В двух предыдущих статьях речь шла о проектах домов с точки зрения архитектуры: их красоты и функциональности. Но не менее важным аспектом является строительная физика. Именно она определяет микроклимат помещений, их тепловой и воздушно-влажностный режимы, шумозащиту, освещенность и инсоляцию. Ошибки в области строительной физики стоят дорого, и часто за них приходится платить всю жизнь — причем в самом прямом смысле: если дом не имеет достаточной теплоизоляции, то его отопление будет стоить немалых денег. Поэтому, здесь есть один рецепт: не ошибайтесь и не экономьте, когда идет речь о вопросах жилищного комфорта. При таких ошибках даже самый красивый дом может вам всерьез испортить не просто настроение, но и жизнь. Не попадайте в ситуацию хозяев огромных пустующих сараев по тысяче квадратных метров площади, которые можно увидеть в наших пригородах с пустыми глазницами окон: когда уже были построены коробки, то хозяин подумал, а ведь эти дома еще надо как-то и топить и обслуживать… Бросить их оказалось дешевле.
Теплотехнические требования к дому
Одной из главных функций дома является сохранение тепла, что особенно важно в нашем неприветливом климате. Поэтому, конструкция наружных ограждающих элементов носит в этом плане принципиальный характер. Необходимым является безусловное выполнение требований СНиП 02-03-2003* «Тепловая защита зданий», который содержит в себе достаточно высокие требования к тепловой защите зданий.
Общепризнанная концепция теплосбережения состоит из трех основных позиций.
- Сведение к минимуму трансмиссионных потерь тепла. Этот фактор определяется величиной «приведенное сопротивлением теплопередаче». В России в настоящее время используется как правило «поэлементное нормирование», то есть для каждого элемента наружных ограждающих конструкций нормами задается минимально допустимое значение: для стен, окон, крыш и перекрытий над подвалами. Величины сопротивления теплопередаче для разных регионов различны. В последнее время широко применяется в Европе и начинает применяться у нас подход нормирования «по удельным теплопотерям». Сущность этого метода состоит в том, что нормируется расход энергии на отопление квадратного метра площади дома, а то, как это достигается конструктивно, отдается на откуп проектировщикам.
- Наружная оболочка дома должна быть плотной (непродуваемой) во избежание затрат тепла на обогрев инфильтрующегося воздуха. Здесь, главным образом, нормируется воздухопроницаемость оконных и балконных дверных блоков. Проблемными со стороны воздухопроницаемости являются каркасные и деревянные дома, там этому вопросу следует уделять особое внимание.
- Отсутствие (сведение к минимуму) «мостиков холода», обусловленных материалами и конструкциями стен. Во-первых, через мостики холода происходит большая утечка тепловой энергии. Во-вторых, в местах мостиков холода может выпадать конденсат, и при его систематическом наличии в этих местах может появиться грибок. Примером мостиков холода могут являться бетонные перемычки над проемами — если они уложены неправильно..
Если говорить о конструкциях наружных стен, то современные требования по теплоизоляции могут выполнить только многослойные конструкции с применением эффективного утеплителя (как правило, минеральной ваты). Такие стены состоят из трех основных оболочек: несущей части стены или каркаса, слоя утеплителя и наружной облицовки как защиты утеплителя от климатических воздействий.
Но: конструкции многослойных стен имеют свои тонкости, их проектировать и строить должны грамотные профессионалы! Для сравнения: каждый счастливый обладатель «Жигулей» вполне справляется с некоторыми видами ремонта, но навряд ли непрофессионал осмелиться запустить свои пальцы в блестящие кишочки «Мерседеса». Многослойные стены — это еще не «Мерседес» в строительстве, но на приличную машину это уже похоже.
Воздушно-влажностный режим помещений
В настоящее время преобладающей в нашем, даже коттеджном, строительстве является естественная вентиляция по следующей схеме: отработанный воздух удаляется непосредственно из зоны его наибольшего загрязнения, т.е. из кухни и санитарных помещений, посредством естественной вытяжной канальной вентиляции. Его замещение происходит за счет наружного воздуха, поступающего через неплотности наружных ограждений (главным образом оконного заполнения) и нагреваемого системой отопления.
Внутриквартирные двери, как правило, открыты или имеют подрезку дверного полотна, уменьшающую их аэродинамическое сопротивление в закрытом положении. Так, например, щель под дверями ванной и уборной должна быть не менее 0,02 м высотой. Квартира рассматривается в качестве единого воздушного объема с одинаковым давлением.
Но пункт 2 концепции по энергосбережению гласит, что дома должны быть плотными во избежания теплопотерь на обогрев инфильтрующегося воздуха. Европа в погоне за экономией энергии уже нажила себе ряд проблем, связанных с недостаточной вентиляцией и влажностью помещений: образование грибковой плесени в построенных герметичных домах называется одной из главных статей ущерба в «Ежегодном сообщении Министерства Транспорта, Строительства и Жилищного хозяйства.» Германии. Ущерб измеряется миллиардами Евро. Дома не должны быть подобны подводным лодкам по своей герметичности! И для нас, в России, сейчас важно использовать ценный европейский опыт с тем, чтобы оказаться в роли «умных», которые учатся на ошибках других.
Одно из направлений решения этой проблемы — специальные устройства для самовентиляции в окнах. В настоящее время такие системы набрали значительную популярность в Европе. Практически все серьезные фирмы — разработчики оконных конструкций и поставщики технологий — имеют в настоящее время в своих программах поставок того или иного рода системы ограниченного воздухообмена.
К числу систем самовентиляции новые нормы относят «климатические клапаны» — это тоже новое понятие в нашей практике. Именно климатические клапаны, по-моему мнению, представляют на сегодняшний день оптимальное решение проблемы микроклимата помещений. Работают они, как правило, на простом механическом принципе, не требуют усилий для обслуживания, в них сбалансированы высокие потребительские свойства и невысокая цена. Попуская в помещения строго дозированное, ограниченное количество воздуха, они уменьшают влажность и обеспечивают нормальную работу вытяжной вентиляции.
Но климатические клапаны не следует путать с «вентиляционными клапанами» , обеспечивающими заданную кратность воздухообмена в соответствии с нормативными требованиями на вентиляцию. «Самовентиляция» не равно «проветривание» — это понятия разные, и преследующие разные цели. Самовентиляция — это регулирование микроклимата помещений, проветривание — это выполнение гигиенической нормы по кратности воздухообмена.
Пароизоляция конструкций
Вспомните из школьного учебника физики закон сообщающихся сосудов: вода в двух соединенных сосудах всегда достигает одного уровня. Это, вообще говоря, универсальный закон: где чего-то много, то оно течет туда, где его мало.
Это касается и водяного пара, который содержится в воздухе. В холодный период года, который в нашем климате весьма продолжителен, водяного пара в помещениях всегда больше, чем на улице. Поэтому изнутри он стремится просочиться через все препоны наружу. Но на пути через ограждающие конструкции он в какой-то точке сталкивается с холодной поверхностью и выпадает от холодного шока в осадок. Это называется конденсатом.
При увлажнении теплоизоляции ее теплозащитные свойства падают, замерзание-оттаивание разрушает материалы, а при длительном выпадении конденсата образуется грибок. Поэтому, пароизоляцией не следует пренебрегать.
Общий принцип строительной физики гласит: изнутри плотнее чем снаружи. Это означает, что наиболее плотные слои многослойных конструкций должны располагаться со стороны помещений, а со стороны улицы — менее плотные. Тогда водяной пар не проникает в область возможной конденсации, где он может причинить неприятности.
Неудачными являются конструкции наружных стен, когда утеплитель находится со стороны помещения — это нарушает вышеназванный принцип! Тогда стены позади утеплителя со стороны улицы переохлаждаются, и на стыке минваты с поверхностью стены возникает опасность конденсации пара. Поэтому, чтобы соблюсти принцип «изнутри плотнее, чем снаружи», между слоем минваты и внутренней облицовкой из гипсокартона, приходится располагать пароизоляцию. И тогда весь объем помещения превращается практически в полиэтиленовый мешок. В этой ситуации спасти положение могут только климатические клапаны и, желательно, наличие приточно-вытяжной вентиляции.
Шумоизоляция
Защита от шума, быть может, не столь важная тема, когда речь идет о загородных коттеджах. Они располагаются, как правило, на достаточно тихих территориях. Современные пластиковые (или качественные деревянные) наряду со стенами обеспечат высокий уровень изоляции от воздушного шума.
Следует только не забывать, что шум бывает еще и ударным — это надо учитывать при изготовлении перекрытий. Для снятия передачи ударного шума через перекрытия применяются специально разработанные архитектурные детали, суть которых — иметь разделительную плоскость между бетонной плитой или балками и конструкцией пола в виде эластичных шумогасящих прокладок — как правило, из вспененного полиэтилена. При правильном выполнении перекрытий они не принесут никаких проблем с ударным шумом.
Освещенность
Принцип того, как обеспечить достаточную освещенность в жилых помещениях, проведен в СНиПе «Жилые здания», где указывается, что площадь оконных проемов должна соотноситься с площадью помещения от 1:5,5 до 1:8.
В настоящее время стало модным использование большей площади световых проемов — это красиво, это современно, это эффектно. Я обоими руками «за», но не следует забывать в этой ситуации один немаловажный нюанс, который часто упускается из виду. СНиП «Строительная теплотехника» в последней редакции содержит в себе изменение, которое гласит, что при приведенном сопротивлении теплопередаче окон менее 0, 56 м2С/Вт площадь остекления не должна превышать больше 18% от площади пола. Это не просто логичная, но и гуманная в нашем климате норма.
В строительной физике одно из понятий называется «радиационная температура». Дело в том, что один из способов передачи тепла — это перенос его тепловыми лучами в длинноволновом спектре. Тепло течет инфракрасным излучением от более теплых тел к более холодным. Например, вы сделаете красивый остекленный эркер и в нем поставите обеденный стол. В эркере будет нормальная комнатная температура, но вас будет преследовать ощущение холода, сквозняка, идущего от окон. Взяв в руки свечку, вы обшарите окна в поисках сквозняков, но таковых не найдете… А дело как раз в разнице температур тела человека 36,6С, и поверхности остекления, где как правило температура колеблется зимой в диапазоне 11-14С. Тепло тела оттягивается остеклением в спектре длинных волн, и возникает субъективное ощущение сквозняка.
Поэтому, если вы решились на большую площадь остекления, то не скупитесь и закажите окна с высоким приведенным сопротивлением теплопередаче.
Подводя итоги этого короткого и далеко не полного экскурса в сферы строительной физики можно сделать один неожиданный для россиянина вывод: чтобы хорошо построить дом, надо соблюдать действующие государственные строительные нормы и правила. Строительство — это та область, где не стоит по нашей общей привычке стараться обойти государственные установки стороной. Как ни непривычно, но строительные нормы написаны в ваших интересах.