Технологии

Как подходить к выбору материалов и технологий, в зависимости от территориальных геологических и климатических зон строительства.

Проведение комплексного цикла реализации проекта строительства вашего дома начинается непосредственно с вашего решения и созданного вами образа. В первую очередь необходимо правильно выбрать участок, а если уже он есть, то использовать все приёмы для достижения оптимальных условий 

Для строительства энергоэффективного дома желательно подбирать возвышенный участок с максимальным воздействием солнечного света,  хорошо если участок не затеняется соседними постройками. Расположение дома ориентируем в пространстве, так, чтобы на южной стороне поступало, как можно больше солнечного света через окна, а северная сторона была максимально закрыта от внешних воздействий. Существует комплекс мер, которые необходимо разобрать для более верного результата.

После выбора участка, и эскизного проектирования приступаем к формированию рабочего проекта для строительства, который включает в себя всю архитектурно-строительную часть и инженерные системы. Для получения эффективного результата рекомендуем проектирование на все инженерные позиции- отдельно.

Фундаменты подбираются, исходя из вида грунтов. Вот некоторые практические примеры.

Скальный грунт - ж/б лента, монолитная  плита, сборный блочный,столбчатый

Глинистый и супесь - буронабивные сваи с ростверком, плита,сборный

Слабые грунты(торфы и болота) - монолитная плита, плита на сваях.

Для участков с высоким содержанием грунтовых вод рекомендуем кольцевой дренаж

Для энергоэффективного дома используем утеплённую эффективными заполнителями монолитную плиту, либо ж/б плиту, утеплённую с двух сторон эффективным утеплителем типа ппс. Перед устройством фундамента необходимо предусмотреть все выпуски под будущие коммуникации!!!

Ограждающие конструкции

На сегодняшний день существует масса материалов для строительства, много производителей и много мнений.Чтобы угадать в выборе правильной технологии и качественных материалов, необходимо рассматривать  свойства материалов комплексно и соблюдать качественные характеристики технологии строительного производства. В первую очередь,относительно стен на данный момент существует ряд проверенных материалов: кирпич, газоблок, дерево. Каркасные конструкции в большинстве своём используются в качестве строения для временного проживания, так как каркасный дом быстро нагревается и соответственно быстро остывает. Две основные характеристики, определяющие эффективность стен-это низкая теплопроводность и высокая теплоёмкость.Такими характеристиками обладают дерево, кирпич, блок, различные виды утеплителя. Чтобы добиться максимально комфортных условий среды, выбор останавливаем на природных материалах, с  набором высокоэкологичных, теплофизических и прочностных свойств.

 

В своих проектах в качестве стен предлагаем использовать

-кирпич,блок с эффективным утеплителем

-дерево(профилированный брус камерной сушки, оцилиндрованное,рубленное бревно диаметром  не менее 260-300мм)

-стены с несъемной опалубкой из лёгких теплоёмких бетонов 

-каркасные конструкции с эффективным утеплителем,обладающий высокой теплоёмкостью

В качестве деревянных конструкций  рассматриваем вариант  профилированного бруса из массива камерной сушки, либо  бревно. К каждому материалу свой подход. ВСЁ ЗАВИСИТ ОТ РЕГИОНА И МЕСТА СТРОИТЕЛЬСТВА. У каждого материала имеются как плюсы , так и минусы, так что, к выбору материалов необходим комплексный подход. Если всё же вы ищите самый экономный вариант- то это каркасная конструкция,заполненная эффективным утеплителем.

 многослойная с засыпкой верма теплоэффективной стены достижения энергоэффективности

КАМЕННОЕ ДОМОСТРОЕНИЕ

Полнотелый кирпич

Полнотелый кирпичДля внутренних и опорных стен используем полнотелый кирпич. Как правило, эти кирпичи сделаны без пустот, но иногда в них всё-таки содержится их некоторое количество. Технологическое присутствие таких пустот в полнотелом кирпиче не должно быть более тринадцати процентов. Такой вид кирпича используется для закладки фундаментов и подвальных конструкций повышенной ответственности, а также для кладки внутренних и наружных стен сооружений в тех случаях, когда структурные элементы подвергаются агрессивному воздействию окружающей среды. Этот строительный материал отличается малым поглощением влаги и хорошими теплоизоляционными характеристиками.

В каменном доме теплее потому, что благодаря своим физическим и тепловым свойствам камень (кирпич) -получается наилучший во всех отношениях, доступный технологически и экономически приемлемый трансформатор тепла. В нём тепловая энергия точечного высокотемпературного источника в виде огня (печь) или трубы с горячим теплоносителем равномерно распределяется в массе материала и выходит на поверхность (к потребителю) в низкотемпературном, приемлемом к использованию, комфортном виде.

Теплоемкость строительных материалов

Какими же должны быть стены частного дома, чтобы соответствовать строительным нормам? Ответ на этот вопрос имеет несколько нюансов. Чтобы с ними разобраться, будет приведен пример теплоемкости 2-х наиболее популярных строительных материалов: бетона и дерева. Теплоемкость бетона имеет значение 0,84 кДж/(кг*°C), а дерева – 2,3 кДж/(кг*°C).

На первый взгляд можно решить, что дерево – более теплоемкий материал, нежели бетон. Это действительно так, ведь древесина содержит практически в 3 раза больше тепловой энергии, нежели бетон. Для нагрева 1 кг дерева нужно потратить 2,3 кДж тепловой энергии, но при остывании оно также отдаст в пространство 2,3 кДж. При этом 1 кг бетонной конструкции способен аккумулировать и, соответственно, отдать только 0,84 кДж.

Но не стоит спешить с выводами. Например, нужно узнать, какую теплоемкость будет иметь 1 м2 бетонной и деревянной стены толщиной 30 см. Для этого сначала нужно посчитать вес таких конструкций. 1 м2 данной бетонной стены будет весить: 2300 кг/м3*0,3 м3 = 690 кг. 1 м2 деревянной стены будет весить: 500 кг/м3*0,3 м3= 150 кг.

Таблица сравнения теплопроводности бревна с кирпичной кладкой

Таблица сравнения теплопроводности бревна с кирпичной кладкой.

Далее нужно посчитать, какое количество тепловой энергии будет содержаться в этих стенах при температуре 22°C. Для этого нужно теплоемкость умножить на температуру и вес материала:

  • для бетонной стены: 0,84*690*22 = 12751 кДж;
  • для деревянной конструкции: 2,3*150*22 = 7590 кДж.

Из полученного результата можно сделать вывод, что 1 м3 древесины будет практически в 2 раза меньше аккумулировать тепло, чем бетон. Промежуточным материалом по теплоемкости между бетоном и деревом является кирпичная кладка, в единице объема которой при тех же условиях будет содержаться 9199 кДж тепловой энергии. При этом газобетон, как строительный материал, будет содержать только 3326 кДж, что будет значительно меньше дерева. Однако на практике толщина деревянной конструкции может быть 15-20 см, когда газобетон можно уложить в несколько рядов, значительно увеличивая удельную теплоемкость стены.

В этом отношении Древесина является оптимальным вариантом для домов не только постоянного, но и временного проживания. Деревянное здание, не отапливаемое длительное время, будет хорошо воспринимать изменение температуры воздуха. Поэтому обогрев такого здания будет происходить быстро и качественно.Создание оптимального микроклимата и расход тепловой энергии на отопление частного дома в холодное время года во многом зависит от теплоизоляционных свойств строительных материалов, из которых возведена данная постройка. Одной из таких характеристик является теплоемкость. Это значение необходимо учитывать при выборе стройматериалов для конструирования частного дома. Поэтому далее будет рассмотрена теплоемкость некоторых строительных материалов.

 Для описания этого процесса введено понятие теплоемкости, которая является свойством материала поглощать тепловую энергию при нагревании окружающего воздуха.

Чтобы нагреть какой-либо материал массой m от температуры tнач до температуры tкон, нужно будет потратить определенное количество тепловой энергии Q, которое будет пропорциональным массе и разнице температур ΔТ (tкон-tнач). Поэтому формула теплоемкости будет выглядеть следующим образом: Q = c*m*ΔТ, где с – коэффициент теплоемкости (удельное значение). Его можно рассчитать по формуле: с = Q/(m* ΔТ) (ккал/(кг* °C)).

Условно приняв, что масса вещества равна 1 кг, а ΔТ = 1°C, можно получить, что с = Q (ккал). Это означает, что удельная теплоемкость равна количеству тепловой энергии, которая расходуется на нагревание материала массой 1 кг на 1°C.

Использование теплоемкости на практике
Таблица теплоемкости строительных материалов

Таблица теплоемкости строительных материалов.

Строительные материалы с высокой теплоемкостью используют для возведения теплоустойчивых конструкций. Это очень важно для частных домов, в которых люди проживают постоянно. Дело в том, что такие конструкции позволяют запасать (аккумулировать) тепло, благодаря чему в доме поддерживается комфортная температура достаточно долгое время. Сначала отопительный прибор нагревает воздух и стены, после чего уже сами стены прогревают воздух. Это позволяет сэкономить денежные средства на отоплении и сделать проживание более уютным. Для дома, в котором люди проживают периодически (например, по выходным), большая теплоемкость стройматериала будет иметь обратный эффект: такое здание будет достаточно сложно быстро натопить.

Значения теплоемкости строительных материалов приведены в СНиП II-3-79. Ниже приведена таблица основных строительных материалов и значения их удельной теплоемкости.

Таблица 1

Материал Плотность, кг/м3 Удельная теплоемкость, кДж/(кг*°C)
Пенополистирол 40 1,34
Минвата 125 0,84
Газо- и пенобетон 650 0,84
Гипсовые листы 800 0,84
Дерево 500 2,3
Клееная фанера 600 2,3
Керамический кирпич 1600 0,88
Бетон 2300 0,84
Железобетон 2500 0,84
Кирпичная кладка 1800 0,88
Строительный кирпич

Кирпич обладает высокой теплоемкостью, поэтому идеально подходит для строительства домов и возведенияия печей.

Говоря о теплоемкости, следует отметить, что отопительные печи рекомендуется строить из кирпича, так как значение его теплоемкости достаточно высоко. Это позволяет использовать печь как своеобразный аккумулятор тепла. Теплоаккумуляторы в отопительных системах (особенно в системах водяного отопления) с каждым годом применяются все чаще. Такие устройства удобны тем, что их достаточно 1 раз хорошо нагреть интенсивной топкой твердотопливного котла, после чего они будут обогревать ваш дом на протяжении целого дня и даже больше. Это позволит существенно сэкономить ваш бюджет.

Теплоемкость строительных материалов

Какими же должны быть стены частного дома, чтобы соответствовать строительным нормам? Ответ на этот вопрос имеет несколько нюансов. Чтобы с ними разобраться, будет приведен пример теплоемкости 2-х наиболее популярных строительных материалов: бетона и дерева. Теплоемкость бетона имеет значение 0,84 кДж/(кг*°C), а дерева – 2,3 кДж/(кг*°C).

На первый взгляд можно решить, что дерево – более теплоемкий материал, нежели бетон. Это действительно так, ведь древесина содержит практически в 3 раза больше тепловой энергии, нежели бетон. Для нагрева 1 кг дерева нужно потратить 2,3 кДж тепловой энергии, но при остывании оно также отдаст в пространство 2,3 кДж. При этом 1 кг бетонной конструкции способен аккумулировать и, соответственно, отдать только 0,84 кДж.

Но не стоит спешить с выводами. Например, нужно узнать, какую теплоемкость будет иметь 1 м2 бетонной и деревянной стены толщиной 30 см. Для этого сначала нужно посчитать вес таких конструкций. 1 м2 данной бетонной стены будет весить: 2300 кг/м3*0,3 м3 = 690 кг. 1 м2 деревянной стены будет весить: 500 кг/м3*0,3 м3= 150 кг.

Таблица сравнения теплопроводности бревна с кирпичной кладкой

Таблица сравнения теплопроводности бревна с кирпичной кладкой.

Далее нужно посчитать, какое количество тепловой энергии будет содержаться в этих стенах при температуре 22°C. Для этого нужно теплоемкость умножить на температуру и вес материала:

  • для бетонной стены: 0,84*690*22 = 12751 кДж;
  • для деревянной конструкции: 2,3*150*22 = 7590 кДж.

Из полученного результата можно сделать вывод, что 1 м3 древесины будет практически в 2 раза меньше аккумулировать тепло, чем бетон. Промежуточным материалом по теплоемкости между бетоном и деревом является кирпичная кладка, в единице объема которой при тех же условиях будет содержаться 9199 кДж тепловой энергии. При этом газобетон, как строительный материал, будет содержать только 3326 кДж, что будет значительно меньше дерева. Однако на практике толщина деревянной конструкции может быть 15-20 см, когда газобетон можно уложить в несколько рядов, значительно увеличивая удельную теплоемкость стены.

Использование различных материалов в строительстве
Дерево

Для комфортного проживания в доме очень важно, чтобы материал обладал высокой теплоемкостью и низкой теплопроводностью.

В этом отношении древесина является оптимальным вариантом для домов не только постоянного, но и временного проживания. Деревянное здание, не отапливаемое длительное время, будет хорошо воспринимать изменение температуры воздуха. Поэтому обогрев такого здания будет происходить быстро и качественно.

В основном в строительстве используют хвойные породы: сосну, ель, кедр, пихту. По соотношению цены и качества наилучшим вариантом является сосна. Что бы вы ни выбрали для конструирования деревянного дома, нужно учитывать следующее правило: чем толще будут стены, тем лучше. Однако здесь также нужно учитывать ваши финансовые возможности, так как с увеличением толщины бруса значительно возрастет его стоимость.

Кирпич

Данный стройматериал всегда был символом стабильности и прочности. Кирпич имеет хорошую прочность и сопротивляемость негативным воздействиям внешней среды. Однако если принимать в расчет тот факт, что кирпичные стены в основном конструируются толщиной 51 и 64 см, то для создания хорошей теплоизоляции их дополнительно нужно покрывать слоем теплоизоляционного материала. Кирпичные дома отлично подходят для постоянного проживания. Нагревшись, такие конструкции способны долгое время отдавать в пространство накопившееся в них тепло.

Выбирая материал для строительства дома, следует учитывать не только его теплопроводность и теплоемкость, но и то, как часто в таком доме будут проживать люди. Правильный выбор позволит поддерживать уют и комфорт в вашем доме на протяжении всего года