Нужно ли утеплять стены из газобетона: результаты испытаний

Минусы многослойных стен

Большинство каменных строительных материалов не может обеспечить необходимую по современным нормам теплозащиту здания. Конечно, при условии, что у наружных стен будет приемлемая толщина. Поэтому каменные стены приходится теплоизолировать, тем самым создавая многослойную стеновую конструкцию. И у этого решения немало минусов. Среди них:

• Необходимость потратить дополнительные деньги на теплоизоляцию, крепёж, монтажные работы. Если вы планируете окупить эти расходы за счёт последующей экономии на энергоносителях, то будьте готовы к тому, что расходы окупятся не ранее, чем через несколько десятков лет.
• Увеличение сроков строительства дома. Это обусловлено и более сложной доставкой материалов, и увеличением количества строительных операций, и необходимым технологическим перерывом между возведением кладки и началом работ по утеплению фасада.
• Больше вероятность ошибок. Сооружать многослойные стены намного сложнее, чем возводить однослойную каменную кладку.
• Меньший срок службы фасада. Не секрет, что материалы, применяемые для утепления, не столь долговечны, как стена из газоблоков. И даже если утеплитель прослужит долго, дорогостоящий ремонт потребуется фасаду значительно раньше, чем фасаду, где есть только газобетон и отделочный материал.

Энергоэффективный газобетон

Итак, большинству каменных материалов нужно дополнительное утепление, – и это их минус. Иное дело газобетон. Это конструкционно-теплоизоляционный материал: благодаря своей структуре он обладает достаточной несущей способностью для сооружения зданий в несколько этажей и одновременно имеет высокие теплозащитные свойства. Играет роль и такой момент: благодаря очень точной геометрии газобетонные блоки укладывают на специальный клей, который наносят очень тонким слоем – не более 3 мм. Промерзание стены через тонкие кладочные швы сведено к минимуму.

Стандартный расчёт показывает, что стены из газоблоков d400 и толщиной 375 мм полностью соответствуют нормативам по сопротивлению теплопередаче, которые сформулированы в СП 50.13330.2012* для зданий, строящихся в центральном регионе России. Иными словами, расчёт позволяет утверждать: стены из газоблоков не требуется утеплять, они могут быть однослойными и вместе с тем энергоэффективными.

Теория vs. практика

Параметры, которые учитывают в этом расчёте, взяты из нормативных документов по газобетону. Но, может быть, реальность отличается от «сухих» цифр, представленных в документах? Может быть, конкретные газоблоки, которые сегодня продаются в магазинах, отличаются по своим свойствам от абстрактных блоков из строительных нормативов?

Не можем утверждать про весь представленный на нашем рынке газобетон, но точно знаем про газобетон YTONG. Независимые испытания доказывают, что он обладает именно теми теплозащитными свойствами, которые зафиксированы в нормативной документации.

Подробнее о газобетоне и технологии строительства из него можно узнать на очном курсе или бесплатном вебинаре, которые проводит YTONG

Испытания теплопроводности блоков YTONG

Недавно ведущая российская экспертная организация, лаборатория строительной теплофизики НИИСФ РААСН, провела испытания газобетонных блоков YTONG**. В лаборатории исследовали теплопроводность блоков в соответствии с методикой, прописанной в ГОСТ 7076-99***. При этом использовали самое современное оборудование – прибор для измерения теплопроводности Lambda-Meter EP500e (Германия), с погрешностью в измерениях – менее 1% (минимальная величина среди аналогичных приборов во всём мире).

В испытаниях принимали участие блоки YTONG всех выпускаемых марок по плотности – D300, D400, D500, D600, в виде квадратных пластин размерами 0,25 х 0,25 м. Толщина пластин варьировалась от 30 до 50 мм, чтобы определить зависимость теплопроводности от толщины материала. Дополнительно испытывали пластины размером 0,15 х 0,15 м, чтобы установить влияние площади образца на его теплопроводность. Исследования проводили при средней температуре в образце 10 и 25℃. В рамках испытаний также определяли теплопроводность целых блоков марки D400, чтобы сравнить их показатели с показателями, полученными при тестировании пластин.

 Испытания, проведённые лабораторией строительной физики НИИСФ РААСН, позволили сделать следующие выводы:

• Теплопроводность газоблоков YTONG всех марок по плотности полностью соответствует нормативным требованиям к газобетону, которые содержатся в российских нормативных документах****.
• Теплопроводность образцов газобетона YTONG не меняется в зависимости от их площади.
• Показатели теплопроводности плоских квадратных пластин и целых блоков YTONG одни и те же.

Главный итог испытаний: теплотехнические расчёты конструкций из газоблоков, выполненные на основе действующих нормативов, актуальны для конструкций из материалов YTONG, без каких-либо оговорок и ограничений. Теоретические выкладки полностью совпадают с фактическими свойствами газобетона. И если расчёт конкретного дома показывает, что его можно строить с однослойными стенами, то лучше всего выбрать именно такой вариант.

Испытание теплотехнических свойств кладки из блоков YTONG

У некоторых заказчиков возникают сомнения: «Да, газобетонные блоки сами по себе «тёплые». Но как обстоят дела с кладкой? Ведь она состоит не только из блоков, но и из клеевых швов, через которые возможны утечки тепла из дома. В расчётах всегда фигурирует некая абстрактная кладка с нормативными параметрами. А что на практике? Сохраняют ли реальные газобетонные стены тепло зимой?».

Специально для скептиков представляем результаты испытаний, выполненных лабораторией строительной физики НИИСФ РААСН. Это комплекс исследований по определению сопротивления теплопередаче кладки из газоблоков YTONG самой популярной марки по плотности – D400, размерами 200х250х625 мм. Блоки были уложены с помощью тонкошовного клея – стандартное решение для газобетонных стен. Теплопроводность материала в кладке проверялась при эксплуатационной влажности.

Таким образом, были испытаны не отдельные образцы газоблоков, а полноценная кладка. Отметим, что в лаборатории были созданы условия, максимально близкие к тем, в которых находится газобетонный дом зимой. А точнее – наиболее экстремальные условия для эксплуатации газобетона, характерные для самого холодного периода года в умеренной климатической зоне России. Которые при этом чередовались с умеренными и жаркими условиями эксплуатации.

В секторе испытаний НИИСФ РААСН была установлена климатическая камера ILKA KTK 3000. Внутри неё была возведена кладка из блоков YTONG, с одной стороны от которой поддерживалась положительная температура, характерная для жилого помещения, в с другой – температура на улице в сильный мороз, которая с определёнными промежутками чередовалась с температурой в сильную жару и в период межсезонья. Данные о теплотехнических свойствах кладки получали с помощью специальных датчиков температуры на поверхности и датчиков тепловых потоков. Данные собирали круглосуточно на протяжении 43 суток.

В результате исследований специалисты лаборатории определили значение эффективной теплопроводности материала кладки в зависимости от различных условий эксплуатации, в соответствии методикой, указанной в СП 345.1325800.2017*****. Также выявлена величина сопротивления теплопередаче кладки из блоков YTONG:

• Коэффициент теплопроводности материала кладки в сухом состоянии: λ0 = 0,103 Вт/(м·°С)
• Коэффициент теплопроводности материала кладки в условиях эксплуатации конструкции А: λА = 0,120 Вт/(м·°С)
• Коэффициент теплопроводности материала кладки в условиях эксплуатации конструкции Б: λБ = 0,124 Вт/(м·°С)
• Термическое сопротивление по глади кладки толщиной 200 мм: Rт = 1,670 м2·°С/Вт при влажности в кладке 4%

Главный вывод по результатам испытаний: газоблоки YTONG «работают» в кладке именно так, как это описано в нормативной документации. Сопротивление теплопередаче стены из блоков марки D400, толщиной 375 мм, соответствует современным требованиям по теплотехнике, что позволяет сооружать из этих газоблоков однослойные энергоэффективные стены в центральном регионе России.

Теплотехнический расчёт конкретного здания

Специалисты НИИСФ РААСН не только испытали кладку, но и сделали расчёт теплозащиты и энергопотребления газобетонного загородного дома с типичными параметрами – в климатических условиях г. Москвы. В расчёте использовали те данные, которые получены при испытании кладки. Цель этого мероприятия – выяснить, отвечает ли дом современным требованиям по теплозащите зданий (СП 50.13330.2012).

В качестве примера типичного коттеджа взяли авторский проект от YTONG – «Марбург», двухэтажный дом площадью 170 м2. Материал наружных стен – газоблоки YTONG марки D400, толщиной 375 мм, смонтированные с помощью тонкошовного клея. Стены с двух сторон отделаны лёгкой штукатуркой. То есть речь идёт о доме с однослойными газобетонными стенами.

Получить бесплатный авторский проект загородного дома из газобетона YTONG можно здесь

Подчеркнём важный момент: в расчёте учитывали все элементы здания и конструктивные узлы, которые повышают потери тепла. Среди них:

• Кладочные швы.
• Углы здания.
• Узлы сопряжения плиты перекрытия со стенами.
• Примыкания оконных и дверного блоков к стене.
• Примыкания стен к цокольному ограждению (полы по грунту).
• Конструкция крыши.

Кроме того, специалисты сделали расчёт удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий. Принимая во внимание, в частности:

• Площадь остекления.
• Количество воздуха, поступающего через систему приточно-вытяжной вентиляции.
• Бытовые тепловыделения в здании (тепло, выделяемое электрооборудованием).
• Теплопоступление от солнечной энергии через окна, с ориентацией по сторонам света (то есть насколько помещение нагревается в зависимости от того, как ориентирован дом по сторонам света).

Обратите внимание: в теплотехническом расчёте обязательно нужно учитывать все перечисленные выше моменты, только тогда этот расчёт будет правильным. Между тем зачастую рассчитывают сопротивление теплопередаче одной только кладки из газобетона. Подразумевая, что тепло «уходит» исключительно через стены. Но это заблуждение. На стены приходится всего около 30% от общих теплопотерь здания. А значит, правильный теплотехнический расчёт – тот, в котором приняты во внимание все факторы, влияющие на потерю и поступление тепловой энергии.

По результатам выполненного расчёта лаборатория НИИСФ РААСН сделала вывод: дом с однослойными стенами из газобетона YTONG D400, 375 мм, полностью соответствует нормативным требованиям СП 50.13330.2012 в климатических условиях г. Москвы. То есть дополнительное утепление газобетонным стенам не нужно – дом и без этого очень «тёплый».

Отметим ряд важных деталей, которые содержатся в заключении НИИСФ РААСН:

• Расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию дома по проекту «Марбург» в холодное время года – всего 0,227 Вт/(м2 ·°С). В то время как норма – 0,483 Вт/(м2 ·°С). То есть расход энергии в газобетонном доме в два раза ниже, чем требует норматив!
• Класс энергосбережения коттеджа по проекту «Марбург» – А+******. Класс энергосбережения – показатель, по которому оценивают, насколько экономно здание расходует тепловую и электрическую энергию в процессе эксплуатации. То есть сколько ресурсов оно тратит на обогрев помещений и компенсацию потерь тепла. Показатель «А+» – один из самых высоких для жилого здания. Это означает, что дом из блоков YTONG D400, 375 мм, по праву можно назвать энергоэффективным.

Так что же в итоге? Стоит ли утеплять газобетонные стены? Независимые испытания и теплотехнический расчёт стандартного частного дома дают однозначный ответ: нет, не стоит. В этом нет экономического смысла, по крайней мере, в средней полосе России. Однослойные стены из газобетона YTONG эффективно сберегают тепло зимой и прохладу летом, позволяя свести к минимуму затраты на отопление в холодное время года.

Подробную информацию о возведении дома из газобетона можно получить на очном курсе или бесплатных вебинарах по строительству из YTONG

*СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий».

**Подробнее о результатах испытаний: Пастушков П.П. Новые результаты и методические наработки по исследованиям теплопроводности автоклавного ячеистого бетона современного производства// Строительные материалы, 2022, №3, с. 46-50.

***ГОСТ 7076-99 «Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме».

****ГОСТ 31360-2007 «Изделия стеновые неармированные из ячеистого бетона автоклавного твердения. Технические условия», ГОСТ 31359-2007 «Бетоны ячеистые автоклавного твердения. Технические условия».

*****СП 345.1325800.2017 «Здания жилые и общественные. Правила проектирования тепловой защиты» (Приложение Д).

******Приказ Минстроя России № 399/пр «Об утверждении Правил определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов» от 6 июня 2016 года.