Вентиляция в доме из SIP-панелей
Дом из SIP-панелей или канадский дом — быстровозводимое здание, построенное методом панельного строительства по технологии, основанной на применении структурных изоляционных панелей, изготовленных в заводских условиях. Инновационный способ постройки подразумевает реализацию комплекса мероприятий, в том числе и обязательное устройство вентиляции, направленных на создание надежного, комфортного и доступного жилья. Необходимость эффективного вентилирования обусловлена полным отсутствием стихийного воздухообмена и спецификой эксплуатации помещений с высоким коэффициентом герметичности.
Содержание
- SIP-панели
- Зачем нужна вентиляция в доме из SIP-панелей
- Виды вентиляции
- Естественная вентиляция
- Комбинированная вентиляция
- Приточно-вытяжная вентиляция
- Заключение
SIP-панели
В 30-х годах 20 века, в США, инженерами Лаборатории лесных товаров (Forest Products Laboratory) была создана концепция и первый прототип конструкционной теплоизолированной панели (SIP).
Спустя непродолжительное время, основоположник «органической архитектуры» — известный американский архитектор Фрэнк Райт, проектирует и, используя прогрессивную технологию, возводит серию экспериментальных «североамериканских» домов, послуживших своеобразным триггером эволюции строительного материала и оказавших значительное влияние на характер застройки «малоэтажной Америки».
На протяжении следующих десятилетий перспективные изоляционные панели подвергаются многочисленным исследованиям, технологическим модернизациям и со временем трансформируются в композиционную структуру с исключительной прочностью и превосходными функциональными характеристиками. Наибольшую популярность материал получил в странах Северной Америки и Европы. Успешно используется по всему миру и применяется для строительства жилых домов, офисов и общественных сооружений. Основное преимущество инновационной панели — уникальные теплоизоляционные свойства, в то же время ставшие главным поводом для критики SIP-технологии.
Зачем нужна вентиляция в доме из SIP-панелей
Специфика постройки энергоэффективного дома из SIP-панелей исключает возможность неконтролируемого поступления воздуха с улицы и изначально предполагает обязательное создание инфраструктуры, обеспечивающей постоянный приток, качественную циркуляцию и своевременное отведение воздушных масс. Отсутствие вентиляции приводит к застою воздуха и последующим негативным последствиям: концентрации углекислого газа, избыточной влажности и возникновению дополнительных факторов, снижающих качество жизни обитателей дома.
Углекислый газ накапливается в помещении с плохим воздухообменом и вызывает симптомы кислородного голодания: головную боль, нарушение концентрации, общую слабость и апатию. Длительное превышение содержания допустимых значений токсина в воздухе может привести к синдрому хронической усталости и серьезному ухудшению самочувствия.
Повышенная влажность формирует благоприятную среду для развития потенциально патогенной микрофлоры: бактерий, спорообразующих микробов, споровых палочек и способствует ускоренной коррозии элементов интерьера, стеновых покрытий, потолка, пола и несущих конструкций здания.
Вопросу профилактики угрозы появления плесени необходимо уделить особое внимание.
Отсутствие свободной конвекции приводит к расслоению воздушной массы и образованию локальных зон с разной температурой. Вверху комнаты скапливается горячий воздух, у пола — холодный, а теплый стоит посередине. В подобных условиях возникает ощущение дискомфорта — ноги постоянно мерзнут, а прогреть помещение сильнее, без ущерба для потолка, невозможно.
Загрязнение воздуха в доме происходит по разнообразным причинам, но основные из них: проникновение неочищенного атмосферного воздуха и деятельность человека. Загрязнение внутренней среды частицами пыли, химическими соединениями и болезнетворными микроорганизмами ведет к повышению риска респираторных заболеваний и проблем с сердцем.
На сегодняшний день проектирование энергоэффективных зданий проводится с учетом повышенных теплоизоляционных свойств современных стройматериалов и обязательно предусматривает устройство вентиляции, способной обеспечить достаточный объем чистого воздуха на всю площадь дома.
Во многих странах здания из структурных панелей без полноценного воздухообмена не допускаются в эксплуатацию. Обычно вентиляционную систему планируют на этапе разработки проекта, а монтаж сетей проводят до начала отделочных работ. Обустройство коммуникаций в более поздний период разумеется возможно, но неизбежно приведет к потере времени, нарушению ремонта и дополнительным затратам.
Виды вентиляции
Существует несколько способов вентиляции домов из SIP-панелей, различных по типу побуждения воздуха, уровню автоматизации и эффективности процесса вентилирования. Выбор метода функционирования системы обусловлен климатом окружающей среды, расположением здания, объемом и условиями эксплуатации помещений. Важно найти решение, сохраняющее энергосберегающие преимущества конструкции постройки и в обязательном порядке соответствующее требованиям установленных законодательством норм СНиП. Расчет параметров вентиляции в частном доме проводят двумя способами: используя стандарт кратности воздухообмена для разных типов помещений или по упрощенной схеме, где на 1м² жилой площади подается 3 м³/ч чистого воздуха.
Естественная вентиляция работает исключительно за счет природной воздушной циркуляции и подразумевает неорганизованное поступление свежего воздуха сквозь неплотности строительной конструкции, окна и дверные проемы. В классическом варианте естественная вентиляция непригодна для вентилирования домов с высокой герметичностью и нуждается в организации вентшахт с вытяжными отверстиями в санитарных помещениях и дополнительном оснащении оконных блоков и стен приточными клапанами. Обладает одним неоспоримым преимуществом — минимально возможными расходами на обустройство и обслуживание.
В то же время существенных недостатков гораздо больше. Методика демонстрирует низкую продуктивность и критическую зависимость от погодных факторов. В зимние месяцы атмосферный воздух беспрепятственно заходит в здание и приносит холод, а отработанная воздушная смесь выносит тепло наружу. Естественная вентиляция не предусматривает очистку приточного потока и в комнаты попадает пыль, плесневые споры, аллергенная пыльца и неприятные запахи с улицы.
Комбинированная вентиляция довольно часто применяется в строительстве для повышения эффективности определенного этапа процесса вентилирования. Совмещает возможности естественного и принудительного побуждения воздушных масс и по функциональному назначению делится на приточную и вытяжную. С помощью общеобменной механической вытяжной вентиляции устраивают отток застоявшейся воздушной смеси в масштабах всего здания или его большей части, а местную электрифицированную вытяжку задействуют при необходимости локализованного удаления воздуха из мест с высокой концентрацией вредных примесей.
В свою очередь, приточная вентиляция с искусственным побуждением используется для контролируемой подачи свежего воздуха общего или локального характера и чаще всего оснащается специальным оборудованием с опцией обработки приточного потока: калориферами, фильтрами, шумопоглотителями и другими устройствами.
Применяется для оптимизации показателей внутренней среды и обеспечения соответствия требованиям санитарно-гигиенических норм. Механическая часть комбинированной вентиляционной системы питается от электросети и работает автоматически или комплектуется пультом дистанционного управления.
Приточно-вытяжная вентиляция сочетает функциональный потенциал комбинированного метода вентилирования и применяется для организации качественного воздухообмена в домах из SIP-панелей. Путем механического побуждения запускает сбалансированную циркуляцию воздушных потоков и обладает комплексом специализированных возможностей и опций:
- для вытяжки и притока может использоваться одна установка;
- высокая надежность и производительность;
- развитые органы централизованного управления;
- фильтрация и очистка воздуха;
- регулировка температуры и влажности внутренней среды;
- подогрев или охлаждение входящего потока;
- возможность настройки локального микроклимата в каждом помещении.
Система эффективно работает в любое время года и, благодаря функции рекуперации, экономит на оптимизации внутренней среды до 90% удаляемого тепла. Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла соответствует концепции вторичного использования энергетических ресурсов и является логическим продолжением реализации проекта энергоэффективного дома. Правильно рассчитанная и грамотно смонтированная приточно-вытяжная вентиляция станет залогом комфортного микроклимата и на долгое время сохранит интерьер и конструкцию здания из SIP-панелей.
Заключение
Постройки с высоким коэффициентом герметичности должны оснащаться полноценной вентиляций и получать постоянное пополнение воздуха кислородом — это основное условие для комфортабельного и безопасного проживания людей в доме из SIP-панелей. Вентиляционная система может быть разного вида, но обязана учитывать стандарты воздухообмена каждой комнаты и соответствовать расчетным нормам СНиП. Для разработки индивидуального проекта и монтажа инженерных коммуникаций лучше привлечь профессионалов с практическим опытом выполненных работы и достаточной квалификацией.
Вентилирование домов из СИП панелей
Ввиду того, что дома из СИП панелей имеют прочную и герметичную структуру, из-за разницы температур внутри и снаружи здания, в них может образовываться конденсат. Об этом знают застройщики, поэтому при строительстве домов из СИП панелей особые требования предъявляются к обустройству качественного воздухообмена внутри здания и создания комфортных условий для жизни.
В зависимости от размеров здания, а также с учетом максимальной внешней температуры воздуха в домах из СИП панелей устанавливаются следующие варианты вентиляции.
Вариант № 1 – улучшенная система вентиляции
Отличным вариантом является обустройство приточно-вытяжной вентиляции на основе естественного воздухообмена, где механическая часть вентилирования является дополнительной.
Во всех небольших помещениях без окон монтируются отдельные вытяжные каналы, имеющие выход в общую горизонтальную трубу под кровлей. Общий канал располагается в чердачном помещении под крыше и от него идут вытяжные каналы в помещения дома.
Здесь же размещается системный блок. Для более эффективного воздухообмена можно установить теплообменник.
Центральный приточный канал, расположенный выше блока необходимо сделать согнутым и разместить горизонтально сбоку от улицы, для более простого попадания воздушной массы. Для того чтобы очищать воздух, желательно поставить фильтры. На концах приточного канала устанавливаются управляемые клапаны, а пути вытяжки оборудуются решетками.
Вариант № 2 – применение механического оборудования
Вентиляционные шахты в здании периодически забиваются. Чтобы этого избежать можно дополнить систему электрическими нагнетателями. Вентиляционная система с механическим оборудованием имеет следующие характеристики:
- несколько вытяжных каналов, независимых друг от друга;
- систему приточных вентиляторов;
- систему клапанов различного назначения.
я более двух выводов вытяжки на кровле. Осуществляется опускание вытяжных путей в нежилые помещения.
Предпочтительность дается структуре с вентиляторами в каналах входа и в оголовках на кровле.
В вытяжной системе осуществляется установка вентиляторов в каналы, и производитсПриточные каналы обустраиваются нагнетательными вентиляторами. Производится их размещение на внешних стенах. Если у помещения нет наружных стен, приточные каналы выводятся на кровлю. Также можно сделать небольшие отверстия в соседние помещения для циркуляции воздушной массы.
Вентиляторы для притока воздуха возможно монтировать на стену, а также внутрь стены, и установка осуществляется изнутри помещения. Также производится установка клапанов в тех помещениях, где предполагается более низкий обмен воздушной массой.
Вариант № 3 – вентилирование с рекуперацией
В этом варианте эффективно используются приточные калориферы. С их помощью осуществляется подача большого количества воздуха с наружи, не нарушая режим температур. Оборудование функционирует на теплоносителе, а системы вентиляторов функционируют благодаря электрическому двигателю.
Проходя через корпус, воздушная масса нагревается, попадая в помещение уже теплой.
Также возможно использовать рекуператор. Устройство применяет тёплую воздушную массу из различных источников, либо из помещения. В обменном устройстве воздушная масса отдаёт тепло, и выходит изнутри. За счет этого происходит нагревание воздуха с улицы. Распространение тепла осуществляется с помощью керамического компонента, который способен его аккумулировать. Наружное отверстие рекуператора защищают козырьком.
При различии температурных показателей более 40°C внутри и снаружи, входящая воздушная масса будет около 5°C прохладнее выходящей. Рекуператоры возможно устанавливать в нескольких комнатах.
Рекуператоры чаще всего многоскоростные, с электрическим двигателем. Однако потребление электроэнергии у них небольшое. Если рекуператор монтируют без кожуха, то необходим сплошной слой теплоизоляции.
Сооружение из СИП-панелей прекрасно сохраняют тепло. Потому не требуют значительных затрат на обогрев помещений.
Применение СИП-панелей при строительстве домов, в плане теплоизоляции, намного продуктивнее, чем строительство из кирпича, так как их теплоизолирующие характеристики в несколько раз лучше.
При температурных показателях менее +10˚С снаружи в домах без дополнительного обогрева будет прохладно. А при минусовой температуре будет полностью сглажен весь результат использования СИП-панелей. При эффективно обустроенной системе приточной вентиляции с установкой дополнительных устройств для обогрева в помещении всегда будет свежий и теплый воздух.
Когда SIP-панели перейдут в модульную конструкцию?
Этот вопрос за последние несколько лет задавали мне несколько владельцев заводов по производству модульных домов, и я всегда отвечал: «Если еще нет, то они должны быть!»
Структурные теплоизоляционные панели (SIP) представляют собой высокоэффективные строительные системы для жилого и легкого коммерческого строительства. Панели состоят из изолирующего пенопластового сердечника, зажатого между двумя конструкционными облицовками, обычно ориентированно-стружечными плитами (OSB).
SIP изготавливаются в заводских условиях и могут быть изготовлены практически для любого проекта здания. В результате получается чрезвычайно прочная, энергоэффективная и экономичная система здания.
SIP-панели обеспечивают непревзойденную теплоизоляцию и воздухонепроницаемость, что снижает затраты на электроэнергию в течение всего срока службы здания. Известно, что SIP примерно на 50% более энергоэффективны, чем традиционный деревянный каркас. Оболочка здания из SIP имеет минимальные тепловые мосты и обеспечивает превосходную воздухонепроницаемость, что идеально соответствует стандартам LEED и стандартам зданий с нулевым потреблением энергии.
Единственное, чего боится каждый работник модульного завода при работе с SIP-панелями, — это проблема с электричеством. Если это единственная проблема, которая их беспокоит, то давайте быстро найдем способ и начнем строить вместе с ними.
Домашнее или коммерческое здание SIP позволяет лучше контролировать качество воздуха в помещении, поскольку воздухонепроницаемая оболочка здания ограничивает поступающий воздух контролируемой вентиляцией, которая отфильтровывает загрязняющие вещества и аллергены.
Оболочка SIP не имеет пустот или тепловых мостов, как в обычном каркасе из стержней, которые могут вызвать конденсацию, ведущую к потенциально опасной плесени, грибку или гниению.
Поскольку традиционные системы вентиляции снижают энергоэффективность, обеспечиваемую воздухонепроницаемостью SIP, специальная система, известная как MVHR (механическая вентиляция с рекуперацией тепла), подает свежий отфильтрованный воздух в здание, сохраняя при этом большую часть энергии, которая уже была использована в здании. отопление здания. Вентиляция с рекуперацией тепла — это решение для вентиляции энергоэффективных зданий.
SIP обладают высокой энергоэффективностью и поэтому положительно влияют на окружающую среду, снижая уровень CO2. Они также потребляют значительно меньше энергии в процессе производства по сравнению с традиционными методами строительства и имеют меньшую воплощенную энергию, чем традиционные строительные материалы, такие как сталь, бетон и каменная кладка.
Стены и крыши из SIP спроектированы и точно изготовлены за пределами площадки, а это означает, что модульные заводы могут уменьшить количество места, необходимого для хранения конструкционных пиломатериалов и изоляции, поскольку и то и другое находится в SIP, который можно заказать по мере необходимости.
Есть много преимуществ по сравнению с традиционными модульными стеновыми системами, в том числе ваши дома могут выдерживать суровые погодные условия и экстремальные климатические условия, потому что в завершенном виде они образуют монолитную оболочку, которая в семь раз прочнее, чем традиционная каркасная оболочка.
Несмотря на то, что SIP существуют уже несколько десятилетий, они все еще относительно новы, и лишь немногие строители и фабрики имеют опыт работы с ними.
Недостатки SIP-панелей почти такие же, как у любого каркасного дома, они подвержены проблемам с влажностью. Одно из решений, которое вы можете использовать, — это сделать внешнюю оболочку SIP влагостойкой, что выбирают большинство заводов SIP.
При всех преимуществах использования SIP на сборочной линии вашего завода, почему вы опасаетесь прокладки электричества через панель?
Кстати, у SIP-специалистов есть ответы и на этот вопрос!
Гэри Флейшер, ответственный редактор
Как избежать дефектов при строительстве структурно-изолированных панелей
- Эллисон Бейлс
- Блог
воздушная преграда, утечка воздуха, проблемы с влажностью
До 2001 года самым большим строительным проектом, за который я когда-либо брался, был книжный шкаф. Моим самым сложным проектом был, вероятно, настольный светильник из красного дерева, который я построил в десятом классе. (Он у меня еще есть!) Затем я решил построить дом. Взвесив все варианты, я решил строить со структурно-изолированными панелями (SIP). С помощью консультанта по SIP и опытного строителя я построил дом, а затем закончил его в течение следующих 21 месяца.
Что такое SIP?
Структурные теплоизоляционные панели представляют собой сэндвич-панели из ориентированно-стружечной плиты (OSB) с каждой стороны и жесткого пенополистирола (EPS) посередине. Вы можете увидеть те, которые мы построили, разложенными на полу в первый день возведения стен SIP на фото ниже. После того, как был сделан цоколь и каркасный пол поверх него, мы построили все надземные стены и крышу из SIP-панелей.
Различные компании используют разные способы соединения панелей. Некоторые устраняют все тепловые мосты в местах соединения панелей с помощью соединительных деталей (называемых шлицами) с пеной посередине. В доме, который я построил, между каждыми двумя панелями использовались шлицы из цельного дерева.
Стандартная ширина панелей составляет 4 фута, поэтому существует гораздо меньше тепловых мостов со «шпильками» на расстоянии 4 фута, а не 16 дюймов друг от друга. Использование структурных изолированных панелей для крыши требует деревянных шлицов для структурной поддержки, но опять же, они находятся на расстоянии 4 футов друг от друга. Вы всегда можете установить наружную непрерывную изоляцию снаружи стен или крыши, чтобы уменьшить тепловые мосты от деревянных шлицов.
Преимущества SIP
Преимущества SIP заключаются в уменьшении теплового моста и более легком контроле тепла, воздуха и влаги.
Твердая изоляция, встроенная в панели, означает, что герметизация воздуха должна быть проще. Я никогда не видел и не проводил испытания дверей с вентилятором до строительства с SIP, и я измерил скорость утечки воздуха 1,7 воздухообмена в час при 50 Паскалях (ACH50), когда я тестировал дом после завершения.
Управление жидкой водой ничем не отличается от управления другими типами конструкций. Вы можете использовать домашнюю пленку, наносимые жидкостью мембраны, войлок, клеящиеся мембраны или другой тип жидкого водоотталкивающего слоя.
Сами панели обладают низкой паропроницаемостью, поэтому необходимо убедиться, что стены могут высохнуть как от панели внутрь помещения, так и от панели наружу. Внутренняя OSB может сохнуть только до внутренней части дома, поэтому пластик под гипсокартон не подкладывайте. Наружная плита OSB может сохнуть только снаружи, поэтому она должна иметь зазор для облегчения высыхания (9).0034 т. е. дождевик).
Дома из SIP, как правило, прочнее, чем многие дома из клееного бруса.
Они пережили ураганы в районах, где все остальные дома были разрушены.
Недостаток, которого следует избегать
Большое предостережение при строительстве из SIP заключается в том, что вы должны убедиться, что все швы, стыки и проходы полностью герметичны. Это особенно верно в верхней части дома, потому что эффект стека будет давить на любые слабые места в воздушном барьере. Некоторым SIP-домам потребовался капитальный ремонт обшивки всего через несколько лет из-за утечки воздуха.
Повреждение влагой стыка конструкционной теплоизоляционной панели на крыше [Фото предоставлено Джоном Семмельхаком] Мой друг Джон Семмельхак из The Comfort Squad в Шарлоттсвилле, штат Вирджиния, построил дом из SIP в 2008 году. По мере того, как его семья росла, он пристроил дом в 2015 году и обнаружил, что часть ОСП на крыше и верхней части стен была повреждена. Проблема заключалась не в общей герметичности всего ограждения здания. Он был почти пассивным домом с чуть более 0,6 ACH50. Проблема заключалась в концентрированной утечке воздуха через швы в верхней части дома из-за эффекта дымовой трубы.
Зимой влажный воздух из дома соприкасается с холодными поверхностями, и вы знаете, что тогда происходит: случайное осушение. На фото выше вы можете увидеть один из поврежденных влагой швов на его крыше.
Как уберечь свой SIP-дом от гниения
Земмельхак отремонтировал свою крышу, но что вы могли бы сделать по-другому, чтобы избежать этой проблемы с самого начала? Одно простое изменение может изменить ситуацию между необходимостью ремонта менее чем через 10 лет и домом из SIP, который прослужит десятилетиями. Основной принцип заключается в том, чтобы держать влажный воздух подальше от холодных поверхностей.
Когда мы с Джоном строили наши дома из SIP, воздушной преградой была вся панель. Слабое место было в соединениях между панелями. Прежде чем мы соединили две панели, мы распылили пену с обеих сторон, чтобы остановить утечку воздуха. Однако, как выяснил Земмельхак, даже несколько небольших участков утечки воздуха могут повредить корпус.
Конвективные петли могут привести к повреждению влагой SIP-конструкции, даже если верхняя часть герметична.
[Изображение предоставлено Джозефом Лстибуреком] Одним из шагов к решению проблемы является создание непрерывного воздушного барьера снаружи панелей. Мембраны с отклеивающейся пленкой или наносимые жидкостью хорошо работают, если они паропроницаемы. Но этого недостаточно. Теплый влажный воздух внутри дома может вызвать проблемы из-за образования конвективных петель в швах между панелями (рисунок выше). Таким образом, другим важным шагом в обеспечении того, чтобы ваш SIP-дом не гнил, является герметизация внутренней части. Для этого подходят следующие продукты:
- SIGA Wigluv 100 (лента)
- Prosoco FastFlash (наносится жидкостью)
- Система ZIP Liquid Flash (наносится жидкостью)
Если бы мне пришлось делать это снова, я бы все равно залил баллончиком пену в соединения между панелями. Но я также проследил бы, чтобы каждый шов внутри и снаружи каждой секции стены и крыши был герметизирован хорошей гидроизоляционной мембраной или высококачественной герметизирующей лентой, подобной перечисленным выше.
Поскольку в SIP-доме Джона были проблемы с влажностью, а в моем использовались те же методы и материалы, вам может быть интересно, как обстоят дела в моем. В конце концов, прошел 21 год с тех пор, как мы создали и запечатали его. Вы можете подумать, что у меня дела обстоят лучше, потому что в Кэрроллтоне, штат Джорджия (климатическая зона 3 IECC), более теплый климат, чем в Шарлоттсвилле, штат Вирджиния (климатическая зона 4 IECC).
Однако, как и вы, я также задаюсь вопросом, были ли в доме такие проблемы. Я развелась и съехала в 2006 году, поэтому не знаю, какие проблемы могли быть с ней у нового владельца. Но я знаю, что ему сказать, если он когда-нибудь позвонит за советом.
Эллисон А. Бейлс III, доктор философии, спикер, писатель, консультант по строительным наукам и основатель Energy Vanguard в Декейтере, штат Джорджия. Он имеет докторскую степень по физике и является автором популярной книги по строительным наукам.