Из какого материала построить дом? Сравнительный анализ

За тысячелетия практически непрерывного развития строительных технологий человечество успело использовать, казалось бы, практически все виды стройматериалов. Причем, большая часть вариантов пришлась на кровельные и стеновые материалы, поскольку, даже самая смелая фантазия современных или древних архитекторов не может сгенерировать образ сооружения без стен и крыши.

В наши дни существует множество разновидностей материалов для строительства стен и кровли. И, пожалуй, такой расширенный ассортимент способен только отпугнуть потенциального потребителя. Для противодействия подобным страхам в данной статье будет дана сравнительная характеристика стеновых материалов на натуральной основе (древесина) и рукотворных вариантов, объединенных в категорию «искусственный камень»

Древесина.

Этот вид стройматериалов был знаком еще самым первым строителям, однако, в наши дни древесина, по-прежнему, не утратила своей актуальности. На современном рынке «деревянные» стеновые материалы представлены, как в естественном формате (брус, бревна и доски), так и в виде искусственной продукции (панели, плиты, фанера и прочее).

Кроме того, древесные наполнители могут использоваться в процессе создания в некоторых сортов искусственных стройматериалов (в качестве присадки) или в качестве утеплителя (древесная стружка или опилки).

Сравнительная характеристика стеновых материалов из дерева составляется на основе оценки таких параметров, как теплопроводность, прочность, плотность, морозоустойчивость и огнестойкость. Точные характеристики деревянных стройматериалов зависят от конкретных сортов древесины, использованной для изготовления конечного продукта (бруса, доски или бревна) поэтому в данной статье мы будем оперировать усредненными показателями. Итак:

По теплопроводность деревянные материалы для стен относятся к наилучшим вариантам из всех существующих на рынке. Коэффициент теплопроводности древесины равен 0,09 Вт/(м °С). Лучший показатель имеет только пенопласт!

Плотность (удельный вес) древесины колеблется между 500 и 800 кг/м3, что выдвигает древесину на вторую позицию на рынке, поскольку первое место следует отдать пенобетонам.

Огнестойкость деревянных материалов следует отнести скорее к категории недостатков, чем к перечню достоинств. По этому критерию древесина находится на последних позициях.

Точная оценка прочности стройматериалов из дерева зависит от множества второстепенных факторов, таких, как влажность материла, расположение волокон в срезе и так далее. Поэтому по данному критерию древесину не оценивают. Следует только сказать, что по прочностным характеристикам деревянные стройматериалы допускаются в сегмент малоэтажного строительства наравне с более прочными кирпичами и блоками.

Искусственный камень.

В эту категорию стройматериалов входят кирпичи и блоки, получаемые по самым разным технологиям. Кроме того, эту когорту можно дополнить и различными видами бетона. Поэтому сравнительная характеристика стеновых материалов на основе искусственного камня наполнена неоднородными показателями, которые могут колебаться в пределах одного порядка по каждой составляющей.

К основным технологиям производства кирпича относят обжиг (так получается строительная керамика) и прессование (так производятся силикатные изделия). Строительные блоки могут изготавливаться по аналогичным технологиям или попросту «выпиливаться» из застывшей массы пенобетона. И полученные по этим технологиям стройматериалы будут обладать следующим набором характеристик:

Теплостойкость искусственных камней колеблется между 0,7 Вт/(м °С) у силикатного кирпича и 0,16 Вт/(м °С) у пористых бетонов. То есть, поданному критерию материалы для стен на основе искусственного камня можно одновременно причислить и к лидерам, и к аутсайдерам рынка.

Плотность (удельный вес) искусственных камней может равняться и 1800 кг/м3, как у полнотелого кирпича, и 800 кг/м3, как у пористых бетонов. Такой разброс показателей дает возможность использовать искусственный камень, как с усиленными, так и с легкими фундаментами.

Прочность искусственных камней демонстрирует аналогичное непостоянство. Этот показатель может колебаться в пределах от 15 МПа, демонстрируемых силикатными и керамическими кирпичами, до 5 МПа, характерных для шлакоблоков и блоков из вспененного бетона.

В итоге, проанализировав характеристики стеновых материалов, мы можем утверждать, что идеального выбора попросту не существует. Поэтому, материалы для стен необходимо подбирать исходя из предполагаемых условий эксплуатации. Ведь именно от них зависит перечень «главных» качеств и характеристик стеновых материалов.

Чтобы не запутаться в огромном разнообразии технологий и используемых строительных материалов, в этой статье мы попытаемся их сравнить между собой. Описывать мы будем только самые распространенные виды стенового материала, которые наиболее подходят для нашего климата.

Стены из теплой керамики и кирпича

Использование кирпича в строительстве частных домов экономически нецелесообразно. Связано, это в первую очередь с тем, что теплопроводность кирпича составляет 0.56 Вт/м*С. Это самый большой показатель среди всех рассматриваемых материалов, поэтому чтобы обеспечить должную теплоизоляцию дома, необходима толщина стены не меньше 1м. Кроме того, кирпич довольно тяжелый материал и требует залива массивного фундамента.

Кирпич, однако, не лишен и достоинств:

• Высокая прочность
• Презентабельный внешний вид
• Хорошая шумоизоляция
• Не нуждается в отделке
• Пожаробезопасен

С рынка строительных материалов обычный кирпич постепенно вытесняется керамическими блоками. За счет своей пористой структуры, теплая керамика, отличается лучшей теплоизоляцией. Учитывая то, что размеры этих блоков в несколько раз выше стандартного кирпича, процесс возведения дома становится быстрее, а соответственно и дешевле.

Важно!

Керамические блоки сохранили некоторые недостатки обычного кирпича – это высокая стоимость материала, большой вес и сезонность строительных работ. Из-за повышенной хрупкости и непрезентабельного внешнего вида, теплая керамика нуждается во внешней отделке.

Пено- и газобетонные стены

Сравнительно низкая теплопроводность и простота строительства, сделали пено- и газобетонные блоки наиболее приемлемым материалом для возведения частных домов. Большой размер блока позволяет выполнять кладку самостоятельно в самые сжатые сроки. Снижаются затраты на использовании цементного раствора. Распилить такой материал не составляет никакого труда – он легко поддается обработке.

Среди недостатков блоков следует выделить следующее:

• Низкая прочность, а как следствие необходимость заливки надежного качественного фундамента
• Существует вероятность приобрести некачественные блоки, «гаражного» производства
• Малая несущая способность
• Способность поглощать воду делает необходимым установку надежной гидроизоляции

Деревянные дома

Дерево в строительстве частных домов используется очень часто в связи с рядом достоинств этого природного материала. Деревянные дома обладают высокой эстетичностью. Они легко возводятся, поддаются перепланировке и транспортировке. Кроме обычного бревна, современная промышленность предлагает профилированные или оцилиндрованные брусья.

Недостатки деревянных домов:

• Невозможность реализовать большие площади комнат из-за ограниченности длины перекрывающего материала
• Необходимость выждать процесс усадки и высыхания до начала отделочных работ. В зависимости от влажности материала этот срок может составлять от полугода до года
• Высокая подверженность влиянию окружающей среды, и как следствие, необходимость частой обработки поверхности защитными веществами (примерно один раз каждые 4-8 месяцев)

Клееные брусья, в отличие от обычных бревен, практически не дают усадки, поэтому к отделочным работам можно приступать сразу после возведения коробки. Этот материал, благодаря правильной геометрии и плотному соединению, укладывается намного легче и прочнее, чем бревенчатые аналоги.

Контуры стен из бруса ровные и красивые, поэтому не нуждаются во внешней и внутренней отделке. Средняя стоимость соснового клееного бруса за 1 м.куб. составляет 25 000 рублей, для сравнения, 1 м. куб. оцилиндрованного бревна этой же породы будет стоить порядка 10 000 рублей.

Каркасные дома

Для тех, кто хочет сэкономить значительные средства на отоплении частного дома, каркасная технология строительства подойдет наилучшим образом. Стена толщиной всего в 30 см способна обеспечить высокий уровень теплоизоляции. Среди прочих достоинств этой технологии можно выделить следующие:

• Легкость конструкции, не требующая мощного фундамента
• Быстрый процесс строительства
• Отсутствие усадки
• Высокая скорость прогревания помещения в зимнее время года

К недостаткам каркасного строительства можно отнести необходимость использования только высококачественного материала и высокие требования к технологии возведения.

Шумоизоляция также считается слабым местом в каркасной технологии, однако решить эту проблему можно с помощью установки изоляционных материалов или увеличения толщины стены. Точность подгонки панелей и хорошее качество окон и дверей оказывает существенное влияние на способность проникания звуков в дом.

Дома из арболита

Арболит – это строительный материал, состоящий из деревянных стружек и цемента, который придает высокую прочность арболитным блокам. Этот материал обладает следующими достоинствами:

• Высокая теплоизоляция
• Пожаробезопасен, не подвержен гниению
• Не усыхает и не деформируется
• Малый вес

С обработкой арбалита также не возникнет трудностей – его легко пилить, сверлить, к нему прочно крепятся тяжелые конструкции на саморезах и гвоздях. К недостаткам этого материала можно отнести сравнительно высокую стоимость и необходимость в отделочных работах.

Сравнение технологий по энергозатратам

Какой дом экономичнее всего отапливать в зимнее время года? Что бы ответить на этот вопрос, необходимо сравнить теплопроводность строительных материалов, рассматриваемых в данной статье. Чем ниже теплопроводность, тем меньше требуется энергозатрат для отопления дома, и тем медленнее будет остывать помещение.

Самым высоким коэффициентом теплопроводности обладает кирпич, составляющим примерно 0.5 Вт/м*С. Для газосиликатных блоков этот показатель будет равен 0.12 Вт/м*С. Дома из деревянных бревен и брусьев обладают теплопроводностью 0.18 Вт/м*С.

Арболит – один из самых трудно проводящих тепло материал, коэффициент теплопроводности составляет 0.1 Вт/м*С. Лидером по изоляционным свойствам, среди представленных технологий, являются каркасные дома, теплопроводность стен которых всего 0.04 Вт/м*С.

Основываясь на приведенных показателях теплопроводности несложно рассчитать затраты на отопления домов, построенных по различным технологиям. Для наглядности будем рассматривать дом, с полезной площадью помещения 140 кв.м., а также не учитывая теплопотери через пол, потолок, окна и двери.

Рассчитываются теплопотери по следующей формуле:

Формула расчета теплопотерь

Подставив численные значения в формулу, ее можно привести к следующему виду:

Q= λ * 21000 , теперь подставляя вместо λ , известную величину теплопроводности, рассчитаем для каждого материала теплопотери и затраты на отопление. Для стандартизации результата, возьмем электрический способ отопления для всех видов домов.

• Теплопотери кирпичного дома составляют 12 кВт*ч, что является самым высоким показателем среди рассматриваемых технологий. Затраты на отопление при помощи электрических обогревателей составляют порядка 42 000 рублей в месяц. Эта величина может быть уменьшена в несколько раз при выборе других способов отопления.
• Деревянный дом теряет тепла 4 кВт*ч, на восполнение которого, придется потратить около 14 000 рублей каждый месяц.
• Дома из каркаса в отношении энергопотерь самые экономичные, Q=0.798 кВт/ч. Для отопления такого дома нужно будет тратить всего 2 873 рубля в месяц.

Стоимость возведения и содержания

Приведенные в предыдущем разделе данные, дают только общую картину о теплопроводности материалов. Естественно никто не будет строить кирпичный дом с толщиной стен всего 0.2м, и потом тратить по 42 000 рублей в месяц на его отопление. Поэтому приведем данные на стоимость строительства, отопления и проведения ремонтных работ рассматриваемых домов, с учетом достижения приблизительно одинаковых теплопроводных характеристик. Достигаться они могут путем увеличения толщины стен и использования теплоизоляционных материалов.

Для наглядности и возможности сравнения, представим получившиеся результаты в виде таблицы:

Приведенные выше цифры служат исключительно для ознакомления и сравнения технологий. Конечное же значение стоимости строительства будет зависеть от многих факторов – конструкционные особенности здания, используемые отделочные материалы, вид кровли и пр.

Как видно из приведенной таблицы, экономически целесообразней использовать каркасные и технологии и арболит при возведении частных домов. Однако не стоит забывать и про эстетические соображения – сооружения из дерева и кирпича смотрятся богато и внушительно. Выбор того или иного материала также еще зависит от климатических особенностей региона, в котором осуществляется строительство. В местностях с большим количеством выпадающих осадков и высокой влажностью лучше не использовать деревянные конструкции.

Целью этой статьи было сравнить основные материалы для возведения стен в частном строительстве, а также описать их достоинства и недостатки. В результате можно констатировать, что все эти технологии могут быть востребованы в одинаковой степени, не смотря на их существенные различия по многим характеристикам. Отдать предпочтение ни одному из материалов мы не беремся, каждый сможет сделать свой выбор самостоятельно в зависимости от собственных пожеланий.

ВИДЕО:

Лицевой кирпич. Предназначен для облицовки здания. Он позволяет эффективно решать архитектурно-художественные и дизайнерские задачи. Лицевой кирпич может быть керамическим или силикатным. Кирпич имеет различный размер: одинарный или полуторный, различную фактуру и цвет.

По внешнему виду лицевой кирпич отличается от рядового качественной наружной (лицевой) поверхностью с декоративным рисунком или без него. Поверхность лицевого кирпича может быть гладкой, шероховатой, рифленой, рельефной, колотой. По структуре кирпичи могут быть полнотелыми и пустотелыми. Цветовая гамма лицевого кирпича многообразна от белого до темных цветов. Цвет и качество кирпича во многом зависит от состава глины, а специальные добавки позволяют получать различные оттенки и цвета.

Несущие стены могут быть выполнены из различных материалов. От них зависят эксплуатационные свойства. Стеновые конструкции несут на себе нагрузку от собственного веса и веса опирающихся на них конструктивных элементов, а также выполняет теплоизоляционные, звукоизоляционные, и другие функции. При строительстве коттеджа, следует точно понимать какие именно материалы будут использоваться при кладке стен, а для этого необходимо ознакомиться с типом стеновых конструкций.

Керамический кирпич. По своему типу керамический кирпич может быть полнотелым, пустотелым и поризованным. Полнотелый кирпич не имеет пустот в теле кирпича. Обладает особой прочностью и устойчивостью к воздействию внешней среды. Пустотелый кирпич имеет в своем теле пустоты (различный процент), что повышает теплотехнические характеристики кирпича. Поризованный кирпич помимо пустот в теле содержит микропоры, которые дополнительно облегчают вес кирпича, а также улучшают его теплотехнические свойства. Может быть только строительным. Такой крупноформатный кирпич может замещать в объеме до 15 стандартных кирпичей.

Рядовой кирпич применяется для кладки внутренних и внешних стен, возведения колонн, столбов и других конструкций, несущих помимо собственного веса дополнительную нагрузку.

К рядовому кирпичу применяются следующие требования: влагопоглощение не менее 6%; высокая морозостойкость (не менее 50 циклов); прочность для пустотелого кирпича от М100, для полнотелого кирпича М125, а для поризованного от М35 и выше; теплопроводность 0,5-0,7 ватт/мС. Эти параметры позволяют кирпичам быть устойчивыми к климатическим условиям, а, следовательно, долго сохранять надежность и привлекательный вид.

Преимущества кирпича:

Кирпич является самым древним, созданным человеком строительным материалом. Проверенный временем. История использования кирпича насчитывает не одно тысячелетие. За это время он зарекомендовал себя как идеальный строительный материал для строительства любых зданий и сооружений.
- экологичный. Кирпич производится из простых экологически чистых компонентов – песка и глины. Дополнительных примесей, как правило, не используется.
- прочный. Кирпич неимоверно прочный материал, по прочности приближается к природному камню. Из полнотелого кирпича можно простроить здания высотой до 1000 метров.
- долговечный. Дома из керамического кирпича построенные века назад до сих пор стоят и пригодны для эксплуатации. Гарантийный срок эксплуатации домов из кирпича составляет 100-150 лет.
- устойчивый к влиянию агрессивных факторов – огнеупорный, морозоустойчивый, с низким водопоглощением.
- благоприятный микроклимат. Капиллярная система кирпича позволяет осуществлять естественное кондиционирование в доме.
- низкая цена эксплуатации дома. Кирпичный дом долгое время не требует капитального ремонта.

Керамзитобетонный блок. Керамзитобетон - относится к группе легких бетонов, хотя обладает более значительным объемным весом, в 1,5-2 раза превышающим объемный вес пенобетона, газобетона и полистиролбетона. Изготавливается из керамзита, песка, цемента и воздухововлекающих добавок. Керамзит – продукт обжига легкоплавких глинистых пород, представляющий собой пустотелые шарики из обожженной глины. В процессе изготовления керамзитобетона эти шарики склеиваются между собой, образуя прочный, экологически чистый и сравнительно легкий материал.

Преимущества:

Современные технологии производства. Блоки изготавливаются по немецкой технологии методом полусухого вибропрессования. Это наиболее передовая технология производства строительных материалов.
- Экологическая чистота. Для производства блоков используется только экологически чистое натуральное сырье: керамзит, цемент, песок и воду. Стены из керамзитобетонных блоков дышат, регулируя влажность воздуха в помещении, не имеют запаха и не выделяют вредных компонентов в течение всего срока эксплуатации.
- Высокая тепло- и звукоизоляция. За счет большой пористости керамзитобетонные блоки обладают высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами. Их применение возможно в любых климатических условиях, в зданиях самого разнообразного назначения.
- Уменьшение себестоимости и сокращение сроков строительства. По объему, 1 блок равен 7,14 кирпичам, что позволяет не только увеличить скорость кладочных работ, но и значительно сократить расход кладочного раствора.

Легкость. Благодаря легкости блока значительно снижается нагрузка на фундамент, а, следовательно, и стоимость его возведения. Низкий вес в сочетании с высокой прочностью позволяет строить дома до 3 этажей, не применяя при этом сложную подъемную технику.
- Прочность и долговечность, пожаробезопасность, влагостойкость и морозоустойчивость, биостойкость (не подвержены гниению).

Керамический пустотелый крупноформатный блок – керамический поризованный кирпич крупного формата. Новое поколение кирпича, сочетая новейшие технологии производства и традиции кирпичного домостроения. Активно используется в малоэтажном и высокоэтажном строительстве для возведения наружных и внутренних стен. В ассортиментный ряд входят поризованные камни (камнем называется кирпич, превышающий формат 2NF) формата 2,1NF, 4,5NF, 10,7NF, 11,3NF и 14,5NF. По сравнению с обычным кирпичом поризованная керамика имеет два основных преимущества: поризованная структура и крупный формат, - что значительно улучшает теплотехнические и потребительские свойства продукции.

Преимущества:
- Поризованный камень обладает всеми достоинствами традиционного керамического кирпича
- Сокращается время ведения кладки: из обычного кирпича каменщик выкладывает за смену где-то 3- 4 куба кладки, а из крупноформатных блоков до 8 кубов, срок строительства сокращается в среднем на 40%
- Сокращается расход раствора, поскольку растворных швов становится меньше ввиду крупного формата поризованного кирпича и отсутствием вертикальных швов
- Стена становится «теплее» за счет сокращения растворных швов, соответственно, сокращается количество мостиков холода
- Стена становится «теплее» за счет поризованной структуры крупноформатного камня (на 20% теплее стены из обычного пустотелого кирпича)
В эксплуатации дом много дешевле, нежели дом из иных материалов – решение задачи энергосбережения (показатели теплопроводности кладки варьируются в интервале 0,154-0,26 Вт/м 0С в зависимости от камня)
- Экологичность. Используется только природное сырье: кембрийская глина, вода, деревянные опилки.

Газосиликатный блок - это один из видов ячеистых бетонов. В производстве газобетона задействованы природные минеральные вещества: вода, известь, цемент, кварцевый песок, а благодаря газообразующим веществам он получается пористым. Газобетон требует особых условий производства, больших энергозатрат, специального оборудования и соблюдения всех технологий, а главное – наличие температурной (автоклавной) обработки материала, которая значительно повышает прочность материала. Высококачественный газобетон производится крупными заводами-изготовителями. Качество изделий из ячеистого бетона напрямую зависит от используемого сырья, технологии изготовления и оборудования предприятия.
Газобетонный блок обладает хорошими физическими характеристиками: он легок, но вместе с тем прочен, легко поддается обработке, обладает высокой тепло и звукоизоляцией. Кладка, учитывая крупный формат блоков, производится достаточно быстро. В свою очередь, точная геометрия позволяет класть блоки максимально точно, на специальный клей (применение обычных растворов негативно отражается на качестве) с толщиной шва всего 2-3 мм, а внутренняя и внешняя отделка потребует намного меньше средств. Снижаются затраты на фундамент, но чрезмерная экономия на фундаменте дома со стенами из газобетонных блоков, несмотря на вес, чревата негативными последствиями, из-за особенности работы материала в стене дома (материал плохо работает на изгиб).

Преимущества:
- простота в работе (легкость обработки, резки, сверления);
- небольшой вес (учитывая особенность материала, позволяет уменьшить затраты на фундамент);
- высокие темпы строительства;
- высокий уровень огнестойкости;
- высокая тепло и звукоизоляция;
- возможность возводить стены сложной конфигурации;
- достаточная долговечность.

Сравнительная характеристика стеновых материалов