Энергоэффективность каркасных домов

Энергоэффективность — устройство конструкции,правильное расположение на участке и использование в производстве быстровозводимых каркасно-панельных домов материалов, обладающих высокой степенью шумо-и теплоизоляции, существенно снижают затраты владельца на обслуживание дома.

Сравнение тепловых характеристик кирпичной деревянной стен и стены Каркасно-панельного дома(КПД)

Сравнение тепловых характеристик стен при расчетном сопротивлении теплопередачи Rткдом = 5,25 м2 ⁰ С / Вт

Тип стены	Толщина стены, δ, м	Коэффициент теплопроводности, λ, Вт / м о C
Панель КПД	0,25	0,048
Деревянная стена	0,79	0,150
Кирпичная стена	2,31	0,440

 R = δ / λ, м^{2 о} С / Вт δ_{материала} = R * λ_{материала}

Что такое энергоэффективный дом?

Что означает дом с низким энергопотреблением? Это жилой дом, потребляющий минимальное количество тепловой энергии на обогрев.

Высокие цены на энергоносители и ухудшение состояния окружающей природной среды, которая сильно зависит от жизнедеятельности человека, вызвало интерес к энергоэффективным домам у российских потребителей. Стремление человека к комфорту, вынуждает производить и потреблять больше энергии, что не может не отразиться на экологической обстановке. Применение энергоэффективных технологий в строительстве предоставляют потребителю высокий уровень комфорта при низких энергетических затратах. Благодаря этому снижается не только негативная нагрузка на окружающую среду, но и значительно сокращаются затраты владельца на эксплуатацию во время проживания. В России основные энергозатраты приходятся на отопление дома, добиться предотвращения потерь тепла через ограждающие конструкции, можно с помощью современных технологий деревянного строительства. Технология панельно-каркасного строительства обеспечивает высокое теплосбережение за счет применения современных утеплителей и специальных способов обшивки каркаса, полностью исключающих наличие щелей.

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Чтобы тепло не утекало сквозь ограждающие конструкции, разработано много новых теплоизоляционных материалов и способов теплосбережения. Утепляется практически все: стены, крыша, перекрытия, фундаменты. Сегодня можно эффективно утеплить любое, уже эксплуатируемое здание за счет различных способов внутренней и фасадной отделки. Снижения потерь тепла добиваются за счет стеклопакетов, надежного утепления дверных конструкций, через которые холод активно проникает в помещение. Разработаны специальные системы отопления и вентилирования зданий, которые позволяют существенно снизить расход тепловой энергии на обогрев дома. Даже архитектурная форма здания, конструкция дома и его ориентация по сторонам света «работают» на общую задачу накопления и сохранения тепла при минимальных энергетических затратах.

 

Что необходимо для создания дома с низким энергопотреблением?

№	Материал стены	Коэффициент теплопроводности	Требуемая толщина
1	Пенополистирол ПСБ-С-25	0,042	124
2	Минеральная вата Rockwool Facade Batts	0,046	135
3	Клееный деревянный брус или дерево-массив (сосна и ель поперек волокон (ГОСТ 8486, ГОСТ 9463) 500 кг/м3	0,18	530
4	Кладка на теплоизоляционный клей керамических блоков ЛОРОТЕРМ	0,17	575*
5	Кладка на клей газо (пено-) бетонных блоков 400 кг/м3	0,18	610*
б	Кладка на клей полистиролбетонных блоков 500 кг/м3	0,19	643*
7	Кладка на клей газо (пено-) бетонных блоков 600 кг/м3	0,29	981*
8	Кладка на клей керамзитобетонных блоков на керамзитовом песке и керамзитопенобетон 800 кг/м3	0,31	1049*
9	Кладка из керамического пустотного кирпича плотностью 1000 кг/ м3 (брутто) (ГОСТ 530) на цементно-песчаном растворе	0,52	1530
10	Кладка из глиняного обыкновенного (ГОСТ 530) кирпича на цементно-песчаном растворе	0,76	2236
11	Кладка из силикатного (ГОСТ 379) кирпича на цементно- песчаном растворе	0,87	2560
12	Железобетон (ГОСТ 26633) 2500 кг/м3	2,04	6002

* с добавлением коэффициента неоднородности 1,15 на теплопотери необходимых в конструкции зданий монолитных поясов и несущих перемычек из тяжёлых бетонов.

Для создания энергоэффективного дома необходимо разумное следование основным принципам:

• Высокие теплоизоляционные качества строительных элементов — кровли, фундамента, стен, пола, внутренних перегородок и т. д.
• Препятствие потерям тепла — отсутствие щелей, мостиков холода и прочих неблагоприятных факторов. Создание герметичной оболочки дома.
• Аккумулирование и пассивное применение электроэнергии- подразумевает правильное ориентирование по сторонам света, широкое использование светопрозрачных конструкций на южной стороне здания и др. мероприятия.
• Управляемый воздухообмен в помещениях- использование приточно-вытяжных вентиляционные систем, в том числе с обогревом поступающего извне воздуха и с возможностью использования для этого рекуперации (возврата) тепла.
• Точная регулировка систем отопления- экономное обеспечение горячей водой.

Правильное расположение дома по сторонам света- максимальное использование солнечной энергии при помощи аккумуляторов тепла и светопрозрачных конструкций.

Энергоэффективный каркасный дом

Энергоэффективный дом

За счет чего дом получает статус энергоэффективного дома?

Максимальная энергоэффективность возможна за счет сбережения тепла. Для этого в энергоэффективном или пассивном доме важно позаботиться о теплоизоляции помещения. Основные расходы тепла происходят через:

• пол;
• окна и двери;
• стены строения;
• крыша дома.

Соответственно, для повышении энергоэффективности дома нужно проработать все эти «слабые места».

Для этого устанавливаются двух или трехкамерные стеклопакеты. Установка должна производиться квалифицированным персоналом чтобы в дальнейшем тепло не искало выход через щели и плохо теплоизолированные участки.

Стены, кровля и пол получают дополнительный слой утепления, который исключает мостики холода за счет перекрёстного утепления или просто утеплитель равномерно распределяется по периметру дома как в случае со стойками Ларсена.

На этапе проектирования продумываются планировки для уменьшения теплопотерь, например, предусматривается система тамбуров.

Для притока свежего воздуха в практически герметичное помещение необходимо использовать систему принудительной вентиляции. Однако в обычных системах вентиляции вместе с отработанным воздухом из помещения выводится и тепло, что стремительно снижает энергоэффективность здания. Чтобы этого не происходило, применяются системы рекуперации тепла.

Принцип их работы следующий: из воздуха, который выводится из помещения, предварительно собирается тепловая энергия. Затем она используется для подогрева воздуха, поступающего снаружи. В энергоэффективных домах рекуперация тепла превышает 75%. При этом достигается кратность воздухообмена в диапазоне 0,3–0,4 от объема помещения в час.

Какой дом корректно называть энергоэффективным?

На сегодняшний день во всех развитых странах разработаны нормативы для определения энергоэффективности дома. В европейских странах застройщики ориентируются на стандарты энергоэффективных домов, подготовленные немецким Институтом пассивного дома. По этим нормативам в пассивном доме затраты энергии на один квадратный метр отапливаемых помещений не должны превышать 15 кВт*ч в год.

Еще один важный показатель — общее потребление энергии для всех нужд: горячая вода, отопление, расходы электроэнергии и т. д. В энергоэффективном доме по европейским стандартам эти расходы должны быть не более 120 кВт*ч в год на метр площади.

Кстати о немецком институте пассивного дома, небольшой факт, идея усовершенствованных стоек Ларсена пришла именно от туда еще в 2006 году.

Можно ли превратить обычный дом в энергоэффективный?

В энергодеффективных зданиях в холодное время года не менее трети тепловой энергии уходит на «обогрев улицы». Потери тепла распределяются примерно следующим образом:

• стены — 30%,
• дверные и оконные блоки — 20%,
• кровля— 30%,
• пол— 10%.

Поэтому повышение энергоэффективности уже построенного дома — вопрос далеко не праздный для огромного количества российских домовладельцев. Хорошая новость в том, что решить эту задачу вполне возможно. Для этого потребуется провести работы по ряду пунктов:

Точно определить основные участки, на которые приходятся основные теплопотери, позволяет сделать съемка тепловизором. По ее итогам проводится дополнительная теплоизоляция строения, цель которой — создание неразрывного контура тепловой изоляции с использованием системы утепления фасадов.

Второй пункт при повышении энергоэффективности дома — замена оконных блоков на энергосберегающие стеклопакеты, теплоизоляция входных дверей, установка доводчиков на входные двери в многоквартирных домах.

Еще один важный шаг — модернизация системы отопления.

Как показывает практика, такие работы хотя и затратны, но позволяют существенно снизить финансовые расходы.
 

Advanced Framing — APA — The Engineered Wood Association

Структурная целостность, энергоэффективность, сокращение отходов: преимущества усовершенствованного каркаса.

Усовершенствованный каркас, также известный как проектирование оптимальной стоимости (OVE), представляет собой систему методов построения каркаса, предназначенную для оптимизации использования материалов и повышения энергоэффективности.

Усовершенствованный каркас по сравнению с обычным каркасом

Усовершенствованный метод каркаса в сочетании с обшивкой из непрерывных деревянных конструкционных панелей предлагает строителям решение: экономичную систему каркаса, которая позволит создавать более энергоэффективные дома без ущерба для прочности или долговечности состав. Эти ключевые преимущества усовершенствованного каркаса помогают создавать энергоэффективные, структурно надежные дома с меньшими затратами на материалы и рабочую силу, чем дома с традиционным каркасом. Конструкции, построенные с использованием передовых технологий каркаса, более ресурсоэффективны и предлагают больше места для изоляции полостей, чем аналогичные конструкции, построенные с использованием обычного каркаса.

 

 

В приведенной ниже таблице показаны различия между традиционным и передовым методами кадрирования.

Деревянный каркас 2×4 или 2×6 с шагом 16 дюймов по центру	Деревянный каркас 2×6 с шагом 24 дюйма по центру
Двойные верхние панели	Одна верхняя пластина
Уголки с тремя шпильками	Уголки с двумя шпильками
Несколько распорных шпилек	Минимальные шпильки домкрата
Двойные или тройные коллекторы	Отдельные коллекторы
Несколько болтов	Минимальные каленые шпильки

Структурная целостность

При правильном строительстве стены, построенные с использованием усовершенствованного каркаса, полностью обшитого деревянными конструкционными панелями, обеспечивают конструкции прочность, позволяющую безопасно выдерживать расчетные нагрузки. Из всех доступных материалов для обшивки стен деревянные конструкционные панели обладают наибольшей гибкостью в рамках строительных норм и правил для 24-дюймового каркаса центральной стены, предоставляя решения для кодовых ограничений, которые ограничивают большинство других материалов для крепления стен и популярных продуктов сайдинга. Там, где строители выравнивают вертикальные элементы каркаса под фермами или стропилами крыши, создается прямой путь нагрузки, при котором сжимающие и растягивающие нагрузки передаются непосредственно через вертикальные элементы каркаса. В результате получается более прочная конструкция с меньшим количеством элементов каркаса, подверженных нагрузкам.

Экономическая эффективность

Усовершенствованное кадрирование дешевле, чем обычное кадрирование, поскольку оно более эффективно использует ресурсы, чем обычное кадрирование. Оптимизируя использование материалов для каркаса, строитель может сократить расходы на материалы для пола и стен до 30 процентов, сокращая при этом трудозатраты на установку каркаса.

Устойчивое развитие

Передовые методы каркаса хорошо вписываются в стратегии зеленого строительства. Строительство деревянного каркаса, в котором используются передовые технологии каркаса, приносит еще большие экологические дивиденды за счет оптимизации использования материалов и сокращения строительных отходов. Многие передовые технологии каркасного строительства могут иметь право на получение баллов в соответствии с ведущими стандартами и рекомендациями по экологическому строительству, такими как Национальный стандарт экологического строительства™ (ICC 700-2008) и рейтинговая система домов LEED® Совета по экологическому строительству США.

Энергоэффективность

Усовершенствованный каркас — это проверенный метод экономически эффективного соблюдения требований энергетического кодекса за счет максимального увеличения пространства для изоляции полостей и сведения к минимуму возможности образования пустот в изоляции. Усовершенствованный каркас обеспечивает значительные энергетические характеристики для домовладельца и экономию затрат для строителя. Стены, построенные из деревянного каркаса 2×6 с интервалом 24 дюйма по центру, имеют более глубокие и широкие изоляционные полости, чем обычные каркасы 2×4 с интервалом 16 дюймов по центру. Увеличение количества изоляции внутри стены улучшает R-значение всей стены (сопротивление тепловому потоку). Установив меньшее количество элементов каркаса, строителю легче применить полную изоляцию и получить более плотную оболочку здания.

Что такое расширенное кадрирование?

Внутри усовершенствованного каркаса: как строить энергосберегающие дома

В приведенном ниже видео показаны компоненты усовершенствованного каркаса и то, как эти методы могут быть использованы для соблюдения структурных норм и требований к энергии.

Традиционный и передовой методы возведения каркаса

Традиционно дома строятся с использованием деревянного каркаса, который определяет форму дома и обеспечивает его структурную целостность. Этот метод сделал каркас дома довольно простым делом, но, применив некоторые новые идеи и передовые методы каркаса, команда Meadowlark Design + Build нашла способ усовершенствовать этот процесс, чтобы уменьшить количество используемых пиломатериалов, а также увеличить количество предусмотрена изоляция.

Давайте рассмотрим различия между традиционными и передовыми технологиями возведения каркаса и выясним, как передовые методы возведения каркаса могут помочь вам построить более прочный и экологичный дом.

Что такое традиционные методы обрамления?

При использовании традиционных методов каркаса наружные стены вашего дома возводятся с короткими расстояниями между стойками и двойными или тройными перемычками. В результате получается стеновая композиция, состоящая примерно из 25% пиломатериалов. Вы, вероятно, знакомы с традиционным обрамлением, когда вы ожидаете, что стойки в ваших стенах будут находиться на расстоянии 16 дюймов (от центра стойки до центра). Хотя этот традиционный метод обрамления может многое сделать для структуры вашего дома, каждый из них обшивочные доски — это пространство шириной 1,5 дюйма (которое проходит по всей высоте вашего дома), которое вы не можете изолировать.

Значение R/дюйм шпильки равно 1,25. Значение R/дюйм изоляции из стекловолокна или минеральной древесины составляет примерно 3,14, а различные типы пенопластов имеют значение R/дюйм в диапазоне от 4,48 до 7,20 в зависимости от типа пены. Более высокое число означает лучшую способность останавливать передачу тепла (т. е. потери энергии) через стену. Не требуется сложных математических вычислений, чтобы понять, почему минимизация количества деревянного каркаса в вашем доме поможет сделать ваш дом более энергоэффективным.

Суть здесь? В традиционных технологиях каркаса используются ненужные пиломатериалы, и они не позволяют построить самые энергоэффективные дома.

Что такое передовые методы кадрирования?

Усовершенствованные методы каркаса, иногда называемые проектированием оптимальной стоимости (OVE), оптимизируют использование материалов для повышения энергоэффективности конструкции и сокращения количества отходов, образующихся в процессе строительства. Усовершенствованный каркас использует меньше пиломатериалов для строительства домов, которые могут вместить больше изоляции с гораздо более высоким значением R, но при этом оставаться прочными. На самом деле, в большинстве случаев передовые технологии каркаса используют на 25-30% меньше пиломатериалов в каркасе, что оставляет место для большей изоляции и более энергоэффективного дома.

Основным компонентом передовых технологий каркаса является использование пиломатериалов только там, где это необходимо для поддержания структурной целостности. Например, на приведенной ниже диаграмме показано, как элементы каркаса выстроены в линию от стропила до краевой балки фундамента.

Каковы преимущества передовых технологий кадрирования?

Мы уже намекнули на некоторые преимущества, которые передовые технологии обрамления могут принести вашему дому, но давайте подробно рассмотрим их здесь. С помощью этих методов вы получите больше: 

• Энергоэффективность — Передовые технологии каркаса обеспечивают большую теплоизоляцию, что улучшает внешний вид вашего дома за счет увеличения коэффициента сопротивления теплопередаче, сведения к минимуму тепловых мостов и обеспечения комфортной и энергоэффективной жилой среды на долгие годы.

• Экономическая эффективность — Поскольку древесина не является хорошим изолятором и стоит больше на квадратный фут, чем изоляция, это разумный компромисс — меньше материала, больше производительности

Как сделать передовые технологии каркаса еще лучше

Хотя дома, построенные с использованием передовых технологий каркаса, по своей природе более энергоэффективны, чем их аналоги с традиционным каркасом, мы нашли дополнительный способ сделать еще один шаг вперед здесь, в Meadowlark. Добавляя два слоя жесткой изоляционной плиты из полиизоцианурата (полиизо) толщиной 1 дюйм со швом в шахматном порядке на внешней стороне, мы создаем тепловой барьер между деревянными элементами и внешней частью вашего дома. Это образует превосходный барьер для проникновения воздуха, предотвращая проблемы с влажностью, а также добавляет коэффициент изоляции R-10 ко всей стене в сборе. Этот метод строительства конкурирует по энергоэффективности со структурно-изолированными панелями (SIPS), но стоит дешевле.