Сравнительный анализ теплотехнических свойств домов из разных материалов

Сравнительный анализ теплотехнических свойств домов из разных материалов

Постоянный рост затрат на отопление жилья заставляет задуматься о выборе технологии строительства с максимальными показателями по энергоэффективности. Строительство энергосберегающих домов является сегодня не прихотью, а острой необходимостью, закрепленной законодательно в федеральном законе РФ за № 261-ФЗ «Об энергосбережении».

Эффективность стеновой конструкции жилого дома напрямую зависит от показателей по теплопотерям, которые происходят через разные элементы ограждающих конструкций дома. Основное тепло теряется именно через наружные стены. Вот почему их теплопроводность серьезно влияет на микроклимат внутри помещений. Нет смысла говорить об эффективных стеновых конструкциях без учета показателей теплопроводности. Стена может быть толстая, прочная и дорогая, но вовсе не энергоэффективная.

Возникает закономерный вопрос, какой дом теплее, а точнее, какой из популярных в нашей стране материалов лучше сохраняет тепло? Простое сравнение коэффициентов теплопередачи в данном случае является не совсем корректным. Прежде всего, следует оценивать способность сохранять тепло внешней ограждающей конструкцией, как единой системы.

Рассмотрим загородные дома, построенные по различным технологиям, с различными типами стен, и посмотрим какой дом имеет наименьшие потери тепла.

В малоэтажном жилищном строительстве наибольшее распространение получили следующие виды домов:

• каменные
• деревянные
• каркасные

Каждый из названных вариантов имеет несколько подвидов, параметры которых существенно различаются. Для получения объективного ответа на вопрос, какой дом самый теплый, сравнивать будем только лучшие образцы по одному из числа представленных в списке.

Характеристики теплопроводности
популярных строительных материалов

Дома из кирпича

Кирпичный дом представляет собой надежное, долговечное жилище и пользуется популярностью у наших сограждан. Его прочность и стойкость к неблагоприятным факторам среды обуславливается большой плотностью материала.

Кирпичные стены неплохо сохраняют тепло, но все же требуют постоянного отопления помещений. В противном случае, зимой кирпич впитывает влагу и под весом кладки начинает разрушаться. Если длительное время держать кирпичный дом без отопления, его придется прогревать до нормальной температуры около трех дней.

Минусы кирпичных построек:

• Высокая теплопередача и потребность в дополнительной теплоизоляции. Без теплоизоляционного слоя толщина кирпичной стены, способной удерживать тепло, должна быть не менее 1,5 м.
• Невозможность периодического (сезонного) использования здания. Кирпичные стены хорошо впитывают тепло и влагу. В холодный сезон полный прогрев дома займет не менее трех суток, а на полное устранение излишней влаги уйдет не менее месяца.
• Толстый цементно-песчаный шов, скрепляющий кирпичную кладку, имеет в три раза больший коэффициент теплопроводности по сравнению с кирпичом. Соответственно теплопотери через кладочные швы еще более значительны, чем через сам кирпич.

Технология теплого дома из кирпича требует дополнительного утепления с внешней стороны стены плитами утеплителя.

Дома из дерева

Комфортная атмосфера быстрее создается в доме, построенном из дерева. Этот материал практически не охлаждается и не нагревается, поэтому температура внутри помещения быстро стабилизируется. При достаточной толщине стен такие дома можно не утеплять, поскольку дерево само по себе может служить термоизоляцией.

Однако, для того, чтобы деревянный дом был теплым, толщина наружных стен из сплошной древесины должна составлять более 40 см, из клееного бруса 35-40 см, а из оцилиндрованного бревна более 50 см. Стоимость строительства такого жилья очень высока. Остается, либо игнорировать современные требования и строить дом, например, из бруса толщиной минимум 20-22 см или из бревен диаметром 24-28 см (при этом понимать, что расходы на отопление будут достаточно высокими, особенно если в доме нет магистрального газа), либо стены деревянного дома все же придется дополнительно утеплять.

Людям, которые на первое место ставят комфорт и целесообразность, лучше подумать об утеплении деревянного дома. Тогда дерево создаст в доме оптимальный микроклимат, а утепление обеспечит экономию на отоплении. По сравнению с кирпичом теплопотери деревянного дома значительно меньше. Но все же, для того, чтобы теплый дом из дерева был еще и экономичным, ему требуется дополнительная теплоизоляция.

Дома из каркаса

По своим характеристикам каркасная технология строительства выглядит намного лучше кирпичного или деревянного дома и не требует дополнительного утепления. Если в зоне климата, где планируется строительство загородного дома, зимой бывают низкие температуры, то каркасная технология является самым идеальным вариантом.

Технология каркасного домостроения подразумевает слой термоизоляции внутри стен, который позволяет оградить помещения от наружного холода. Большим плюсом постройки каркасного дома, в сравнении с деревянным или кирпичным, является высокая энергоэффективность при очень небольшой толщине стен.

Данная технология позволяет возводить абсолютно разные по своему функциональному назначению объекты:

• Каркасные дома для сезонного проживания.
  Например, каркасно-щитовые, дома из СИП-панелей и прочие «эконом» варианты, используемые, в основном,
  как летние дачи.
• Теплые каркасные дома для постоянного проживания.
  Например, здания на монолитном фундаменте, с утеплением стен не менее 200 мм, с внутренними инженерными коммуникациями.

В каркасно-щитовых домах и домах из СИП-панелей для поддержания тепла требуется постоянно работающий обогреватель, поскольку тепло в таком доме не задерживается надолго. Хотя прогревается данное строение довольно быстро, всего за несколько часов. Такие дома больше подходят для временного проживания.

Качественный каркасный дом для постоянного проживания, за счет своей многослойности и других конструкционных особенностей, позволяет минимизировать потери тепла, не оставляя ощущения влажности помещения в холодное время года. Такое жилье не требует постоянного подогрева и может долго сохранять внутреннее тепло.

Особенно высокими параметрами энергоэффективности обладают здания, построенные по технологии 3D каркас, стены которого имеют три смещенные между собой слоя утепления общей толщиной 250 мм, которые перекрывают деревянные элементы каркаса, ликвидируя в стенах «мостики холода». Кроме того, внешним слоем утеплителя закрыты цокольное и межэтажное перекрытия, поэтому в доме даже в лютые морозы всегда теплые полы.

Оценка теплоизоляционных свойств
внешних ограждающих конструкций

Чтобы понять, какой загородный дом является самым теплым среди всех, сравним коэффициенты теплопроводности материалов разных стеновых конструкций.

Коэффициент теплопроводности – эта величина, которая показывает удельную теплопроводность материала внешних стен. Низкая теплопроводность стен дома способствует продолжительному сохранению тепла внутри помещения и обеспечивает отличные условия проживания. В противном случае стены пропускают холод и потребуется больше мощности в системе отопления.

Теплопроводность каменного дома

Рассмотрим коэффициенты теплопроводности материалов каменных домов:

• Железобетон — 1,5 Вт/(м∙К)
• Силикатный кирпич – 0,70 Вт/(м∙К)
• Керамический сплошной — 0,56 Вт/(м∙К)
• Керамический пустотелый – 0,47 Вт/(м∙К)

Чем выше коэффициент теплопередачи, тем хуже теплозащита стеновой конструкции. Как видим, сами по себе материалы, из которых строятся каменные дома, имеют довольно высокий коэффициент теплопередачи. Следуя требованиям СНиП для того чтобы построить каменный дом, толщина его внешних стен должна достигать просто ошеломляющих цифр. Например, дом из бетона должен иметь толщину стен в 2,5 метра, а из кирпича — в 1,5 метра. Это огромные материальные затраты. Сегодня, таким образом уже никто не строит.

Чтобы удерживать тепло внутри дома у кирпича просто не хватает теплопроводности, поэтому кирпичные стены всегда дополнительно утепляют. Для теплоизоляции обычно применяются материалы типа пенополистирола. Сверху утеплителя внешние стены дома обкладывают декоративным кирпичом или другим облицовочным материалом.

Теплопроводность деревянного дома

Если сравнивать деревянный или кирпичный дом, какой из них лучше сохраняет тепло? Ответ будет явно в пользу древесины.

Дерево, по сравнению с кирпичом или бетоном, в разы теплее. Влияние на теплопроводность оказывает плотность материала. У пористого материала всегда более низкий коэффициент теплопередачи, соответственно стены такой постройки более теплые. Древесина имеет хорошие показатели теплопроводности — 0,18 Вт/(м∙К). Это минимум в три раза ниже, чем у кирпича, и примерно на 30% меньше, чем у газосиликатных и пенобетонных блоков. Разница очевидна.

Каркасные дома из бруса и бревна имеют определенные преимущества за счет лучших характеристик материала. Однако основным недостатком деревянной конструкции является высокая ветропроницаемость и низкая герметичность. Крайне сложно обеспечить высокую точность сопряжения деревянных элементов, особенно в углах дома. Джутовые или полимерные уплотнители лишь частично решают данную проблему. Следствием этого является наличие большого количества «мостиков холода» по всей площади стеновой конструкции. Наибольшие потери тепла в деревянном доме сосредоточены именно в местах сквозных промерзаний, ликвидировать которые возможно только с помощью дополнительного утепления стен.

Теплопроводность каркасного дома

По ряду своих характеристик обычные канадские каркасные дома с толщиной стен 150 мм выглядят более привлекательно, чем каменные или деревянные. Это связано с тем, что каркасный дом обладает наименьшим среди прочих технологий и стройматериалов коэффициентом теплопроводности — 0,038 Вт/(м∙К). Получается, что его теплопроводность в 5 раз меньше, чем у дома из цельной древесины. Если сравнивать теплопроводность каркасного дома с кирпичным, то разница составляет почти 15 раз.

Среди перечисленных наилучшие показатели демонстрируют дома по технологии 3D каркас. Внешняя стена, возведенная по этой технологии, имеет коэффициент теплопроводности 0,0022 Вт/(м∙К). Данный показатель в 40 раз меньше, чем у профилированного бруса и более чем в 200 раз ниже, чем у кирпича. Такие высокие показатели энергоэффективности достигаются за счет структуры тройного каркаса и трех перекрестных слоев базальтового утеплителя.

Внешние стены дома по технологии 3D каркас не имеют «мостиков холода» и обеспечивают надежное сохранение тепла даже при экстремально низких температурах. Отсутствие контакта между элементами внешней и внутренней несущей конструкции полностью исключает возможность промерзания стен.

Заключение

В последние годы в сегменте малоэтажного жилищного строительства происходят значительные изменения. Экономические условия вынуждают население отказываться от традиционных материалов в пользу более прогрессивных технологий.

Наружная стена состоит из отдельных элементов, совокупность и взаимодействие которых определяет способность жилого здания сохранять тепло. В этом отношении самые худшие характеристики у традиционной кирпичной кладки. Высокая теплопроводность даже у лучших образцов кирпича, практически исключает возможность его использования без дополнительного утепления. Воздушный зазор в двухрядной стене и использование пустотелого керамического кирпича лишь незначительно снижают теплопотери. Подобные строительные конструкции однозначно нуждаются в дополнительном утеплении.

Сравнивать какой дом лучше каркасный или кирпичный по теплотехническим характеристикам даже некорректно. Преимущество первого выглядит просто подавляющим. При прочих равных условиях системы отопления, для того, чтобы прогреть кирпичные стены, бывает необходимо несколько суток. Каркасный дом, возведенный, например, с использованием технологии 3D каркас, полностью протапливается в течение двух часов и в дальнейшем хорошо сохраняет тепло.

Этот же фактор позволяет точно ответить на вопрос: брус или каркас что лучше? Какое жилое строение является более эффективным с точки зрения способности сохранения тепла? Преимущества каркаса здесь также весомые. Деревянный брус или бревно имеют неплохие показатели тепловодности, но дом из бруса все же не лишен технологических недостатков в виду наличия большого количества «мостиков холода».

Простое сравнение показателей теплопроводности кирпича и 3D каркас явно в пользу последнего. Ответ на вопрос, из чего строить самый теплый дом, очевиден и однозначен. Решая данный вопрос, правильнее говорить все же о деревянном каркасном доме по технологии 3D каркас, в котором применение многослойной структуры позволяет устранить все недостатки других технологий загородного домостроения.

Здания по технологии 3D каркас являются не только самыми теплыми каркасными домами для постоянного проживания, но также являются лидерами по энергоэффективности. В этом мнения многих специалистов совпадают: 3D каркас обладает исключительной способностью к сохранению тепла, имеет параметры «пассивного дома» и рекомендован для использования на всей территории нашей страны в качестве энергоэффективного жилья.

НУЖЕН ТЕПЛЫЙ ДОМ ДЛЯ КРУГЛОГОДИЧНОГО ПРОЖИВАНИЯ?

Каркасный или кирпичный: какой дом выгоднее в плане отопления

Грамотно спроектированный и построенный каркасник по долговечности не уступает домам из кирпича. А что насчет энергоэффективности? Какие конструкции дольше держат прохладу летом, а зимой не дают теплу и вашим деньгам в прямом смысле уходить сквозь стены?

Рассказываем, от чего зависят теплоизоляционные свойства стен и какими они должны быть в современных домах.

Почему дом из кирпича не всегда получается теплым

Кирпич – универсальный строительный материал, который подходит для любого архитектурного стиля. Он прочный и долговечный. Однако, по сравнению с альтернативами, у него очень большая теплоемкость и высокая теплопроводность.

• Большая теплоемкость кирпичных стен = долго нагреваются и долго остывают. Так они сглаживают колебания температуры, но в плане расходов на отопление это плохо, ведь тогда для прогрева стен нужно много дополнительного тепла. А если кирпичный дом несколько дней не топить, он остынет: чтобы снова его прогреть, уйдет много времени.
• Высокая теплопроводность = плохие теплоизоляционные свойства. Чтобы дом в нашей полосе был теплым, стены из кирпича придется делать толстыми. Не стоит забывать и о цементно-песчаных швах между кирпичами: раствор тоже очень хорошо проводит тепло, которое в результате уходит из теплого помещения на улицу.

Преимущества каркасного дома

Каркасный дом для круглогодичного проживания привлекает низкими расходами на отопление. Многослойная конструкция стен и перекрытий позволяет сделать их теплыми и непродуваемыми, и вот почему:

• под внешней отделкой фасада находится ветрозащитная мембрана – она обеспечивает непродуваемость, но за счет своей структуры сохраняет воздухопроницаемость и вентилирует внутренние слои стены;
• утеплитель из минеральной ваты дает высокие энергоэффективные характеристики;
• со стороны помещения конструкция стены закрыта пароизоляцией – она защищает стену от проникновения влаги из теплого помещения и не позволяет утеплителю отсыревать, сохраняя его теплозащитные свойства.

Правила утепления частного дома, которые должен знать каждый

Сравнение теплоизоляционных свойств кирпичного и каркасного дома

Теплоизоляционные свойства строительного материала количественно характеризуют коэффициент теплопроводности. Чем он меньше, тем лучше. К примеру, вот коэффициенты теплоизоляции некоторых строительных материалов. Как видите, теплоизоляционные характеристики минеральной ваты примерно в 10 раз лучше, чем у кирпича:

• кирпич пустотелый – 0,44 Вт/м×°С;
• сосновый брус – 0,15 Вт/м×°С;
• минеральная вата – 0,04 Вт/м×°С.

Еще важно теплосопротивление стен. Это уже характеристика конкретной ограждающей конструкции, например, стены дома или перекрытия. Дом должен держать тепло: если теплосопротивление стен окажется недостаточным, будет холодно и на отопление придется тратить больше денег.

Это регламентируется строительными нормами в зависимости от климата региона, в котором строится дом. Так, в средней полосе России теплосопротивление стен у жилых домов должно быть не менее 3,5 м²×°C/Вт. Зная требуемое теплосопротивление, можно вычислить толщину стен из конкретного материала.

Чтобы обеспечить современные нормы теплосбережения, стена из пустотелого кирпича должна быть толщиной 1,5 м. В каркасном доме для организации такого же теплосопротивления достаточно слоя минеральной ваты в 15 см.

На практике возводить стены из кирпича полутораметровой толщины никто не станет. Вместо этого просто добавят слой утеплителя, однако даже после такого они будут холоднее каркасных.

Стены каркасных домов возводят из материалов, которые обладают лучшими теплотехническими характеристиками, чем кирпич. С точки зрения расходов на отопление выгоднее жить в каркаснике.

За счет чего достигается энергоэффективность типовых проектов DOM TECHNONICOL

Энергоэффективность дома зависит не только от теплоизоляционных характеристик. В каждом проекте DOM TECHNONICOL применены конструктивные решения, обеспечивающие дому чрезвычайно низкое энергопотребление на уровне А++ по европейской классификации. В эксплуатации такой дом очень экономичен.

Те самые конструктивные решения:

• В качестве фундамента используется утепленная шведская плита, в которой размещены коммуникации и теплый пол. Отопление включается ночью и расходует электричество по дешевому ночному тарифу, накопленное за ночь тепло плита отдает днем. Большая теплоемкость плиты сглаживает колебания температуры воздуха в доме, что создает комфортный микроклимат.
• В конструкции стен и перекрытий используется утеплитель из каменной ваты. Толщина теплоизоляции стен достигает 250 мм, кровли – 300 мм. Снаружи стены защищены многослойной диффузной мембраной, которая не допускает увлажнения конструкции, но и не препятствует воздухообмену. С внутренней стороны стену от влажного воздуха изолирует пароизоляционный слой. Так стены каркасного дома превосходят требования действующих норм по энергосбережению.
• Приточно-вытяжная вентиляция может быть оборудована рекуператорами. В этих устройствах поступающий в дом холодный воздух подогревается за счет теплого отработанного. Рекуперация воздуха снижает потери тепла еще на 40%.

Сравнение затрат на отопление и кондиционирование

Как показывает практика, расходы на отопление в домах по проектам DOM TECHNONICOL в разы меньше, чем в кирпичных такого же размера.

Например, если взять цены 2021 года, Московскую область и дома 90 м², то расходы на газ за отопительный сезон будут следующими:

• для обычного каменного дома – 17 900 рублей;
• для утепленного кирпичного дома – 13 400 рублей;
• для дома по проекту DOM TECHNONICOL – 5800 рублей.

При использовании иных видов топлива затраты будут другими, но каркасный дом благодаря продуманной конструкции стен и перекрытий все равно остается самым экономичным.

Хотите прямо сейчас посмотреть каталог проектов DOM TECHNONICOL и выбрать дом своей мечты? Переходите на сайт.

Источник https://dekardkarkas.ru/articles/kakoy-dom-vybrat.html

Источник https://www.tn.ru/journal/karkasnyy-ili-kirpichnyy-kakoy-dom-vygodnee-v-plane-otopleniya/

Источник