Консультации строителя онлайн.


Теплотехнический расчет оптимальной толщины стен дома из газобетона и наружное утепление стен из газобетона.

Теплотехнический расчет оптимальной толщины стен дома из газобетона и наружное утепление стен из газобетона.
к началу статьи      расчет толщины стен из газобетона

Теплотехнический расчет оптимальной толщины стен дома из газобетона и наружное утепление стен из газобетона.

Мы разбираемся какой на самом деле должна быть толщина стен дома из газобетона, соотвествующая требованиям СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" и СП 23-101-2004 "Проектирование тепловой защиты зданий".

 

Рассмотрим, как обстоят дела с теплопроводностью кладки из газобетона и как сэкономить на стеновых материалах, не проиграв в тепловой защите дома. Выясним насколько теплопроводность стены из газобетона в реальных условиях эксплуатации выше, чем у отдельно взятого газобетонного блока. Расчетные коэффициенты теплопроводности кладки из газобетонных блоков (для марки по плотности не ниже D500) приводятся в СТО 501-52-01-2007 «Проектирование и возведение ограждающих конструкций жилых и общественных зданий с применением ячеистых бетонов в Российской Федерации».

Таблица. Расчетные коэффициенты теплопроводности кладки из газобетонных блоков*

Материал блоков

Марка бетона по средней плотности

Расчетные коэффициенты теплопроводности кладки λ, Вт/м·ºС, при условиях эксплуатации  А/В на растворах

Расчетные коэффициенты тепло-
проводности кладки на клею λ, Вт/м·ºС, при условиях эксплуатации А/В

цементно-
песчаном ρ0 = 1800 кг/м3

известково-
песчаном ρ0 = 1600 кг/м3

Ячеистый бетон на кварцевом песке

       
       
       
       
       

D700

0,35
0,40

0,34
0,39

0,27
0,31

D600

0,27
0,32

0,26
0,31

0,22
0,26

D500

0,25
0,30

0,24
0,28

0,18
0,23

Ячеистый золобетон

       
       
       
       
       

D700

0,39
0,45

0,38
0,44

0,30
0,36

D600

0,31
0,37

0,30
0,36

0,25
0,31

D500

0,28
0,33

0,27
0,32

0,19
0,25

* Таблица составлена по данным Таблицы 7.1 СТО 501-52-01-2007 Проектирование и возведение ограждающих конструкций жилых и общественных зданий с применением ячеистых бетонов в Российской Федерации.

Чтобы установить условия  эксплуатации (А или Б) стены из кладки газобетонных блоков обратимся к Приложению «В» СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий:

Карта-схема: Зоны влажности России

карта зоны влажности россии

Влажностные условия эксплуатации определяются по пункту 4.3 СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий":

Таблица. Условия эксплуатации утеплителя в зависимости от влажностного режима помещения и зон влажности России по карте зон влажности.

Влажностный режим помещений

Влажность внутреннего воздуха, %, при температуре, °С

до 12

12-24

свыше 24

3-Сухой

До 60

До 50

До 40

2-Нормальный

60-75

50-60

40-50

1-Влажный

Свыше 75

60-75

50-60

1-Мокрый

 

Свыше 75

Свыше 60

Таблица. Условия эксплуатации ограждающих конструкций А или Б в зависимости от влажностного режима помещений и зон влажности района строительства для выбора теплотехнических показателей материалов наружных ограждений

Влажностный режим помещений зданий

Условия эксплуатации А и Б в зоне влажности

Сухой

Нормальной

Влажной

3-Сухой

А

А

Б

2-Нормальный

А

Б

Б

1-Влажный или Мокрый

Б

Б

Б

Пример: Москва находится в нормальной зон влажности (см. карту зон влажности в Европейской части России). Влажность в доме нормальная (60-75%). Следовательно,  условия эксплуатации ограждающих конструкций для обычного жилого дома в Москве – это условия Б.
По вышеприведенной таблице «Расчетные коэффициенты теплопроводности кладки из газобетонных блоков» находим значение теплопроводности кладки.

Для примера, сравним два вида кладки: на цементно-песчаном и на клее для газобетона. Посмотрим, какая толщина кладки требуется в одном и другом случае, чтобы выполнить требования по нормируемому для строительства в  Москве  тепловому сопротивлению ограждающей конструкции из газобетонных блоков.

Пример расчета минимальной толщины стены из газобетона для загородного дома из автоклавного газобетона марки по плотности D500 уложенного на цементно-песчаный раствор в Москве с планируемой температурой во внутренних помещениях в холодное время года +22°С, условия эксплуатации Б.

Находим нормируемое сопротивление теплопередаче  для стен  дома в Москве для температуры +22°C:  Rreq = коэфф. a х Dd + коэфф b.  Коэфф а = 0,00035, коэфф. b = 1,4, Dd для Т+ 22°С Москвы = 5400 °С×сут

  1. Rreq= 0,00035 x 5400 +  1,4 = 3,29 м2°C/Вт
  2. Определяем по таблице коэффициент теплопроводности λ для газобетонной кладки из газобетона марки D500 на цементно-песчаном растворе  =  0,3 Вт/м∙°С.
  3. Определяем требуемую толщину стены из газобетона марки D500 на цементно песчаном растворе: Толщина стены = R x λ = 3,29 м2°C/Вт x 0,3 Вт/м∙°С = 0,98 м или 98 см.

То есть, при использовании газобетонных блоков марки D500 в кладке на цементно-песчаном растворе, потребуется стена толщиной 1 метр (!!!), чтобы уложиться в требования категории «А» СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий.

Рассмотрим, насколько можно будет сократить толщину стен из газобетона, если для кладки вместо цементно-песчаного раствора использовать клей для газобетона (как и предписывается производителями газобетона).

  1. Находим нормируемое сопротивление теплопередаче  для стен  дома в Москве для температуры +22°C: Rreq= 0,00035 x 5400 +  1,4 = 3,29 м2°C/Вт
  2. Определяем по таблице коэффициент теплопроводности λ для газобетонной кладки из газобетона марки D500 на клее для газобетона  =  0,23 Вт/м∙°С.
  3. Определяем требуемую толщину стены из газобетона марки D500 на клею: Толщина стены = R x λ = 3,29 м2°C/Вт x 0,23 Вт/м∙°С = 0,75 м или 75 см.

О чем говорят полученные нами результаты:

  1. Реальный коэффициент теплопроводности стены из газобетонных блоков выше, чем коэффициент теплопроводности отдельного газобетонного блока из-за мостиков холода в швах, заполненных кладочным раствором или клеем.
  2. Использовать цементно-песчаный раствор для кладки стен из газобетонных блоков экономически нецелесообразно, так как такая кладка потребует значительного увеличения толщины стены (25%) по сравнению с кладкой на клее для газобетона.

На этой, уже печальной ноте зададимся извечным российским вопросом: А что же делать?

Есть несколько способов, чтобы (при необходимости) приблизить ваш будущий дом из газобетона к требованиям по энергосбережению. Разумнее всего будет их сочетанное применение:

  • Используйте при строительстве дома конструкционно-теплоизоляционные  газобетонные блоки минимальной возможной марки по плотности (D400) и достаточной марки по прочности на сжатие (B2 –B2,5 и выше).
  • Чем крупнее будут блоки из газобетона, тем меньше швов будет в стене (на некоторых  заводах можно заказать газобетонные блоки больших размеров по сравнению со стандартными).
  • Применяйте при кладке стен из газобетонных блоков качественные блоки с минимальными отклонениями в геометрических размерах, чтобы минимизировать толщину клеевого шва.
  •  Применяйте при кладке стен из газобетонных блоков только клей для газобетона, а не цементно-песчаный раствор. 
  • Используйте наружное утепление стен из газобетона.

Рассмотрим, как изменятся теплотехнические показатели многослойной стены из  газобетона с наружным утеплением из минеральной ваты:

  1. Находим нормируемое сопротивление теплопередаче для стен дома в Москве для внутренней температуры +22°C: Rreq= 0,00035 x 5400 +  1,4 = 3,29 м2°C/Вт
  2. Определяем по таблице коэффициент теплопроводности λ для газобетонной кладки из газобетона марки D500 на клее для газобетона  условиях эксплуатации Б =  0,23 Вт/м∙°С.
  3. Определяем по таблице Д1 СП 23-101-2004 расчетный коэффициент теплопроводности λ для полужесткого минераловатного утеплителя при условиях эксплуатации Б =  0,06 Вт/м∙°С
  4. Вычисляем R для слоя минеральной ваты 10 см = 0,1 м : 0,06 Вт/м∙°С = 1,66 м2°C/Вт. Определяем требуемое сопротивление теплопередаче газобетонной стены под слоем утеплителя: R газобетона = Rreq –R утеплителя : 3,29 м2°C/Вт - 1,66 м2°C/Вт = 1,63 м2°C/Вт
  5. Определяем требуемую толщину стены из газобетона марки D500: Толщина стены = R x λ = 1,63 м2°C/Вт x 0,23 Вт/м∙°С = 0,37 м или 37 см.

Таким образом для достижения равных теплотехнических характеристик стены дома по показателям «А» понадобится либо газобетонная стена из газобетона марки по плотности D500 толщиной 98 см (фактически 1 метр) либо многослойная стена из 37 см газобетона (фактически 40 см) и 10 см полужесткого минераловатного утеплителя.
Удельный экономический эффект применения наружного минераловатного утепления  в расчете на 1 м2 стены по материалу  составит:
100 см – 40 см = 60 см газобетона х 1 м2 = 0,6 м3 по цене 4000 руб за м3 = 2400 руб
минус стоимость утеплителя (0,1 м3 по цене 2500 руб за м3 = 250 руб  = 2400 – 250 = 2150 рублей. Например, для дома размером 8 на 10 метров с площадью стен  примерно 80 м2 экономия составит 80 х 2150 руб = 172 000 рублей.

Таким образом, наружное утепление стен из газобетона экономически выгоднее (по стоимости материала), чем увеличение толщины газобетонной стены. Дополнительный бонус от наружного утепления стен из газобетона - вывод точки росы из газобетона в утеплитель.