Газоблок + кирпич – третий не лишний?

Повышение доступности жилья - один из двигателей прогресса в стройиндустрии. В условиях конкуренции застройщики стремятся удешевить стоимость строительства за счет использования современных материалов и технических решений. Например, в последние десятилетия в нашей стране приобрели большую популярность двуслойные стены из газобетона и кирпича. Облицовочный кирпич придает таким домам внешнюю респектабельность, а легкий и достаточно теплый газобетон отвечает, в том числе за комфорт. Двуслойные стены дешевле полностью кирпичных, а архитектурный образ здания мало отличается. Но обеспечат ли такие стены необходимый комфорт и долговечность дома? Разбираемся вместе с экспертом – техническим специалистом по коттеджному и малоэтажному строительству Корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ Александром Плешкиным.

Прослужит ли дом нескольким поколениям?

Долговечность – один из важных критериев при выборе технологий для строительства дома. В «Инженерно-строительном журнале» №8 (2009 г) приведены результаты испытаний газобетонных стен с кирпичной облицовкой. Выводы ученых удивляют: срок службы такой стены составляет от 60 до 110 и более лет. Испытывались материалы одного качества в условиях одного и того же региона. Как выяснилось, столь заметная разница обусловлена технологией применения материалов: увеличить срок эксплуатации позволяет наличие вентиляционного зазора между слоями стены.

«Вообще отделка газобетона кирпичом без вентиляционного зазора допустима только для неотапливаемых помещений. В противном случае из-за разницы температур теплый и влажный воздух из помещения устремится наружу, пар начнет скапливаться между слоями стены, разрушая и кирпич, и газобетон, - комментирует Александр Плешкин. – Наличие вентилируемого зазора, обеспечивающего циркуляцию воздуха (его вход у основания и выход наверху здания) позволит беспрепятственно выводить водяной пар. Срок службы таких домов заметно выше при наличии слоя теплоизоляции, который выведет точку росы из газобетона и увеличит термическое сопротивление всей конструкции».

Погода в доме

В том, что погода в доме главней всего, мало кто сомневается. Считается, что для теплых регионов стена из газобетонных блоков толщиной 300–400 мм и облицовкой в половину лицевого кирпича укладывается в нормативные требования. Соответственно, в доме должно быть достаточно тепло и уютно. Но по факту зимой жители таких домов очень часто вынуждены использовать всевозможные системы отопления. Особенно в первые годы после постройки, когда дом «сохнет». Учитывая стоимость электроэнергии, для семейного бюджета такой способ согреться может быть накладным. Кроме того, из-за нарушения температурно-влажностного режима дома микроклимат в помещении становится хуже, образовывается сырость и плесень, особенно в углах и на стыках «пол-стена-потолок».

Результаты проводимых Службой Качества ТЕХНОНИКОЛЬ тепловизионных обследований объектов говорят о некоторых проблемах, связанных с эксплуатацией домов, построенных по технологии, которая не предусматривает вентиляционный зазор и слой утепления между газобетоном и кирпичом. 

Например, в марте 2016 года проводилась тепловизионная съемка фасада жилого комплекса в Московской области.

Данные по объекту:

Тип объекта – таунхаус на стадии эксплуатации;

Дата сдачи объекта – 30 ноября 2015 г.;

Дата проведение осмотра – 1 марта 2016 г.;

Конструкция фасада – газобетонный блок (400 мм) + облицовочный кирпич (120 мм), утепление отсутствует. 

Рисунок 1. Общий вид здания и показания температуры и влажности

«Влажные пятна на фасаде могут быть следствием двух причин, - комментирует Александр Плешкин. - Возможно, мокрые процессы внутренних отделочных работ производились в холодное время года. В данный период кладка еще не успела высохнуть. Также отсутствуют входные и выходные отверстия для создания движения воздуха в вентилируемой кладке. Паровоздушная смесь, которая проникла в кладку из внутренних помещений, встретилась с отрицательной температурой на улице, в результате чего выпала в виде конденсата - воды. Вторая возможная причина образования локальных пятен - наличие мощных теплопроводных включений, которые и выступили в качестве источника конденсата в большом количестве».

Почему расчеты расходятся с фактами? 

При использовании тепловизионной съемки были выявлены тепловые потери в местах примыкания стены к кровле, цокольной части, и по контуру плит перекрытий по всему периметру фасада.

«Это связано с тем, что на стадии проектирования теплотехнический расчет фасада соответствует нормам по тепловой защите зданий. Нюанс в том, что расчеты проводятся по глади фасада, без учета мест сопряжений и примыканий плит перекрытий со стеной, окнами, устройства армапоясов и мауэрлатов и так далее. Также не стоит забывать про учет теплопотерь при укладке блоков – в швах в большинстве случаев используется классический цементно-песчаный раствор, реже - специальный тонклослойный клеевой, но вне зависимости от выбранного типа данный способ соединения блоков создает мосты холода, которые и могут спровоцировать конденсацию паров остаточной строительной влаги. Если еще учитывать теплопотери через неоднородности, то получаем уже критические значения», - объясняет эксперт.

Результаты расчетов с учетом всех теплопроводных включений будут приведены ниже, но то, что они будут отличаться от изначальных расчетов, подтверждается результатами тепловизионной съемки.

Рисунок 2. Тепловизионная съемка 1 этажа

Рисунок 3. Тепловизионная съемка 2 этажа

На фотографиях ниже наглядно демонстрируются теплопроводные включения (так называемые тепловые мосты) через плиты перекрытия, цоколь и сопряжения фасада с крышей, а также нарушения технологии строительства.

Рисунок 4. Тепловые потери

Ситуацию хорошо объясняют результаты испытаний тепловой однородности двуслойных стен, проведенных экспертами из Санкт-Петербурга А. С. Горшковым, П. П. Рымкевичем и Н. И. Ватиным. Они провели расчет приведенного сопротивления теплопередаче наружных стен типового многоквартирного жилого здания с конструктивной монолитно-каркасной схемой и двухслойными стенами из газобетона с наружным облицовочным слоем из кирпича в Санкт-Петербурге. Полученное значение 1,81 м2•°С/Вт не соответствуют не только требуемым 3,08 м2•°C/Вт, но и даже минимально допустимым нормативным требованиям 1,94 м2•°C/Вт. Различия в коэффициентах теплотехнической однородности исследователи объясняют различиями использованных в проекте конструктивных решений, количественного и качественного состава теплопроводных включений с учетом их геометрической формы. То есть учитываются все так называемые мостики холода, которые присутствуют в проекте: вид и материал крепежа, плиты перекрытия, стыки, обрамления и примыкания к стенам и окнам и так далее. Довольно распространен случай, когда теплотехническая неоднородность стеновой конструкции на реальном объекте еще ниже расчетной, потому что зависит от качества монтажа: наличие трещин, разломов, выбоин и иных дефектов изделий из газобетона может приводить к перерасходу строительного раствора, который выступает в качестве дополнительного теплопроводного включения, не учитываемого при расчете.  

Рисунок 5. Конструктивное решение наружной двухслойной стены

В итоге мы получаем, что фактический коэффициент теплотехнической однородности существенно меньше, чем расчетное значение. Разница может составлять до 47%. Приведенное сопротивление теплопередаче подобных конструкций может быть меньше нормативного значения до 70%, что требует либо увеличивать толщину газобетонных блоков в составе двухслойной стеновой конструкции, либо использовать промежуточный слой из теплоизоляционных материалов.

Рисунок 6. Схемы расчетных фрагментов наружной двухслойной стены

«Результаты испытаний говорят о том, что закладываемый при проектировании коэффициент теплотехнической однородности 0,9 для стен из газобетона и кирпича для многих случаев является завышенным. Кроме того, проектировщики пользуются необоснованными значениями теплопроводности газобетона, - комментирует Александр Плешкин. - По факту такая конструкция не обеспечивает необходимое термическое сопротивление стен. Создать комфортный микроклимат, сократить размеры коммунальных платежей и повысить долговечность стен из газобетона и кирпича можно, благодаря включению теплоизоляции между газобетонным и лицевым (облицовочным) слоями. При выборе теплоизоляционного материала для конструкций такого рода особое внимание необходимо уделять значению сопротивления паропроницанию. Оно должно быть, как минимум на порядок меньше сопротивления паропроницанию несущего слоя наружной стены. Утепление стены из газобетона экономически обосновано и выгодно по сравнению с увеличением толщины газобетонной стены, при увеличении которого дополнительно нагружается фундамент и уменьшается полезная площадь помещений».

Влажность – важно ли это?

Хотелось бы отдельно отметить темы теплопроводности и влажности изделий из газобетона, которые являются сильными абсорбентами влаги, то есть могут впитывать значительное количество воды.

«Их фактическая влажность в начальный период эксплуатации может значительно превышать расчетную, это связано не только с процессом производства, транспортировки и складирования материала, но и с мокрыми процессами, которые происходят в доме во время его стройки – заливка стяжки, выравнивание стен и так далее. В этой связи теплопроводность изделий из газобетона может оказываться выше по сравнению с принятыми в проекте расчетными значениями, т. к. теплопроводность материала зависит от содержания влаги. Сложно поддается прогнозу количество лет через которое дом «выйдет» на проектные показатели. Это будет зависеть от климата, условий эксплуатации помещения и конструктивного решения стены – наличие вентиляционного зазора и правильно подобранных изоляционных слоев с точки зрения паропроницаемости. При грамотно спроектированной и выполненной конструкции выход на рабочий режим такой конструкции не должен превышать одного – двух лет», - комментирует Александр Плешкин.

Следует обращать пристальное внимание на вопрос испытания коэффициентов теплопроводности газобетона, а именно на условия влажности, при которых проводятся испытания.

Показатель теплопроводности определяют по ГОСТ 7076-99 «МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ СТРОИТЕЛЬНЫЕ. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме». В данном документе расчеты проводятся для материала в сухом состоянии, не регламентируется при какой весовой влажности материала необходимо проводить испытания. Некоторые производители газобетона проводят испытания на теплопроводность материала ссылаясь на ГОСТ 31359-2007 «Бетоны ячеистые автоклавного твердения», в котором указаны значения весовой влажности, при которой производятся измерения: для условий «А» весовая влажность составляет 4%, для условий «Б» - 5%.

Согласно СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» Приложение Д (или СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий», Приложение Т) весовая влажность газобетона значительно превышает значения ГОСТ 31359-2007: для газо- и пенобетона плотности 1200;1000;800 весовая влажность составляет: 15% для условий «А» и 22% для условий «Б».

Расчетный коэффициент теплопроводности газобетона значительно занижен по сравнению с фактическим. Данный факт связан не только с особенностями использования материала в условиях влажности, но и с самой методикой испытаний теплопроводности газобетона - влажность при испытаниях снижена в 3,75 - 4,4 раза.

Такая разница в значениях влажности говорит о том, что после возведения конструкции газобетон на протяжении определенного периода времени достигает нормируемых значений равновесной весовой влажности, которая значительно выше той, при которой проводятся испытания теплопроводности материала.

В результате фактическое значение сопротивления теплопередаче здания не совпадает с расчетным. Данный факт говорит о снижении энергоэффективности здания и увеличении эксплуатационных затрат на отопление и кондиционирование.

«Таким образом, с помощью газобетона и кирпича вполне можно создать респектабельный, теплый и долговечный дом, - резюмирует Александр Плешкин. - Но только при строгом соблюдении технологии проектирования тепловой оболочки здания с учетом всех теплопроводных включений, корректных показателей влажности газобетона, которую он приобретет в процессе эксплуатации, а также при обязательном наличии теплоизоляционного слоя и вентиляционного зазора».