Стены

При строительстве солнечного дома могут использоваться различные типы стен. Идеальная конструкция наружной стены должна соответствовать сразу нескольким, иногда противоречивым, требованиям:

1. Высокий коэффициент теплоизоляции
2. Прочность
3. Воздухопроницаемость
4. Паропроницаемость
5. Теплоинерционность, т.е. способность накапливать зимой тепло (летом — прохладу) для выравнивания температурных колебаний в течение суток
6. Экологичность
7. Пожаробезопасность
8. Хорошая защита от неблагоприятных погодных факторов
9. Высокая звукоизоляция
10. Разумная цена

Стен, полностью отвечающих всем требованиям, нет и не может быть в принципе, особенно однородных по составу. Существуют компромисные варианты, в которых всегда жертвуют одним показателем для улучшения другого. Например, ухудшением несущей способности и прочности в пользу теплоизоляции. Тем не менее, достичь хороших показателей теплоизоляции все равно не удается, поэтому такие стены нуждаются в дополнительном утеплении. Основное противоречие заключается в количестве находящегося в строительных конструкциях воздуха, который, как известно, является лучшим теплоизолятором, но не добавляет конструкции прочности. Поэтому материал с высокой несущей способностью и прочностью (например, бетон, металл, камень, кирпич и т.д.) не может обладать хорошей теплоизоляцией и наоборот. Хотя существуют исключения, но они либо слишком дороги, либо соверешенно неэкологичны.

Поэтому стена делается комбинированной из разных материалов, каждый из которых выполняет свою функцию максимально эффективно.  Один отвечает за прочность, другой — за теплоизоляцию, паро- и воздухопроницаемость, третий — за теплоинерционнсть и пожарную безопасность, четвертый — за защиту от внешних факторов. При этом все они экологичны и недороги.

Конструкция стены в направлении изнутри — наружу выглядит следующим образом:

• внутренняя отделка
• штукатурка
• несущая часть стены (кирпич, ракушечник, ячеистый бетон, саман и т.д. или каркас)
• утеплитель
• вентилируемый фасад

Каркасные стены более предпочтительны для строительства солнечного дома. Каркасные стены просты, их можно быстро возвести, сделать крышу и производить работы при любой погоде. Каркас выполняет роль несущей конструкции, а утеплитель и облицовка крепятся к каркасу с внешней стороны. Каркас выполняется из дерева, металла, железобетона. Заполнителем каркаса служат тяжелые теплоинерционные материалы: кирпич, ракушняк, ячеистый бетон, саман и другие. Но заполнение каркаса теплоинерционным материалом в наружных стенах можно и не делать. Необходимая суточная тепловая инерция обеспечивается за счет применения внутренних аккумуляторов тепла, в том числе — массивных межкомнатных стен.

Более привычна бескаркасная стена. Она изготавливается из любого прочного, тяжелого, теплоинерционного материала: кирпича, керамических блоков, ракушняка, пено- или газобетона, самана, бетонных блоков, цельнолитого бетона. Снаружи стена в любом случае имеет толстый слой теплоизоляции. Основные преимущества такой стены – длительный срок службы и высокая теплоинерционность. Недостатков больше:

• Высокая стоимость по сравнению с каркасной стеной
• Более мощный, а, следовательно, более дорогой фундамент
• Материалы для такой стены, как правило, недостаточно экологичны, кроме ракушняка и самана
• Излишняя толщина стены. Для конструкционной прочности необходимая толщина стены колеблется для разных материалов в пределах 200-600 мм. Однако для выполнения функции аккумулирования тепла достаточно 100 мм. Слои стены глубже 100 мм просто не работают. Кроме того, необходим еще достаточный слой теплоизоляции 300-400 мм и при этом толщина стены не должна оставаться в разумных пределах.

Исходя из вышеизложенного, оптимальная конструкция стены, максимально удовлетворяющая всем требованиям, выглядит следующим образом:

Стена толщиной 630 мм представляет собой несущий деревянный каркас (прочность, сейсмоустойчивость, экологичность, невысокая цена), заполненный соломенными блоками (теплоизоляция, воздухо- и паропроницаемость, экологичность, невысокая цена). С обеих сторон стена покрыта глиняной штукатуркой, причем толщина штукатурки изнутри составляет 50 -100 мм (аккумулятор тепла, идеальная влажность, пожаробезопасность, экологичность, невысокая цена), а снаружи достаточно 20 мм (пожаробезопасность, ветрозащита). Снаружи стена  обшита доской «под брус» 20 мм (защита от неблагоприятных погодных факторов) через воздушный промежуток 40 мм. Таким образом, получается вентилируемый фасад, который с одной стороны хорошо защищает стену от атмосферных и механических воздействий, а с другой – обеспечивает оптимальный воздухообмен и выведение излишней влаги из стены. Изнутри глиняная штукатурка может быть просто окрашена силикатной краской или оклеена обоями. Для получения идеальных геометрических форм – облицовка гипсокартоном, но опыт показывает, что это делать нежелательно. Во-первых, в таком случае образуются ненужные пустоты, во-вторых, облицовка закрывает глину, которая идеально регулирует микроклимат в помещении.  Толстый слой глиняной штукатурки хорошо выравнивает суточные температурные колебания и регулирует влажность в жилых помещениях на оптимальном уровне 50%±10%. При высокой влажности снижается срок эксплуатации строительных конструкций, увеличивается вероятность образования плесени и грибков, при низкой – дискомфорт испытывает человек (сухость  кожи и слизистых оболочек). В толще глиняной штукатурки размещаются инженерные системы, в частности электропроводка, что обеспечивает высокую пожаробезопасность. На него без проблем крепятся нетяжелые вещи вроде картин, фотографий, акустических систем и т.д. Для тяжелых полок и шкафов устанавливаются закладные бруски, закрепленные на несущий каркас дома.

Таким образом, конструкция наружной стены максимально соответствуют всем вышеперечисленным требованиям к ограждающим конструкциям жилого дома:

1. Высокая теплоизоляция (R=10,2 оС*м2/Вт при плотности соломенного блока 75 кг/м³)
2. Прочность обеспечивается мощным деревянным каркасом
3. Паропроницаемость (не менее 0,20 Мт/м.ч. Па) и воздухопроницаемость как у деревянной избы, которая считается эталоном по качеству воздуха
4. Высокая теплоаккумулирующая способность стен (147,5 кДж/м²*°K) при внутреннем слое штукатурки 50 мм
5. Способность глиняной штукатурки поддерживать влажность в доме на идеальном уровне 50±10%
6. Экологичность всех материалов, т.к. все имеют природное происхождение и ни один материал не подвергается термической или химической обработке при производстве и строительстве
7. Пожаробезопасность (115 минут сопротивление открытому огню), которая обеспечивается двусторонней штукатуркой
8. Хорошая защита от внешних погодных факторов
9. Высокая звукоизоляция (59.8 Дб в диапазоне частот 125 — 4000 Гц без учета наружной облицовки
10. Низкая цена (479 грн./м²)