого двойного объемного каркаса будущего дома;
  • Монтаж перекрытий и кровли;
  • Утепление помещения;
  • Установка оконных и дверных пакетов.

Разберемся чуть подробнее в том, какие тонкости в реализации проектов ДОК домов существуют.

Возведение фундамента

Для возведения дома с двойным объемным каркасом оптимальным выбор считается установка фундамента на сваях, закрепленного ленточным ростверком. Шаг армированных свай в фундаменте должен быть небольшим – до 500 мм, между собой сваи скрепляются бетонным раствором ростверка.


Свайный фундамент с ростверком.

Как и любая работа с бетонными растворами, данная требует не только значительной подготовки, но и обеспечения тщательного высыхания фундамента. После возведения фундамента происходит его гидроизоляция с помощью специальных руллоных материалов, простые листы рубероида здесь не подойдут, так как и сами могут повредиться.

Установка ДОК каркаса

Дальнейший монтаж каркасных стоек из древесины происходит только после монтажа чернового пола и первого венца обвязки из той же, что и сами стойки.

Как уже было сказано, несущие стойки будущего дома устанавливаются в шахматном порядке для достижения наибольшей прочности. Внешний вид стен со стороны на стадии возведения ДОК каркаса может напоминать соты пчелиного улья.

Монтаж перекрытий и кровли

В зависимости от выбранной этажности будущего ДОК каркасного дома особым образом происходит и монтаж перекрытий. Они представляют собой скрепленные Т-образные балки, что также обеспечивает наилучшее качество закладки утеплительного материала.


Т-образные балки.

Стропильная конструкция собирается непосредственно сверху дома, а не на земле и с должным укреплением. С шагом установки стропил не более 1 метра, чтобы будущая выдержала даже самые суровые погодные условия. Расстояние между стропилами будет зависеть от кровельного покрытия – металлочерепица, профнастил, шифер, ондулин или листы железа. Застройщик может выбрать кровельное покрытие в соответствии с проектом каркасного дома и своими финансовыми возможностями.

Утепление дома с ДОК каркасом

Прежде всего, стоит определиться с выбором материала, с помощью которого будет осуществлено утепление будущего дома

  • Базальтная вата – утеплитель негорючий и экологичный, толщина его оптимальна для возведенного ДОК каркаса;
  • Эко-вата – утепляющий материал премиум класса, прошедший все необходимые испытания, является не только нетоксичным, но и проходит противопожарную обработку и пропитку от грызунов и вредителей.

На заметку

По существующим в сети отзывам, док технология каркасного дома наиболее оптимальна, когда общая толщина утеплителя составляет не менее 200 мм. Благодаря закреплению такого материала с помощью специальной пароизоляционной пленки достигается наилучший температурный режим в будущем доме.

Проекты домов по ДОК технологии

Внешний вид домов с двойным объемным каркасом никоим образом не отличается от всех других «сородичей» и прослужит долгий срок. Ниже представлены по ДОК технологии.

Проект дома по ДОК технологии.

В связи с относительно низкой стоимостью материалов на док, проекты реализуются по стоимости, напрямую зависящей от размеров будущего дома, его планировки. Готовый дачный дом 6*6 метров с предчистовой отделкой может обойтись его владельцу в пределах 450000 рублей.

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

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

Зачем усложнять типовые конструкции каркасных домов

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

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

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

Чем же не устраивают одинарные каркасные системы?

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

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

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

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

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

Как можно улучшить характеристики каркасных конструкций

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

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

Эффективная теплоизоляция

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

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

Толще, значит, теплее?

В общем случае, так оно и есть. Достаточно посмотреть на базовую формулу для расчета термосопротивления R ((м 2 *°C)/Вт) однородного материала с толщиной слоя σ (м):

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

В качестве примера сделаем грубую прикидку толщины слоя теплоизоляции для утепления стены дома, построенного по каркасной технологии. Грубую потому, что настоящий теплотехнический расчет учитывает более значительный объем данных. У нас должно выполняться условие R о

σ=3,13*0,044=0,138 м или 138 мм.

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

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

Указанные параметры теплового контура жилой постройки разрабатываются из расчета эксплуатации полноценной современной системы отопления, наделенной удельной теплопроизводительностью на уровне 60–100 кВт/м 2 . Однако сегодня в проектировании уже не только каркасников, но и иных типов строений, просматривается стремление приблизится к идеалу теплоэффективности. Инженеры и монтажники стараются создать так называемый «пассивный каркасный дом». Это сооружение с настолько незначительными теплопотерями, что на поддержание в нем теплового комфорта энергия специально не затрачивается. Для обогрева внутреннего объема пассивного дома вполне хватает тепла, выделяемого человеческим телом, электроприборами, поступающего извне с солнечным светом через оконные остекления.

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

Толщина ограждающих конструкций: какую выбрать?

В теории ширина их сечений может приближаться к метровой величине, что на практике способно слишком усложнить и неоправданно увеличить сроки строительства каркасного дома, сделать его чересчур дорогостоящим. Поэтому, чтобы создать близкий аналог пассивного дома (с затратами на отопление около 15 кВт/м 2) с вложениями, которые окупятся в обозримой перспективе, его ограждающие конструкции (для средней полосы РФ) должны содержать слой эффективной теплоизоляции толщиной:

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

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

Достоинства и недостатки технологий объемных каркасов

Двойной перекрестный каркас

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

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

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

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

Двойной объемный каркас (ДОК)

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

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

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

3-D каркас

Еще одна структурная модификация стандартной технологии строительства каркасных домов. Из схемы видно, что в 3-D системе полностью отсутствуют пути сквозного оттока тепла. Теплообмен через несущий скелет осуществляется уже не по прямой, а по более протяженной ломаной линии. Она проходит через две стойки и горизонтальную перекладину промежуточного каркаса.

В результате, при подобной компоновке, теплопотери через деревянную конструкцию минимизируются на столько, что приближаются к показателю теплопотерь через утепляющий материал. На практике это означает еще более высокую теплоэффективность 3-D системы по сравнению с двойным перекрестным или двойным объемным каркасом.

Сдвоенный каркас и стойки Ларсена

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

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

Преимущества сдвоенных каркасов:

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

Недостатки сдвоенных каркасов:

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

Одинарный каркас уже в прошлом?

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

Например, если дом возводится в регионе с мягким климатом или вас не пугают его энергетические потери на уровне 60–100 кВт/м 2 , компенсируемые типовым автономным отоплением, то с различными объемными каркасами связываться выйдет себе дороже. С другой стороны, стандарты теплоэффективности ограждающих конструкций постепенно ужесточаются. Их пересмотр осуществляется в среднем каждые 5 лет. Поэтому, если хотите идти в ногу со временем или «вообще не платить» за отопление, то технология каркасного дома ДОК, 3-D и т.п. – ваше все.

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

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

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

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

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

Зачем усложнять типовые конструкции каркасных домов

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

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

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

Чем же не устраивают одинарные каркасные системы?

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

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

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

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

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

Как можно улучшить характеристики каркасных конструкций

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

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

Эффективная теплоизоляция

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

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

Толще, значит, теплее?

В общем случае, так оно и есть. Достаточно посмотреть на базовую формулу для расчета термосопротивления R ((м 2 *°C)/Вт) однородного материала с толщиной слоя σ (м):

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

В качестве примера сделаем грубую прикидку толщины слоя теплоизоляции для утепления стены дома, построенного по каркасной технологии. Грубую потому, что настоящий теплотехнический расчет учитывает более значительный объем данных. У нас должно выполняться условие R о

σ=3,13*0,044=0,138 м или 138 мм.

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

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

Указанные параметры теплового контура жилой постройки разрабатываются из расчета эксплуатации полноценной современной системы отопления, наделенной удельной теплопроизводительностью на уровне 60–100 кВт/м 2 . Однако сегодня в проектировании уже не только каркасников, но и иных типов строений, просматривается стремление приблизится к идеалу теплоэффективности. Инженеры и монтажники стараются создать так называемый «пассивный каркасный дом». Это сооружение с настолько незначительными теплопотерями, что на поддержание в нем теплового комфорта энергия специально не затрачивается. Для обогрева внутреннего объема пассивного дома вполне хватает тепла, выделяемого человеческим телом, электроприборами, поступающего извне с солнечным светом через оконные остекления.

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

Толщина ограждающих конструкций: какую выбрать?

В теории ширина их сечений может приближаться к метровой величине, что на практике способно слишком усложнить и неоправданно увеличить сроки строительства каркасного дома, сделать его чересчур дорогостоящим. Поэтому, чтобы создать близкий аналог пассивного дома (с затратами на отопление около 15 кВт/м 2) с вложениями, которые окупятся в обозримой перспективе, его ограждающие конструкции (для средней полосы РФ) должны содержать слой эффективной теплоизоляции толщиной:

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

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

Достоинства и недостатки технологий объемных каркасов

Двойной перекрестный каркас

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

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

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

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

Двойной объемный каркас (ДОК)

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

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

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

3-D каркас

Еще одна структурная модификация стандартной технологии строительства каркасных домов. Из схемы видно, что в 3-D системе полностью отсутствуют пути сквозного оттока тепла. Теплообмен через несущий скелет осуществляется уже не по прямой, а по более протяженной ломаной линии. Она проходит через две стойки и горизонтальную перекладину промежуточного каркаса.

В результате, при подобной компоновке, теплопотери через деревянную конструкцию минимизируются на столько, что приближаются к показателю теплопотерь через утепляющий материал. На практике это означает еще более высокую теплоэффективность 3-D системы по сравнению с двойным перекрестным или двойным объемным каркасом.

Сдвоенный каркас и стойки Ларсена

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

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

Преимущества сдвоенных каркасов:

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

Недостатки сдвоенных каркасов:

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

Одинарный каркас уже в прошлом?

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

Например, если дом возводится в регионе с мягким климатом или вас не пугают его энергетические потери на уровне 60–100 кВт/м 2 , компенсируемые типовым автономным отоплением, то с различными объемными каркасами связываться выйдет себе дороже. С другой стороны, стандарты теплоэффективности ограждающих конструкций постепенно ужесточаются. Их пересмотр осуществляется в среднем каждые 5 лет. Поэтому, если хотите идти в ногу со временем или «вообще не платить» за отопление, то технология каркасного дома ДОК, 3-D и т.п. – ваше все.

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

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

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

Ширится и растёт строительство каркасных домов. Пока одни высказывают своё скептическое отношение к такому строительству многие другие с удовольствием строят и живут в таких домах. Насколько они хороши или плохи можно будет сказать лет эдак через 30-40, а пока слишком мал срок, для того, чтобы судить об этом объективно. Пока мы имеем только отзывы тех, кто уже живёт в таком доме. И надо сказать, что большинство отзывов сугубо положительные. Так что же собой представляет эта технология? ДОК каркасные дома возводятся практически без фундамента, имеют максимум два этажа, а ДОК расшифровывается как двойной объёмный каркас. Так вот за счет этого самого двойного каркаса и достигается достаточно высокие теплоизоляционные свойства стен таких домов. Пока ещё не сильно распространена ДОК технология. Каркасные дома, отзывы о них следует почитать тем, кто задумывается о строительстве загородного дома.

Недостатки ДОК каркасных домов

Главным недостатком таких домов принято считать их лёгкость и то, что в Америке, где весьма распространено подобное строительство при каждом новом урагане они летают как в детской сказке. Но давайте посмотри правде в глаза, у нас подобных американским, ураганов не бывает, а те, которые бывают, дома, построенные по подобной технологии, выдерживают приблизительно так же, как и традиционные российские дома.

А вот к преимуществам подобных домов относится:

  • как дешевизна при строительстве, за счет экономии на возведении фундамента и строительных материалов;
  • также экономия на отоплении, так как такой дом требует гораздо меньших затрат при поддержании комфортной температуры во внутренних помещениях при зимних морозах.

Дома из СИП панелей

Ещё одно новое направление в строительстве — это дома из СИП панелей. Такие дома ещё дешевле, чем каркасные. Потому что не требуют возведения каркаса. СИП панель — это готовый элемент дома, порой уже не только с внешней, но и с внутренней отделкой. Панели привозятся на участок и домик собирается как в детской игре конструктор. Все очень просто, панели стандартные, идеально подходящие друг к другу. Такой дом не требует доводки, утепления и прочих строительных мытарств. Особенно эти дома востребованы в районах стихийных бедствий, или там, где по тем или иным причинам необходимо быстро обеспечить большое количество людей тёплым и удобным жильём. Большой популярностью эти дома пользуются там, где традиционное строительство весьма затруднено. Имеются в виду районы крайнего севера, и другие труднодоступные места.

Несколько слов в защиту наших многострадальных панелек. У многих они ассоциируются с недавним советским прошлым и тем, что принято называть «Хрущобами». Но стоит задуматься, и начинаешь понимать, что главным недостатком квартир, построенный в период развитого социализма был не материал стен, а маленький метраж и крайне неудобная планировка. Хотя многие обитатели хрущевок говорят о том, что их квартирки, пусть тесные, пусть не очень удобные, но весьма тёплые. При современном развитии технологий панели стали делать гораздо лучше. И во многих более развитых странах, панельное строительство набирает все большие и большие обороты. Причина та же — быстрота и невысокая стоимость возводимых зданий.

Вот ведь как получается, будь то дома, построенные по технологии ДОК, строительство каркасных домов, домов из СИП панелей, или крупнопанельное строительство, конечная цель — это снижение затрат на строительство, но не в ущерб качеству. Оказывается, что имея большое желание, вполне можно совместить практически несовместимые вещи: невысокую стоимость, комфорт и быстроту строительства.

Видео: Технология ДОК каркасные дома

Похожие материалы:

    В последние годы очень популярно стало строительство домов по каркасной технологии, которую часто называют еще канадской. Эта технология позволяет...

    Каждый хозяин, который собирается начать постройку собственного дома, обычно встречается с вопросом выбора качественных материалов, ассортимент...

    В деревянном домостроении появилось модная новейшая тенденция – строительство каркасных домов. На сегодняшний день данный метод строительства именно...