Стабилизатор напряжения: что это такое и есть ли от него польза?

Способ установки

По способу установки все стабилизаторы делятся на настенные и напольные. При выборе места нельзя забывать, что стабилизатор при работе нагревается и его вентиляторы должны иметь возможность свободно работать. Вредное воздействие на стабилизатор оказывают влажность, пыль, высокая или низкая температура. Нельзя устанавливать его в сырых подвальных или чердачных помещениях.

Оптимальным местом для установки магистрального стабилизатора напряжения для дачи и дома будет точка рядом с распределительным щитком в коридоре или сухой кладовке.

По способу установки все стабилизаторы делятся на настенные и напольные. При выборе места нельзя забывать, что стабилизатор при работе нагревается и его вентиляторы должны иметь возможность свободно работать. Вредное воздействие на стабилизатор оказывают влажность, пыль, высокая или низкая температура. Нельзя устанавливать его в сырых подвальных или чердачных помещениях.

Плюсы и минусы стабилизаторов напряжения

Покупкой стабилизатора напряжения чаще всего задумываются владельцы частных домов, строения которых значительно удалены от подстанции. Особенно заметна просадка напряжения зимой и летом. В зимний период года работает электроотопление, а летом — кондиционеры. И если ваш дом будет расположен в последних рядах от подстанции, то просадка напряжения будет существенной.

Вследствие этого в доме не тянет микроволновка и другие приборы. Вода в водонагревателе нагревается почти сутки, и светодиодные лампы мигают или попросту не загораются. Все это дело рук плохого напряжения, и стабилизатор способен решить данную проблему, раз и навсегда.

  • Стабилизатор не вытягивает по нижнему порогу напряжения. Нужно знать, что в каждом стабилизаторе напряжения есть нижний и верхний порога отключения. Если напряжения на линии выше или ниже данного параметра, то, стабилизатор не включится.

Определение

Стабилизатор напряжения (СН) — это устройство, предназначенное для преобразования входного нестабильного напряжения из электросети: заниженного, завышенного или с периодическими скачками, в стабильное по величине на выходе устройства и подключенных к нему электроприборах.

Перефразируем для чайников: стабилизатор делает так, чтобы для подключенных к нему приборов напряжение всегда было одинаковым и близким к 220В независимо от того, каким оно поступает на его вход: 180, 190, 240, 250 Вольт или вообще плавает.

Отметим, что 220В или 240В это стандартная величина для РФ, Беларуси, Украины и так далее. Но в некоторых странах ближнего и дальнего зарубежья оно может быть другим, например 110В. Соответственно «наши» стабилизаторы там работать не будут.

Стабилизаторы бывают разных видов: как для работы в цепях постоянного тока (линейные и импульсные, параллельного и последовательного типов), так и для работы в цепях переменного тока. Последние часто называют «стабилизаторы сетевого напряжения» или просто «стабилизаторы 220В». Если говорить простым языком, то такие стабилизаторы подключают к электросети, а уже к нему подключают потребители.

В быту СН используют для защиты как отдельных приборов, например, для холодильника или компьютера, так и для защиты всего дома, в этом случае мощный стабилизатор устанавливается на ввод.


Плавная и самая точная регулировка выходного напряжения у инверторных СН, на втором месте — сервоприводные, а у релейных и электронных регулировка происходит ступенчато, и точность зависит от количества ступеней. Как упоминалось выше, лежит в пределах 10%, чаще около 5%.

Сервоприводные

Основные элементы сервостабилизаторов это автотрансформатор и сервомотор. При отклонении напряжения от нормы контроллер отдает сигнал сервомотору, который переключает нужные обмотки автотрансформатора. В итоге применения такой системы обеспечивается плавное регулирование и точность до 1% от общего диапазона.

В сервоприводном СН один конец первичной обмотки трансформатора подключен к жесткому ответвлению автотрансформатора, а второй конец первичной обмотки подключен к подвижному контакту (графитовой щетке), который передвигается серводвигателем. Один вывод вторичной обмотки трансформатора подключен к входному источнику питания, а второй вывод подключен к выходу стабилизатора напряжения.

Плата управления сравнивает входное и опорное напряжение. При любых отклонениях от заданных вступает в работу сервопривод. Он перемещает щетку по ответвлениям автотрансформатора. Серводвигатель будет продолжать работать, пока разность между опорным и выходным напряжением станет равным нулю. Весь этот процесс, от поступления электроэнергии плохого качества до выхода стабилизированного тока, проходит за десятки миллисекунд и ограничен скоростью перемещения щетки сервоприводом.

Сервоприводные стабилизаторы сетевого напряжения производят в различном исполнении.

  1. Однофазные. Состоят из одного автотрансформатора и одного сервопривода.
  2. Трехфазные. Подразделяются на два типа. Сбалансированные – имеют три трансформатора и один сервопривод и одну цепь управления. Регулирование осуществляется на всех трех фазах одновременно. Используются для защиты трехфазных электрических аппаратов, станков, приборов. Несимметричные – имеют три автотрансформатора, три серводвигателя и три цепи управления. То есть стабилизация происходит в каждой фазе, независимо друг от друга. Область применения: защита электрооборудования зданий, цехов, промышленных объектов.

Достоинства сервоприводных стабилизирующих устройств:

  • быстродействие;
  • высокая точность стабилизации;
  • высокая надежность;
  • стойкость к перенапряжениям;
  • нуждаются в периодическом обслуживании;
  • требуют минимальных навыков настройки устройства.
  • быстродействие;
  • высокая точность стабилизации;
  • высокая надежность;
  • стойкость к перенапряжениям;

Какой тип стабилизатора напряжения подходит для квартиры?

Сразу откинем технически устаревшие и непригодные для современного бытового использования феррорезонансные устройства. Остальные типы стабилизаторов рассмотрим подробнее.

Тип стабилизатораОсобенности
РелейныеПринцип работы основан на переключении обмоток трансформатора специальными реле. Выбирается та обмотка, напряжение на которой имеет значение наиболее близкое к номинальному.
Главные достоинства: доступная цена и достаточно высокая скорость срабатывания.
Существенный недостаток – не лучшая точность стабилизации, которой может не хватить для чувствительных электронных компонентов современной бытовой техники.
Дополнительное неудобство при бытовом использовании релейных стабилизаторов доставляет шум, сопровождающий каждое срабатывание реле.
ЭлектромеханическиеОсуществляют коррекцию напряжения за счёт перемещения по обмотке трансформатора специального контакта, приводимого в движение сервоприводом.
Преимущества: повышенная (по сравнению с релейными аппаратами) точность стабилизации и низкая стоимость большинства моделей.
Ряд серьёзных недостатков осложняет применение электромеханических стабилизаторов в городских квартирах. Речь идёт о низкой скорости срабатывания (за исключением некоторых дорогостоящих устройств), высоком уровне шума, ненадёжности механики и возможном искрении при работе.
Кроме того, отдельных финансовых расходов потребуют периодическое обслуживание и замена изношенных токосъёмных контактов (графитовых щеток).
Симисторные и тиристорныеПо принципу действия схожи с релейными, но переключение между обмотками трансформатора осуществляют максимально увеличивающие быстродействие и делающие работу устройства практически бесшумной полупроводниковые ключи: тиристоры и симисторы. Характеристики стабилизаторов данного типа превосходят многие аналоги.
Такие устройства могут успешно применяться в городских квартирах, но и они не способны гарантировать необходимое для устойчивого функционирования различной электроники, полностью независящее от внешних сетевых условий безразрывное электропитание идеальной синусоидальной формы.
ИнверторныеИнновационные стабилизаторы, конструктивно отличающиеся от всех вышеприведённых устройств. Их принцип работы, построенный на базе передовой технологии двойного преобразования энергии, не только нейтрализует все присущие стабилизаторам других типов недостатки, но и обеспечивает недоступные им технические характеристики.
  • установка стабилизатора для защиты отдельных бытовых приборов;
  • установка стабилизатора для централизованной защиты всей электросети.

Чтобы дёшево и надёжно?

Ну кто не хочет купить недорогой и надёжный стабилизатор? Или хотя бы помечтать о существовании такого? Спешим разочаровать, такой модели мы не знаем.
И даже если совсем не брать в расчёт ценовой фактор, то всё равно нельзя найти такой идеальный стабилизатор, который устраивал бы всех. Даже у самого дорогого тиристорного или инверторного стабилизатора найдутся свои недостатки.
При выборе стабилизатора для дачи (и не только её), нужно прежде всего узнать как можно точнее состояние своей электросети и расставить определенные приоритеты.
Например, что для вас важнее: точность или диапазон стабилизации? Возможность работать на неотапливаемой даче или плавность регулировки напряжения? Возможность выдерживать мощные пусковые токи или получать напряжение максимально высокого качества путём двойного преобразования?
Чтобы не повторяться здесь, рекомендуем знакомиться с содержимым статьи: Как выбрать стабилизатор напряжения?.

Ну кто не хочет купить недорогой и надёжный стабилизатор? Или хотя бы помечтать о существовании такого? Спешим разочаровать, такой модели мы не знаем.
И даже если совсем не брать в расчёт ценовой фактор, то всё равно нельзя найти такой идеальный стабилизатор, который устраивал бы всех. Даже у самого дорогого тиристорного или инверторного стабилизатора найдутся свои недостатки.
При выборе стабилизатора для дачи (и не только её), нужно прежде всего узнать как можно точнее состояние своей электросети и расставить определенные приоритеты.
Например, что для вас важнее: точность или диапазон стабилизации? Возможность работать на неотапливаемой даче или плавность регулировки напряжения? Возможность выдерживать мощные пусковые токи или получать напряжение максимально высокого качества путём двойного преобразования?
Чтобы не повторяться здесь, рекомендуем знакомиться с содержимым статьи: Как выбрать стабилизатор напряжения?.

Как выбрать стабилизатор напряжения (2018)

Вместо привычного с детства числа 220 в маркировке современных электроприборов все чаще попадается 230. С недавних пор именно 230 В является стандартным напряжением в России и многих других странах. Впрочем, для большинства электроприборов разницы между 230 и 220 В нет никакой. Стандартом допускаются отклонения напряжения сети на ±10%, т.е. от 207 до 253 В. Производители бытовой техники ориентируются именно на эти показатели.

Однако в реальности напряжение в этих рамках удерживается не всегда. В новых микрорайонах, в деревнях и поселках часто к старой подстанции, рассчитанной на определенную нагрузку, подключается много новых потребителей. Это приводит к падению напряжения до 190 В и даже ниже, что бывает хорошо заметно по горящим в полнакала лампочкам. К сожалению, снижением яркости лампочек проблема не исчерпывается. Возрастают токи в обмотках электродвигателей насосов, холодильников, стиральных машин, посудомоек и пр. Это может привести к выходу двигателя из строя.

Бывает в сети и повышенное напряжение, также довольно частое в загородных домах – иногда подстанции намеренно подстраиваются на выдачу повышенного напряжения, чтобы на удаленных потребителях оно поднялось до нормального. При этом на потребителях, близких к подстанции, оно может быть около 250 В. Если при этом еще и нулевой провод окажется не заземлен, то из-за перекоса фаз напряжение может подняться еще выше – до 260 В и даже больше. Ну и не так уж редки случаи, когда электрики случайно подключают в щитке вместо нулевого провода – еще одну фазу, выдавая потребителям 400 В вместо 230. Повышенное напряжение вредно всем потребителям без исключения, поскольку ведет к увеличению выделения тепла, перегреву деталей, выходу их из строя и даже воспламенению.

Можно защитить все электроприборы в доме, установив во входном щитке реле напряжения, но это не решит проблему полностью – при выходе напряжения за установленные рамки оно просто обесточит потребителей. Чтобы защититься от длительных просадок или повышений напряжения, следует ставить стабилизатор.

Конечно, можно поставить мощный стабилизатор на входе в дом и защитить всю технику скопом, но это будет стоить весьма недешево. Тем более что особой надобности в этом и нет – различные электроприборы по-разному реагируют на повышенное или пониженное напряжение. Вполне возможно, что не всей вашей технике нужна защита стабилизатором.

Конечно, можно поставить мощный стабилизатор на входе в дом и защитить всю технику скопом, но это будет стоить весьма недешево. Тем более что особой надобности в этом и нет – различные электроприборы по-разному реагируют на повышенное или пониженное напряжение. Вполне возможно, что не всей вашей технике нужна защита стабилизатором.

Зачем они были нужны вчера.

Начнем с того, зачем стабилизаторы напряжения были нужны когда-то. Тут ответ более-менее прост – те, кто заселялся в новые квартиры в 60-70-х годах прошлого века, возможно и сами еще помнят, что в первые несколько месяцев (а то и лет) колебания напряжения в бытовой сети сильно отклонялись от положенных 220 вольт. Что было заметно невооруженным глазом – лампочки время от времени начинали светить вполсилы, а иногда перегорали; изображение на экране черно-белых еще телеприемников при этом тоже бледнело и становилось едва различимым.

Причиной таких неприятностей было, как правило, подключение к сети массы новых потребителей, при котором выходное напряжение с трансформаторных подстанций делилось на сильно большее число – и оттого падало с 220 до 210, а то и 200 вольт. И наоборот – когда потребители от сети массово отключались (например – выключали все, что можно, уходя на работу), то напряжение в сети могло надолго подскочить до 240, а то и 250 вольт.

В таких условиях стабилизаторы напряжения были и в самом деле необходимы. Причем самые первые из них не были даже автоматическими – они представляли собой обычный трансформатор, по внешней обмотке которого надо было вручную перемещать клемму.

Со временем они уступили место феррорезонансным стабилизаторам, а когда в цветных телевизорах стали монтировать импульсные блоки питания, нужда в таких стабилизаторах напряжения и вовсе отпала – благо, что и сильные колебания напряжения в городской электросети ушли в прошлое. Сейчас эти колебания не превышают, как правило 5% , длятся не более минуты и наблюдаются, в основном, в сельской местности.

ИБП — это не стабилизатор напряжения, а преобразователь тока, который сперва выпрямляет сетевой переменный ток, а затем формирует из него импульсы частотой более 10 кГц, которые после подаются на специальный встроенный импульсный трансформатор. Поэтому перепады напряжения в пределах ГОСТа на входе для электронного устройства с ИБП большого значения не имеют.

masterok

Вывод: в случае пониженного напряжения использование стабилизатора приводит к потери электроэнергии, дать экономию он не может.
Рассмотрим вариант, когда в сети повышенное напряжение, к примеру 250 Вольт. Мы включаем стабилизатор. На выходе прибора теперь 220 вольт. Все приборы в доме работают хорошо. Холодильник работает хорошо, чайник быстро греет воду. Но теперь все работает от 250 Вольт. Возможно мы получили большой перерасход электричества? К счастью, нет. Для питания необходимой нагрузки стабилизатор использует меньшую силу тока на входе, работает закон сохранения энергии . Сила тока на входе будет меньше номинальной мощности питаемых приборов пропорционально повышению напряжения внешней сети. Однако сам стабилизатор будет так же потреблять небольшую часть энергии.

Феррорезонансные

В основе работы этих приборов лежит магнитное воздействие на сердечники трансформатора, изготовленные из ферромагнитов. Они обладают достаточно высоким показателем мощности и оборудуются специальными фильтрами, снижающими электромагнитные помехи.

Отличительными особенностями являются высокое быстродействие, точность регулировок и продолжительный срок службы. В бытовых условиях такие стабилизаторы применяются очень редко, поскольку издают непрерывный гул во время работы.

К минусам можно отнести большие габаритные размеры и высокую стоимость.

Выбирается с учетом параметров и технических характеристик бытовых устройств и оборудования, которые запланированы к подключению через стабилизатор.

Что это такое

Стабилизатором называется устройство, которое выравнивает напряжение в сети, подавая на устройство необходимые 220 вольт. Большинство современных недорогих стабилизаторов работает в диапазоне +-10% от искомого показателя, то есть “выравнивая” скачки в диапазоне от 200 до 240 вольт. Если у вас наблюдаются более серьезные проседания, то нужно подбирать устройство подороже – некоторые модели способны “вытягивать” линию от 180 вольт.

Современные стабилизаторы напряжения это небольшие устройства, которые работают совершенно беззвучно, и не жужжат, как их “предки” из СССР. Они могут работать в сети 220 и 380 вольт (нужно подбирать при покупке).

Кроме падения напряжения качественные стабилизаторы “очищают” линию от мусорных импульсов, помех и перегрузок. Мы рекомендуем вам обязательно пользоваться подобными устройствами в быту, устанавливая их на входе в квартиру или, как минимум, на каждый важный бытовой прибор (котел, рабочий компьютер и пр). Но лучше все же не рисковать дорогой техникой, а приобрести нормальное выравнивающее устройство.

Теперь, когда вы знаете, что такое стабилизатор напряжения, подумайте, сколько денег он может вам сэкономить. Одновременно в квартире работает большое количество техники – стиральная машина, компьютер, телевизор, посудомойка, заряжается телефон и пр. Если произойдет скачок, то все это может выйти из строя, и ущерб будет нанесен на десятки, а то и сотни тысяч рублей. Доказать в суде, что причиной поломки техники стал скачок напряжения, практически невозможно, поэтому вам придется оплачивать ремонт и приобретать новую на свои деньги.

Принцип работы стабилизатора


Устройства сервоприводного типа имеют низкую стоимость и работают за счет изменения количества задействованных трансформатором витков. Их переключение происходит за счет движения сервопривода, переключающего контакт, как на реостате. Основной плюс этих систем – доступная цена. Минус – низкая надежность и долгое время срабатывания.

Вопросы и ответы

Вопрос: Почему дом из оцилиндрованного бревна считается более прочным и теплым?

Ответ: У оцилиндрованного бревна больше прочности, так как во время обработки нестойкая часть древесины — заболонь и остается только ядро, несущее основные механические нагрузки. У дома из таких бревен повышается жесткость конструкции и теплоизоляционные свойства, поскольку бревна подгоняются друг к другу более плотно.

Вопрос: Какова технология изготовления сруба из оцилиндрованных бревен?

Ответ: Чтобы превратить дерево в оцилиндрованное бревно, его ствол пропускают через систему фрез, превращая в идеальный цилиндр. Затем следует торцовка бревен в размер, изготовление в оцилиндрованных бревнах пазов и венцовых чашек, обработка антисептиками и антипиренами. Затем сруб деревянного дома увязывается в пакеты и транспортируется на место строительства.

Вопрос: Какова должна быть толщина стены из оцилиндрованных бревен, чтобы в деревянном доме можно было комфортно проживать в зимнее время?

Ответ: Обычно при строительстве деревянных домов применяются стены из бревен толщиной 20, 22, 24 см. Деревянные дома с такой толщиной стен соответствуют требованиям для зимнего проживания.

Вопрос: В чем преимущества строительства дома из оцилиндрованных бревен?

Ответ: Преимущества производства зданий из оцилиндрованного бревна:

  1. Обработка бревен производится на высокотехнологичном оборудовании.
  2. Точность изготовления оцилиндрованных бревен и их маркировка ускоряют сборку зданий и снижают затраты на строительство.
  3. Красивый внешний вид оцилиндрованных бревен позволяет обходиться без дополнительной отделки стен (и внутри, и снаружи).
  4. Герметичность венцовых и угловых соединений бревен обеспечивается технологической точностью выполнения паза и «чашек».
  5. Эстетическая привлекательность зданий, построенных с использованием оцилиндрованных бревен. Красоте дома из оцилиндрованных бревен может позавидовать любой материал — естественные узоры на поверхности придают внешнему виду и интерьеру деревянных домов удивительное изящество и разнообразие, а использование в строительстве разнообразных деревянных конструкций и отделочных материалов позволяет решить весь дом в едином стиле.

Вопрос: Чем отличаются срубы из оцилиндрованных бревен заводского изготовления от срубов, собранных из материалов ручной рубки?

Ответ: Достоинством оцилиндрованного бревна является ровная округлая форма, которая позволяет достичь при строительстве дома более плотного соединения. Высокая точность изготовления срубов из оцилиндрованных бревен позволяет при строительстве дома избежать характерного для рубленых бревен чередования в обязательной последовательности комель к вершине и их кропотливой подгонки друг к другу при строительстве деревянного дома. Благодаря высокому качеству обработки оцилиндрованные бревна деревянных домов не требуют отделки при постройке дома.

Вопрос: Какими способами выполняются соединения углов дома из оцилиндрованных бревен?

Ответ: При строительстве деревянных домов из оцилиндрованных бревен соединение бревен в углах деревянного дома производят двумя способами — с остатком (в чашу) и без остатка (в лапу). Таким же образом выполняются пересечения наружных стен деревянного дома с внутренними. При рубке в чашу теряется за счет угловых остатков около 0,5 метра на каждом бревне, зато такое соединение в углах деревянных домов более прочное и более теплое.

Вопрос: Сколько времени необходимо для усадки стен дома из оцилиндрованных бревен?

Ответ: Деревянный дом, построенный из оцилиндрованных бревен, требует от 6мес. до 1 года для усадки стен. В связи с этим желательно отделочные работы производить по истечении указанных сроков.

Величина усадки, в зависимости от первоначальной влажности бревен, колеблется в пределах 1/20-1/30 высоты стены. Имея в виду усадку, над коробками оконных и дверных проемов при возведении деревянных стен оставляют заполненный паклей зазор.

Вопрос: Чем утепляются стыки оцилиндрованных бревен?

Ответ: Оцилиндрованные бревна в стены обязательно укладывают на пакле или джутовом полотне. Паклю расстилают по венцам так, чтобы концы свисали по обе стороны стены. После возведения стен из оцилиндрованного бревна и устройства крыши деревянного дома паклю подбирают и забивают в шов в виде валика (первичная конопатка). После усадки стен деревянного дома из оцилиндрованных бревен (примерно через год) швы переконопачивают, добавляя новую паклю (вторичная конопатка). Проконопачиванию подвергаются также стыки между бревнами, щели, швы вокруг дверных и оконных косяков, у подоконников.

Вопрос: Когда нужно обрабатывать древесину?

Ответ: Древесина имеет свойства поддерживать оптимальные параметры влажности, а также обладает естественными вентиляционными свойствами. Даже после того, как бревна обработали, эти свойства остаются. Прежде чем обработать оцилиндрованные бревна, нужно дать им высохнуть. Натуральная влага должна уйти из древесины, или она будет мешать проникновению защитного состава в волокна древесины, и обрабатывание не принесет эффекта.

Для начала необходимо обработать только торцы специальными парообразующими антисептиками. Для того чтобы не было растрескивания бревен, при высыхании делается обработка их торцов при помощи Био-Тор.

Варианты обработки бревна
Прежде чем обрабатывать торцы бревен, нужно учитывать то, что состав для обработки должен покрыть торец пористой пленкой, чтобы бревно не сгнило. Есть несколько категорий составов для обработки строений из дерева:

  • Биозащитные
  • Огнезащитные
  • Влагозащитные

На сегодняшний день на рынках существует большое число средств комплексной защиты, то есть составы, которые обладают и биозащитными, и огнезащитными характеристиками.

На практике комплексные средства защиты лучше технологий поэтапной обработки. Антисептическое обрабатывание химическими веществами делается для предотвращения заражений древесины, например, плесенью, а появления жучков или грибок на бревнах губительны для древесины.

При появлении плесени на бревне в виде синего развода, нужно провести обработку проблемного участка шлифовальной машинкой или рубанком, потом обработать бревно антисептиками.
При появлении грибка нужно сделать то же самое.

Все антисептики разделяются на два типа:

  • Транспортные или краткосрочные
  • Долгосрочные.

Прежде чем покрывать оцилиндрованные бревна огнезащитными составами, рекомендуют проводить обработку биозащитными антисептиками. Транспортные антисептики нужны для защиты древесины от проявлений грибков и насекомых до 6-ти месяцев. Эти вещества имеют очень низкие концентрации химического защитного вещества, соответственно, они дешевле. Эти составы используются сразу после обрабатывания древесины цилиндровальным станком. Эта обработка позволяет перевозить бревна до стройплощадок без опасности подцепить грибок, помимо этого, монтировать их можно без риска заражений.

После установки нужно проводить долгосрочные обработки. Производители антисептика говорят, что эти составы дают защиту древесине на несколько десятилетий. Для защиты дерева от огня применяют определенные огнезащитные лаки и пропитки-антипирены, сводящие к нулю риски возгораний таких построек. Самыми известными вариантами защиты бревен огнеупорными составами считаются опрыскивание и погружение. Для опрыскивания можно применять автомобильные минимойки, насосы или дачные опрыскиватели. Минусом этого вида обработки считается небольшая глубина проникновения состава в дерево.

Прежде чем покрывать оцилиндрованные бревна огнезащитными составами, рекомендуют проводить обработку биозащитными антисептиками. Транспортные антисептики нужны для защиты древесины от проявлений грибков и насекомых до 6-ти месяцев. Эти вещества имеют очень низкие концентрации химического защитного вещества, соответственно, они дешевле. Эти составы используются сразу после обрабатывания древесины цилиндровальным станком. Эта обработка позволяет перевозить бревна до стройплощадок без опасности подцепить грибок, помимо этого, монтировать их можно без риска заражений.

«Недостаток» №5: Деды знали, что делали, а прогресс и развитие технологий – это плохо

Параллельно хочется задать вопрос, почему рубщики используют машины, а не лошадей. Переходя к сути вопроса, то именно развитие технологий теперь позволяет строить более долговечные дома. Первые дома из ОЦБ были построены 70 лет назад, и до сегодняшнего дня они выглядят ничуть не хуже. Возможно, даже лучше, чем рубленные благодаря идеально ровным формам.

  • дом из клееного бруса превосходит дом из ОЦБ по всем параметрам за исключением цены, которая является основным минусом технологии;
  • кирпичный дом более крепкий, чем любой деревянный дом;
  • каркасный дом может быть теплее и даже дешевле;
  • рубленный дом – это определенный знак престижа, настоящий рубленный дом стоит очень дорого.

Тёплый деревянный дом: расчёт толщины стен и особенности рубки углов

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.

Итак, из нашего материала вы узнаете:

  • Как построить тёплый и комфортный дом из бревна.
  • Как рассчитать необходимую толщину стен.
  • На какие особенности необходимо обратить внимание при выборе ширины паза.
  • Какие бывают виды рубки.
  • О каких нюансах необходимо знать перед началом строительства бревенчатого дома.

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).

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.

Врубка — это соединение различных деревянных частей сруба между собой.

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.

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.

Саму рубку принято делить на два типа:

  1. Без остатка (в лапу).
  2. С остатком (в чашу).

Рубка без остатка, или в чистый угол, предполагает максимальное использование всей длины материала.

При такой рубке получается прямой угол, что увеличивает полезную площадь дома и сокращает расход бревна. Но, исходя из практического опыта, можно сказать, что такой вид угла подвержен промерзанию. Чтобы этого избежать, ещё в старину углы дома, срубленного «в лапу», обшивали накладными досками, или как вариант, дом впоследствии обкладывали кирпичом. Это препятствовало промерзанию и продуванию углов.

Рубка с остатком – более затратный, но и более теплоэффективный вариант. Т.к. концы бревен выступают по углам дома, этот узел более защищён от продувания, заливания дождём и промерзания.

Оставив за рамками данной статьи всё многообразие различных видов рубки, сделаем упор на ключевых особенностях трёх основных видов рубки сруба. Это:

  • Русская рубка;
  • Канадская рубка;
  • Норвежская рубка.

В нашей стране традиционно деревянные дома строят из круглых брёвен. Вдоль бревна делается полукруглый паз. Угловой замок делается врубкой в «обло» в чашу. Название пошло от слова «облый», т.е. круглый. Чаша может быть расположена вниз или вверх.

Если чаша расположена вниз (рубка чаши «в охлоп»), то такое соединение считается более влагоустойчивым, а бревно лучше сохраняется.

При выборе этого типа рубки нужно учесть одни нюанс.

Основной недостаток русской рубки заключается в том, что бревна усыхают вдоль и поперек волокон неодинаково. В результате, после усадки, бревна недостаточно плотно сидят в срубе.

При уменьшении диаметра бревна происходит изменение формы соединительных чаш. Чаши раскрываются и из полукруглых становятся овальными. Появляются щели. В результате сруб приходится ещё раз конопатить. Кроме этого, открытый утеплитель подвержен воздействию неблагоприятных атмосферных явлений. Он напитывается водой, а бревна могут начать гнить.

Этого недостатка лишен сруб, выполненный по-фински. Принцип тот же, что и в русской рубке, за исключением того, что в этом варианте межвенцовый паз делается меньшего радиуса (заовален). Таким образом, верхнее бревно опирается на нижнее только краями (поднутрение).

В результате при усадке брёвен края межвенцового паза не раскрываются, брёвна сидят плотно, щелей нет, а утеплитель не подвержен воздействию ветра и дождя.

Норвежская рубка. Традиционно считается, что сруб по-норвежски — это бревно лафет, хотя главное отличие — это тип замка.

Основное отличие норвежского замка от русской чашки заключается в том, что норвежский замок имеет клиновидный (трапециевидный) профиль.

За счёт такой конструкции, при усыхании древесины, бревно под весом проседает в срубе и заклинивается в замке. Это обеспечивает прочность и герметичность врубки.

Канадская рубка похожа на норвежский замок, но есть отличия. Чашу, в форме трапеции, вырубают в круглом бревне, сбоку делают затёсы, а в нижней части бревна вырезают шип. Соответственно, в верхней части бревна вырезается паз под шип вышележащего бревна.

Межвенцовое соединение делается аналогично финскому варианту — с поднутрением. При усадке сруба верхнее бревно плотно садится на нижнее.

Щелей нет, межвенцовый утеплитель зарыт, а стены сруба смотрятся, как единый массив.

Также отпадает необходимость в повторной конопатке.

Кроме этого, в канадской рубке сруба используется т.н. техника завешивания углов. Торцы брёвен, находящиеся снаружи, и внутренний массив бревна (находящийся в тепле в доме), имеют разную влажность. Брёвна подвергаются воздействию перепада температур. В результате, из-за разной степени усадки, углы и центральная часть сруба могут «зависнуть». Между брёвнами образуется щель, а сруб будет продуваться и промерзать.

Чтобы этого не произошло, внешние углы «вывешиваются», т.е. между торцами брёвен, находящихся снаружи, оставляется больший зазор, чем для внутренней части.

В итоге, после того как сруб усядет, зазор по всей длине бревен выравняется.

В теме деревянные дома можно задать вопрос консультанту FORUMHOUSE и получить исчерпывающий ответ. Для быстрого поиска ответа на любой вопрос, связанный со строительством деревянного дома, советуем воспользоваться специальным навигатором. Также рекомендуем прочесть статьи, как бороться с насекомыми-вредителями древесины, и какие особенности есть у стропильной системы деревянного дома.

Из наших видеосюжетов можно узнать об особенностях рубленого дома, а также совершить виртуальный тур по рубленой бане под названием «Сказка».

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.

Пожароопасность оцилиндрованного бревна

Про пожароопасность можно сказать, что не горит лишь камень, а один из способов огнезащиты древесины уменьшает риск возгорания.

Первый способ – нанести огнезащитное покрытие на поверхность древесины. Эффективность такого покрытия определяется физико-химическими свойствами и адгезией (сцеплением) к данной поверхности. При кратковременном местном воздействии кратковременного источника зажигания горение деревянных конструкций затрудняется, облегчается тушение пожара, а в ряде случаев возгорание вообще не происходит.

Второй способ – огнезащита способом пропитки специальными составами. В момент пропитывания древесины в нее вводятся специальные вещества – антипирены. Они защищают деревянные конструкции во время пожара от возгорания при локальном огневом воздействии. В данном случае наблюдается только обугливание материала, которое ограничивается площадью воздействия пламени.

Что еще можно написать про пожароопасность домов из оцилиндровки? Наверное, только то, что этот недостаток в равной степени характерен и для домов, построенных из бруса, клееного и профилированного, и для каркасников, в том случае, если материалы не обработаны огнезащитными средствами.


Про пожароопасность можно сказать, что не горит лишь камень, а один из способов огнезащиты древесины уменьшает риск возгорания.

Читайте также:  Шкафы купе в классическом стиле, особенности стиля и оформление фасада
Добавить комментарий