Экология деревянного дома - количественный подход

Общепринятым приёмом для рекламы деревянных домов является утверждение об их экологичности, поскольку в последнее время данный критерий играет одну из главенствующих ролей при выборе жилья покупателями. Начнём с термина “экология”. В изначальном переводе с греческого “эко” означает дом, хозяйство, обиталище. А "логия", естественно, учение. Получается наука о жилище. Со временем термин приобрёл более широкое значение, но нам, как домостроителям, больше нравится первое.

Эта статья, по сути, является результатом единственной проверки, если не считать многолетней работы по систематизации данных и внедрению некоторых решений в производство.

Главной экологической составляющей деревянного дома является сам дом, точнее, материал, из которого он построен. Одно перечисление свойств дерева, которые имеют отношение к экологии, заняло бы не одну страницу. К сожалению, их очень легко испортить, если применить неправильные конструктивные решения.

Классификация экологических требований к жилищу была изложена в работах В.В. Мальцева и В.К. Савина. Мы попытаемся в рамках статьи придерживаться классификации, указанной в этих работах.

Утверждение 1. Дом должен быть прочным.

Механическая безопасность - обеспечение нормативной реакции конструкции на нагрузки и воздействия. Это прочность конструкции, то есть обеспечение её целостности, жёсткость (прогибы под всевозможными нагрузками не должны превышать нормативных) и, наконец, сейсмостойкость.

Казалось бы, разночтений быть не может. Значения показателей для ветровой и снеговой нагрузок известны, значения предельной нагрузки на перекрытия также закладываются при проектировании. Но много ли построенных деревянных домов выдержат простейший тест с водяным баком?

В центре комнаты на втором этаже устанавливаем бак с площадью основания примерно 1 м2. Измеряем высоту от пола до потолка первого этажа. Наливаем в бак 15 см воды, что соответствует нагрузке в 150 кг/м2 Измеряем высоту ещё раз. Полученный прогиб не должен превышать 3% от длины балки. Это требование можно прочитать в СНиП II -25-80 "Деревянные конструкции”.

Специалисты “НЛК домостроение” для каждого проекта проводят комплексные прочностные расчёты. При этом в зависимости от типа помещения расчётная нагрузка принимается разной. К примеру, при расположении ванной комнаты на втором этаже на перекрытия под ней может воздействовать нагрузка до 500 кг/м2.

Утверждение 2. Дом должен быть тёплым.

Теплоизоляционные свойства дома - часть свойств физической безопасности.

Если вы хотите обидеть проектировщика дома, упомяните при нём СНиП II -3-79 "Строительная теплотехника”. данный документ представляет собой увлекательнейший научно-фантастический роман, где кирпичные дома на широте Москвы имеют двухметровые стены, а избы в деревнях сложены из 500-миллиметровых стволов.

Понятно, что формальное следование этому документу невозможно. Вместе с тем, СНиП имеет силу закона в разделах, имеющих отношение к безопасности. Поэтому специалисты “НЛК домостроение”, принимая во внимание требования СНиПовII -3-79 и II.01.01-82 "Строительные климатология и геофизика” провели необходимую расчётную работу и выработали требования к сопротивлению теплопередаче. Цифры приводятся для Москвы.

- Теплоизоляция стен: приведенное требуемое сопротивление

R0=3,16 (м²*⁰С)/Вт.

- Теплоизоляция цокольного перекрытия, расположенных над террасами фрагментов междуэтажного перекрытия, чердачного перекрытия: приведенное требуемое сопротивление теплопередаче

R0=4,16 (м²*⁰С)/Вт.

- Теплоизоляция покрытия (крыши); приведенное требуемое сопротивление теплопередаче

Rо = 4,70 (м²*⁰С)/Вт.

Эти требования служат базой для наших теплотехнических расчётов по каждому проекту.

Помимо обеспечения требуемого сопротивления теплопередаче для стен, при проектировании надо помнить о потенциальных мостиках холода.

Пример конструктивного узла, о котором обычно забывают - пластевой стык в каркасном доме. При сопряжении элементов конструкции между ними должна устанавливаться специальная теплоизолирующая прокладка. То же относится к сопряжению закладной доски и нижнего элемента панели.

Не надо забывать также о нормативах на теплоизоляцию окон и дверей. Сопротивление теплопередаче обычного деревянного окна с двухкамерным стеклопакетом составляет порядка 0,5 (м²*⁰С)/Вт. Поскольку теплотехнические расчёты являются интегральными, соблюдение баланса стены-окна-перекрытия и нормирование общих теплопотерь является непростой задачей. К примеру, теплопотери стен можно компенсировать увеличением термического сопротивления перекрытий, покрытия и заполнений проёмов.

Утверждение 3.  Дом не должен быть шумным.

Теплотехнические расчёты относятся, прежде всего, к наружным элементам дома. С точки зрения теплотехники, межэтажное перекрытие можно вообще не заполнять утеплителем - ведь оно служит только для рассечения конвекционных потоков.

Чтобы дом был комфортабельным, необходимо обеспечить номинальный уровень звукоизоляции. Если в части низкочастотных шумов изоляция обеспечивается общей жёсткостью конструкции, то для поглощения относительно высокочастотных звуков в перекрытия и внутренние перегородки надо устанавливать специальные звукопоглощающие маты.

Не следует забывать и о так называемых структурных шумах, которые возникают непосредственно в элементах конструкции и распространяются по ним. Для борьбы с подобными шумами существует масса технических ухищрений, например, применение специальных прокладок между балками перекрытия и стенами.

Выбор звукопоглощающей системы целиком зависит от пожеланий заказчика, К примеру, организация домашней студии звукозаписи требует применения сложнейших многослойных систем, гарантирующих поглощение шума всего слышимого диапазона.

Борьба с шумом в доме - тема очень многогранная и подходит для отдельной статьи, поскольку многие технические решения, применяемые при этом, являются весьма нетривиальными.

Утверждение 4. Дом должен быть чистым.

Химическая и биологическая безопасность.

Рынок строительных материалов предлагает невероятное количество различных покрытий, плёнок, листов, щитов с применением химических технологий различной сложности. Возьмём, к примеру, популярный материал для теплоизоляции - пенополистирол, в просторечии называемый пенопластом.

ПдК по стиролу составляет порядка 0,002 мг/м3 Степень полимеризации пенопласта - порядка 98%. Обычный “лист пенопласта” с рынка весит около 1 кг. Тогда вес неполимеризованного вещества равен 20 граммам, или же 20000 мг. дальнейшие выводы по выделению стирола в атмосферу сделать несложно. Все ли производители пенопласта наносят на свою продукцию герметичные защитные покрытия?

Древесина - прекрасный материал. Но, увы, для обеспечения соответствия современным требованиям по долговечности, пожаробезопасности, защите от повреждений микроорганизмами, она требует применения различных покрытий. Для справки - разработанные специалистами “НЛК домостроение” рекомендации предусматривают применение в одном доме до 25 систем покрытий - наружных, скрытых, внутренних.

Любой состав, который используется в деревянном доме, должен соответствовать жёстким экологическим требованиям. Помимо “обычных” норм, таких как отсутствие вредных испарений, следует принимать во внимание и проницаемость составов. Например, находятся умельцы, которые покрывают все внутренние поверхности дома из массива древесины алкидно-уретановым "яхтным’ лаком". Что они получают?

Герметичное, не пропускающее воздух покрытие полностью перечеркнёт многие экологические показатели древесины. Натуральное дерево обладает способностью работать как молекулярное сито, выпуская за пределы жилища вредные продукты дыхания. Лак перекроет эту способность. Дерево способствует естественной регуляции влажности в помещении - оно отдаёт влагу, когда в помещении сухо и впитывает, когда сыро. Этого мы тоже лишимся, применив паронепроницаемое покрытие.

Для справки - паропроницаемость хвойной древесины вдоль волокон составляет около 0,3 Мг/(м*ч*Па), а поперёк волокон - 0,06 Мг/(м*ч*Па). Если же дерево покрыть слоем, к примеру, популярной акриловой латексной краски, паропроницаемость тут же упадёт до 0,0003 Мг/(м*ч*Па).

Утверждение 5. Дом должен быть долговечным.

Долговечность - комплексный термин. Прежде всего, следует выделить долговечность конструктивную. Например, при установке окон в дом из массивной древесины обязательно следует применять скользящие элементы. Без них, рано или поздно, из-за усадки стен окна деформируются или будут повреждены.

В любом доме из массива древесины либо из клеёного бруса обязательно применяются регулируемые опоры. Они представляют собой винтовые домкраты, встраиваемые в силовые элементы конструкции. Регулировке этих опор надо уделять повышенное внимание, особенно в начальный период эксплуатации дома. Если про такую настройку забыть, геометрия дома может сильно пострадать с течением времени.

Очень важна долговечность покрытий, особенно скрытых. Возьмём, к примеру, антисептическую пропитку элементов стропильной системы. Составы некоторых изготовителей, по нашим данным, полностью теряют свойства уже через три года. О какой долговечности защитных свойств можно говорить в этом случае? Долговечность систем покрытий скрытых деталей должна быть не менее 10 лет.

Утверждение 6. В доме должен быть хороший воздух.

В современном доме количество пыли, выделяемое конструктивными элементами дома, обычно пренебрежимо мало. Конечно же, предметы обстановки выделяют немало пыли. Весь вопрос в том, куда она девается.

Многие современные отделочные материалы обладают повышенной электризуемостью. Наэлектризованная поверхность, как известно, притягивает пыль. Упрощённо говоря, необходимо обеспечить достаточную электропроводность материалов, чтобы статический заряд имел возможность "стекать" с поверхностей. Древесина практически при любой влажности обладает достаточно высокой электропроводностью для удаления статики. Древесина же, покрытая некоторыми многослойными покрытиями, начинает притягивать пыль.