Толщина стен из газобетона

Теплотехнический расчет оптимальной толщины стен дома из газобетона.

В Руководстве пользователя по строительству домов из газобетона компании Аэрок (СПб, 2009) на странице 5 опубликованы следующие тезисы, касающиеся выбора толщины стен из газобетона:
— Мы утверждаем, что идея о необходимости тотального «доутепления» ошибочна.
— Стена из легкого (до 500 кг/м3) бетона толщиной 30 – 40 см совершенно самодостаточна. Утеплять ее имеет смысл только в стремлении довести свой дом до состояния энергопассивности, которое потребует в первую очередь совершенствования инженерных систем, а не тупого наращивания «тепловой брони».

Попробуем разобрать цитируемые завления, взяв в руки два документа: СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» и СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий». Посмотрим как согласуются данные строительной науки о требуемой толщине стен с утверждениями производителей газобетона. Ранее мы уже рассмотрели возможности и последствия облицовки газобетона кирпичом по рекомендациям Руководства пользователя компании Аэрок.

Если специалисты компании Аэрок имели в виду дачный дом из газобетона, то они абсолютно правы: если вы строите дачный дом для сезонного проживания с режимом периодического протапливания, то наращивание толщины стен дома и их дополнительное утепление — действительно вышвыривание денег на ветер:
Требования СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» не распространяется на жилые и общественные здания, которые отапливаются периодически (менее 5 дней в неделю) или сезонно (непрерывно менее трех месяцев в году). То есть, если вы строите не загородный дом для постоянного проживания, а сезонный дом для дачи – для проживания в выходные дни и в отпуске, то соблюдать требования по тепловой защите зданий не обязательно. Более того, увеличение толщины стен и применение дополнительной теплоизоляции в дачных домах с временным и сезонным проживанием может быть экономически неоправданным, так как дополнительные инвестиции в наружное утепление дачного дома или в увеличение толщины газобетонных стен могут не окупиться за счет экономии на отоплении за срок до первого капитального ремонта или даже за весь срок жизни домовладельца.

Таким образом, для дачных домов сезонного проживания толщина стен из газобетона может быть минимальной, определяемой лишь прочностными характеристиками газобетонных блоков выбранной марки по плотности (для конструкционно-теплоизоляционного газобетона: марка по плотности от D350-400 и марка по прочности от B2,0, для конструкционного газобетона — марка по плотности от D500 и по прочности от B3,5) и достаточной толщины стены, обеспечивающей ее способность свободно стоять на больших пролетах. На практике это означает применение газобетонных блоков минимальной толщиной от 20 см (для самонесущих стен одноэтажного дома). Минимальная толщина простенков и колонн из автоклавного газобетона составляет 60 см для несущих стен и 30 см для самонесущих стен [пункт 6.2.11 СТО 501-52-01-2007].

Этажность здания

Требования к маркам автоклавного газобетона для самонесущих стен

Класс автоклавного газобетона по прочности на сжатие

Минимальная марка кладочного раствора

Класс автоклавного газобетона по морозостойкости

до 5-ти этажей (до 20 м для несущих стен, до 30 м для самонесущих стен)

* Таблица составлена на основании пунктов 6.2.7-10 СТО 501-52-01-2007 «Проектирование и возведение ограждающих конструкций жилых и общественных зданий с применением ячеистых бетонов в Российской Федерации».

** Класс морозостойкости F25 по СНиП II-22-81* «Каменные и армокаменные конструкции» означает срок службы газобетона в зданиях с сухим и нормальным влажностным режимом помещений не менее 100 лет и не менее 50 лет в зданиях с влажным режимом помещений.

Энергетическая эффективность зданий для постоянного проживания
Применение адекватной толщины стен с надлежащим сопротивлением теплопередаче позволяет ограничить падение температуры в помещении при постоянном удельном уровне потребления энергии для отопления здания, предупреждать конденсацию влаги на внутренних поверхностях ограждающих конструкций (за исключением окон) и защитить ограждающие конструкции от переувлажнения.
Нормальный уровень энергоэффективности зданий (класс С по СНиП 23-02-2003) допускает отклонение расчетного (фактического) значения удельного расхода тепловой энергии на отопление здания от нормативного на величины от + 5% до минус 9%.
Здание с высоким уровнем энергоэффективности (класс B) характеризуется сокращением расходов тепловой энергии на отопление на 10-50%, а с очень высоким уровнем энергоэффективности (класс А) – более чем на 51%.

Принципы выбора способа соответствия нормируемым показателям тепловой защиты здания.
Основной задачей проектирования тепловой защиты зданий (выбор оптимальной толщины стен и их утепления) является поддержание установленных параметров микроклимата внутренних помещений и надлежащих санитарно-гигиенических условий при заданном расходе тепловой энергии на отопление здания.

В СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» установлены три обязательных взаимно увязанных нормируемых показателя по тепловой защите здания, основанных на:
«А» — нормируемых значениях сопротивления теплопередаче для отдельных ограждающих конструкций здания;
«Б» — нормируемом перепаде температур, не допускающем выпадения росы:
— температурному перепаду между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности стен (других ограждающей конструкций), определяемому по формуле №4 СНиП 23-02. При этом расчетный температурный перепад не должен превышать нормируемых величин, установленных в таблице №5 СНиП 23-02.
— минимальная температура на всех участках внутренней поверхности наружных ограждений должна быть выше температуры точки росы.
«В» — нормируемом расходе тепловой энергии на отопление, позволяющем варьировать величинами теплозащитных свойств стен (ограждающих конструкций) с учетом выбора способа поддержания нормируемых параметров микроклимата.

Нормативы по тепловой защите здания будут выполнены, если для помещений жилого назначения будут соблюдены показатели «А» и «Б» (то есть, стены адекватной толщины будут иметь нормируемое сопротивление теплопередаче и на внутренних поверхностях стен не будет выпадать роса), либо будут соблюдены показатели «Б» и «В» (то есть, на внутренних поверхностях наружных стен не будет выпадать роса и будет нормирован определенный расход тепловой энергии). Во втором случае тепловое сопротивление стен может быть ниже задаваемых в группе показателей А значений (таблица 4 СНиП 23-02-2003), но не ниже минимальных значений? на которые ссылается пункте 5.13 СНиП 23-02-2003. Требованиям показателей группы «Б» должны отвечать все виды ограждающих конструкций, чтобы обеспечивать комфортные условия для людей внутри здания и предотвращать увлажнение внутренних поверхностей стен, пола и других ограждающих конструкций от увлажнения, намокания и появления плесени.

В данной статье мы проверим выполнение условий «А» для жилого дома постоянного проживания со стенами из газобетона. Читать дальше про теплотехнический расчет минимальной толщины стены из газобетона.

Выбор толщины стены из газобетона

Будущие счастливые владельцы домов, приступая к строительству, тщательно выбирают материал. В последнее время много внимания уделяют газобетонным блокам, как самому популярному стеновому сырью, который отличается от других низкой теплопроводностью. Главным параметром строительства является толщина стен. В вопросе величины перегородок из газобетона стоит отталкиваться не только от уровня гидроизоляции, стоит учитывать прочность.

Соотношение массы сырья к объему

Поперечная толщина стены из газобетона колеблется от 200 мм до 600 мм, зависит показатель от назначения помещения и условий, в которых оно будет использоваться. В зависимости от назначения, постройки распределяют на:

• гараж;
• хозяйственные помещения, используемые в летний период;
• дача;
• жилой дом.

На толщину перегородок первых трех типов строений не влияют теплоизоляционные характеристики, в первую очередь стоит обратить внимание на прочность. С увеличением концентрации сырья будет увеличивать и прочность, теплопроводность. Достичь правильной плотности перегородки из газобетонных блоков помогут следующие расчеты:

• размеры строения;
• площадь отопления;
• сезонность использования;
• тип отопления;
• сроки эксплуатации;
• денежные затраты.

На строительном рынке, отталкиваясь от уплотненности, газобетон разделяют на типы от D300 до D1200. Число обозначает концентрацию материала. Блоком высокой плотности обеспечивают выдержку сильной нагрузки, а материал с маленькой плотностью является самонесущим утеплителем. Уплотненность прямо пропорциональна прочности материала и влияет на теплоизоляцию, расчеты ведутся по формуле, в которую входит площадь здания, длина и масса всех конструкций.

Термические характеристики

Одной из важных характеристик газобетона, как строительного сырья, является теплопроводность. Если у каркаса здания она будет высокая, то тепло которое, обеспечивают тепловые приборы, стена передаст наружу. Легкий материал обладает низкой теплопроводностью, толщина перегородки тоньше. Газобетонные блоки гарантируют хорошую теплозащиту. Когда расчет плотности сделан верно, в доме будет сохраняться тепло при самых низких градусах мороза. Перегородки из легкого газобетона, плотностью до 500 кг/м³ и толщиной до 300 мм, характеризуются достаточной степенью теплопроводности. Каждый случай строительства требует индивидуального расчета толщины и индивидуального подбора к стенам дома.

Рекомендуемая величина стен

Несущую стену рекомендовано строить из газобетонного блока плотностью 500. Исходя из плотности, рекомендуемая толщина стен:

• гараж и хозяйственные постройки 200 мм;
• здание в один этаж не менее 375 мм;
• двухэтажная постройка 400 мм;
• трехэтажное жилье больше 460 мм.

Вернуться к оглавлению

Минимальная толщина

При постройке дома для проживания перед строителем возникает вопрос об оптимальной толщине конструкции. Наиболее распространенная толщина наружных стен 375 мм. Она обеспечивает нужную теплоизоляцию. При индивидуальных климатических условиях размеры можно увеличить, дополнительно их утеплив.

Если жилье предназначается для сезонного проживания, слой наружных перегородок можно уменьшить на 15-20 см, подобрав нужную величину. Толща внутренних стен рассчитывается с учетом звукоизоляции, минимальный размер 20 см. Размеры несущих перекрытий могут быть больше минимальной цифры, но стоит помнить, что размеры фундамента для дома из газобетонных блоков должны быть больше стен на 10 см.

Если внутренняя газобетонная конструкция не несет несущей нагрузки, минимальный слой можно уменьшить до 10-15 см. Увеличивать не стоит, это только уменьшит площадь помещения.

Нормативные требования

Газобетонный блок относится к категории «ячеистый бетон». Строительные работы с ячеистым материалом регламентируются нормативными документами, СТО. Выделяют основные правила, требующие четких соблюдений:

• обязательный расчет высоты вертикальной конструкции;
• ограничение высоты внутренних перекрытий, не более 20 м, самонесущие — 30 м;
• индивидуальная прочность для каждого этажа.

Нормы стандартизации касаются плотности блоков и учитываются при официальном строительстве, частные строители используют правила, как рекомендацию.

Нормы не касаются вопроса теплоизоляции, поэтому следует учитывать, что при эксплуатации меняется влажность газобетона и повышается его теплопроводность.

Учитывая все варианты и нормы, легко достичь нужной толщины стен, но этого не достаточно для уютного и теплого дома. Подходите к выбору строевого материала обоснованно, обращайте внимание на прочность и термические характеристики.

Оптимальная толщина газобетонных стен

Благодаря небольшому по сравнению с силикатным или красным кирпичом весу, хорошим тепло- и звукоизолирующим свойствам, морозо- и пожароустойчивости, простоте механической обработки и монтажа, газобетонные блоки применяются в строительстве несущих элементов и перегородок жилых домов, гаражей, загородных коттеджей. Многие делают неправильную толщину стены из газобетона, что при малой ее мощности не позволяет препятствовать проникновению холода и требует дополнительного монтажа утеплителя, а при большой приводит к нецелесообразной трате лишнего материала, а следовательно и денег. Для того чтобы избежать такой ситуации, необходимо разобраться в том, что влияет на этот показатель и каким он должен быть согласно нормативам и в зависимости от внешних факторов.

В зависимости от плотности в кг/м3 данный материал бывает нескольких видов:

Легкие блоки с низкой плотностью и прекрасными теплоизоляционными свойствами. Применяются в основном в качестве утеплителя.

В отличие от предыдущих имеют достаточную прочность, весят больше и немного лучше проводят тепло. Прекрасно подходят в качестве основного материала для возведения стен.

Тяжелые газоблоки с самой высокой плотностью для строительства зданий, требующих прочности конструкций.

Какой толщины должна быть стена из газобетона?

Значение мощности рассчитывается в зависимости от следующих факторов:

Согласно требованиям такого норматива как СНиП 23-02-2003, минимальная толщина (H) рассчитывается по следующей формуле: H = R_req × λ, где:

• R_req – сопротивление конструкции к теплопередаче, рассчитываемое для каждого региона;
• λ – коэффициент теплопроводности газоблоков, (Вт/м∙°С) зависит от марки и влажности.

Чем ниже значение λ, тем лучше его теплоизоляционные свойства – соответственно, самым оптимальным показателем обладают стены из газобетона марки D300, а самым худшим – D1000. У влажного материала вследствие наличия в полостях воды проводимость тепла выше, чем у сухих.

Величина R_req характеризует сопротивляемость материала к прохождению через него общего количества тепла, накапливаемого внутри помещения, и равняется произведению градусо-суток (D) отопительного периода на поправочный коэффициент a и прибавлению к полученному результату константы b: R_req = (D×a)+b.

Величина D равняется произведению разности температур внутри помещения в отопительный период и среднесуточной наружной на его продолжительность в днях: D=(tвн.пом-tнар)×Pот.периода.

Так, например, для Москвы этот показатель при 214 сутках со средней температурой воздуха снаружи и внутри помещения -3,1 и +20°С равен 4943 градусо-суток; южные регионы имеют самое низкое значение D, так, например, в Ростовской области оно составляет всего 3523 °С*сут, а в северных – Сибирь, Магадан, Урал – наиболее высокое. Значения переменных а и b зависят от типа используемого здания и для стен жилых домов, гаражей и коттеджей, равняются 0,00035 и 1,4 соответственно.

Употребив из справочных материалов значение градусо-суток отопительного периода, вышеуказанные коэффициенты и теплопроводность марок блоков, можно высчитать, какая толщина по нормативам должна быть у стен из газобетона в наиболее крупных городах различных частей России и прилегающих к ним областях.

Расчет мощности конструкций из ячеистого бетона для различных зон РФ:

График изменения толщины стеновых конструкций в зависимости от региона и марки газосиликатных блоков:

Наилучшими теплоизоляционными свойствами характеризуются стены из газобетона марок D300-D400. Толщина их колеблется от 20 до 40-45 см, несмотря на это, данные материалы содержат очень много пор с воздухом и мало несущего на себе нагрузку застывшего раствора. Самой же высокой прочностью, но при этом большой толщиной стен (до 100 и более см), необходимой для сохранения внутри помещения тепла, отличаются газоблоки марок D800, D1000. Чаще всего их используют в строительстве общественных зданий, торговых павильонов и других сооружений с большой нагрузкой и дополнительным утеплением.

«Золотой серединой» и наиболее оптимальным соотношением прочность-теплопроводность характеризуются блоки D500-D600, чаще всего применяемые в возведении как жилых домов и коттеджей, так и других построек.

Что учитывать при выборе мощности стеновых конструкций?

Кроме расчетных значений также выделяют еще несколько факторов, от которых зависит толщина.

1. Длительность нахождения в возводимом строении в течение календарного года. Для дачного домика, хозяйственной пристройки, гаража из газобетона, отапливаемых непродолжительное время, можно использовать тонкие стенки толщиной не более 20 см, способные выдерживать вес кровли и обеспечивать защиту от холодов в весенне-осенний период. Противоположная ситуация в жилых зданиях постоянного проживания – для того чтобы тепло не уходило из помещений, необходимы стены с расчетной мощностью 30-40 см.

2. Вид – несущие конструкции должны иметь толщину на 10-15 см больше, чем перегородки внутри помещения.

3. Количество и расположение этажей – при увеличении высоты здания используют газоблоки с большей прочностью. Толщина стен одноэтажного строения должна составлять не менее 25 см, двух и более – 30-40 см.

4. Климатические условия снаружи – продолжительность холодного периода и средние температурные показатели напрямую влияют на мощность ограждений здания. Стены в Сибири делают толще, чем в южных регионах.

5. Наличие или же отсутствие слоя утеплителя (пенополистирол с обязательным нанесением поверх него слоя фасадной штукатурки) – применение теплоизолирующих материалов позволяет использовать блоки меньшей толщины. Стена без утеплителя кроме того, что имеет неприглядный эстетический вид, из-за открытой пористой структуры быстрее впитывает влагу, способствующую увеличению теплопроводности конструкции.

• Ячеистый бетон в современном строительстве является одним из самых приемлемых как по цене, так и по качеству материалов для возведения всевозможных зданий.
• Стены дома из газобетонных блоков обладают высокой прочностью, относительной долговечностью и хорошими теплоизолирующими свойствами.
• Используя приведенные в нормативах формулы, можно рассчитать оптимальную мощность ограждающих конструкций с учетом условий конкретного региона, позволяя экономить материал и делать толщину стен в Московской области меньше, чем в северных.
• Применение утеплителя для облицовки кладки из газоблоков увеличивает срок их эксплуатации и уменьшает расход.

Какими должны быть стены из газобетона

Газобетон выгодно отличается от обычного бетона низкой теплопроводностью. Это свойство достигается за счет введения алюминиевой пудры в обычную бетонную смесь. Благодаря пузырькам водорода, равномерно распределенным по все смеси, газобетон намного хуже передает тепло, чем обычный бетон.

Но это преимущество имеет и обратную сторону – газобетон обладает несколько более низкой прочностью, чем обычный бетон. Поэтому при выборе толщины стены из газобетона нужно исходить не только из требуемого уровня теплоизоляции, но также учитывать прочность стены. При этом, конечно, нужно не выйти за рамки бюджета.

Классификация газобетонных блоков

В зависимости от назначения помещения отличаются и требования к прочности и теплоизоляционным характеристикам стен. В зависимости от назначения выделяют:

• гараж;
• любое вспомогательное помещение, которым пользуются только в теплое время года (например, летняя кухня или мастерская);
• дача, для проживания только в летнее время;
• жилой дом.

Для первых 3 категорий теплоизоляционные характеристики играют второстепенное значение, поэтому при подборе толщины следует ориентироваться в первую очередь на прочностной расчет.

Что касается прочности материала, то нужно учитывать, что с увеличением плотности растет прочность и увеличивается теплопроводность материала.

На рынке доступен газобетон нескольких классов:

• В3,5 – может применяться как материал для несущих стен 5-этажных домов;
• В2,5 – применяется как материал для несущей стены в случае, если высота дома не превышает 3 этажа;
• В2,0 – этот класс газобетона применяется для строительства несущих стен зданий высотой не более 2 этажей.

В зависимости от плотности газобетонные блоки разделяются на марки от D300 до D1200 (число обозначает плотность материала в кг/м 3 ). Блоки высокой плотности позиционируются как конструкционные (т. е. они способны выдержать большую нагрузку), блоки минимальной плотности выступаю в роли самонесущего утеплителя.

Нормативные требования

Строительство с использованием ячеистых бетонов (а газобетон относится именно к такому типу бетонов) регламентируется СТО 501-52-01-2007. Основные рекомендации по использованию газобетонных блоков состоят в следующем:

• нормативный документ требует определять максимально допустимую высоту стен из ячеистых блоков только на основании расчета;
• ограничивается максимальная высота зданий. Из автоклавных ячеистых бетонов допускается изготавливать несущие стены зданий до 5 этажей (или высотой до 20 метров), высота самонесущих стен не должна превышать 30 м (или 9 этажей). Пеноблоки (ячеистый бетон неавтоклавного твердения) используются для возведения несущих стен высотой не более 10 м или не более 3 этажей.
• также норматив указывает прочность бетонных блоков в зависимости от этажности здания. Так, для строительства наружных и внутренних стен 5-этажного здания следует использовать блоки прочностью не менее В3,5 (применение пенобетона запрещено), марка раствора не ниже чем М100; в 3-хэтажных зданиях класс ячеистого бетона должен составлять как минимум В2,5, а класс раствора – М75; в 2-хэтажных – В2 и М50 соответственно.
• для строительства самонесущих стен требуется использовать блоки класса как минимум В2,5 – в зданиях с количеством этажей больше 3 и В2,0 – в 3-этажных зданиях.

Указанные нормы учитывают лишь прочностную сторону вопроса и не охватывают вопрос теплоизоляции помещения (СНиП ІІ-3-79). Требования нормативов обязательны в первую очередь для юридических лиц. Обычные люди, например, при строительстве загородного дома или гаража, летней кухни могут использовать эти требования в качестве рекомендаций. Также необходимо учитывать то, что при эксплуатации изменяется влажность газобетонных блоков, а это несколько повышает их теплопроводность.

Рекомендации по выбору толщины стен из газобетона

Оптимальным вариантов при проектировании любой постройки будет, конечно, полный расчет на прочность и теплотехнический расчет, но самостоятельно справиться с этой задаче сможет не каждый. Платить за расчет тоже захочет не каждый. В таких случаях можно ориентироваться на примерные значения классов прочности и толщины стен из газобетона в зависимости от назначения. В сравнении с другими материалами, газобетонная стена должна обладать гораздо меньшей толщиной при равной энергоэффективности.

Эти рекомендации носят усредненный характер и составлены на основе статистики использования газобетона в строительстве и рекомендациях самих производителей.

1. Для строительства одноэтажных домов в теплом климате, летних кухонь, гаражей и т. д. некоторые используются газобетон толщиной 200 мм, но назвать эту толщину рекомендованной нельзя. Даже для строительства нежилых помещений, как правило, используется газобетон толщиной 300 мм.
2. Для строительства стен цокольных этажей и подвалов рекомендуется использовать газобетон D600, B3,5. Толщина блоков должна составлять как минимум 300 – 400 мм.
3. Межквартирные перегородки – газобетонные блоки В2,5, D500 – D600, толщина блоков – 200 – 300 мм.
4. Перегородки между комнатами – блоки В2,5, D500 – D600, толщина – от 100 до 150 мм.

Если перегородка устраивается в уже существующем помещении, то лучше выбрать газобетон D300. В этом случае решающее значение имеет не прочность, а звукоизоляция материала.

1. Строительство нежилых помещений (гаражи, летние кухни и т. д.) Используется газобетон D500, толщина от 200 мм (в зависимости от нагрузки).

На что стоит обратить внимание

Газобетон – эффективный материал с точки зрения теплоизоляции, что обусловлено его ячеистой структурой.

Но для того, чтобы в полной мере воспользоваться преимуществами стен из газобетона следует придерживаться нескольких правил:

1. При строительстве используется специальная клеящая смесь, которая укладывается на поверхность газобетонного блока тонким слоем (несколько мм). Людям, которые привыкли работать с обычным цементным раствором может быть трудно переучиваться. Если швы сделать слишком толстыми, то слой раствора начнет играть роль «моста холода» и теплоизоляционные свойства газобетона ухудшатся.

1. При строительстве в холодном и умеренном климате рекомендуется утепление стен из газобетона как внутри, так и снаружи.

1. При прочностном расчете необходимо учитывать дополнительный вес, создаваемый теплоизоляцией, например, штукатуркой.

Для того, чтобы получить действительно теплый и уютный дом недостаточно просто увеличить до максимума толщину стены. Для большинства климатических условий достаточно использовать газобетон D600, B2,5 или B3,5 толщиной 300мм. Тем не менее, желательно выбор газобетонных блоков обосновать прочностным и теплотехническим расчетом.