Дом из конструкционных изолирующих панелей: SWOT-анализ

• Share

• Share

Т.е. при использовании деревянного каркаса для соединения панелей SIP можно заменить обшивку OSB-3, удалить пенополистирол, при необходимости поставить дополнительную стойку, вновь заполнить пространство утеплителем и пришить обшивку на место.

Дом, собранный на шпонках или термовставках, прослужит столько, сколько позволит SIP-панель — речь идет о 30–50 годах, гарантированных производителем. Обычно из SIP собирают несущую конструкцию дома. Но можно применять SIP и для устройства внутренних перегородок, и просто для утепления ограждающих конструкций. Сейчас популярно делать теплую крышу из SIP-панелей (рис. 4) — это технологично и надежно.
Уникальные теплоизолирующие свойства SIP служат веским основанием для применения их в конструкции нулевого и чердачного перекрытия или мансарды (рис. 5). 

SIP-технологию часто называют каркасно-панельной.
SIP-технология — расширение, а не альтернатива каркасной технологии строительства. На Западе SIP-технологию называют «building with SIPs» (строительство с использованием SIP-панелей). Это самое корректное определение.

Называть SIP-технологию «канадской» принято только в Рунете, но первая панель SIP была произведена в США, т.е. правильнее было бы называть SIP-технологию американской.
SIP-технология, как и любая другая, имеет свои плюсы и минусы. Рассмотрим сначала существенные преимущества. Многие из них взаимосвязаны.

2. ПРЕИМУЩЕСТВА

В нашей стране качество жилого дома традиционно определялось материалом ограждающих стен. Камень, кирпич и дерево — это три привычных символа добротного дома.

Катастрофический взлет цен на энергоносители вызвал кризис не только в сфере ЖКХ. Построенные по старинке кирпичные, деревянные и даже каркасные загородные дома теперь тоже больно бьют по карману их владельцев. Поэтому пассивные (не требующие отопления) дома, тепловые насосы, системы рециркуляции с рекуператорами и т.п. вызывают все больший практический интерес.

Если раньше технология каркасного строительства применялась из соображений экономии материалов, то сегодня на первый план выходит проблема энергосбережения. Построенный дом продолжает поглощать деньги владельца и после строительства, и большая часть расходов по содержанию дома приходится на отопление. Проблему энергосбережения можно эффективно решить именно на этапе строительства дома. Утепление уже построенного дома связано с немалыми расходами и проблемами.

Каркасная технология строительства в связи с возможностью применения современных эффективных утеплителей имеет прекрасный потенциал. А строительство массивных стен из кирпича, бруса и других «традиционных» материалов с последующим утеплением выглядит в этом отношении, мягко говоря, непрактичным. Такая конструкция стен оправдана в случае утепления уже существующих домов, построенных по старым строительным нормам и правилам (СНиП).

Старый жилой фонд Украины в большинстве случаев не отвечает современным нормам и требованиям по энергосбережению. Гораздо лучше обстоит ситуация с новым жилым фондом, так как принятый в 2006 году нормативный документ ДБН В.2.6-31:2006 «Тепловая изоляция зданий» ужесточил требования по тепловой защите зданий. Новые требования к теплозащищенности индивидуальных домов продиктованы не только ДБН и СНиП, а высокой и быстрорастущей ценой на энергоресурсы. Вложения в теплозащиту уже сегодня окупаются в течение первых лет эксплуатации.

По прогнозам аналитиков, в ближайшие 5–6 лет цены на энергоносители в самой России вырастут до уровня европейских. Сейчас природный газ в ЕС стоит в 3,2 раза дороже, чем в России, электроэнергия — в 2 раза. Цена на российский газ для Украины — выше еще на 25–30% по сравнению со странами ЕС. Это долгосрочный тренд общемировой тенденции роста цен на энергоресурсы в связи с ростом энергопотребления в развивающихся странах.

«Теплый дом» из дерева или кирпича построить не удастся. Стены из пенобетона пратически по всей территории Украины (кроме юга, ДБН В.2.6-31:2006), в средней полосе России (СНиП РФ 23-02-2003) необходимо утеплять. Все «теплые» дома из клееного бруса — теплые только в сравнении с кирпичными домами. По ДБН В.2.6-31:2006 «Тепловая изоляция зданий» толщина стен из клееного бруса, например, в Харьковской области, должна быть не меньше 530 мм.

Однако строителей и инвесторов последующие эксплуатационные расходы волнуют мало. Эти расходы практически не влияют на рыночную цену квадратного метра. Поэтому и соответствующее отношение к теплозащите, чтобы потратить на этапе строительства поменьше, лишь бы прошло по нормам.

Схожая проблема существует и в коттеджных поселках, построенных на продажу. Загородные дома нужно строить гораздо теплее, чем требуют нынешние строительные нормы и правила. Следует помнить, что коттедж заведомо раза в два «холоднее» городской квартиры. В квартире многоэтажного дома только часть стен является наружными, а пол или потолок холодные только на крайних этажах.

Таблица 1. Краткий перечень преимуществ домов из SIP

• Share

Глубину проблемы энергосбережения можно понять на примере «энергоэффективного офиса» Building-2000 компании ROCKWOOL в Дании с энергопотреблением 39 кВт.ч/м² в год. В этом здании слой утеплителя более полуметра (кладка в 3 блока «POROTHERM» общей толщиной 650 мм)! Это эквивалентно 2 метрам клееного бруса. Это 3,5 метра пенобетона (11 блоков)!

Офис фирмы ROCKWOOL построен в 2000 г. в качестве пилотного проекта, а уже в 2015 году в Дании требование не более 50 кВт.ч/м² в год становится обязательным. Для справки: пассивный дом — это 15 кВт.ч/м² в год. Сейчас в пригородах в основном строят индивидуальные дома, которые устарели еще вчера (больше 300 кВт.ч/м² в год).

Теплозащищенность нельзя не учитывать при сравнении разных технологий строительства. Обычно спор разгорается вокруг стен. Традиционные технологии привели к многослойным конструкциям с их специфическими проблемами. Стены из кирпича или бруса обычно дополняют слоем утеплителя. Дополнительное утепление приводит не только к удорожанию, но и к новым проблемам — плесень, сырость и т.п.

Утепление зданий тянет за собой целый ворох проблем: экология, дорогостоящие ремонты, пожары и т.д. То есть все то, что ставят в упрек современным энергоэффективным технологиям, только в еще худшем виде. Последствия технологических ошибок при устройстве теплоизоляции каменных стен уже испытали на себе жители многих новостроек.

• Share

В многослойных конструкциях проблемы возникают на границе слоев. Одно из правил устройства теплых стен: между утеплителем и соседними несущими или отделочными слоями не должно быть невентилируемых воздушных зазоров (полостей). В противном случае возможно скопление влаги и, как следствие, нарушение теплозащиты, плесень, быстрое разрушение конструкции и т.д.

• Share

Если не предусмотрен вентилируемый зазор, утеплитель должен приклеиваться всей поверхностью! Выполнить это в условиях стройки сложно по вполне понятным объективным и субъективным причинам. Отсюда болезни многих новостроек.
В SIP-панели, склеенной в заводских условиях под прессом, воздушных зазоров нет. Кроме того, стена из SIP не требует дополнительной ветро- и пароизоляции. В SIP отсутствуют проблемы, свойственные многослойным конструкциям — это главное достоинство SIP-технологии. В этом отношении стена из SIP схожа с однородной стеной из камня, дерева, пенобетона, пеностекла, пористого или пустотелого кирпича и т.п., но по теплопроводности эти стены даже сравнивать нельзя.

У SIP-технологии прекрасный потенциал именно в сфере строительства энергоэффективных домов. Дома из SIP сохраняют тепло как термос. Даже по сравнению с энергоэффективными каркасными домами с минеральным утеплителем в стенах из SIP-панелей меньше мостиков холода. Кроме того, американские исследователи из Oak Ridge National Laboratory, Теннеси, выяснили, что стена из SIP действительно теплее утепленной каркасной стены той же толщины более чем в 1,5 раза по трем причинам:

1. Пенополистирол эффективнее минваты.
2. Снижение тепловых характеристик каркасной стены с течением времени (усадка, влажность).
3. Дефекты монтажа.

Причем называются такие дефекты монтажа, как «закругленные края утеплителя, сжатие утеплителя вокруг кабелей электропроводки, бумажная обертка, закрепленная скобами к внутренним поверхностям стоек каркаса и др.», которые у нас и дефектами-то не считаются.

Чтобы достичь таких же малых теплопотерь, кирпичная стена должна быть в 15 раз толще SIP-панели, т.е. никогда кирпичная стена без утеплителя не будет такой же теплой как стена из SIP.

Уникальные энергосберегающие свойства стен из SIP проверены на Южном полюсе (среднегодовая температура воздуха –49°C, максимальная –15°C, минимальная –74°C). Ниже на фото — SIP-дом Международной полярной станции:
Постоянная экономия: владельцы домов из SIP платят за отопление в несколько раз меньше (по некоторым оценкам в 5–6 раз для SIP 164 мм), чем владельцы «традиционных» домов. Сэкономленные деньги — заработанные деньги. Т.е. SIP-дом — выгодное вложение денежных средств. Расчеты для Харьковской области показали, что замена кирпичных стен толщиной 500 мм на SIP 174 мм в двухэтажном доме полезной площадью всего 130 м² дает за год экономию 30000 кВт.час энергии на отопление! При нынешних тарифах на электричество это более $1000 в год! Это означает, что за 35–50 лет эксплуатации экономия на отоплении окупит всю стоимость строительства облочки SIP-дома без учета дальнейшего роста цен за энергию!

Дом из SIP можно отапливать электричеством. Затраты на установку электрообогревателей существенно, в разы меньше по сравнению с системами отопления на газе, жидком или твердом топливе. Деньги, которые необходимы для подключения дома к магистральному газу, достаточны для постоянного отопления электричеством дома из SIP в течение многих лет. Требуемая для отопления SIP-дома максимальная мощность много ниже традиционных 1 кВт на 10 м² (в среднем в пять раз!). В качестве резерва можно установить печь, камин, твердотопливный котел и т.д.

Если дополнительно сделать энергосберегающие окна и двери, теплые перекрытия (в том числе из SIP — как вариант), то основные отопительно-вентиляционные затраты пойдут на обогрев свежего воздуха для вентиляции помещений, что по современным нормативам составляет лишь 10–15% от общего объема теплопотерь, но и эти теплопотери можно снизить рекуперацией.

Стены из SIP не такие толстые, как каменные. При одинаковом пятне застройки у канадского дома самая большая площадь помещений. В среднем по размерам коттедже только внешние стены из облицованного кирпичом газобетона толщиной 450 мм занимают пятую часть общей площади без учета толщины внутренних несущих стен и перегородок — это потеря большой комнаты на каждом этаже! В каменном доме полезная площадь меньше площади этажей по внешнему периметру примерно в 1,5 раза, тогда как для домов из SIP этот показатель обычно меньше 1,15. В итоге, при одинаковом пятне застройки у дома из SIP полезная площадь больше на 30%.

• Share

Светлые комнаты — это одно из первых впечатлений от знакомства с канадским домом. Эффект улучшения освещенности помещений через оконные проемы является следствием относительно небольшой толщины наружных стен из SIP-панелей. В домах с толстыми стенами окна похожи на бойницы. Чтобы добиться нормальной освещенности, приходится увеличивать площадь остекления. А это в свою очередь приводит к удорожанию и, что самое неприятное, к увеличению теплопотерь. Причем через ординарный стеклопакет уходит тепла примерно в 10  раз больше, чем через SIP-панель той же площади!

Расходы на «отопление окон» весьма значительны даже в доме из SIP. Расчеты и наблюдения показывают, что в среднем по размерам SIP-доме (150 м²) при нормальном соотношении площади глухих стен и остекления на компенсацию теплопотерь через окна расходуется столько же энергии, сколько на горячее водоснабжение, готовку, искусственное освещение и очистную станцию вместе взятые при постоянном проживании (около 6000 кВт.час за год). В SIP-доме сама собой решается проблема увлажнения и плесневения откосов, что стала бичом в каменных домах, где кроме больших окон приходится отапливать еще и «ледяные» оконные откосы.

SIP-дом быстро прогревается изнутри за счет малой теплоемкости обшивки из OSB панелей на SIP. Расчеты показывают, что на прогрев дома со стенами из кирпича нужно израсходовать примерно в 30 раз больше энергии, чем на прогрев дома из SIP-панелей с той же полезной площадью.
Тепловая инерция дома зависит от двух факторов: от количества накопленного внутри дома тепла и скорости его теплообмена с окружающей средой. У SIP-домов большая тепловая инерция за счет высокого теплосопротивления стен. Практика показывает, что тепла, накопленного домашними вещами, мебелью, отделкой, достаточно для поддержания комфортной температуры при отключении отопления в течение длительного времени. Дополнительные аккумуляторы тепла SIP-дому не нужны.

Даже в сильный мороз при выключенном отоплении за сутки температура внутри помещений в полностью закрытом доме из SIP 174 мм падает немного, примерно один градус за сутки. Однако, когда в нем живут, то дом из SIP — это термос с открытым горлышком. Как и в любом доме, тепло уходит через окна и наружные двери. Вентиляция предполагает приток холодного воздуха снаружи. Теплые окна и двери, системы рециркуляции воздуха с рекуперацией позволяют сузить это «горлышко». Дополнительное решение — система пассивной подачи воздуха типа «муравейник» или «термитник» — забор воздуха через заглубленный в грунт ниже глубины промерзания канал, где сохраняется круглый год практически постоянная температура воздуха около 10°С и его подача в помещение за счет разницы давления, возникающей из-за разницы высот размещения воздухозаборника и выпускного окна в помещении.

SIP-дом прекрасно подходит для постоянного проживания. Это проверено временем. В таком доме комфортно в любое время года. Ночная летняя прохлада очень хорошо сохраняется в SIP-доме в течение всего дня без всяких кондиционеров.
В сравнении с кирпичным, бетонным и даже деревянным домом из бруса SIP-дом имеет очень малый вес. Один квадратный метр стены из SIP весит всего около 15–20 кг, тогда как вес 1 м² обычной кирпичной стены может достигать тонны. Этот факт позволяет значительно снизить затраты на устройство фундамента.

Типовой фундамент для SIP-дома — это ленточный мелкозаглубленный, столбчатый с ростверком или фундамент на винтовых сваях. Легкий дом — самое лучшее решение на сложных грунтах. Надстройки над существующими этажами — и здесь легкие конструкции незаменимы.
Возведение стен по SIP-техно­логии сегодня один из наименее затратных способов строительства по абсолютному значению, если не сравнивать конструкции по теплозащитным характеристикам.

Те, кому нравятся стены из бруса, просто обшивают стены из SIP вагонкой (имитацией бруса), а не самим брусом. Стены из SIP настолько прочны, что допускают отделку т.н. «навесным кирпичом». Но более практично отделывать стену из SIP под кирпич или камень декоративными панелями, в том числе и термопанелями с клинкерной плиткой.
Экономия есть не только на материалах — сами строительно-монтажные работы недороги. Не нужна спецтехника: 3–4 взрослых человека могут собрать стены среднего по размерам дома из SIP-панелей за 1–2 недели.

Экономия времени: темпы строительства из SIP панелей в десятки раз превышают традиционные технологии. Малый срок строительства — одно из важных достоинств SIP-дома. Сдача «под ключ» за строительный сезон (реально 2–4 месяца) не вызывает затруднений. Как правило, уже через месяц после начала строительства дом стоит под крышей с окнами и дверьми. А небольшой дом собирается всего за несколько дней.

Стены из SIP-панелей идеально ровные. Причем это свойство не теряется со временем. Плита OSB-3, приклеенная всей поверхностью к пенополистиролу, не коробится от внешних воздействий, как это происходит с плитными материалами, нашитыми на каркас или обрешетку. Ровная поверхность стен снижает затраты времени и денег на отделку. Например, гипсокартон (ГКЛ ) в канадском доме монтируется на стены из SIP без направляющих металлических профилей. Это помимо экономии средств и времени дает дополнительную тройную выгоду:

К стене из SIP, даже обшитой ГКЛ, в любом месте можно прикрепиться с помощью обычных шурупов — осевое усилие, необходимое для того, чтобы выдернуть саморез из OSB-3 12 мм, больше 130 кгс. Поэтому SIP-панели часто применяют и для изготовления внутренних несущих и ненесущих перегородок. После облицовки гипсокартоном или другими негорючими плитными материалами (ГВЛ, СМЛ и т.п.) без воздушного зазора стены из SIP приближаются к оштукатуренным каменным стенам по прочности и огнестойкости.

Конструкции из SIP не дают усадки — отделочные работы можно начинать сразу же по завершению сборки коробки дома.
Процесс сборки дома из SIP-панелей с точки зрения экологии довольно чистый. Минимум вреда ландшафту и экологии. Практически все отходы утилизируются на месте, стоящие рядом деревья можно сохранить, поскольку они не создают помех сборке дома, а строить можно круглый год. По ряду причин зимнее строительство может быть даже более выгодным.

Фундамент на винтовых сваях даже зимой устанавливается без проблем: строительство из SIP зимой — это весь следующий дачный сезон уже в своем теплом доме!

Продолжение следует.

По материалам SIPA, НИИСФ РААСН,
innovida.com.ua, servusbud.com.ua, howticle.com, stroyoffis.ru