Дома технологии SIP

Новые технологии в строительстве на поверку часто оказываются не очень и новыми. К такому методу строительство принадлежит канадская технология  SIP. В странах Северной Америки этот способ строительства используется с середины ХХ столетия, став логическим продолжением каркасной технологии. Подтверждением эффективности и надежности зданий и коттеджей SIP technology являются тысячи домов разной этажности, построенных в США и Канаде.

Но строго каркасным такой дом считать не следует, некоторые специалисты относят СИП-технологию к разновидности панельных методов сборки. Как ни странно, оба утверждения правильные — дома технологии  SIP можно вполне обоснованно считать и панельными, и каркасными.

Виды зданий из SIP-панелей

Название технологии «канадская» появилось по той причине, что первый сборник строительных документов, касающихся этой технологии под названием СП 31-105-2002 "Проектирование и строительство энергоэффективных одноквартирных жилых домов с деревянным каркасом"  творчески скопирован из нормативных документов по жилищному строительству Канады. До этого похожие дома строились по примеру финнов и назывались «финскими». Такое название во многих регионах России сохранилось до сих пор. Некоторые отличия есть, но они не принципиальны.

Противоречие, между определениями технологии на панельную и каркасную состоит в том, что собирается дом с готовых сэндвич панелей заводского изготовления. Но соединения между панелями выполняются посредством бруса, который в виде стоек, балок и раскосов исполняет роль силового каркаса. Это дает основания назвать дом каркасным. В пользу панельной технологии говорить  то, что СИП-панель:

  • очень прочная;
  • способна нести нагрузку не меньше, чем брус;
  • пригодна для самонесущих стен и перекрытий;
  • не требует промежуточного звена крепления.

Название Structural Insulated Panel (SIP) обозначает все параметры панели. Ключевые слова здесь Structural — конструкционная, и Insulated — теплоизоляционная. То есть, панель рассчитана под конструкционные нагрузки в качестве несущего элемента и, одновременно, выполняет функции теплозащитного элемента, не требуя дополнительных затрат времени на монтаж рулонной или листовой теплоизоляции.

Многие дома так и строятся, без использования деревянного каркаса, только из панелей. Конструкция способна выдержать ветровые нагрузки, вплоть до ураганных, а также:

  • собственный вес;
  • конструкционные напряжения;
  • массу крыши;
  • эксплуатационные воздействия;
  • вес мебели и другой домашней обстановки;
  • сейсмические нагрузки.

Но многие строительные компании предпочитают использовать каркасно-панельную технологию, добиваясь огромного запаса прочности. По своим техническим характеристикам дома, которые предлагает такая комбинированная  SIP технология строительства, прочнее обычных каркасных в 6 – 8 раз.

Такую прочность подтверждают факты — зафиксированы случаи в Канаде и США, когда СИП-дома выдерживали падение огромных деревьев, мощные штормы и ураганы, землетрясения. В большинстве случаев, разрушались стропильные системы и кровля, то есть, части дома, которые не были построены из SIP-панелей. Стены и перегородки, а также перекрытия оставались целыми.

При строительстве дома из конструкционных панелей, их соединяют при помощи:

  • шпонок;
  • термовставок;
  • бруса.

Первые два способа чаще используют строители Канады и США. В России более распространен способ монтажа при помощи бруса. Одновременно с прочной стеной, дом получает надежный каркас, что придает трехкратный запас прочности и не слишком сильно увеличивает стоимость строительства.

Техника строительства несколько напоминает традиционный фахверк, а построенные в Европе фахверковые дома стоят по несколько сотен лет. Такой же огромный ресурс и в СИП-дома. Правильно обработанная древесина и профессионально рассчитанный каркас не теряют своих конструкционных свойств на протяжении десятков лет. А сэндвич-панели из ОСП-плит и полимерного утеплителя между ними надежно противостоят биологическим и атмосферным влияниям.

Кроме того, дома из SIP–конструкций обладают высокой ремонтопригодностью. Но такое свойство требуется очень редко. По крайней мере, стоящие более полувека дома в Северной Америке ремонтируются очень редко, разве что обновляется внутренняя и внешняя отделка. Силовые каркасы и стеновые элементы не заменяются и не реставрируются.

Современное строительство использует различные схемы возведения зданий:

  • полностью построенные из СИП-панелей;
  • построенные по технологии с каркасом из бруса;
  • частично использованные СИП-панели, например для монтажа крыши;
  • обшитые СИП-панелями каркасы из дерева или металла.

Это приводит к тому, что классическая SIP технология размывается и все дома, в которых использованы конструкционные термоизолирующие панели стали называть каркасно-панельными или СИП-домами. Но правильно будет называть SIP-домами только такие здания, в которых стены построены из панелей с каркасом из бруса (или без каркаса, что в наших широтах редкость).

Современная технология не является разновидностью каркасной, а дальнейшим ее развитием, постепенно перерастающей в самостоятельный метод. Определение «канадская» не совсем точно обозначает родину технологии — первые СИП-панели начали использоваться в США, по крайней мере, для строительства жилых домов.

Преимущества дома по SIP технологии

При рассмотрении особенностей каркасно-панельного дома ближе, возникает ряд вопросов о его эксплуатационных свойствах. Подтверждением их соответствия самым строгим запросам служит то, что практичные американцы, канадцы, финны и шведы используют эту технологию очень широко и не сворачивают, а только расширяют каркасно-панельное строительство. Технология разработана практически до мелочей, но с каждым годом еще более усовершенствуется:

  • используются новые материалы для производства панелей;
  • вносятся коррективы в их размеры;
  • применяются новые техники монтажа;
  • расширяется сфера назначения зданий (офисы, склады, мастерские…

Все СИП-здания, построенные раньше и строящиеся сейчас, обладают рядом характеристик, выделяющих их среди построенных по другим технологиям.

Теплоизоляция

В конструкции сэндвич панели для строительства используются два листа OSB-3 (Oriented Strand Board) и утеплитель ПСБ-С-25. Слой теплоизолятора плотно запрессован между листами, вся конструкция представляет собой в сечении своеобразную двутавровую балку. Прочность системы достаточно высокая, но не менее высокие и теплоизоляционные свойства.

Сами по себе плиты OSB-3 не несут теплоизоляционной нагрузки — они достаточно хорошо проводят тепло, примерно, на уровне массивной древесины. Но заключенный между ними пенополистирол обладает очень хорошими теплозащитными свойствами. Технические характеристики материала:

  • плотность — 15 – 15 кг/м3;
  • прочность (сжатие) — 0,1 МПа;
  • теплопроводность — 0,037 °С, Вт/м.К;
  • водопоглощение — не более 2%;
  • горение — не более 4 с.

Такие данные говорят о том, что выбор пенопласта в качестве промежуточной вкладки не случайный. Матерал отлично удерживает тепло в доме и не пропускает его наружу. В то же время, панель не промерзает в сильные морозы. Пенополистирол принадлежит к группе самозатухающих, OSB-3 тоже горит плохо. Вопреки опасениям многих людей, не занимающихся строительством профессионально, SIP-панели не представляют пожарной опасности. В этом отношении они более предпочтительны, чем натуральное дерево.

Но вернемся к теплоизоляции. Слоистая структура панели работает, как сложная система. Внешняя панель пропускает часть холода к пенополистиролу, который задерживает его на 80 – 90%. В то же время, внутренняя панель пропускает в сторону пенополистирола часть тепловой энергии из дома, прокладка прогревается и полностью нейтрализует холод извне.

Потери тепла изнутри не превышают 5 – 10%, что намного превышает показатели кирпичных и деревянных стен без дополнительного утепления. Учитывая то, что толщина стены по СИП-технологии значительно меньше, экономическая выгода очевидна. Не следует выпускать из виду, и тот факт, что при одинаково периметре дома, внутренняя площадь каркасно панельных зданий значительно больше, чем у каменных, кирпичных и блочных. Если сравнивать типовые проекты, то экономия площади достигает 30%. Для даже небольшого дома, это равноценно еще одной дополнительной комнате.

Преимуществ у зданий из СИП-панелей очень много. Самые очевидные:

  • скорость строительства;
  • отсутствие усадки;
  • небольшой вес готового дома;
  • простота сборки;
  • стандартизация элементов;
  • возможность реализации сложных проектов;
  • низкие расходы на обслуживание;
  • экологичность;
  • большой запас прочности.

Одно из главных преимуществ — энергоэффективность. Построенные по классическим и некоторым новым технологиям дома требуют больших расходов на отопление. Традиционные для России кирпичные дома и здания из бревна и бруса выглядят солидно и презентабельно. А вот в отношении расходов на теплоносители значительно проигрывают. Времена, когда на отопление дома уходило не более 1% семейного бюджета — давно в прошлом. Современные реалии более суровы.

Период насмешек над рациональными европейцами и американцами закончился, когда пришлось сравнивать расходы на содержание домов. При значительно большей площади и уровню комфорта, каркасно-панельные дома обходятся на 40 – 50% дешевле в содержании, чем кирпичные или построенные из газо и пеноблоков. Разница в цене строительства, включая материалы, полностью нивелируется через несколько лет проживания в таком доме. Даже при непрерывном росте стоимости энергоносителей, в каркасно-панельном доме из конструкционно-теплоизолирующих элементов получается всегда быть в выигрыше. Даже по сравнению с каркасными домами, утепленными минеральной ватой, каркасно-панельные обладают в 1,5 раза лучшей тепловой защитой.

Технология SIP панелей предусматривает использование более плотного, чем минвата и практически не впитывающего влагу пенополистирола. Если теплозащитные свойства минеральной ваты ухудшаются с годами из-за:

  • переувлажнения;
  • слеживания под собственным весом;
  • окисления;
  • дефектов монтажа
  • повреждения при вибрациях и ударах…

то свойства плотного пенополистирола не меняются.

Панели SIP используются не только для монтажа стен. Из них строятся перегородки, перекрытия, основания кровельных конструкций. Дом получается как качественный термос — тепло не находит путей для утечки. В это же время в доме сохраняется комфортный микроклимат — система вентиляции продумана таким образом, что в дом поступает свежий воздух, но не охлаждает его. Оптимальная температура и влажность поддерживаются в любое время года. Об эффективности СИП-панелей в плане теплосбережения говорит то, что такие дома используют полярники в Арктике и Антарктиде, где морозы превышают среднестатистические по Средней полосе в 2 – 3 раза.

дома сип панель

Комфорт проживания

Кто хоть раз посетил дом, построенные по канадской технологии из теплосберегающих панелей, тот, несомненно, удивился ощущению открытого пространства. В каркасно-панельных домах обычно устанавливают очень большие окна. В сочетании с тонкими стенами, они создают эффект доминирования естественного освещения, что повышает психологический комфорт.

Удобство проживания в канадском доме повышает и низкая тепловая инерция стен. Они очень быстро прогреваются. При длительном отсутствии, можно установить отопление на минимум, что позволит снизить расход энергоносителей. При возвращении в дом, регулятор возвращается в нормальное положение, и дом быстро прогревается до нужной температуры. В кирпичном доме на такую процедуру уходит втрое больше времени и в 4 – 5 раз больше газа, дров или электричества.

В летнее время расход электричества на кондиционирование минимальный. В США и Канаде используется воздушная система отопления, работающая как на обогрев, так и на охлаждение. В России такие системы еще не получили массового распространения, поэтому для кондиционирования часто устанавливают сплит-системы. это оправданный шаг и вполне экономически выгодный. По оценкам экспертов, расходы на кондиционирование в каркасно-панельном доме на порядок ниже, чем в кирпичном и в 1,5 -2 раза ниже, чем в каркасном, с минеральным утеплителем. При температуре внешнего воздуха в 36 0С в полдень, в доме из СИП-панелей зафиксировано всего +25 0С без включения кондиционера.

Для комфорта проживания также важны:

  • отличная шумоизилояция;
  • постоянный уровень влажности;
  • отсутствие пыли;
  • минимальный риск появления плесени и грибка.

Для постоянного проживания в любой климатической зоне, от субтропиков до Крайнего Севера — это один из лучших вариантов домов в своей ценовой категории.

Технические особенности

Конструкция каркасно-панельного дома отличается легкостью и прочностью.  Вес одного квадратного метра стены составляет не более 20 кг. Если сравнивать с кирпичной стеной той же теплозащитной величины, то вес примерно в 50 раз ниже. С деревянной (брус) и каркасной, по традиционной технологии, выигрыш меньше, но тоже вполне ощутимый.

Это позволяет снизить затраты на подготовку фундамента. В зависимости от характеристик почвы, фундамент в условиях Средней полосы России может быть:

  • свайным;
  • свайно-винтовым;
  • столбчатым;
  • плитным;
  • ленточным, мелкозаглубленным.

Если проект дома предусматривает наличие подвала, то бетонируется только подвал, обычно он занимает только часть площади под домом. Самые удобные — свайно-винтовые фундаменты. Они позволяют построить дом в проектном виде, а затем пристроить любое требуемое сооружение — гараж, навес, террасу, веранду. Каркасно-панельная технология очень вариабельна — даже типовой дом легко преобразить до неузнаваемости без особых затрат и нарушения эксплуатационных характеристик.

Легкость дома делает его самым удобным для строительства на легких и неустойчивых почвах. Заглубить сваю можно на несколько метров, пока не будут достигнуты прочные слои. Увеличение длины свай не слишком ощутимо влияет на удорожание фундамента и практически не отражается на сметной стоимости дома. По затратности строительства, каркасно-панельная технология находится в самом низу списка.

Внешняя отделка

Одна из важных особенностей дома по SIP технологиям — многовариантность внешней отделки. Если дом построен на легком фундаменте, для фасада можно использовать:

  • сайдинг;
  • блок-хаус;
  • планкен;
  • доску в четверть;
  • вагонку;
  • полимерные панели…

Если вам нравиться внешний вид классического коттеджа, то удобно использовать фасадные термопанели под кирпич, или даже лицевой клинкер. Но в последнем случае необходим ленточный фундамент — клинкер и натуральный кирпич очень много весят. При выборе в качестве отделки кирпича или клинкера теряются одни из весомых преимуществ СИП-дома — легкость конструкции и доступная цена.

Внутренняя отделка

К интерьеру дома не выдвигается никаких ограничений. Использовать можно все те же материалы, что и в кирпичном доме, вплоть до декоративной штукатурки, шпаклевки и керамической плитки. Но чаще всего используют гипсокартон. ГКЛ можно монтировать непосредственно на плоскость панели, не используя металлический или деревянный каркас. Это ускоряет и удешевляет строительство. Внешние плоскости ОСП-3, образующих стенки сэндвич-панели типа СИП, ровные, гладкие и прочные. Гипсокартон ложится на всю плоскость и закрепляется значительно прочнее, чем на каркасе.

В результате такого типа монтажа:

  • увеличиваются шумоизоляционные свойства структуры;
  • уменьшается толщина стены;
  • повышается прочность отделки;
  • увеличивается несущая способность для крепления настенных конструкций (полок, вешалок, кронштейнов…).

Закрученный через гипсокартон в стену из ОСП-3 толщиной 12 мм шуруп выдерживает вырывающее усилие до 130 кг в осевом направлении и до 180 кг в перпендикулярном.

При таком способе отделки повышаются и противопожарные свойства стены. Отсутствие воздушного промежутка между панелью и ГКЛ снижает и без того низкий риск возгорания. По противопожарной стойкости структура ГКЛ/ОСП сравнивается с кирпичом и бетоном.

Начинать отделку каркасно-панельного дома СИП можно сразу же после окончания монтажа. Он совершенно не дает усадки, что выгодно отличает его от зданий из бруса и бревна. Начинать отделку можно еще до начала монтажа крыши, если позволяют погодные условия. Все коммуникации прокладываются до начала отделочных работ. Обычно они скрыты под гипсокартоном. На тех стенах, где проходят кабели и трубы, ГКЛ или другая отделка устанавливаются на каркас из металлических профилей или бруска.

Сезонность строительства

Вести строительные работы можно в любое время года, при отсутствии атмосферных осадков. Начиная от монтажа свай и заканчивая установкой кровли и отделкой, все операции производятся без использования тяжелой техники. Это дает возможность ограничить периметр стройплощадки 2 -3-мя метрами от периметра дома. Вся растительность на участке сохраняется, земляные работы ведутся только для прокладки труб, установки газгольдеров и септиков.

Дома строятся по популярной технологии PRE-CUT, то есть, сборки из заранее заготовленных по размеру фрагментов, которые остается только собрать в одно целое.

Список литературы:

  1. Жарова Е.А. Краткий обзор современных технологий малоэтажного жилищного строительства // Молодежь, наука, технологии: идеи и перспективы (МНТ-2015). Материалы II Международной научной конференции студентов и молодых ученых [Электрон. текстовые дан.]. - Томск: Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2015. - С. 49-52.;
  2. Понкратова М.С. Выбор материала ограждающих конструкций для строительства жилых объектов в целях повышения энергоэффективности и удешевления строительства // Молодежь, наука, технологии: идеи и перспективы (МНТ-2015). Материалы II Международной научной конференции студентов и молодых ученых [Электрон. текстовые дан.]. - Томск: Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2015. - С. 121-124.;
  3. Федюнина Т.В., Широченко К.А. Каркасно-панельная технология строительства домов - технология -Экопан // Инновационная наука и современное общество: Сборник статей Международной научно-практической конференции, 5 дек. 2014 г. - Уфа - С. 3-4.;
  4. Особенности домов из СИП-панелей - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://simsipstroy.com.ua/sip-technology.html.;
  5. Проблемные аспекты развития малоэтажного жилищного строительства России: Монография / Под общей редакцией Академика МАИН В.С. Казейкина и проф.С.А. Баронина. - М: ИНФРА-М, 2011. - 278 с.;
  6. ТУ 5366–001–54083838–2006 «Панели многослойные»;
  7. ГОСТ 15588-2014;
  8. ГОСТ 11047-90