Теплопроводность бревна 240 мм

Обновлено: 16.05.2024

Часто наши заказчики задаются вопросами: тепло ли будет в доме из дерева? Какая толщина стен необходима для того, чтобы дом был теплым? Какую породу древесины выбрать для строительства дома или бани? Для того, чтобы аргументировано ответить на эти вопросы, мы разместили на нашем сайте таблицы из строительного справочника (см. ниже), в которых приведен коэффициент теплопроводности различных пород древесины, а также других строительных материалов. Чем меньше коэффициент теплопроводности, тем лучше материал удерживает тепло.

Из приведенных ниже таблиц можно сделать следующие выводы:

Лучше всего сохраняет тепло кедр, затем идет ель, далее лиственница и только потом сосна. Это не означает, что дом из сосны будет холодным. Это означает, что при прочих равных условиях (диаметр бревна, влажность древесины, подгонка и утепление межвенцовых стыков), сосна проиграет по теплопроводности кедру и лиственнице.

Стена из древесины сосны, толщиной 100 мм эквивалентна по теплопроводности стене из кирпичной кладки, толщиной 580 мм или стене из железобетона толщиной 1130 мм.

Межвенцовый джутовый утеплитель в 3,5 раза лучше удерживает тепло, чем древесина сосны. То есть стыки между бревнами, при условии плотного заполнения их джутовым утеплителем, будут самым «теплым местом» в стене.

При условии плохой герметизации межвенцовых стыков, в тех местах, где возможно образование инея, теплопотери будут в 3 раза выше, чем через деревянную сосновую стену.

Использование металлических нагелей (шкантов) не допустимо, так как теплопотери через них будут в 350 раз (!) выше, чем через деревянные шканты.

Подытоживая все вышесказанное можно отметить, что деревянный дом будет теплым, при соблюдении правильной геометрии бревен, качественном монтаже сруба и хорошем утеплении межвенцовых стыков.

Не все, доступные для строительства, породы древесины имеют одинаковую теплопроводность, то есть одни породы древесины лучше сохраняют тепло, а другие хуже. Эти характеристики древесины необходимо учитывать при выборе материала для строительства дома или бани.

Кроме коэффициента теплопроводности, древесина обладает и другими качественными показателями. Кедр, например, имеет благородный красноватый цвет, приятный аромат. Кроме этого его древесина мягче (лучше обрабатывается) всех остальных хвойных деревьев. Как уже упоминалось, кедр – самое «теплое» дерево.

Лиственница – самое тяжелое хвойное дерево, произрастающее в России. Древесина свежесрубленной лиственницы тяжелее воды, то есть тонет в воде. При этом, распространенное мнение, что дом из лиственницы будет холодным не верен, так как теплопроводность лиственницы хуже (она «теплее»), например, сосны. Кроме того, древесина лиственницы меньше других пород подвержена гниению, а также имеет очень красивую структуру.

Сосна – самое распространенное дерево в России. Это хороший и самый доступный материал для строительства дома или бани. Сосна хорошо обрабатывается, ее древесина имеет красивую структуру и будет долго радовать своим видом ценителя природной красоты.

В комментариях к нашим проектам часто встречаются замечания о том, что предложенной толщины стены (100…200 мм) недостаточно в нашем климате для нормального температурного режима внутри помещений. А как на самом деле?

Обычно для сравнения строительных материалов приводят данные об их коэффициенте теплопроводности. Это способность тела (материала) проводить тепло. Чем он более пористый, тем проводимость тепла меньше – именно поэтому для теплоизоляции используют пористые пенопласт, вспененный полистерол, пено- и газобетоны и так далее. Но дерево совсем другое по структуре, откуда же у него коэффициент теплопроводности 0,15…0,2 Вт/(м * 0С), в 2,5…3 раза меньше, чем у кирпича? Это свойство связано с природным происхождением дерева, его волокнистой, неоднородной структурой. Кстати, что интересно – вдоль волокон и поперек древесина проводит тепло по-разному, именно поэтому брус или бревно укладывают в срубе так, чтобы холод проходил поперек волокон.

Ради интереса сравним коэффициенты теплопроводности древесины с другими популярными строительными материалами – и сразу убедимся, что кирпич, плотные бетоны, камень пропускают тепло куда как быстрее.

Но вот как определить необходимую толщину стены? Ведь коэффициент теплопроводности никак с ней не связан. Он дается в таблицах для всех материалов на образцах одинаковой длины и площади.

Для этого необходимо учитывать другой параметр – термическое сопротивление конструкции (или сопротивление теплопередаче), соотношение толщины слоя материала и его коэффициента теплопроводности.

Соответственно, при наличии нормированного сопротивления теплопередачи можно без труда определить необходимую толщину стены. Для этого необходимо узнать, сколько градусосуток приходится на отопительный период. Этот параметр рассчитывается с учетом заданной температуры внутри здания и средних температур снаружи.

С учетом данных, приведенных в таблице, рассчитывать меньше чем на 5000 градусосуток в нашей стране наивно, следовательно, смотрим следующую таблицу – для стен жилых помещений при такой величине принимаем нормативное термическое сопротивление 3,1…3,2.

Таким образом, получаем для кирпича толщину слоя

3,2 х 0,15 = 0,48 м

А теперь немного подумаем – где у нас в стране кирпичные стены толщиной в 1,5 метра?! Нормальной толщиной считается 51 см (кладка в два кирпича), и этого вполне хватает для нормальной жизни.

Следовательно, 15…20 см толщины деревянной стены, аналогичной по сопротивлению кладке в 2 кирпича, тоже хватит для большинства районов РФ – ну, кроме Оймякона и Крайнего Севера.

Могут задать вопрос – почему ж тогда деревянные стены не дают обещанной теплоизоляции? Ответ простой – качество! Плохо утепленные межвенцовые швы, некачественные пиломатериалы и несоблюдение техники рубки – вот причины недостатка тепла в деревянных домах, а вовсе не малая толщина стен!

Дерево является одним из самых распространённых строительных материалов на земле, насчитывающим многовековую историю. Из дерева строят дома, бани, церкви, возводят элитные коттеджи и временные постройки. Повсеместная распространённость и доступность древесины, обеспечивают этому материалу повышенную привлекательность в глазах застройщиков.

Наш портал уже подробно рассказывал, из какой древесины лучше строить дом , и чем отличается профилированный брус от обычного . Продолжаем начатый цикл статей.

Расчёт толщины стен сруба и диаметра бревна

Будет ли тепло в деревянном доме, если диаметр брёвен равен 25, 30, 35 и более см. Это — один из главных вопросов, которые должен задать себе любой застройщик, задумавший построить дом из окорённого или оцилиндрованного бревна. Согласитесь, что неразумно строить бревенчатый дом, если потом выяснится, что толщины стен недостаточно, чтобы с комфортом пережить суровую зиму. Утеплять дом снаружи или изнутри – тоже не вариант: пропадёт вся эстетика бревна. Остаётся усиленно топить бревенчатый дом и увеличить расходы на энергоносители или заранее просчитать достаточную толщину стен применительно к региону проживания.

В одной из наших прошлых статей мы уже подробно рассказывали, как рассчитать толщину утеплителя для каменного дома. На первый взгляд кажется, что сделать расчёт для бревенчатого дома просто — надо узнать требуемое нормированное теплосопротивление стен (R) вашего региона проживания. Для этого находим эти данные в Интернете. Например, для упрощённого расчёта (для Москвы и Московской области) возьмём R = 3.0 (м²*°С)/Вт.

Теперь нам надо узнать фактическую величину теплосопротивления стены, сложенной из бревна определённого диаметра. После чего мы сможем узнать (на основании расчёта), соответствует ли сопротивление теплопередачи нормативам. Для этого нужно воспользоваться следующей формулой:

d — толщина материала;

λ — коэффициент теплопроводности материала Вт/(м·°C).

Именно здесь кроется первый подводный камень. Коэффициент теплопроводности дерева (λ) представлен в следующей таблице:

Как видно, в ней приведены три значения. Какое из них брать, и что означают «обычные» и «влажные» условия?

Коэффициент теплопроводности материала (в том числе и утеплителя) во многом зависит от его влажности. А эксплуатационная влажность материала зависит от климатической зоны и режима использования помещения.

Например, теплопроводность сосны и ели (в сухом состоянии) поперек волокон (тепловая энергия из деревянного дома выходит наружу поперёк бревна ) составляет 0.09 Вт/(м·°C). При нормальных условиях эксплуатации (А) и при эксплуатации во влажной зоне (Б) коэффициент теплопроводности материала увеличивается и составляет 0.14-0.18 Вт/(м·°C).

Если материал переувлажнён, увеличивается его коэффициент теплопроводности, и уменьшается термическое сопротивление конструкции. Поэтому, для примерного расчёта, возьмём следующее значение: материал стен - сосна, коэффициент теплопроводности материала (усреднённое значение в нормальных условиях эксплуатации) – 0.15 Вт/(м·°C).

Чаще всего коэффициент теплопроводности материалов и утеплителей указывается в сухом состоянии, т.е. полученный при лабораторных испытаниях, которые отличаются от реальных условий эксплуатации. Об этом нужно помнить, производя самостоятельный расчёт.

Итак, с коэффициентом теплопроводности дерева мы разобрались. Остаётся выбрать толщину стены, для которой требуется произвести расчёт. И здесь кроется второй подводный камень. Брёвна укладываются друг на друга, т.е. есть паз. Причём, в зависимости от диаметра бревна (D), требований заказчика, меняется ширина паза (H), а значит и фактическая ширина этого узла в привязке к толщине бревна. Эта взаимосвязь представлена на следующем рисунке.

Видно, что при одинаковом диаметре брёвен, в зависимости от конструктивных особенностей узла примыкания брёвен, ширина паза может варьироваться. Поэтому просто подставить в вышеприведённую формулу толщину выбранного бревна нельзя. Нужен некий общий знаменатель, который можно использовать для расчёта. Для решения этой задачи воспользуемся опытом пользователя нашего портала с ником zaletchik .

Я хочу жить в рубленом доме. Газа на участке нет, и не предвидится. Регион проживания — Московская область. Значит — остро стоит вопрос уменьшения затрат на отопление. Отапливать дом собираюсь котлом, работающим на дизельном топливе. Эти вводные данные вынудили меня заняться изучением теплофизических свойств сруба.

Сначала zaletchik рассчитывал теплохарактеристики сруба, вычисляя среднее значение толщины ограждающей конструкции. Такой подход был не совсем корректен, т.к. теплопотери считались прямо пропорционально толщине стены. В результат мозгового штурма и общения с пользователями FORUMHOUSE, zaletchik сделал более правильный расчёт.

Для корректного расчёта теплопроводности стен рубленого дома я рассчитал толщину сруба из бруса, обладающего такими же теплоизоляционными свойствами, что и сруб из бревна определённого диаметра (D).

Оставив за рамками статьи подробности расчётов, с которыми можно ознакомится в теме размышления и измышления по поводу теплопроводности сруба , сразу перейдём к полученным коэффициентам, которые нужны нам для расчёта.

Для различных значений ε (H/D отношение толщины паза к диаметру бревна ) вычислены соответствующие значения μ (Hэфф*D отношение толщины бруса к диаметру бревна , имеющие одинаковые теплопроводящие свойства). Результаты сведены в таблицу.

Для наглядности рассмотрим следующий пример. Допустим, диаметр бревна, используемого в строительстве сруба – 45 см. Ширина паза – 23 см. Отсюда: ε = 23/45 = 0.5. Теперь находим в таблице значение μ, соответствующее полученной цифре. Это – 0.83. Далее находим толщину стены, сложенной из бруса, в отношении к диаметру бревна, имеющих одинаковые теплопроводящие свойства: 0.83*45 = 37.4 см. Переводим в метры – 0.374 м.

Получив эту цифру, мы теперь можем рассчитать тепловое сопротивление стены, сложенной из бревна. Для этого подставляем полученные значения в следующую формулу:

d — толщина материала;

λ — коэффициент теплопроводности материала Вт/(м·°C). В нашем варианте бревна из сосны – 0.15 Вт/(м·°C).

R = 0.374/0.15 = 2.49 (м²*°С)/Вт

Либо, можно воспользоваться такой формулой:

μ - коэффициент, берется из таблицы, указанной выше;

D - диаметр бревна в м;

λ - коэффициент теплопроводности древесины.

R = 0.83*0.45/0.15 = 2.49 (м²*°С)/Вт

Ранее мы указывали, что для Москвы и Московской области R = 3.0 (м²*°С)/Вт. Исходя из полученного результата, для стен, сложенных из сосновых брёвен, R = 2.49 (м²*°С)/Вт. Т.е. стена не дотягивает до регламентируемого значения теплосопротивления. Можно увеличить диаметр бревна или выбрать другую древесину – кедровую сосну. Коэффициент теплопроводности этого материала (диаметр бревна и ширину паза оставляем без изменений) – 0.095-0.10 Вт/(м·°C).

R = 0.83*0.45/0.10 = 3.74 (м²*°С)/Вт

Т.е., норма по фактическому сопротивлению теплопередачи перекрыта.

Можно пойти по другому пути и воспользоваться другой формулой, чтобы узнать необходимый диаметр бревна из соотношения: ширина паза в полдиаметра бревна.

Rtp – регламентируемое теплосопротивление стены;

λ - коэффициент теплопроводности древесины;

Делаем расчёт для сосны.

D = 3.0*0.15/0.83 = 0.54 м.

Воспользовавшись данной методикой и «играя» с разными величинами – меняя диаметр бревна, ширину паза, древесину – можно произвести самостоятельный расчёт и выбрать оптимальную толщину стены бревенчатого дома.

Мои прадед и дед были специалистами по строительству срубов, лесозаготовке и деревообработке. От них я узнал о требуемой ширине паза в 1/2. 2/3 диаметра бревна.

Также на теплоэффективность бревенчатой стены влияет не только ширина паза, но и профиль бревна — его сечение: круглое или т.н. полубревно, обтёсанное с двух сторон — лафет. Стесав древесину, мы уменьшаем теплосопротивление стены, т.к. бревно в стене работает всем своим сечением.

Конечно, результаты данного упрощённого расчёта ориентировочны. Большая часть теплопотерь в доме происходит через окна, систему вентиляции, кровлю и фундамент. Т.е. тёплый деревянный дом — это сбалансированная система, где все узлы работают в тесном взаимодействии и соответствуют друг другу. Нет смысла делать стены из бревна диаметром в 0.4-0.5 метра и выбирать широкий паз, если дом продувается через щели, а углы промерзают.

Особенности рубки сруба

Чтобы выбрать оптимальный вариант рубки бревенчатого дома и тем самым сделать его тёплым, нужно понять, какие варианты рубки существуют, и чем они отличаются друг от друга. Сначала надо дать определение таким понятиям, как врубка и венец.

При правильной врубке нагрузки равномерно перераспределяются между брёвнами. Для этого все соприкасающиеся части должны плотно прилегать друг к другу. Также в этих местах не должна скапливаться влага, которая со временем может вызвать гниение древесины.

Венец — это сруб дома, состоящий из четырёх брёвен, уложенных в горизонтальной плоскости. По углам венец связывается врубкой. В процессе возведения дома венцы укладываются друг на друга — получается стена.

Следует помнить, что от диаметра бревна и ширины паза зависит количество венцов, что влияет на расход материала, а значит — на конечную цену и теплотехнические свойства сруба. Например, для возведения стены высотой в 3 метра из бревна диаметром в 25 см и 40 см потребуется разное количество венцов. При строительстве дома из бревна большего диаметра уменьшается количество врубок, замков, межвенцовых соединений. Т.е. мест, которые впоследствии могут продуваться, что приведёт к теплопотерям.

Выбирая бревно для сруба, необходимо соблюсти баланс между диаметром бревна, его стоимостью (цена за материал) и цены за работу с таким бревном.

Мастерам работать с бревном большого диаметра сложнее физически. Также может потребоваться использование спецтехники — крана.

Кроме этого, при выборе в качестве строительного материала окорённого бревна, помним о таком параметре как сбежистость.

Сбежистость — разница в толщине бревна в соотношении диаметра комля и верхушки. Окорённое бревно, не прошедшее, в отличие от оцилиндрованного бревна, машинную обработку, не может быть полностью ровным. Его нижняя часть (особенно при большой длине бревна) всегда толще, чем верх. Чтобы стена получалась ровной, при строительстве рубленого дома мастера, при укладке венцов, чередуют разные по толщине брёвна.

1643366040

В любом здании внутренняя и внешняя поверхности нагреваются различно. В результате от точки большего нагрева к точке меньшего нагрева начинается поток тепла. Передача тепла в разных материалах происходит по-разному. На это влияет такое свойства материалов как теплопроводность.

Теплопроводность - свойство материалов проводить тепло от нагретой части к не нагретой вследствие хаотического движения частиц (молекул, атомов и т.д.). Происходит это в результате столкновения частиц. Столкновения именно хаотичного, а не направленного.

В рамках строительства домов при рассмотрении вопроса теплопроводности, потери тепла, когда стены имеют ровную поверхность, условно принимают передачу тепла как прямой, а не хаотичный поток. При этом и температура рассматривается не поверхности материала, а температуры внутри помещения и снаружи.

Рассмотрим особенности теплопроводности и потери тепла в деревянных домах.

Древесина как строительный материал

Неоднократно уже указывалось в наших статьях, что строительный материал изначально, впрочем, часто и сейчас, привязывался к регионам строительства. Вполне естественно, что в России основным строительным материалом стала древесина разных пород деревьев с учетом места их произрастания.

В местах отсутствия леса, например, в степных районах, таким строительным материалом становился саман - смесь глины с соломой (именно эта идея лежит в изготовлении современного арболита). В местах выхода скалистых пород строительным материалом мог становиться натуральный камень. В первую очередь известняк, так как он легче поддавался обработке.

Но даже при наличии других строительных материалов предпочтение часто отдавалось древесине. Более того, происходит это и в настоящее время даже при условии наличия развитой транспортной сети и грузоперевозок строительных материалов.

Теплопроводность древесины

Строительство домов из дерева ведется как в отношении маленьких дачных домиков, небольших домов для постоянного проживания или загородного отдыха, так и в отношении больших коттеджей. Одним из важнейших факторов является достаточно низкая теплопроводность древесины. Сравним данные на конкретных примерах.

* Данные из СНиП II-А.7-62 Строительная теплотехника и СНиП II-3-79 Строительная теплотехника

Строительный материал	Плотность, кг/м3	Теплопроводность, Вт/(м*град)	Теплоемкость, Дж/(кг*град)
Бетон на гравии или щебне из камня*	2400	1,51	840
Бетон на песке	1800..2500	0,7	710
Блок газобетонный	400. 800	0,15. 0,3	-
Блок керамический поризованный	-	0,2	-
Газо- и пенобетон*	800	0,21	840
Известняк (облицовка)*	1400 - 2000	0,49 - 0,93	850 - 920
Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией*	1200	0,41	840
Керамзитобетон легкий	500 - 1200	0,18 - 0,46	-
Керамзитобетон на керамзитовом песке*	1800	0,66	840
Керамика теплая	-	0,12	-
Кирпич красный плотный	1700 - 2100	0,67	840 - 880
Кирпич красный пористый	1500	0,44	-
Кирпич облицовочный	1800	0,93	880
Кирпич силикатный	1000 - 2200	0,5 - 1,3	750 - 840
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ 530-80) на цементно-песчаном растворе*	1800	0,56	880
Кладка из керамического пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе*	1200 - 1600	0,35 - 0,47	880
Кладка из силикатного кирпича (ГОСТ 379-79) на цементно-песчаном растворе*	1800	0,7	880
Ракушечник	1000 - 1800	0,27 - 0,63	-

Теплопроводность и другие свойства древесины разных пород деревьев

Строительный материал	Плотность, кг/м3	Теплопроводность, Вт/(м*град)	Теплоемкость, Дж/(кг*град)
Берёза	510..770	0,15	1250
Дуб вдоль волокон*	700	0,23	2300
Дуб поперек волокон (ГОСТ 9462-71, ГОСТ 2695-83)*	700	0,1	2300
Кедр	500 - 570	0,095	-
Клён	620 - 750	0,19	-
Липа, (15% влажности)	320 - 650	0,15	-
Лиственница	670	0,13	-
Пихта	450 - 550	0,1 - 0,26	2700
Сосна и ель вдоль волокон*	500	0,18	2300
Сосна и ель поперек волокон (ГОСТ 8486-66, ГОСТ 9463-72)*	500	0,09	2300
Сосна смолистая 15% влажности	600 - 750	0,15 - 0,23	2700
Тополь	350 - 500	0,17	-

Если сравнить показатели в таблицах, то хорошо видно, что теплопроводность древесины ниже теплопроводности многих стеновых материалов. Лишь некоторые современные материалы приближаются, поэтому показатель с деревом (в таблицу не выведены данные по утеплителям, т.к. это не конструктивный материал, который будет рассмотрен в отдельной статье).

Изменение требований к теплосопротивлению ограждающих конструкций: слева R~1, справа R~2

При сравнении разных видов пород необходимо отметить, что на показатель теплопроводности древесины оказывает влияние её плотность и влажность. Плотность одной и тоже породы дерева может зависеть от места произрастания. По этой причине в таблице местами указаны несколько показателей.

Одной из самых "теплых" пород деревьев является кедр. Его коэффициент теплопроводности составляет 0,095 Вт/(м*С). Дом, построенный из кедра, будет очень хорошим вложением, так как позволит экономить на отоплении.

Ель также является хорошим решением для строительства в плане экономии на отоплении. Схожа с елью пихта, но только при условии, что нет повышенной смолистости. Именно смолистость сосны и её плотность отодвигает её на следующую позицию.

Плотность деревьев, особенно хвойных, очень зависит от места их произрастания, а это сказывается на теплопроводности. Показательным примером является именно сосна.

Так в северных районах России, например, Астраханская область, которая славится мачтовыми соснами с малой сбежестью ствола, годовой прирост у сосны не большой, древесина плотная. В Вологодской области часто предпочитают строить из ели, а не из сосны. В то же время в южной тайге сосна имеет резкий прирост летом с древесиной меньшей плотности. В результате теплопроводность такой сосны ниже, но и сбежесть больше.

В строительстве закрепилась практика применения для расчетов усредненного коэффициента теплопроводности для деревянных домов на основе средних данных по сосне, то есть 0,15 Вт/(м* 0 С). В действительности, если рассматривать сухую древесину, то коэффициент теплопроводности составит 0,11 - 0,13 для ели, пихты, сосны и лиственницы и менее 0,1 Вт/(м* 0 С) для кедра. Эти показатели сопоставимы, например, с газосиликатным блоком автоклавного производства.

Толщина стены из дерева

С учетом коэффициента теплопроводности 0,11 - 0,13 1 Вт/(м* 0 С) и сопротивления теплопередаче для средней полосы европейской части России равной 3 м2* 0 С/Вт. Таким образом, толщина стены должна равняться 0,11*3=0,33 метра или 0,13*3=0,39 метра. С учетом этих показателей и применяется усредненный вариант толщины стены для сосны 37 см. Это норма для энерго- и теплосберегающих условий.

Для нас привычно, что стена в доме ровная, плоская. Учитывая тот факт, что тепло передается благодаря хаотичному движению частиц, но в условиях плоской стены можно говорить о прямолинейной передаче тепла от зоны с высокой температурой в зону с низкой. В условиях со стеной из бруса и лафета для энергоэффективного дома потребуется толщина стены 37 см.

Но в условиях с бревном ситуация будет выглядеть иначе. Закругленная поверхность "создаст" разнонаправленные векторы передачи тепла. В результате чего за толщину стены необходимо принимать диаметр бревна, а не его половину по самому узкому месту. Зону межвенцового паза или, как еще называют, теплового моста можно рассматривать как "мостик холода" аналогично раствору в кирпичной кладке.

Иными словами, в случае строительства дома из бревна, он должен строиться из бревна диаметром 37 см.

Здесь необходимо заметить, что толщина стены это только одно из условий энергоэффективности. Существует еще и понятие допустимых к эксплуатации условий когда, например, рассматривается температура помещений не 24 0 С, а 18 - 20 0 С.

Кроме этого возможна ситуация, когда строительство энергоэффективного дома оказывается нерациональным с учетом стоимости строительство и дальнейшего ремонта, расход на которые может оказаться выше экономии на отоплении. Если же посмотреть СНиП 30-ти летней давности, то выяснится, что достаточной была толщина стены из дерева в 2 - 3 раза тоньше.

Строить дом с большей толщиной стены и меньше тратить на отоплении или построить дом дешевле, но на отоплении тратить больше - это вопрос, на который каждый должен ответить для себя лично. Проектирование дома должно вестись с учетом ответа на этот вопрос.

Древесина всегда считалась хорошим строительным материалом. Благодаря современным технологиям, в настоящее время в качестве альтернативы оцилиндрованным бревнам начал широко использоваться застройщиками профилированный клееный брус.

Востребованность данного строительного материала обусловлена в первую очередь тем, что теплопроводность клееного бруса, а также другие его характеристики намного превосходят по параметрам ряд других стройматериалов.

Дом из клееного пиломатериала

Особенности клееной древесины

Клееная древесина

Клееный брус представляет собой отдельные ламели (доски) из хвойных пород деревьев, которые составлены в пакеты и специальным образом склеены прессованием по плоскости между собой.

Преимущества клееного пиломатериала

Перспективность применения клееного материала из дерева для строительства объясняется в первую очередь улучшенными свойствами клееной слоистой конструкции, в частности низкий коэффициент теплопроводности бруса.

Благодаря удалению всех дефектов при производстве, получается улучшенная продукция, которая имеет ряд преимуществ по сравнению с монолитной древесиной:

Наглядная демонстрация теплопотерь клееного и оцилиндрованного бруса

повышенные требования к стабильности геометрической формы изделий;
обладание свойствами массивной древесины;
при сравнительно небольшом весе обеспечивается хорошая несущая способность;
высокие характеристики по прочности;
исключение сквозных растрескиваний и искривлений при эксплуатации;
возможность производства изделий очень больших размеров и любой формы;
отсутствие сезонного набухания и летнего усыхания древесины;
повышенная огнестойкость;
низкий коэффициент теплопроводности клееного бруса;
высокая прочность;
меньшая подверженность плесени и гниению.

Фото изделия из клееной древесины

Недостатки многослойных клееных изделий

К недостаткам клееного бруса можно отнести возможность его расслоения, но только при использовании не качественного клея или нарушении технологии сушки. Цена клееной древесины также выше в сравнении со стоимостью монолитных изделий.

Что влияет на теплопроводность

Усадка. Клееный брус имеет низкую теплопроводность, чем у материалов из массивной древесины. Это обусловлено тем, что клееный брус практически не подвергается появлению трещин и сколов. Для обычного бруса характерно его усыхание и даже появление трещин. Продолжительность усадки бруса составляет 0,5-1 год. Это отрицательно влияет на качество строительных работ, а также теплопроводность помещения. Для клееного бруса характерно появление усадки во время проведения монтажа стен. Конструкция клееного бруса обусловлена большей прочностью на 70%. Если осуществляется правильное строительство коттеджей из клееного бруса, то его усадочная величина не превышает 2%.
Особенности строительства. Технология производства дома из клееного бруса имеет высокие свойства теплоизоляции. Клеевые прослойки дают возможность усиления положительного эффекта, а соединение «шип-паз» позволяет осуществить дополнительное уплотнение. Это уплотнение играет важную роль в препятствии поступления холодного воздуха внутрь дома.
Ветроизоляция. Фактор ветроизоляции является важнейшим параметром. Для клееного характерно наличие незначительных пазов, которые активно участвуют в защите от проникновения ветра в помещение. При строительных работах возведения дома из клееного бруса отсутствует необходимость дополнительной укладки утеплителя, герметика и паклевания.

Сравним клееный брус с иными видами материалов

Ниже в табличной форме представлены значений теплопроводности для клееного бруса и иных видов стройматериалов.

Наименование материала и показатель теплопроводности, ВТ/м*с:

Железобетон 2,04

Пенобетон 0,47

Пустотелый кирпич 0,52

Брус профилированного типа 0,18

Главная характеристика клееных изделий

Теплопроводность деревянного бруса является одной из важных его характеристик. Она характеризует способность деревянного изделия принимать тепло от объектов, имеющих большую температуру или передавать тепло менее нагретым телам. Чем ниже значение теплопроводности, тем лучше пиломатериал сохраняет тепло.

По сравнению с другими строительными материалами коэффициент теплопроводности деревянного бруса имеет один из самых низких показателей – 0,10 Вт/м.кв.

Такое низкое значение коэффициента теплопроводности достигается благодаря наличию в конструкции:

древесины, как основы клееного бруса;
клея, который является хорошим теплоизолятором.

Соотношение толщины стен из разного стеноматериала

Профилированный брус обладает меньшей плотностью (около 500 кг/м³) по сравнению с другими материалами для строительства и соответственно обладает меньшим весом. Поэтому и его коэффициент теплопроводности имеет более низкое значение.

Клееный брус коэффициент теплопроводности которого меньше, чем у таких стройматериалов как кирпич и бетон, позволяет применять его для возведения комфортных и уютных домов.

Теплопроводность бруса 150х150 приблизительно такая же, как и бревна, имеющего диаметр в 240 мм. Благодаря такому свойству стены можно делать значительно меньшей толщины, чем из других материалов.

Примеры расчетов

Теперь давайте закрепим наши знания, выполнив своими руками несколько расчетных задач для разной толщины деревянных стен и разных материалов.

Брус естественной влажности, сечение 150 мм, Крым

Нормированное термическое сопротивление стен для Крыма составляет 2,0 м2*С/Вт. Между тем теплопроводность для пиломатериалов естественной влажности, как мы выяснили выше, равна примерно 0,18 Вт/м*С. Теплосопротивление рассчитывается, как мы помним, как отношение толщины к теплопроводности.

Обратите внимание: все величины предварительно переводятся в единицы СИ. Очевидно, что стена из бруса 150х150 будет иметь толщину 0,15 метра.

Сопротивление теплопереносу будет равным 0,15/0,18=0,83(3) м2*С/Вт. Очевидная инструкция – для соответствия требованиям СНиП стена должна иметь дополнительное утепление.

К слову, деревянный дом с минераловатной шубой существенно превзойдет голый сруб из бруса 150-150 по морозостойкости: точка росы в этом случае окажется в толще утеплителя, а не древесины.

Наружное утепление уменьшит потери тепла и продлит срок службы стен.

Клееный брус, сечение 200 мм, Подмосковье

Снова возьмем нормированное термосопротивление из таблицы выше: оно равно 3,5 м2*С/Вт;
Теплопроводность материала стен нам тоже известна и равна 0,1 Вт/м*С;
Сечение 200х200 миллиметров даст нам толщину стены 0,2 метра. 0,2/0,1=2 м2*С/Вт. Увы, и в этом случае нам понадобится дополнительное наружное или внутреннее (что, кстати, нежелательно с точки зрения расположения точки росы) утепление стен. Полученное значение термического сопротивление достаточно для Краснодара и Крыма, но его не хватает для более холодного климата Московской области.

Деревянные дома не нуждаются в дополнительном утеплении лишь в южных регионах страны.

Процесс производства многослойных изделий из древесины

На первом этапе производится распиловка заготовки на доски (ламели). Затем полученные ламели подвергаются сушке в специальной камере, в которой строго контролируется уровень влажности, обычно от 8% до 12%.

После сушки доски тщательно стругаются и подвергаются сортировке по прочности. На следующем этапе проводится маркировка и выторцовка забракованных участков. Под брак попадают сучки, неровности кромок и трещины.

Торцы ламелей фрезеруются зубчатым профилем и склеиваются под прессом до нужной длины. Для проведения склеивания ламелей между собой по плоскости наносится тонкий слой клея. После нанесения слоя клея доски собираются в виде пакета, который представляет собой заготовку необходимого сечения, и подвергаются прессованию.

На последнем этапе готовое клееное изделие профилируется.

Станок для производства склеенной древесины

Что такое теплопроводность

В теории теплопроводность – это способность материала проводить энергию или тепло от более нагретых частей к менее тёплым, путём хаотического движения частиц тела. На практике это минимизация тепловых потерь через строительные конструкции. У разных материалов своя теплопроводность. Дерево менее податливо к таким действиям, а металл наоборот нагревается до такой степени¸ что его тяжело держать в руках.

Для характеристики проводника тепла придумали такую единицу, как коэффициент. Обозначают её греческой буквой λ и измеряют в Вт/(м*℃). Иногда вместо градусов Цельсия в этой формуле указаны градусы Кельвина (К), но суть от этого не меняется. Этот коэффициент показывает способность передачи тепла материалом на определённое расстояние за единицу времени. Но показатель характеризует само вещество, не привязываясь к размерам изделия.

КТП некоторых материалов Источник pobetony.expert

При покупке стройматериала у продавца можно попросить паспорт на продукт и посмотреть коэффициент теплопроводности. Сырье, отличающееся высокой проводимостью тепла, используют в качестве радиаторов, так как их стенки будут передавать нагрев от теплоносителя.

Чем меньше коэффициент теплопроводности материала для стены здания, тем меньше оно будет терять тепла во время холодной погоды. И тем меньше можно делать толщину стены. В справочниках чаще всего указывают несколько значений теплопроводности для материала (от трёх и больше). Это происходит из-за того, что сам коэффициент меняется в зависимости от температуры и других факторов, например, влаги, при которой значение увеличивается.

Независимое строительство

Современный клееный брус превосходно подходит для постройки маленьких частных домов (дач).

Приведенная ниже инструкция акцентирует внимание на главных этапах возведения комфортного и комфортного жилища своими руками под управлением умелого мастера.

Возведение дома из клееной древесины, как и каждый постройки, начинается из подготовки проектной документации. На этом этапе особенное внимание нужно выделить верному выбору сечения стенового материала в зависимости от длины пролетов. Для экономии денег возможно воспользоваться типовым проектом древесного сруба;

Совет! При отработке проектной документации целесообразно сделать замысел разбрусовки и передать его производителю бруса. Все нужные вырезы будут сделаны на производстве. Заводская разбрусовка разрешает идеально совершенно верно подгонять все элементы брусового дома либо коттеджа.

На следующем этапе устанавливается фундамент. Потому, что древесный сруб имеет маленькой вес возможно применять свайный либо мелкозаглубленный ленточный фундамент для дома из бруса;
Потом нужно сделать надежную гидроизоляцию нижней обвязки от фундамента. Для этого достаточно на всю площадь фундамента уложить рубероид либо возможно применять битумную мастику;
На готовую гидроизоляцию устанавливается закладной венец, и монтируются балки пола;

Совет! Нижние балки сруба целесообразно пропитать дополнительно особым защитным от плесени, грибка и гнили средством.

Самые первые венцы нужно соединить с фундаментом, применяя древесные шпильки;
На первый ряд бруса укладывается нужный слой теплоизоляции. После этого монтируется второй и последующие последовательности из брусков. Благодаря заводской разбрусовке процесс возведения стен существенно упрощается. На этом этапе крайне важно контролировать точность горизонтальных и вертикальных уровней;

По окончании возведения укладки и стен балок перекрытия из бруса обустраивается стропильная система;
На последней стадии укладывается кровля и осуществляется ее утепление.

Клееные пиломатериалы имеют качественную поверхность и фактически не требуют какой-либо дополнительной отделки.

Технология производства

Процесс изготовления клееного бруса не слишком сложен и имеет некоторые общие черты с производством ряда древесносодержащих материалов, таких как ДВП, ОСП, ЦСП и т. д. Ключевой особенностью здесь является отсутствие какого-либо заполнителя, потому что брус является однородным материалом, состоящим только из цельной древесины и тонких слоев клея.

С особенностями клееного бруса и технологией его производства вы можете ознакомиться на видео ниже:

Процедура получения готовых изделий состоит из нескольких этапов:

Бревно распускается на доски необходимой толщины. Как правило, толщина доски не превышает 50 мм, поскольку большие поперечные размеры не дают возможности сохранить необходимую геометрию и снять все внутренние напряжения в материале в процессе сушки. Чаще всего для производства клееного бруса используется древесина сосны или ели;
Далее полученные ламели помещаются в сушильную камеру, где происходит процесс удаления влаги. Необходимо отметить, что в процессе сушки размеры доски несколько уменьшаются, поэтому для того, чтобы получить брус необходимого сечения, сырые ламели должны быть изготовлены с некоторым припуском. Так, например, для производства бруса 200х200 используется сырье шириной 205-207 мм. Процесс сушки ламелей длится примерно 10 дней;
Высушенная доска подвергается первичной обработке, т. е. обстругиванию, где с нее снимается самый верхний слой, удаляются все неровности и зачищаются следы распила. Затем производится оптимизация ламелей, т.е. удаление трещин, гнилых сучков и других некачественных элементов;
Обработанные доски склеиваются в ламели большой длины (например, 20 метров) и помещаются под пресс для производства непосредственно клееного бруса;
Чаще всего, для придания конечному изделию оптимальных свойств с точки зрения теплопроводности, брус профилируется. Форма его сечения обрабатывается таким образом, чтобы обеспечить максимально плотный контакт венцов при укладке. Часто пазы профиля предусматривают размещение специальных уплотнителей для обеспечения полной непродуваемости конструкции;
Финальная обработка предполагает доведение размеров бруса до номинальных.

Существуют разные классы точности изготовления элементов клееного бруса, например, второй класс по ГОСТ допускает отклонение до 0,8 мм линейных размеров наиболее популярных модификаций 100х100, 150х150 и 200х200;

Наглядно процесс производства клееного бруса можно увидеть на инфографике ниже:

Этапы производства клееного бруса

Читайте также: