Как и у многих городских жителей, у меня есть участок, на котором я построил загородный дом. Естественно, что мне хотелось построить энергоэффективный дом, который был бы оптимальным не только по затратам на его строительство, но и затратам на его дальнейшую эксплуатацию. Дом я построил из газобетона D500 с толщиной стены 300 мм. Толщину стен 300 мм я выбрал не случайно, так как хотел увеличить полезную площадь дома и уменьшить занимаемую им площадь на участке. Вопрос стоял только в том, стоит ли его утеплять?
Статей на эту тему очень много. Но как показывает практика пишут их люди далекие от темы, поэтому я решил обратиться к производителю газобетона, из которого построен мой дом. Так что, далее я буду делиться с вами информацией из первых рук.
Нормы теплопроводности постоянно меняются и то, что когда-то было нормой, сейчас не проходит по СНиП. Например, в прошлом веке утеплять газобетон толщиной 300 мм. не требовалось, но современные СНиПы говорят, что такую стену необходимо утеплить. Тем не менее, производитель газобетонных блоков, из которых построен мой дом утверждает, что кладка из газобетонных блоков плотностью до D500, и толщиной 300 мм и более, может быть вполне достаточной с точки зрения тепловой защиты дома. Поэтому целесообразность дополнительного утепления такой кладки должна быть подтверждена расчетами. К этому я бы еще добавил затратами на отопление. К слову сказать, я две зимы отапливал дом без утепления стен и сегодня четко понимаю затраты.
Материалы используемые для утепления стен из газобетона
Кладка из газоблоков до D500, обладает достаточно низкой теплопроводностью до 0,15 Вт/м*°С. Такая теплопроводность позволяет получить высокое сопротивление теплопередаче при определенной толщине стены. Поэтому однослойная стена толщиной от 300 мм позволяет удовлетворять требованиям тепловой защиты к наружным ограждениям жилых зданий практически во всех регионах России. Хотел бы заострить здесь внимание на слове – однослойная.
Если все-таки расчеты показывают, что стену надо утеплять, то давайте посмотрим какие материалы для этого можно использовать. Для утепления газобетона используют два материала: минеральную вату и полимерные утеплители, такие как пенополистирол или пенополиуретан. Стоит помнить, что если минеральную вату можно использовать любой толщины, то толщина полимерных утеплителей из-за их низкой паропроницаемости должна обеспечивать не менее половины общего термического сопротивления стены. В противном случае можно получить увлажнение кладки под утеплителем. Это в дальнейшем я и покажу с помощью расчета.
Требования предъявляемые к наружному утеплению газобетона
Особых требований к утеплению газобетона я не нашел. Единственное требование состоит в том, что конструкцию стены необходимо проверить на соответствие СНиП 23-02 «Тепловая защита зданий» в той части, которая касается сопротивлению теплопередаче и защиты от переувлажнения.
У газобетона, как и у любого строительного материала есть свои особенности. Чтобы там не говорили, но газобетон приходит с производства переувлажненным. Поэтому, если вопрос стоит об утеплении его полимерными материалами с низкой паропроницаемостью, необходимо чтобы кладка выстоялась не менее 3-х сезонов. Свой дом я выстаивал почти год. Этого времени хватило, чтобы из стены ушла излишняя влага. В том случае, если утепление будет производиться минеральной ватой являющейся основой для дальнейшего оштукатуривания, необходимо учитывать ее высокую паропроницаемость по отношению штукатурному слою, у которого паропроницаемость значительно ниже.
В любом случае надо всегда помнить, что основа для слоя теплоизоляции в первый год является не слоем, сопротивляющимся проникновению паров из помещения в сторону улицы, а самостоятельным источником поступления влаги.
К сожалению, процесс выбора наружного утеплителя часто приводит к большому количеству ошибок. Прежде всего это касается неоптимального использования применяемых материалов, что в дальнейшем ведет или к снижению долговечности стен, или увеличению теплопотерь.
В большинстве случаев, ошибки происходят из-за того, что при выборе конструктивных решений не все характеристики входящих в состав конструкции материалов учитываются правильно. Нет четкого понимания правильной технологической последовательности операций.
Так как я дал дому выстояться, что позволяет мне теперь сэкономить на утеплителе, то в дальнейшем буду рассматривать в качестве утеплителя фасадный пенопласт.
Теплоизоляция блоков из газобетона со штукатурным слоем по пенопласту
Пенопласт имеет невысокую паропроницаемость. Например, у беспрессового фасадного пенопласта она составляет 0,02 мг/(м*ч*Па). Если взять экструдированный пенопласт, то у него она еще меньше 0,005 мг/(м*ч*Па). Применение этих полимеров на газобетоне сформирует слой, у которого паропроницаемость будет от 5 до 40 раз меньшей, чем у самого газобетона. Естественно, что это приведет к резкому падению потока водяных паров на границе газобетона и пенопласта. В дальнейшем, при снижении температуры под утеплителем ниже температуры точки росы в газобетоне начнет образоваться конденсат. А если температура снизится ниже точки замерзания капиллярной влаги в стене за отделкой начинает образоваться лед.
Если пенопласт буде тонким, то он будет слабо влиять на температуру в наружном слое газобетона, но значительно снижать выход влаги, что в свою очередь будет способствовать интенсивному увлажнению за ним стены. В этом случае пенопласт будет работать не как утеплитель, а как компресс, который увлажняет стену. В результате может сложиться так, что влага в газобетоне приведет к росту его теплопроводности, при этом тонкий слой пенопласта не будет снижать увеличившийся тепловой поток до начальных (без утеплителя) значений.
Отсутствие устойчивой конденсации в газобетонной стене будет обеспечено только тогда, когда за слоем пенопласта средняя, за период влагонакопления температура будет выше, чем температура точки росы в этой зоне. А этого можно добиться только расчетом.
Расчет толщины пенопласта при утеплении газобетонной стены
Давайте посчитаем необходимую толщину пенопласта для моего дома.
Дом построен в Московской области. Здесь средняя температура периода влагонакопления составляет - 4,96 °С.
Стены построены из азобетона D500, 300 мм, с характеристиками λкладки = 0,15 Вт/(м*°С), μ = 0,20 мг/(м*ч*Па).
Я решил использовать пенопласт марки ПСБ-С-25Ф, Х мм, с параметрами λ утепл = 0,04 Вт/(м*°С), μ = 0,02 мг/(м*ч*Па).
Тарельчатые дюбели будут из пластика, поэтому влиянием теплопроводных элементов можно пренебречь.
Я планирую поддерживать в отопительный период температуру в доме: Tint = 20 °C.
Для наглядности возьмем максимальное значение ψ = 55%, принятое для расчета возможности конденсации на внутренней поверхности стен, как более наглядное, чем реальные 25-40%.
Сопротивление паропроницанию слоя теплоизолятора возьмем из расчета толщины 100 мм. Ωут = 0,1/0,02 = 5,0 м2*ч*Па/мг. Сопротивление паропроницанию слоя газобетона - Ωгб = 0,3/0,2 = 1,5 м2*ч*Па/мг.
Давление водяных паров на границе газобетона и утеплителя рассчитаем по формуле:
енпг = eint - (eint – eext) * [Ωгб/ (Ωгб + Ωут)] = 1286 - (1286 - 293) * 1,5/ (1,5 + 5,0) = 1057 Па
Соответствующая ему температура насыщения и конденсации Tcond = 7,7°С.
Такая температура на наружной поверхности газобетонной стены будет при условии, что термическое сопротивление слоя пенопласта составит не менее:
1 - (tint – tнпг) / (tint - text) = 1 - (20-7,7) / (20-(-4,96)) ≈ 0,5 от общего термического сопротивления конструкции.
Rут ≥ 0,5×R0
В нашем случае это составляет около 2,0 м2 /(Вт*°С), т.е. не менее 80 мм.
Так как полное отсутствие конденсации мне не требуется, то получаемое таким расчетом значение можно принимать за основу при назначении минимальной толщины слоя полимерной теплоизоляции.
В том случае если принять условие, что на долю утеплителя должно приходиться не менее половины общего термического сопротивления конструкции, то полученное в расчете значение будет являться универсальным.
Приведенный в статье расчет можно применять практически для всей европейской территории России и для любого полимерного утеплителя.