Как рассчитать необходимую теплопроводимость?
Стены из газоблоков должны иметь достаточную ширину, чтобы в помещении сохранялось тепло. Если сделать их слишком тонкими, то здание будет выхолаживаться. Чтобы не столкнуться с такой проблемой, необходимо правильно выполнить расчеты. Не допустить ошибку помогают правила СНИП, которые имеются для каждого региона страны. Влажностный режим бывает 3 типов:
- Влажный – 1.
- Нормальный – 2.
- Сухой – 3.
Понять, в каком регионе проживает человек, поможет специальная карта:
Чем выше уровень влажности воздуха в регионе проживания, тем толще и плотнее должны быть стены, так как сырость способствует быстрым теплопотерям.
Без учета коэффициента теплопроводности газобетонного блока невозможно правильно определить толщину стены строящегося здания.
Чтобы точно высчитать толщину стен, прибегают к специальной формуле. Она выглядит следующим образом:
Пользоваться этой формулой очень просто. Практический пример:
Rreg для Москвы – 3,28. λ для газоблока марки D500, 5% влажности – 0,14. Итого: Т= 3,28 x 0,147 = 0,48.
Значит, толщина стены в Москве с учетом теплопроводности выбранного газоблока должна составлять не менее 48 см.
Для примера приведена минимальная толщина стен из газоблоков марки D500 для разных городов России:
- Москва – 35 см.
- Новосибирск – 45 см.
- Якутск – 65 см.
Чем выше показатели влажности в регионе и чем там холоднее, тем толще должны быть стены. В противном случае добиться качественной теплоизоляции не удастся. Неопытные строители часто возводят слишком тонкие стены, руководствуясь рекомендациями производителей газоблоков, которые не учитывают множество факторов в виде мостиков холода, климатических особенностей региона и пр.
Специалисты в этом вопросе приходят к единому мнению: стена из газобетона не должна быть тоньше 350 мм.
Теплопроводность блоков в зависимости от плотности
Характеристика теплопроводности газосиликатных блоков пропорциональна плотности. Чем выше показатель плотности, тем больше коэффициент теплопроводности, следовательно, увеличиваются энергозатраты на обогрев помещения. Во избежании лишних расходов на отопление потребуется дополнительная теплоизоляция стен минеральной ватой, пенополистиролом или другим изолирующим материалом.
Плотность блоков влияет на:
- потребность в гидроизоляции;
- строение конструкции в один или несколько слоев;
- необходимость дополнительной теплоизоляции;
- метод укладки блоков на специальную клеевую основу.
Оптимальным вариантом для малоэтажного строительства (до 2-х этажей) является газосиликат марки D500. Объемная плотность этого материала составляет 500 кг/м 3 , что аналогично плотности деревянного бруса. Теплопроводность газосиликатного блока D500 в сухом состоянии равна 0,12 Вт/(м?°C), тогда как у кирпича она выше примерно в 4 раза (0,45 Вт/(м?°C)). Газосиликат D500 применяется для постройки несущих стеновых конструкций высотой до 2-х этажей, либо для возведения межкомнатных перегородок, оконных и дверных проемов, балок, ребер жесткости. Марка D500 максимально сочетает в себе конструкционные и теплосберегающие характеристики.
Краткая характеристика газобетона
Технология изготовления газобетона существует еще с начала прошлого века, но активно использовать в строительстве его начали относительно недавно.
Рассмотрение этих свойств очень важно
Обзор основных свойств и качеств
Самое полезное свойство газобетона — небольшой вес. Если сравнить 2 одинаковых блока из газобетона и простого бетона, то первый будет в несколько раз легче второго. Следующие полезные качества — паропроницаемость и низкая теплопроводность.
Чем больше пор в блоке, тем медленнее он отдает тепло, а это значит меньше ресурсов будет потрачено не отопление здания. Если сравнивать газобетон с другим пористым материалом — пенобетоном, то окажется, что его поры открыты, между тем как в пенобетоне закрыты. Поэтому последний газобетону по плотности проигрывает.
Классификация и сфера применения
Газобетон разделяется на группы, которые зависят от плотности. Такое свойство, как плотность выражается в кг/м³.
Марка газобетона определяет сферу его использования:
- D300-D400. Используется для теплоизоляции. Блоки такой марки называют теплоизоляционными.
- D500-D900. Получила широкое распространение в коттеджном строительстве. Применяется для утепления домов в 1 этаж. Эти блоки носят название конструкционно-теплоизоляционных.
- D1000-D1200. Используется для создания стен многоэтажных домов. Называются конструкционными.
- D600 означает, что в 1 м³ такого бетона содержится 600 кг твердого материала. Это будет лишь третья часть всего объема блока. Остальной объем придется на воздух.
Достоинства и недостатки
Газобетон из-за своей пористой структуры становится более хрупким по сравнению со строительными материалами, имеющими большую плотность. Но главным минусом этого стройматериала считается его гигроскопичность.
В некоторых случаях приходится принимать меры, чтобы минимизировать отрицательные свойства. Например, блоки гидроизолируют, и влажность плит из газобетона снижается.
Требования к стенам пристроя
В строительстве толщина стен (наружных и внутренних) выбирается на основании теплотехнического расчета, учитывающего климатическую специфику региона застройки, категорию грунта, ветровую нагрузку и другие важные параметры.
Самостоятельно справиться с такой задачей не всегда удается, поэтому приходится ориентироваться на технические значения класса прочности и энергоэффективности газоблочных изделий:
- В зависимости от климатических условий для кладки наружных стен отапливаемых построек применяют газобетоны толщиной 300-400 мм марки D500.
- Для внутренних стен рекомендуется применять блоки толщиной 200-300 мм марки D400.
- Межкомнатные перегородки устраивают из блоков марки D300, обладающего лучшими звукоизоляционными характеристиками.
Блоки этих марок характеризуются отличными теплоизоляционными свойствами и позволяют аккумулировать внутреннее тепло. Если сравнивать пристройку, построенную из классического кирпича и ячеистого бетона, в последнем варианте экономия энергоресурсов на отопление составляет 40%.
Наружные стены из газобетона имеют ограничения по высоте, связанные с невысокой прочностью материала. По этой причине конструкция стен одноэтажной пристройки высотой 2,5-3 метра предусматривает устройство укрепляющего армирующего пояса, укладываемого по всему верхнему периметру наружных стен.
Метод измерения
Схема прибора включает в себя два металлических массивных блока. Пластину исследуемого материала и контактирующий с ней тепломер устанавливают между двумя блоками с одинаковой теплопроводностью, при этом верхний нагревают. После выключения нагревателя между блоками устанавливается тепловой поток, близкий к стационарному. Его измеряют при помощи тепломера.
Если тепловая изоляция блоков, боковых поверхности образца и тепломера идеальна, через них проходит одинаковый тепловой поток. В реальных условиях температура блоков изменяется из-за перетока тепла через образец. Кольцевая прослойка между поверхностями блоков и образцом может быть заполнена воздухом или теплоизоляцией, например, пенопластом или поролоном.
Оценка погрешности измерения теплопроводности проводится с учетом теплообмена образца со средой. Поток рассеяния с боковой поверхности образца может быть определен как алгебраическая сумма потоков к верхней, нижней и торцевой поверхностям кольцевой прослойки.
При определенном соотношении размеров образца и блоков поток рассеяния является следствием несимметричности теплообмена боковой поверхности образца с торцевыми частями кольцевой прослойки. Погрешность измерения при этом не зависит от теплового сопротивления исследуемого материала, она определяется только геометрическими размерами используемого калориметра.
Коэффициент теплопроводности
Основной характеризующей чертой считается среднестатистическая коэффициентная расположенность материала, которая и выводит качество теплопроводности. Значение показателя зависит от всех параметров, рассмотренных ранее, а именно:
- размеров и количества пустот;
- плотности и влажности;
- теплопроводных качеств используемых ингредиентов в приготовлении строительного сырья.
Коэффициент теплопроводности сухих блоков
| Марки ячеистого бетона, имеющие средний параметр плотности | Коэффициент теплопроводных качеств сухого материала, Вт/(м*С) | Коэффициент, выводящий паронепроницаемость ячеистого бетона, мг/м⋅ч⋅Па |
| D200 | 0,047 | 0,31 |
| D250 | 0,07 | 0,29 |
| D300 | 0,074 | 0,27 |
| D350 | 0,086 | 0,26 |
| D400 | 0,097 | 0,24 |
| D450 | 0,109 | 0,22 |
| D500 | 0,13 | 0,21 |
| D600 | 0,14 | 0,17 |
| D700 | 0,18 | 0,16 |
| D800 | 0,20 | 0,16 |
| D900 | 0,23 | 0,11 |
| D1000 | 0,25 | 0,10 |
| D1100 | 0,27 | 0,12 |
| D1200 | 0,29 | 0,11 |
Коэффициент ячеистого бетона с влажностью в структуре материала
| Марки ячеистого бетона, имеющие среднюю плотность | Теплопроводный коэффициент при среднестатистической влажности в W | |
| В рамках 4% | В рамках 5% | |
| D200 | 0,057 | 0,058 |
| D250 | 0,071 | 0,074 |
| D300 | 0,086 | 0,089 |
| D350 | 0,101 | 0,104 |
| D400 | 0,114 | 0,118 |
| D450 | 0,128 | 0,133 |
| D500 | 0,142 | 0,148 |
| D600 | 0,161 | 0,184 |
| D700 | 0,201 | 0,209 |
| D800 | 0,224 | 0,233 |
| D900 | 0,259 | 0,271 |
| D1000 | 0,283 | 0,294 |
| D1100 | 0,306 | 0,319 |
| D1200 | 0,331 | 0,343 |
Метод испытания теплопроводности изделий
Метод контроля теплопроводности осуществляется в соответствии с ГОСТ 7076, а отбор проб – в соответствии с ГОСТ 10180. Документы содержат всю информацию о порядке отбора проб, их испытаний и протоколировании результатов.
Суть метода заключается в следующем: создается стационарный тепловой поток, который проходит через образец выбранной толщины. Направление его – перпендикулярно наибольшим граням образца. В результате производят измерение плотности этого потока тепла, а также температуру лицевых граней образца и его толщину.
Необходимое количество образцов, подлежащих испытанию, должно быть указано в сертификате на материал. Если же такое указание отсутствует, испытания проводятся на образцах в количестве пяти штук.
Прибор для измерения теплопроводности твердых тел
Краткая инструкция о порядке проведения испытания выглядит так:
- Производят подготовку образцов и необходимого оборудования, согласно технической документации;
- Образец помещают в прибор, предварительно градуированный;
- Каждые 300 секунд производят измерения сигналов тепломера и датчика температуры;
- После установления стационарного теплового потока, толщина образца подлежит измерению;
- Заключительным этапом является определение массы образца.
Какой толщины стен достаточно для дома летнего проживания
Перед строительством любого сооружения обязательно выполняются расчеты на показатели прочности. Самостоятельное выполнение подобных расчётов не всегда возможно, поэтому допускается исходить из примеров, учитывающих значения классов прочности, в соответствии с чем и подбирается толщина стены. Немаловажным фактором является также назначение возводимого строения.
В малоэтажном строительстве домов для летнего проживания целесообразно придерживаться основных несложных рекомендаций:
- одноэтажные дома в теплых климатических условиях, дачные и гаражные постройки требуют применения газобетона с толщиной не менее 200 мм;
- двух- и более этажные дома требуют применения газосиликата с толщиной от 300 мм;
- строительство подвальных помещений или цокольных этажей предполагает использование блоков толщиной 300-400 мм (здесь следует помнить, что газосиликат боится влаги, поэтому при риске её наличия лучше выбирать другие материалы);
- межквартирные и межкомнатные перегородки выполняются газобетоном толщиной в 200-300 мм и 150 мм соответственно.
СоветЕсли на дачном участке предполагается осуществлять строительство нежилого помещения или домика для летнего использования, то рекомендуется отдавать предпочтение газобетону с минимальными показателями толщины от 200 мм.
Преимущества и недостатки газосиликатных блоков
Газосиликат выбирается покупателями из-за следующих достоинств:
- относительно небольшой вес. 1 куб. м газоблоков весит около 600 кг, тогда как 1 куб. м рядового кирпича – примерно 1800 кг;
- высокая теплоемкость и звукоизоляция. Коэффициент теплопроводности газоблоков в 3 раза ниже, чем аналогичный показатель полнотелого красного кирпича;
- Отличная геометрия блоков и удачные размеры позволяют быстро возводить стены с применением готовых клеевых смесей на цементной основе. К тому же он легко поддается обработке (нарезка, пиление и т.п.);
- Невысокая цена;
- Группа горючести – Г1 (слабогорючие материалы).
В недостатках стоит отметить:
- Необходимость опыта работы с газоблоками, чтобы избежать разрывов в клеевых швах, отклонений оси и т.п;
- Стеновые блоки очень гигроскопичны, соответственно может появиться грибок, плесень. Поэтому готовые конструкции нуждаются в наружной отделке (оштукатуривание, облицовочный кирпич, вагонка или блок-хаус, навесные и вентилируемые фасады);
- Высокий по сравнению с аналогичными стройматериалами коэффициент паропроницаемости – в 4 раза выше, чем у блоков из тяжелого бетона;
Этот параметр накладывает определенные ограничения на утепление и отделку конструкций из газобетона. Нельзя использовать экструдированный пенополистирол, другие теплоизоляторы и стройматериалы с почти нулевым показателем паропроницаемости.
Для крепления шкафов и других навесных элементов требуются специальные дюбели, цена которых достигает 60 руб./шт.
Теплопроводность газосиликатных блоков: коэффициент теплопроводности в таблице
Рынок современных строительных материалов регулярно пополняется усовершенствованными новинками. При возведении малоэтажных домов растет спрос на газосиликатные блоки, которые имеют более низкий коэффициент теплопроводности по сравнению с бетоном, деревом или кирпичом. Теплопроводность газосиликатных блоков обусловлена пористой структурой, которая на 80-85% состоит из воздуха. Сырьем для производства газосиликата являются: вода, цемент, кварцевый песок, известь. В качестве добавки используется алюминиевая пудра. При взаимодействии всех компонентов происходит вспенивание массы в результате выделения водорода.
Технология производства
Разберемся, как делают газоблоки. Компоненты перемешиваются в определенных пропорциях, сырье разливается в специальные формы для газоблоков. Если производственный процесс подразумевает автоклавный вариант, то затвердевание камней происходит под воздействием температурного режима, достигающего двухсот градусов, и давления в 10 – 12 бар. Обработка в автоклаве во время изготовления блока дает возможность порам равномерно распределиться по всему объему камня.
Второй вариант изготовления – застывание сырья в обычных условиях. Качество таких блоков ниже, и стоят они дешевле.
Коэффициент теплопроводности газобетона по марке
На производственных линиях компании АлтайСтройМаш выпускаются газоблоки любых марок: D400, D500, D600 и т.д. Каждая марка газобетонных блоков служит определенной цели в работах по возведению зданий:
- D400 применяется для строительства временных малогабаритных построек жилого типа. Сырье требует дополнительной отделки или облицовки. Цифра «400» говорит о том, что в 1 куб.м. газобетона содержится 400 кг твердого материала; остальное пространство занимают пузырьки воздуха.
- D500 подходит для построек бытового и сельскохозяйственного назначения. Блоки немного прочнее, чем марка D400, однако еще не способны выдерживать нагрузку тяжелой кровли.
- Блоки D600 и выше применяются при малоэтажном строительстве, обычно при возведении частных одноуровневых домов.
Пористая структура газобетонных блоков препятствует выдуванию тепла из внутренней части здания. Это позволяет экономить на теплоизоляционных материалах при дальнейших отделочных работах.
Газобетон впитывает влагу – что с этим делать?
Под «впитыванием влаги» на профессиональном языке можно подразумевать 3 разных свойства материала, которые обозначаются 3-мя различными терминами и имеют несколько разный смысл.
Водопоглощение
Водопоглощение – способность набирать в себя влагу от прямого и (что принципиально) продолжительного контакта с ней. У газобетона показатель влагопоглощения высокий, но не критично отличающийся от ряда других популярных стеновых материалов – таких, как щелевой кирпич, поризованные керамические крупноформатные блоки и т.д.
Для того чтобы мирно сосуществовать с этой особенностью (не только газобетона, но и любого из материалов с сопоставимым водопоглощением) нужно соблюсти ряд простых мер:
- 2. Полностью герметичной должна быть и кровля. Если дом планируется оставить на продолжительный период с недоделанной крышей, обязательно нужно обеспечить покрытие от вертикальных осадков, так как влага от них впитается в конструкции.
- 3. Третий важный аспект защиты – это отведение воды в таких местах, как водостоки и карнизы. Опять же, продолжаем соблюдать одно основное условие: чтобы вода нигде не стояла.
Такие вещи, как неотделанный фасад (например, у гаража) или помещение повышенной влажности в здании (ванная комната, кухня, но кроме парилок в бане или душевых в общественных учреждениях типа бассейна), не несут в себе угрозы попадания какого-то критического количества влаги в структуру стены, так как отсутствует именно длительность контакта с водой.
Гигроскопичность и паропроницаемость
Гигроскопичность – способность материала поглощать водяные пары из воздуха. Паропроницаемость – способность материала пропускать через себя водяные пары, тем самым «отдавать» их в воздух.
Результат жизнедеятельности человека внутри любого помещения – непрерывно выдыхаемый из легких водонасыщенный углекислый газ, который обязательно повышает влажность воздуха. Для того, чтобы в жилом помещении был нормальный влажностный режим, по строительным нормам в здании проектируется вентиляция. Если спросить у компетентного строителя-отделочника, какой штукатуркой лучше отделывать стены внутри – он обязательно скажет, что гипсовой, а на вопрос «почему» ответит «потому что она «дышит». Как это понимать – спросите вы?
Под выражением «материал «дышит» надо понимать следующее: при повышенной влажности воздуха он поглощает в себя избыточную влагу (ассоциация с вдохом), а при пониженной – отдает обратно (с выдохом), тем самым, в определенной степени регулируя влажность в помещении.
Газобетон обладает высокой гигроскопичностью и паропроницаемостью (способностью «дышать»), поэтому он будет забирать в себя избыточную влагу из внутреннего воздуха. Используйте эти его замечательные свойства и сэкономьте на вентиляции.
Последствия неправильного выбора
Если для возведения постройки был выбран блок с теплопроводностью ниже рекомендуемой, придется столкнуться с такими проблемами, как:
- Стены будут быстро отдавать тепло, из-за чего в зимнее время существенно возрастут расходы на отопление.
- В помещении будет сыро, на стенах начнет скапливаться конденсат, что приведет к появлению плесени.
- Влажные стены быстро промерзают. Вода, собравшаяся внутри, увеличивается в размерах и разрушает газоблок. В результате, стены начнут крошиться, в них появятся микротрещины, которые в будущем сольются в крупные дефекты, и постройка рухнет.
В целом, проживать в холодном доме некомфортно. Неправильный климат внутри помещения ведет к развитию хронических заболеваний.
Сравнение свойств газобетона и бруса
Выбор материала для строительства дома осуществляется на основании технико-эксплуатационных характеристик. Поэтому мы рекомендуем вам ознакомиться с основными особенностями бруса и газобетона, которые позволят определить для себя лучший вариант.
Усадочные деформации
Усадка газобетона зависит от его относительной влажности и марки по плотности. Как правило, при использовании газоблоков автоклавного твердения D400 и D500 эта величина не превышает 0,5 мм/м. При этом усадка происходит равномерно.
Брус в зависимости от разновидности более подвержен усадочным деформациям. Так, усадка клееных изделий составляет примерно 1,5 мм/м, а пиломатериала естественной влажности – до 10 мм/м.
При этом усадка бруса неравномерная и зависит от:
- прогрева различных участков дома солнцем;
- преобладающего направления ветра;
- разновидности профиля – профилированный пиломатериал менее склонен к усадке и короблению;
- времени года, когда выполнялась заготовка леса.
Влагостойкость
И брус, и газобетон склонны к поглощению влаги.
Древесина гниет и плесневеет при продолжительном контакте с влагой, поэтому требует дополнительной обработки антисептическими пропитками, которые повышают ее влагостойкость.
На газобетон влага оказывает не настолько сильное влияние, но дома из него также рекомендуется защитить в течение первых 2-3 лет после возведения. Преимуществом является то, что в качестве защиты является декоративная отделка, которая прослужит намного дольше лакокрасочного слоя.
Газобетон и брус являются гигроскопичными материалами. Они способны впитывать влагу из воздуха при ее высоком содержании и отдавать – при низком. Это свойство является их неоспоримым преимуществом – позволяет стенам «дышать», что обеспечивает оптимальный микроклимат в доме. Но для сохранения этого качества нельзя отделывать стены материалами с низкой паропроницаемостью.
Теплоизоляционные качества
По теплоэффективности дома из бруса немного уступают строениям из газобетона. Также к этому можно добавить необходимость обязательного доутепления брусового жилья, что обусловлено ограниченным выбором толщины. Чаще всего, применяется пиломатериал сечением до 200 мм, в то время как толщина «теплой» деревянной стены должна составлять в пределах 540 мм.
При правильном расчете толщины стен из газобетона можно обойтись без дополнительного утепления. Блоки подбираются в зависимости от коэффициента сопротивления теплопроводности (R), который для Московской области должен составлять 3,16 (м2*C)/Вт. Для газобетонных блоков марки D400 толщиной 375 мм R=3,36 и более (м2*C)/Вт, поэтому в доутеплении стены из такого материала не нуждаются.
Огне- и биостойкость
Газобетон – негорючий материал, относится к классу А1 в соответствии с европейскими стандартами. При воздействии открытого пламени он не выделяет вредных для человеческого организма веществ. Газобетонные блоки состоят из минеральных веществ, поэтому характеризуются абсолютной устойчивостью к поражению грибком и плесенью.
Брус – горючий материал, поэтому нуждается в обработке специальными пропитками, повышающими его огнестойкость. Ввиду высокой пожароопасности монтаж электропроводки осуществляется исключительно открытым способом. Около котла и камина требуется обустройство защитных экранов из негорючих материалов.
Экологичность
Газобетон является экологически безопасным строительным материалом – в своем составе не содержит опасных для здоровья веществ и соединений. Многие утверждают обратное из-за применения алюминиевой пудры в качестве газообразователя при изготовлении блоков. Но это далеко не так по нескольким причинам:
- во-первых, ее количество составляет 0,1-1% от общего объема сырья в процессе производства;
- во-вторых, в результате протекания химической реакции между ней и сильнощелочным раствором механический алюминий окисляется и образуется безвредный оксид алюминия.
Брус – натуральный материал и этим все сказано. Исключения могут составлять его клееные разновидности, при изготовлении которых использовался низкокачественный клей с возможным содержанием формальдегидов. Также для защитной обработки древесины необходимо применять только сертифицированные антисептики и антипирены.
Что лучше газобетон или газосиликат?
Структура и внешний вид бетонов
Газосиликат белого цвета, который придает ему используемая известь в качестве заполнителя. У газобетона темно-серый оттенок ввиду применения цемента в качестве связующего компонента.
Сравнение материалов
Чтобы детально сравнить оба строительных материала, следует ознакомиться с основными преимуществами и недостатки одного перед другим.
Плюсы газобетона перед газосиликатом
Наличие большого количества пор в газосликатной структуре не только наделяет преимуществами блок, но и ухудшает отдельные его параметры.
Благодаря более плотной структуре, газобетон имеет высокую степень влагостойкости, морозоустойчивости.Поэтому чрезмерная влага и перепады температуры не разрушает его изнутри.
Что выбрать при строительстве?
Преимущества газобетона в виде низкого водопоглощения, огнеупорности и стоимости, могут стать основополагающими в выборе.
Принять решение о целесообразности применения того или иного материала можно только исходя из потребностей и возможностей строителя.
Разница между ними незначительная, а вот эффективность одинакова. Из ячеистых стройматериалов конструкция любой сложности возводится быстро с максимальной экономией на вспомогательных и отделочных материалах.
Влияние влаги на теплопроводность газобетона
Если внимательно разобраться в столбцах таблицы, то можно заметить небольшие различия в теплопроводности между сухим и влажным состоянием газобетона. Мокрый газобетон быстрее проводит тепло, то есть, хуже удерживает тепло. Чем блоки влажнее, тем больше у них теплопроводность.
Стоит отметить, что свежий автоклавный газобетон привозят на стройплощадку очень влажным, и чтобы он про сох до равновесной влажности, которая составляет 5%, ему необходимо просохнуть около года. Тогда его теплопроводность уменьшится, и он будет лучше удерживать тепло. Этап просушки является очень важным, и в этот период не стоит заниматься отделкой стен, они должны просыхать, иначе будет плесень.
