Рассчитываем конструкцию и пирог стен каркасного дома

Перед началом строительных работ обязательно составляется проект и строительная смета, основной частью которой является расчет стен каркасного дома. Конструкция каркаса и структура «пирога» стены – важнейшие составляющие. От того, насколько правильно они будут спроектированы и из каких стройматериалов собраны, зависит теплоэффективность и долговечность дома.

Порядок и правила расчета

На стоимость стен каркасного дома, а также на количество материалов, используемых при их возведении, влияет площадь, этажность строения, количество и планировка комнат. Многоэтажный дом тяжелее, поэтому для его строительства потребуются более прочные материалы в большем количестве.

Каркас дома состоит из следующих элементов:

• стойки – основа каркаса, изготавливаются из деревянного бруса или досок;
• «пирог» стены.

Расчет стоек каркасного дома

Высота стоек зависит от количества этажей дома и высоты потолков, обычно она составляет не менее 2,5 м. В технических помещениях и санузлах можно использовать минимальные значения. Сечение стоек преимущественно – 150х150 мм.

Расстояние между стойками при сборке каркаса на стройплощадке определяется шириной утеплителя. Важно, чтобы он плотно размещался между брусьями и не спрессовывался. Производители готовых каркасов из ЛСТК часто устанавливают шаг стоек 3 м, поэтому при размещении утеплителя важно закрывать места стыков для герметичности всей конструкции.

При выборе деревянного каркаса важно, чтобы древесина была высушена, это исключит усадку конструкции. Кроме того, нужно правильно подобрать породу дерева и обратить внимание на наличие антисептической обработки, чтобы продлить срок службы.

Расчет стенового «пирога» каркасного дома

Каркас стен состоит из слоев:

• утеплителя;
• ветро- и влаг
• озащитных
• мембран;пароизоляции;
• плит ОСП;
• внутренней и внешней отделки.

Толщина утеплителя зависит от региона строительства дома и его назначения – для сезонного или круглогодичного проживания. Обычно теплоизоляционный слой равен толщине стоек – 150 мм, в районах с низкими температурами увеличивают толщину и усиливают каркас дополнительными стойками.

Популярный, долговечный и экономичный стройматериал, рекомендуемый специалистами – минеральная вата. С внутренней стороны дома на утеплитель обязательно крепятся пароизоляционные пленки.

Стойки также не должны оставаться без теплозащиты, поэтому снаружи места выхода стоек на улицу изолируют.

С внешней стороны поверх слоев утеплителя закрепляют плиты ОСП, на которые укрепляют пленки для ветровой и влагозащиты. ОСП усиливают жесткость конструкции. Между ветрозащитной пленкой и внешним отделочным материалом всегда оставляют вентиляционный зазор, в него выводят точку росы, регулируя слои утеплителя.

С внутренней стороны каркас также может быть обшит плитами ОСП меньшей ширины либо для этих целей выбирают листы гипсокартона. Для внешней отделки дома используют различные материалы: виниловый или металлический сайдинг, штукатурку, кирпич, камень, вагонку – это зависит от вкуса и финансовых возможностей владельца.

При расчете стен каркасного дома используют коэффициент «показатель сопротивления теплопередачи» – Rp. Принят СНиП, учитывающий данный показатель для каждого региона, исходя из средних температур в зимнее время года. Примеры показателей коэффициента Rp по городам, Вт/(м·°C):

• Москва – 3,28.
• Краснодар – 2,44.
• Сочи – 1,7.
• Санкт-Петербург – 3,23.
• Красноярск – 4,84.
• Екатеринбург – 3,65.
• Магадан – 4,33.

Этот коэффициент определяется как деление толщины материала (м) на коэффициент теплопроводности материала (Вт/(м·°C)). В том случае, когда стена состоит из нескольких слоев, то значения всех составляющих стройматериалов нужно сложить, чтобы получить общую цифру. Теплопроводность материалов указана на упаковке, также ее можно найти у производителя.

Пример расчета

Как правило, размер стены каркасного дома задает утеплитель, остальные материалы принимаются как данные. Возьмем, к примеру, Санкт-Петербург:

1. Rp = толщина стены делится на коэффициент теплопроводности материала.
2. Возьмем каменную минеральную вату плотностью 140-175 кг/куб. м – 0,043.
3. 3,23 = толщина стены / 0,043.
4. Искомая толщина = 3,23 * 0,043 = 0,139 м.

Минвата обычно имеет толщину 50 мм, округляем до этого показателя и получаем толщину утеплителя в 150 мм. К этой цифре прибавляем размеры отделки, ограждающих конструкций, листов ОСП и гипсокартона.

Аналогично можно произвести расчет и по другим городам, а также для других вариантов утепления – пеноплекса, стекловаты и прочих материалов.

Стоимость материалов для возведения каркаса, ограждающих конструкций, внешней и внутренней отделки стен зависит от производителя стройматериалов. Кроме того, при самостоятельной сборке дома необходимо приобрести инструменты, а также крепеж, уголки и другой инвентарь.

Но при всем при этом, сборка быстровозводимого дома своими руками довольно проста, не требует особых навыков и помогает существенно снизить расчеты стоимости строительства.

Видео: расчет толщины утеплителя

Толщина стен каркасного дома: конструкция, утепление

Конструкция каркасной стены определяет её толщину, которая важна для выбора размера ленты фундамента. Также на толщину стены влияют выбор утепляющего материала, его ширина, выбор внутренней и наружной стеновой отделки. Какой может быть толщина каркасного дома? И как рассчитать её значение для различных вариантов утепления?

Конструкция стены и её толщина

Толщина стен каркасного дома определяется их конструкцией, наличием вентзазоров и выбором утеплителя. Традиционно каркасная стена состоит из следующих прослоек:

Наружная стеновая обшивка – её толщина может варьироваться от нескольких миллиметров (если это металлический профилированный лист) до нескольких сантиметров (если это более массивная обшивка – стружечная плита ОСБ или цементно-стружечные плиты ЦСП). Вентиляционный зазор между наружной стеновой обшивкой и утеплителем – он составляет как минимум 30-50 мм и обеспечивает свободное движение воздуха. Минеральный утеплитель обязательно применяют с мембранной защитой. Сама по себе мембрана не занимает много места. Её ширина измеряется микронами. А вот минеральный утеплитель – определят размер стены, поскольку является самым толстым материалом стенового «пирога». Ширина утепления варьируется от условий климата и предназначения дома (сезонности проживания – круглый год или только лето). Обычно она составляет хотя бы 50 мм для летнего строения и более 150 мм – для круглогодичного. Толщина стены каркасного дома для постоянного проживания – больше, поскольку строение эксплуатируется в период холода и зимних температур. При необходимости теплоизолятор кладут в два слоя, увеличивая толщину наружной стены. Тогда толщина утепления каркасного дома может увеличиваться вдвое. Внутренняя стеновая обшивка – её толщина также зависит от выбора стенового материала. Внутренняя обшивка может быть толще наружной, если она выполнена из деревянных материалов (блок-хауса, бруса). Возможна тонкая внутренняя обшивка – фанерой или панелями МДФ.

А теперь рассмотрим подробнее как строить каркасный дом, какая толщина стен будет у постройки?

Толщина утеплителя

При расчётах толщины стен начинают с выяснения, какая необходима толщина утеплителя в каркасном доме. От него ведутся все другие расчёты, поскольку вид утеплителя определяет не только его размеры, но также выбор внутренней конструкции самой стены. Ватный утеплитель требует обустройства вентиляционного зазора. Пенополистирольный или пенополиуретановый утеплители выполняются без пустотелой щели в стене. Поэтому начнём с выбора теплоизолятора.

Утепление минеральной ватой

Традиционное утепление каркасной стены – минеральная вата. Она имеет высокие характеристики теплосбережения и среднюю долговечность. Маты из минеральной ваты ограничивают 99% потерь тепла и пропускают десятые доли Вт через 1 кв. м площади.

Разбег в характеристиках теплопроводности определяется структурой и жёсткостью материала. Если минвата имеет форму жёстких плит, предназначенных под штукатурку, то она отличается плотной структурой и большей теплопроводностью (0,04-0,045 Вт/м°С). Если же минвата поставляется в форме сжимаемых матов, её структура – более пористая. У такой минеральной ваты показатели теплопроводности соответствуют нижней границе – 0,035 – 0,039 Вт/м°С

Для эффективного утепления выбирают материал с возможно более низкой характеристикой теплопроводности. В зависимости от этой характеристики рассчитывают его толщину. Какая толщина утеплителя для каркасного дома будет нужна для проживания круглый год?

Правильный пирог с утеплением.

Выбрать толщину можно по специальным таблицам, в которых указывается ширина теплоизолятора в зависимости от уличных температур, -5°С, -10°С, -15°С или -20°С. Толщина минваты каркасного дома выбирается с учётом крайних зимних температур. К примеру, если стабильно в январе месяце наблюдается температура -10, но иногда бывает -20 или -25, то утеплитель рассчитывают на самую низкую температуру холодного месяца.

Таблица – толщина минваты для утепления стен каркасного дома

Регионгород	Толщина минваты
Магадан	170-180 мм
Иркутск	160 -170 мм
Новосибирск	150-160 мм
Екатеринбург	140-150 мм
Санкт-Петербург	130-140 мм
Краснодар	90-100 мм
Сочи	70-80 мм

Расчет утеплителя из минваты

S = теплосопротивление стены х коэффициент теплопроводности.

Величина теплосопротивления стены выбирается в зависимости от региона строительства. Она учитывает уровень зимних температур и крайних самых низких холодов. Коэффициент теплопроводности является характеристикой материала утеплителя. Он указывается на упаковке товара, также его значение можно определить по справочным таблицам.

Таблица – теплосопротивление стен дома по регионам

Регионгород	Необходимое сопротивление передаче тепла, м 2 ·°C/Вт
Якутск	5,28
Магадан	4,33
Иркутск	4,05
Новосибирск	3,93
Екатеринбург	3,65
Владивосток	3,25
Санкт-Петербург	3,23
Ростов-на-Дону	2,75
Краснодар	2,44
Сочи	1,79

Как правильно рассчитывается толщина утеплителя для стен каркасного дома, если утепление выполняется минватой с коэффициентом теплопроводности 0,04 Вт/м°C.

Для Владивостока теплосопротивления стен жилого строения должно быть равным 3,25 м 2 °C/Вт. Итого получаем: 0,04 х 3,25 = 0,13 м или почти 130 мм.

Большинство производителей выпускают минеральную вату в двух вариантах толщины – 50 или 100 мм. Поэтому необходимо использовать два слоя утеплителя – один по 100 мм., а другой по 50 мм.

При этом дом будет утеплён с запасом толщины теплоизолятора в 20-30 мм. 100 мм минеральной ваты заменяют по теплоёмкости 2 м. кирпичной стены или 400 мм. дерева. Соответственно 30 мм. дополнительного утепления заменят 600 мм. кирпичной кладки.

Утепление пенополистиролом

Этот вид утепления часто используется при каркасно-щитовом строительстве, когда стену дома сооружают из готовых блоков, утепленных в процессе производства на заводе. Иногда пенопластом утепляют стены каркасных домов, используя его в дополнение к минвате. Какой толщины должны быть стены каркасного дома? Для тёплой зимы в южных регионах используют пенопласт толщиной 70 мм. Для Москвы – необходимы плиты толщиной 150 мм.

Постройка утеплена пеноплексом.

Для стенового утепления рекомендуется использовать пенопласт плотностью не менее 25 кгм 3 . Эта характеристика также влияет на выбор ширины плиты. Для сравнения: утепление пенопластом плотностью 25 кгм 3 и шириной 100 мм эквивалентно утеплению пенопластом плотностью 35 кгм 3 толщиной 50 мм. Плотностью и шириной варьируют, выбирая оптимальный вариант материала.

Пенополистирол имеет практически такие же характеристики теплопроводности, что минеральная вата. Они лежат в пределах 0,03- 0,045 Вт/м°С. Расчёт толщины утепления полистиролом будет аналогичным. Необходимо умножить теплосопротивление стены вашего региона на характеристику теплопроводности.

Для Подмосковья получим 0,035 х 3,9 = 140 мм утеплителя.

Пенопласт используется в утеплении полов. Поэтому его толщина важна, когда определяется толщина плиты каркасного дома. Которая влияет на его теплоёмкость, возможность сохранять внутри тепло. Чем сильнее уличный холод, тем больше должна быть толщина утепляющего слоя.

Вентиляционный зазор

Паропроницаемость стены – характеристика, которая показывает наличие естественной вентиляции. Если паропроницаемость низкая или отсутствует, то тогда есть необходимость сооружения принудительной вытяжки. Стенам из натуральных материалов свойственна естественная паропропускная способность. Говорят, что они «дышат». У многих искусственных материалов, пенопластовых утеплителей, паропроницаемости нет. Поэтому они блокируют газообмен через стену.

Устройство вентзазора в каркасном доме.

Стена, сделанная только из минеральной ваты, имеет высокую паропроводящую способность. При этом в утеплителе скапливается конденсат, который нарушает теплопроводные свойства утеплителя. Для того чтобы стена не пропускала холод, необходимо правильно построить пирог стены каркасного дома. Для защиты от паров из дома делается пароизоляция, снаружи монтируется мембранная пленка и предусматривается наличие вентиляционного зазора.

Хороший каркасный дом утепляется минеральной ватой с обязательным устройством вентиляционной щели между утеплителем и наружной стеновой обшивкой. При этом снаружи утеплитель закрывают пароизолирующей мембраной, которая предупреждает проникновение пара в утеплитель. Но не препятствует выходу возможного пара наружу, из утепляющего слоя. Таким образом, вентзазор в каркасном доме является щелью, через который влажный пар может выйти из стены.

Также вентзазор предупреждает конденсат на внутренней стороне облицовки.

Необходимость в использовании вентзазора

Если минеральный утеплитель теряет свои теплосберегающие свойства при намокании. Если наружная отделка выполнена из материала, который не пропускает пар. В таком случае каркасный дом без вентзазора будет конденсировать влагу с внутренней стороны сайдинга.

Толщина вентиляционного пространства между утеплителем и наружной обшивкой определяется его расположением, и длиной стены, чем длиннее, тем шире должен быть вентзазор. Ширина вентзазора в каркасном доме снаружи составляет минимум 25 мм. При большой площади стены она должна составлять минимум 50 мм.

Правильное устройство.

Иногда в целях удешевления строения используют утепление каркасного дома пеноплексом. Этот утеплитель является воздухонепроницаемым, поэтому не требует наличия воздушного вентиляционного зазора. Нужен ли вентзазор в каркасном доме?

Материал утеплителя паронепроницаем. Наружная стеновая отделка пропускает пар. Минвату можно закрывать штукатуркой без вентзазора, если штукатурная смесь имеет высокую паропроницаемость, выше, чем у минваты.

В таком случае, толщина утепления стен каркасного дома не требует установки вентиляционного зазора внутри и снаружи.

Толщина стен

Внешняя стеновая отделка выполняет две важные функции. Она защищает внутреннюю стену от осадков и поддерживает прочность дома, усиливает каркас. Выбор стеновой обшивки учитывает не только характеристики водо- и влагостойкости, а также прочность на изгиб, способность противостоять ветровым нагрузкам.

Внешняя стеновая обшивка

Наружная стеновая обшивка может быть выполнена различными материалами. Используются плиты ОСБ на каркасный дом, металлопрофиль, цементностружечные плиты, деревянные доски – вагонка, блок-хаус, брус. Каждый из них имеет собственные характеристики и размеры.

Изоплат для обшивки.

Чаще других используются плиты ОСБ – в силу ценовой доступности. Выбор их толщины определяется этажностью строения. Толщина ОСП для стен каркасного дома в одноэтажных постройках составляет минимум 9 мм. Для двухэтажных домов она должна быть не меньше 12 мм. Таким образом, в каркасном доме толщина ОСБ определяет его прочность, долговечность, устойчивость к ураганному ветру.

Внутренняя стеновая обшивка

Внутренняя обшивка стены может выполняется листовыми материалами. Это может быть ОСБ толщиной 9 или 12 мм. Она также может быть собрана из тонких материалов – фанеры, МДФ, толщина которых не превышает 5 мм. Она может быть сделана из гипсокартона, толщина листов которого составляет 12-13 мм.

Расчеты толщины

А теперь приведём пример, какой должна быть толщина стен каркасного дома для зимнего проживания в Подмосковье.

Толщина утеплителя, определённая ранее – 200 мм. Наружная обшивка дома ОСБ толщиной 12 мм. Наружная штукатурка – до 5 мм. Вентиляционный зазор – 70 мм. Внутренняя стеновая обшивка – гипсокартон – 13 мм. Итого после суммирования толщины всех материалов каркасного «пирога» толщина стены получается равной почти 230 мм.