Технология двойного бруса: применение на практике

Оглавление

Качество работы и материал

Преимущества на практике

Примерный расчет устойчивости стены из двойного бруса

Выводы по расчету устойчивости

Свойства утеплителя и его укладка

Сложности укладки

Выводы по эффективности утеплителя

Финальная постройка

Установка датчиков отслеживания влажности и температуры

Динамика в реальном времени

Стоит ли выбирать такую технологию?

Итог

Дом по технологии «двойного бруса» с заполнением эковатой — это сейсмически надежная стойкая к увлаженною система строительства.

Впервые технология строительства по принципу «двойного бруса» появилась в Австрии, со временем она прошла апробацию в Германии и в Финляндии. Технология прижилась и видоизменялась с учетом северного климата именно в Финляндии. Оттуда и пришла в Россию в современном виде: сначала в Татарстане и в республике Саха-Якутия.

Деревянные дома, выполненные по технологии «двойной брус», могут быть построены различной конфигурации, с разными пролетами балок. Строительство выполняется как по сложному варианту с большей толщиной внешних и внутренних стен, так и в более простом. Для постройки идет утеплитель высокого качества. Применяется стеновой материал камерной сушки. Чистота обработки брусьев производится на высшем уровне.

Качество работы и материал

Дом со стенами по технологии «двойного шпунта» или «двойного бруса» представляет собой трехслойную конструкцию, собранную из отдельных стеновых элементов. Выглядит как полая система, собранная из профилированного бруса или шпунтованной доски. Система собрана в крестообразном соединении, где срединное пространство заполнено утеплителем.

Мы используем в строительстве брус в виде шпунтованных, строганных и высушенных в заводских условиях камерным способом деревянных брусьев стандартных размеров: толщиной 44 и 70 мм, шириной 140 и 180 мм.

В качестве промежуточного звена может применяться минеральная вата, керамзит, опилки. Мы предпочитаем эковату. По теплопроводным качествам она не уступает другим утеплителям, умеет впитывать влагу в виде водяного пара и при этом сохранять теплоизоляционные свойства.

Технология «двойного бруса» популярна в малоэтажном домостроении и дает выигрыш по комплексному критерию:

Эффективное теплосбережение – стоимость материалов и работ – быстрые сроки строительства.

Преимущества на практике

Стены дома, возведенного по технологии «двойной брус», рассчитываются на устойчивость, прочность, теплотехнические характеристики.

Определяющий анализ стен на несущую способность проверяется работой стен на устойчивость. Расчет стен производится по формулам, предоставленным СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции» (измененная версия СП 64.13330.2017).

Трехслойная конструкция стены рассматривается как система из шпунтованных досок (пластин) с соединениями в местах крепления досок друг к другу. Утеплитель в работу конструкции не включен. Для примера приведем результаты расчета наружных и внутренних несущих стен длиной 6 м.

Примерный расчет устойчивости стены из двойного бруса

В физических характеристиках пластин учитываются характеристики древесины вдоль и поперек волокон. На стену приложены нагрузки от кровли, перекрытий и собственного веса стены от условного пролета 1 м, для IV снегового и для II ветрового района.

Нагрузка от кровли с уклоном 30° составляет 284 кг/м², от чердачного перекрытия — 146 кг/м², от перекрытия 1-го этажа — 251 кг/м².

Нагрузка от стен толщиной 45 мм составляет 83,2 кг/м². Выполняем проверку устойчивости деревянной стены и определяем максимальный пролет с учетом действующих нагрузок от кровли и перекрытий с учетом шага балок 0,6 м.

Расчет выполнен для глухих стен и для стен с оконными и дверными проемами.

Выводы по расчету устойчивости

Результаты расчета устойчивости показывают, что несущая способность стен длиной 6 м обеспечена для следующих случаев при использовании в угловых зонах перерубов:

• крайней несущей стены с оконными проемами размером 1х1,2 м с простенком 1,0 м, при величине пролета не более 4,8 м (по прочности — 5,6 м);
• крайней несущей сплошной стены (без проемов) при величине пролета не более 6,3 м (по прочности — 11,1 м);
• средней несущей стены с дверными проемами размером 0,9х2,0 м с простенком 2,0 м, при величине пролета не более 4,5 м (по прочности — 6,9 м);
• средней несущей сплошной стены (без проемов) при величине пролета не более 4,88 м (по прочности — 7,6 м).

Анализ результатов позволяет установить, что критерием, определяющим несущую способность стен, является их устойчивость. Стены дома, выполненного по технологии «Двойной брус» мы обязательно рассчитываем как на прочность, так и на устойчивость.

Благодаря следованию проекту, правильными расчетами обеспечиваем минимальную усадку и отсутствие дефектов в построенном доме.

Свойства утеплителя и его укладка

Внутренний слой между брусьями при строительстве жилых домов заполняется теплоизоляционным материалом «Эковата», изготовленным по техническим условиям ТУ 5768-001-0089624084–2014. Материал состоит:

• на 80% из целлюлозы (переработанной макулатуры);
• на 12 % — из антипиренов (борная кислота улучшает параметры огнестойкости материала);
• на 8 % — из антисептика, который способствует сохранности плотности древесины от влаги (бура также защищает конструкцию от грибка, насекомых и грызунов).

Пространство между внешним и внутренним слоями заполняется вдуванием под давлением непосредственно на строительной площадке. Толщина утеплителя принимается по расчету.

Существует два метода нанесения: влажное и сухое. Чаще всего принято сухое напыление. В результате нанесения любым из методов формируется целостный, бесшовный изоляционный слой, который полностью заполняет все пустоты, образуя цельную поверхность. В этом заключается основное технологическое преимущество данного материала по отношению к изоляционным материалам в виде плит или рулонов. Все составляющие целлюлозного утеплителя — природные компоненты, которые нетоксичны и безвредны для человека.

Коэффициент теплопроводности утеплителя, примененного на объекте, был определен на пробах утеплителя, взятых на разных участках стен. Испытания полученных проб эковаты в лабораторных условиях проведены по ГОСТ 7076–99 «Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопотери и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме».

Сложности укладки

Просветы между простенками, где размещается утеплитель, могут достигать и два, и четыре метра. Высота стен до самого конька может быть выше четырех метров. Эковату наносим сверху. Это сложно. Ведь чем шире и выше полость заполнения, тем сложнее обеспечить качество равномерной плотности утеплителя.

Мы применяем специальное задувочное оборудование и шланги. С их помощью материал поступает к дому и наполняет полость, которая на время закрывается прочной специальной пароизоляционной пленкой. Для равномерного заполнения полостей одновременно используют две установки и два шланга. Стартовое положение шланга перед началом работы — самый низ стены. По мере заполнения шланг поднимается вверх. Каждая установка работает на двух турбинах.

Только при соблюдении правил монтажа можно получить качественный результат.

Выводы по эффективности утеплителя

1. Бесшовность слоя утеплителя — преимущество по сравнению с минеральной ватой, которая используется в специальных плитах и рулонах.
2. Коэффициент теплопроводности 0,04 — 0,05 почти равен традиционному недорогому базальтовому утеплителю 0,032 и 0,048.
3. Не поддерживает горение без открытого огня. Класс горючести — Г2, но если эковату поджечь, а затем убрать источник огня, она самостоятельно затухает в течение 15–30 сек.
4. Качество работы, плотность и равномерность заполнения простенков — итог одновременной работы двух мастеров, наличия двух турбинных установок и двух шлангов.

Финальная постройка

Технология не совсем подойдет для строительства капитального дома на долгие годы. Она более выгодна для постройки гостевого или дачного дома. Скорость постройки плюс затраты на реализацию проекта сравнимы с энергоэффективностью.

Дом из «двойного бруса», построенный с соблюдением технологии дает следующие преимущества:

1. Теплоэффективность.
2. Скорость строительства — простая и быстрая сборка по проекту.
3. Экологичность.
4. Прочность и устойчивость.
5. Небольшая усадка, дерево камерной сушки практически не дает усадку, есть возможность самостоятельного контроля, регулирование домкратов — вручную.
6. Возможность строительства в труднодоступных местах.
7. Легкость конструкции, небольшой вес по сравнению с цельным брусом и камнем.
8. Теплоемкость. По совокупности дерево и утеплитель — это в два раза меньшие показатели по теплопотерям, чем аналогичная по толщине деревянная стена из цельного дерева.
9. Невысокие затраты на материал и строительство: технология похожа на каркасное строительство, не нуждается в наличии сложного фундамента.

По всем этим показателям технология двойного бруса в некоторых случаях не уступает любой другой технологии строительства малоэтажных деревянных зданий.

Установка датчиков отслеживания влажности и температуры

Скептики утверждают, что в теплоизоляционном материале присутствует зона переувлажнения, так как многослойная конструкция создана не по классическим канонам, когда обязательно должна присутствовать парозащита и наружный открытый диффузионный слой.

Движение влаги, процессы диффузии пара, появление точек росы в утеплителе не зря интересует людей. Ведь не зря в аналогичных финских домах эковата наносится изнутри здания, остается открытой в помещении, в котором в течение целого месяца работают мощные обогреватели и вентиляция. Все это для того, чтобы исключить малейшую возможность появления влаги. Постараемся привести факты. 

Наш способ утепления называется — технология утепления «в ядре». Правила технологии прописаны в СП 429.1325800.2018 для ограждающих конструкций с эффективным утеплителем и тонколистовыми облицовками для каркасных и двухслойных ограждающих конструкций.

Мы создали экспериментальный проект теплого дома площадью 150 м². «Пирог» стены: 40 мм — внешние и внутренние брусья, 120 мм — толщина утеплителя. Через пять лет активной эксплуатации дома решили проверить как ведет себя эковата внутри деревянного «пирога».

Чтобы получить возможность в режиме реального времени наблюдать и анализировать влажность и температуру в доме, в стене вырезали карманы, установили датчики. По сути — это мини погодные станции, которые фиксируют температуру, влажность и колебания атмосферного давления.

Мы поставили:

1. На наружной стене — датчик для фиксации температуры, влажности и давления окружающего воздуха;
2. На внешней стороне стены — датчик фиксирует соотношение показателей температуры и влажности на внешней стороне дома;
3. Датчик на внутренней стороне стены — для проверки соотношения показателей температуры и влажности на внешней стороне дома;
4. Внутренние датчики на первом и втором этажах — фиксируют температуру, влажность и давление в доме.

Основные характеристики — это показатели датчиков внутри дома и снаружи дома.

 Динамика в реальном времени

Благодаря установке нескольких датчиков мы можем отслеживать динамику изменения температуры каждый день в режиме реального времени, например, в среду, 7 июня 2023 года температура на улице была 12,1^оС. Влажность — 62%. Датчик первого этажа фиксирует температуру 23,7^оС. Влажность — 42%, давление — 764.1 mmHg (миллиметров ртутного столба) и т. д.

Всего мы отслеживаем показатели на:

• первом этаже;
• наружной стороне стены;
• внутренней стороне стены;
• стене 2-го этажа;
• на улице.

Рекомендованная относительная влажность для дома с утеплителем из эковаты колеблется от 30% до 55% при температуре от +15°С до +30°С.

Наш экспериментальный дом в качестве головного офиса эксплуатируется постоянно. В нем всегда есть посетители: это наши сотрудники и клиенты. Проходимость до 60 человек в день. Двери в доме открываются постоянно. Отопление в холодное время года работает всегда. В доме большая площадь остекления.

Влажность появляется в доме, где в результате продвижения влажного пара под действием потоков воздуха внутри конструкции пар выходит из тепла в холод, оседает на стенах в виде конденсата. Человек чувствует себя в это момент очень тяжело, испытывает дискомфорт, ему душно.  В нашем доме подобного явления не наблюдается.

Стоит ли выбирать такую технологию?

Разумеется, человеческий фактор имеет большое значение в строительстве, однако соблюдение технологии, применение эковаты промышленного производства, задувание утеплителя под давлением имеют свои положительные стороны.

Поэтому строительство домов по технологии «двойного бруса» достойно уважения. Конечно, применение технологии в северных регионах, например, в Саха-Якутия требует дополнительного утепления. Но в регионах Центральной России технология прекрасно справляется с холодами.

С нашим экспериментальным домом мы постоянно работаем, отслеживаем и анализируем показатели температуры. Проверяем утечки тепла с помощью тепловизора. Мы можем показать результаты тепловизионного обследования и убедиться, что разница температуры стыков, перерубов с наружной температурой воздуха не превышает 2^оС, то есть тепло практически не уходит из дома.

В результате мы убедились, что энергоэффективность дома подтверждается многократными испытаниями.

Мы применяем проверенные материалы: промышленную эковату, брус камерной сушки. Соблюдаем правильный монтаж. В том числе в перерубах мы применяем технологию «теплого угла». Используем утепление перерубов, вплоть до утепления чаш и лаг.

Итог

Базовый проект включает домокомплект со всеми деталями из бруса: все наружные и внутренние стены, балки перекрытий второго этажа, так как они выполняются из того же материала и входят в конструкцию сруба. Они дополнительно связывают сруб, коньковые и подстропильные прогоны, если они предусмотрены по проекту (в зависимости от стропильной системы).

Стоимость. При схожих эстетических и экологических характеристиках строительство дома по технологии «двойной брус» на 20–30% дешевле, чем у клееного бруса. Качественное наполнение сруба эковатой от ответственного производителя с соблюдением технологии задувания, с достижением нужного уровня плотности материала способствуют долговечности и сохранению теплоизоляционных свойств энергоэффективного дома.