Теплотехнический расчет толщины стены из газобетона по нормируемому сопротивления теплопередаче по составляющей "А": Сопротивление теплопередаче наружной стены из газобетонных блоков определенной толщины. Приведенное сопротивление теплопередаче (R0, м2×°С/Вт) наружных стен из газобетона следует принимать не менее нормируемых значений (Rreq, м2×°С/Вт), определяемых по нижеприведенной таблице в зависимости от градусо-суток (Dd) района строительства [пункт 5.3 СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий].
Таблица. Нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций (наружных стен) жилых зданий*
Градусо-сутки отопительного периода, Dd °C сут
|
Пример региона России
|
Нормируемые значения сопротивления теплопередаче, Rreq м2°C/Вт, не менее чем:
|
Cтены
|
Перекрытия чердачные и над неотапливаемыми подпольями
|
Окна и балконные двери
|
2000
|
Астраханская обл., Ставропольский край
|
2,1
|
2,8
|
0,3
|
4000
|
Белгородская обл., Волгоградская обл.
|
2,8
|
3,7
|
0,45
|
6000
|
Алтай, Красноярский край, Москва, Санкт Петербург
|
3,5
|
4,6
|
0,6
|
8000
|
Магаданская обл.
|
4,2
|
5,5
|
0,7
|
10000
|
Чукотка
|
4,9
|
6,4
|
0,75
|
12000
|
н/д
|
5,6
|
7,3
|
0,8
|
Коэфф. а
|
|
0,00035
|
0,00045
|
|
Коэфф. b
|
|
1,4
|
1,9
|
|
* Таблица составлена по данным Таблицы 4 СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий".
Значения нормируемого сопротивления теплопередаче (Rreq) для величин градусо-суток (Dd), отличающихся от приведенных в таблице выше ориентировочных значений можно определить по формуле:
Rreq = коэфф. a х Dd + коэфф b,
где Dd - градусо-сутки отопительного периода, (°С×сут), для конкретного населенного пункта.
Чтобы узнать нормативные значения градусо-суток отопительного периода обратимся к таблицам из справочного пособия к СНиП 23-01-99 «Строительная климатология». Величина градусо-суток может значительно отличаться в зависимости от требований к средней внутренней поддерживаемой температуре внутренних помещений:
Таблица. Распределение регионов РФ по климатическим характеристикам (градусо-суткам отопительного периода, Dd )
|
Градусо-сутки отопительного периода, Dd °C сут
|
Регионы России
|
2300–3500
|
Адыгея, Краснодарский край, Дагестан, Карачаево-Черкесия, Калмыкия, Кабардино-Балкария, Чечня, Ингушетия, Астраханская область, Ставропольский край, Ростовская область, Калининградская область.
|
3900–4500
|
Белгородская область, Брянская область, Волгоградская область, Воронежская область, Курская область, Липецкая область, Орловская область, Смоленская область, Тамбовская область, Приморский край
|
4500–4900
|
Владимирская область, Мордовия, Ивановская область, Калужская область, Ленинградская область, Москва, Московская область, Новгородская область, Пензенская область, Рязанская область, Саратовская область, Санкт-Петербург, Тверская область, Тульская область.
|
5000–5300
|
Башкортостан, Вологодская область, Карелия, Марий Эл, Камчатка, Костромская область, Нижегородская область, Оренбургская область, Пермская область, Сахалинская область, Татарстан, Ульяновская область, Челябинская область, Чувашия
|
5350–5900
|
Алтайский край, Архангельская область, Кировская область, Республика Коми, Коми-Пермяцкий АО, Корякский АО, Красноярский край, Удмуртия, Курганская область, Свердловская область, Хабаровский край
|
5970–6700
|
Республика Алтай, Амурская область, Бурятия, Еврейская АО, Иркутская область, Кемеровская область, Мурманская область, Новосибирская область, Омская область, Томская область, Хакасия, Ханты-Мансийский АО
|
6800–9960
|
Агинско-Бурятский АО, Магаданская область, Ненецкий АО, Таймыр, Тыва, Тюменская область, Чукотка, Усть-Ордынский АО, Эвенкийский АО, Якутия, Ямало-Ненецкий АО
|
|
Более точные значения градусо-суток отопительного периода для городов России приведены в таблице 4.1 Справочного пособия к СНиП 23-01-99* Москва, 2006
Таким образом, вы можете планировать различную среднюю температуру во внутренних помещениях и, исходя из нее, планировать величину тепловой защиты зданий. Следует помнить, что в жилых комнатах здания в холодное время года оптимальная температура составляет 20-22 °С (допустимая 18-24°С), в жилых комнатах домов в районах с наружными температурами наиболее холодной пятидневки ниже - 31°С оптимальная температура составляет 21-23 °С (допустимая 20-22°С). На кухнях и в санузлах: 19-21°С (допустимая 18-26°С). [Таблица 2.1 Справочного пособия к СНиП 23-01-99*]
Пример 1: Требуется определить нормируемое сопротивление теплопередаче стен (Rreq) дома для постоянного проживания в городе Тамбове, если достаточно экономный владелец дома планирует поддерживать среднюю температуру во внутренних жилых помещениях в холодное время года не выше + 20°С.
Определим нормируемое сопротивление теплопередаче по формуле:
Rreq = коэфф. a х Dd + коэфф b. Коэфф а = 0,00035, коэфф. b = 1,4, Dd для Т+ 20°С Тамбова = 4800 °С×сут
Подставляем значения в формулу: Rreq= 0,00035 x 4800 + 1,4 = 3,08 м2°C/Вт
Посмотрим как изменится значение нормируемое сопротивление теплопередаче для стен из газобетона при задаче поддерживать в холодное время года температуру + 22°С (Dd для Т+ 22°С Тамбова = 5200 °С×сут): Rreq= 0,00035 x 5200 + 1,4 = 3,22 м2°C/Вт.
Рассмотрим пример для Москвы для различных планируемых температур внутренних помещений в холодное время года:
Для температуры +14°C (гараж, мастерская): Rreq= 0,00035 x 3700 + 1,4 = 2,7 м2°C/Вт
Для температуры +20°C: Rreq= 0,00035 x 4900 + 1,4 = 3,1 м2°C/Вт
Для температуры +22°C: Rreq= 0,00035 x 5400 + 1,4 = 3,29 м2°C/Вт
Для температуры +24°C: Rreq= 0,00035 x 5800 + 1,4 = 3,43 м2°C/Вт
Для определения необходимой толщины газобетонной стены для выполнения требований СНиП 23-02-2003 по нормируемому сопротивлению теплопередаче для стен необходимо располагать данными о коэффициенте теплопроводности блоков автоклавного газобетона различных марок по плотности.
Таблица. Коэффициент теплопроводности ячеистых бетонов при равновесной влажности*
Марка ячеистых бетонов по средней плотности
|
Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м∙°С), при равновесной весовой влажности W
|
4%
|
5%
|
D200
|
0,056
|
0,059
|
D250
|
0,070
|
0,073
|
D300
|
0,084
|
0,088
|
D350
|
0,099
|
0,103
|
D400
|
0,113
|
0,117
|
D450
|
0,127
|
0,132
|
D500
|
0,141
|
0,147
|
D600
|
0,160
|
0,183
|
D700
|
0,199
|
0,208
|
D800
|
0,223
|
0,232
|
D900
|
0,258
|
0,269
|
D1000
|
0,282
|
0,293
|
D1100
|
0,305
|
0,318
|
D1200
|
0,329
|
0,342
|
* По данным таблицы А1 ГОСТ 31359-2007 "Бетоны ячеистые автоклавного твердения". Равновесная влажность устанавливается через 1-2 года после завершения постройки дома.
Зная коэффициент теплопроводности определенной марки газобетона можно установить требуемую толщину стены по формуле:
Толщина стены = R (нормируемое для данного региона строительства тепловое сопротивление строительной конструкции) х λ (коэффициент теплопроводности стенового материала).
Пример расчета минимальной толщины стены из газобетона для загородного дома из автоклавного газобетона марки по плотности D500 с теплопроводностью в реальных условиях равновесной влажности 0,12 Вт/м°С (данные производителя) в Москве с планируемой температурой во внутренних помещениях в холодное время года +22°С.
- 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
- Определяем по таблице коэффициент теплопроводности λ для газобетона марки D500 при влажности 5% = 0,147 Вт/м∙°С.
- Определяем требуемую толщину стены из газобетона марки D500: Толщина стены = R x λ = 3,29 м2°C/Вт x 0,147 Вт/м∙°С = 0,48 м или 48 см
Получается, что для обеспечения нормируемого сопротивления теплопередаче для стен дома в Москве потребуется класть стену из автоклавного газобетона марки по плотности D500 толщиной 50 см.
Можно существенно (до 20% кубатуры стен из газобетона) сэкономить, если использовать вместо конструкционно-теплоизоляционного газобетона марки D500 близкий или равный по прочности на сжатие (B2,0 против B2,0 или B2,5), но менее плотный конструкционно-теплоизоляционный газобетон марки D400 с более низким коэффициентом теплопроводности. Рассмотрим следующий пример с газобетоном более низкой плотности:
- 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
- Определяем по таблице коэффициент теплопроводности λ для газобетона марки D400 при влажности 5% = 0,147 Вт/м∙°С.
- Определяем требуемую толщину стены из газобетона марки D400: Толщина стены = R x λ = 3,29 м2°C/Вт x 0,117 Вт/м∙°С = 0,38 м или 38 см.
На этой веселой и радостной ноте завершается большинство рекомендаций по выбору толщины стены из автоклавного газобетона в пособиях и рекомендациях производителей и поставщиков газобетона. Но о чем же они чаще всего умалчивают? Производители в своих рекомендациях умалчивают о двух важных вещах:
- Стены вашего дома будут состоять не из монолитного куска автоклавного газобетона без швов, а из кладки блоков со швами. А коэффициент теплопроводности стены в целом будет выше, чем у отдельных блоков, так как в кладке будут присутствовать мостики холода из раствора или клея. Любые теплотехнически неоднородные сквозные или несквозные включения наружных ограждающих конструкций (стальные уголки, армпояса, надпроемные балки, железобетонные каркасы) увеличат показатели теплопроводности стены.
- Не обязательно достигать нормируемого сопротивления теплопередаче стены увеличением толщины самой газобетонной стены (Хотя зачастую продавцы газобетона вас будут убеждать поступать именно так: им нужно продать вам как можно больше своей продукции). Однако мы можем использовать двухслойные или трехслойные стены с утеплителем из паропроницаемой базальтовой ваты, кубический метр которой стоит значительно дешевле кубического метра газобетона, а коэффициент теплопроводности базальтовой ваты значительно ниже, чем у газобетонной кладки. Пункт 8.11 СП 23-101-2004 "Проектирование тепловой защиты зданий" рекомендует использовать утеплитель толщиной не менее 50 мм. Соотношение толщины наружного утеплителя и толщины стены должно быть не менее 1:1,25.
Поэтому мы переходим к рассмотрению вопроса, как на самом деле обстоят дела с теплопроводностью кладки из газобетона и как сэкономить на материалах, не проиграв в тепловой защите дома.
|