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

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 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

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

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:  R_req = коэфф. a х Dd + коэфф b.  Коэфф а = 0,00035, коэфф. b = 1,4, Dd для Т+ 22°С Москвы = 5400 °С×сут

1. R_req= 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: R_req= 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: R_req= 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 = R_req –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.