Чем утеплить стены каркасного дома?

Пирог стены каркасного дома

Каркасное домостроение, несмотря на очевидные достоинства, пока не получило в России должного признания. Отчасти это обусловлено традициями, а отчасти – новизной некоторых материалов и недостатком информации об их применении.

В этой статье пойдет речь об устройстве каркасных стен, но общие принципы применимы и к другим внешним ограждающим конструкциям.

Каркас

Самый популярный материал для каркасных домов – древесина, а точнее – деревянные доски прямоугольного сечения с толщиной 50 мм и шириной 100, 150 или 200 мм. Доски монтируются вертикально, так, что их широкая сторона располагается перпендикулярно плоскости стены. Жесткость доски в направлении торцов в основном определяет поперечную жесткость стены. Устойчивость каркаса обеспечивается горизонтальными и диагональными связями, в том числе и обшивкой, которая способна взять на себя значительные нагрузки.

В ответственных местах, где требуется усиление, из досок составляются угловые, тавровые и другие подобные комбинации, обеспечивающие получившейся конструкции жесткость, которая может превысить жесткость цельной балки такой же толщины.

Стена каркасного дома, конструкция которой в полной мере учитывает все возможные нагрузки, по несущей способности не уступит стене из кирпича или стене дома из профилированного бруса, а ее стойкость к сосредоточенным и неравномерным нагрузкам будет намного выше.

Устойчивость каркаса к грибкам и насекомым обеспечивается обработкой антисептиком, а пропитка антипиренами устранит потенциальную опасность пожара.

Утепление стен каркасного дома

Каркасное домостроение предполагает использование комплекса материалов с различными свойствами, что вполне соответствует современным тенденциям применения композитов в строительстве. Каждый материал выполняет свою функцию, для которой он приспособлен лучше всего, а вместе они дают набор качеств, характерных для современной каркасной стены:

• легкость,
• прочность,
• долговечность,
• технологичность,
• высокое тепловое сопротивление,
• хорошее поглощение звука.

Для утепления стен каркасных конструкций чаще всего используется минеральная вата. Она вкладывается между балками, заполняя собой все пустоты. С двух сторон эту каменную «шубу» закрывает обшивка каркасного дома. Утеплитель должен быть достаточно плотным и не проседать под действием собственного веса. В таких случаях обычно используем материал с плотностью не меньше 30 кг/куб.м.

Такая вата имеет вид плит и сохраняет форму при монтаже в вертикальные конструкции высотой до 4 м. При большей высоте необходимо выбрать более плотный материал или добавить в каркас промежуточные перемычки, снимающие нагрузку с нижних рядов утеплителя.

Слой минеральной ваты толщиной 15 см имеет коэффициент сопротивления теплопередаче около 3,75 кв.м/К*Вт, а это чуть больше, чем требуемое тепловое сопротивление стен жилого дома, находящегося где-нибудь в районе Новосибирска. Впрочем, расчет полного теплового сопротивления стен довольно сложен и должен как минимум учитывать влияние других слоев, например, обшивки.

Внимание, влага!

То, как устроена обшивка каркасного дома, оказывает большое влияние на влажностно-тепловой режим стен, на их тепловую эффективность, на комфорт в доме и на его долговечность. Большинство строительных материалов в той или иной мере проницаемы для газов, в том числе и для водяного пара. Неприятности доставляет именно вода, поскольку она может испаряться и конденсироваться при сравнительно небольших колебаниях температуры.

Обычно в помещении влажность воздуха выше, чем на улице, и водяной пар диффундирует сквозь стены наружу, в сторону меньшей его концентрации. Если на улице холоднее, чем в доме, то в стене могут возникнуть условия для появления конденсата, и чем более насыщен пар, тем при большей температуре он становится водой.

Намокание стены приводит к тому, что ее теплопроводность увеличивается, вездесущий грибок получает условия для роста, а при понижении температуры ниже нуля замерзающая вода начинает разрушать материал изнутри.

Для того, чтобы предотвратить отсыревание стен, необходимо уменьшить количество проникающего из помещения пара и обеспечить как можно более свободный вывод его наружу. Для этого нужно с внутренней стороны использовать материалы с высоким сопротивлением диффузии пара, а снаружи – наоборот, должны применяться легко проницаемые материалы.

Общий принцип, который необходимо использовать, сооружая каркасные дома, – пирог стен должен быть сформирован из слоев, паропроницаемость которых увеличивается в направлении изнутри наружу.

Подбор материалов

Зашивая в полости каркаса дома утеплитель, нужно позаботиться о правильном сочетании материалов с точки зрения их паропроницаемости. Приведенное далее описание процессов, происходящих в стене, и вариантов «пирога» основывается на предположении, что в доме теплее, чем на улице, а каркас заполнен минеральной ватой. Если же на улице стоит жара, а в доме прохладно, то такая ситуация не вызывает проблем

Вариант с жесткой внешней обшивкой

В качестве внешней обшивки каркаса часто применяется ориентированно-стружечная плита (OSB). Это отличный конструкционный материал, обладающий высокой прочностью, устойчивостью к влаге, насекомым, он прекрасно удерживает крепеж. Обшивка OSB придает каркасу дополнительную жесткость.

Однако OSB (ОСП) довольно плохо пропускает пар. Влага, практически свободно проходя через слой минеральной ваты, будет «упираться» в обшивку и накапливаться в утеплителе. При этом с высокой вероятностью пар будет конденсироваться на внутренней поверхности обшивки и на волокнах минеральной ваты.

Применение более проницаемых материалов, таких как ЦСП, имитация доски (блокхаус) или вагонка в этом случае не меняет ситуацию, поскольку их паропроницаемость все равно намного ниже, чем у минваты.

Для предотвращения накопления влаги изнутри нужно уложить паробарьер, который будет пропускать водяной пар медленнее, чем его выводит наружу внешняя облицовка. В качестве паробарьера используется специальная пленка с нормированной паропроницаемостью.

Может возникнуть закономерный вопрос: «А не лучше ли применить в качестве пароизоляции обычную полиэтиленовую пленку? И дешевле, и эффективнее!» Эффективнее. Дешевле. Но не лучше. Полностью непроницаемые стены способны создать в доме неприятную атмосферу, с которой не всегда может справиться вентиляция, применяемая для жилых помещений.

Итак, правильная стена каркасного дома в этой версии, чередование слоев в направлении изнутри наружу должно выглядеть так:

• внутренняя обшивка и отделка,
• паробарьер,
• утеплитель,
• внешняя обшивка и облицовка.

Некоторые отделочные материалы с успехом выполняют роль пароизоляции, например, виниловые обои или керамическая плитка. Снаружи такой дом можно облицевать штукатуркой по стеклосетке, покрасить, обшить блокхаусом или фасадными панелями.

Вариант с вентилируемым фасадом

Наиболее эффективна с точки зрения выведения влаги из стены обшивка каркасного дома навесным вентилируемым фасадом. Такой фасад крепится при помощи несущей подсистемы из вертикальных досок или специальных профилей так, чтобы между ним и утеплителем оставался воздушный зазор не менее 20 мм.

Навесной фасад надежно защищает стену от осадков, а благодаря устойчивой тяге, возникающей в вентиляционном зазоре, лишняя влага эффективно удаляется из утеплителя воздушным потоком. В результате создаются наилучшие условия и для утеплителя, и для каркаса.

Один из положительных эффектов навесного фасада – защита стены от солнечных лучей. Благодаря этой защите в доме легче сохранить прохладу в жаркую погоду.

Однако минеральная вата требует защиты от воздушного потока, который возникает в вентиляционном зазоре. Этот поток «выдувает» из минеральной ваты волокна, что приводит к снижению срока ее службы. Фильтрация воздуха в утеплитель и обратно усиливает теплоперенос через теплоизоляцию и снижает ее эффективность.

Ветрозащита для стен каркасного дома

Для защиты утеплителя используются ветрозащитные мембраны – специальные рулонные материалы с высоким паропропусканием, так называемые, супердиффузионные пленки. Такая пленка кардинально ограничивает поперечную фильтрацию воздуха и даже способна задерживать воду, если она вдруг попадет в вентзазор, но при этом не препятствует выводу пара наружу. Ветрозащитная пленка должна крепиться вплотную к утеплителю и не перекрывать воздушный зазор.

Если именно с таким фасадом строится каркасный дом, пирог стены выглядит так:

• внутренняя обшивка,
• паробарьер,
• утеплитель,
• ветрозащита,
• воздушный зазор,
• навесной фасад.

Несмотря на интенсивное «проветривание» утеплителя отказываться от паробарьера не следует. Паробарьер препятствует образованию на волокнах минеральной ваты росы или инея, которые трудно удаляются вентилированием фасада. Именно сочетание парозащиты и вентиляции максимально снижает насыщенность водяного пара и не дает образовываться конденсату.

Ветрозащитная мембрана не нужна, если для внешнего слоя утепления применяются плотные материалы. Например плиты Isoplaat служат одновременно дополнительной теплоизоляцией, ветрозащитой, а некоторые из них имеют плотную фактурную поверхность и могут применяться в качестве внутренней финишной отделки.

Некоторые производители минеральной ваты предлагают плиты, внешний слой которых имеет плотность 80 кг/куб.м и более. Теплоизоляция из таких плит при правильном монтаже (уплотненным слоем наружу) не требует ветрозащиты.

В приведенном списке слоев «пирога» отсутствует внешняя обшивка каркаса, но она может оказаться необходимой как для фиксации плит утеплителя, так и для усиления каркаса. Если такая обшивка необходима с конструктивной точки зрения, нужно позаботиться о том, чтобы она не создавала препятствий для диффузии пара.

Внешнюю «силовую» обшивку можно выполнить из досок, нашитых на каркас диагонально с достаточными зазорами. Можно использовать и OSB, но эти плиты нужно перфорировать для обеспечения их проницаемости, иначе вентилируемый фасад станет лишь дорогим украшением.

Для навесного фасада могут применяться самые разные материалы:

• виниловый или металлический сайдинг,
• профнастил,
• OSB,
• вагонка,
• блокхаус.

Горючие материалы для вентилируемого фасада следует обязательно обрабатывать антипренами, поскольку вертикальная тяга в вентиляционном зазоре усиливает и распространяет горение.

Внутренняя отделка

Внутренняя отделка каркасного дома базируется на плитных материалах или на обшивке типа «вагонка». Особенный интерес неизменно вызывает деревянная облицовка. В случае каркасного дома она хороша еще и тем, что кроме декоративной функции может выполнять роль внутренней обшивки каркаса. Дощатая обшивка, вагонка, имитация доски (блокхаус) обязательно создадут в доме особенную атмосферу близости к природе.

Более современный и материал – гипсокартон. Его можно крепить прямо на вертикальные доски каркаса, если между ними выдержано необходимое для гипсокартона расстояние – 60 или 40 см. Если же каркас не соответствует требованиям обшивки гипсокартоном, то вначале нужно зашить его плитным материалом: ЦСП, ДСП, OSB или другим, а затем крепить на эту обшивку гипсокартон или любую другую облицовку.

Применять для внутренней отделки ДСП и OSB нужно очень осторожно, убедившись, что материал соответствует классу эмиссии не выше E1 и разрешен для применения в жилых помещениях.

Какова бы ни была внутренняя отделка каркасного дома, перед жильцами наверняка возникнет вопрос крепления на стены приборов, шкафов, полок и т.д. Наилучшее решение – располагать точки крепления так, чтобы они приходились на элементы каркаса. Если же «привязаться» к каркасу не удается, придется учитывать способность обшивки держать нагрузки и другие ее особенности.

Наиболее аккуратного и грамотного подхода требует гипсокартон. Для него обязательно нужно использовать специальный крепеж. Для легких предметов можно использовать пластиковый винт, который закручивается в отверстие диаметром 9 – 10 мм. После фиксации винта в него можно ввернуть обычный саморез.

Для более надежного крепления используют разнообразные крепежи «зонтики». Такой крепеж заводится в просверленное в гипсокартоне отверстие, винтом раскрывается за ним вроде зонта и упирается «лапками» с обратной стороны, распределяя нагрузку на площадку диаметром около 4 – 5 см. «Зонтики» могут быть пластиковые или металлические, иметь два, четыре или пять «лепестков». Для крепления нужно использовать зонтик только определенной длины. Они выпускаются в двух вариантах: для обшивки толщиной 12,5 и 25 мм.

При креплении лучше распределить нагрузку на несколько точек и разнести опорные точки по высоте. Таким образом можно уменьшить нагрузку «на отрыв» в верхних точках.

«Зонтики» можно использовать и на обшивке из других материалов подходящей толщины, но уже вагонка вполне прилично «держит» саморез. Нужно лишь позаботиться, чтобы на одну дощечку не приходилась слишком большая нагрузка, распределить ее на соседние ламели при помощи дополнительных точек крепления или опорных шин, например, из деревянных брусков.

Обшивка из OSB вообще вряд ли доставит хлопоты, но и в этом случае нужно соотносить нагрузку с держащей способностью крепежа и с жесткостью плиты.