Виктор Борисов (victorborisov) wrote,
Виктор Борисов
victorborisov

Category:

Почему я не стал утеплять стены из газобетона


Этот дом из газобетона с плоской кровлей я построил своими руками в 2012 году. Особенностью данного дома является тот факт, что у него однослойные стены без дополнительного утепления. Так было сделано потому, что дополнительное утепление не имеет экономического смысла. Это было очевидно ещё на этапе проектирования при составлении энергетического паспорта здания и это было подтверждено многолетней эксплуатацией.

Давайте вместе рассчитаем теплопотери и узнаем сколько я смог бы сэкономить на отоплении если бы стены были дополнительно утеплены. Поехали!


Начнём с технических характеристик ограждающих конструкций дома.

Фундамент: Монолитная бетонная плита с утеплением 200 мм;
Стены: Газобетонные блоки низкой плотности (D400) толщиной 375 мм оштукатуренные с двух сторон;
Кровля: Сборно-монолитная с утеплением 225 мм;
Окна: Пятикамерный профиль с двухкамерным стеклопакетом с теплоотражающим напылением.


Кладка газобетонных блоков выполнена на тонкошовный клей (толщина шва 2 мм). Оконные перемычки монолитные с дополнительным утеплением. Точно такое же утепление выполнено и в уровне перекрытия. На всех оконных проёмах присутствуют газобетонные четверти. При расчёте теплопотерь я учитываю швы, но в настоящее время технологии позволяют выполнять кладку блоков на специальный полиуретановый клей-пену — это позволяет добиться большей однородности стены и следовательно минимизировать теплопотери.


Фасад оштукатурен с помощью цементной теплоизоляционной штукатурки (с пенополистирольными шариками) толщиной 20 мм. В качестве финишного покрытия была использована шпаклёвка из белого цемента.


Внутренняя отделка стен была выполнена с помощью гипсовой штукатурки толщиной 6 мм.


Интерьер дома выглядит вот так.


Общая площадь дома 72 квадратных метра. Это дом-квартира в которой есть: большая кухня-гостиная, две полноценных спальни (одна смежная), рабочий кабинет, холл, прихожая и санузел. Дом имеет достаточную площадь для комфортного проживания семьи из 4 человек. При необходимости гостей можно разместить в гостиной.


Переходим к расчётам по СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий:

Для начала определим площади поверхностей ограждающих конструкций нашего дома.
Площадь пола: 72 м²
Площадь перекрытия: 72 м²
Площадь стен: 88,7 м²
Площадь окон: 11,3 м²
Площадь входной двери: 2 м²

Общая площадь ограждающих конструкций: 246 м²

Все расчёты будем делать с помощью теплотехнического калькулятора SmartCalc.


Начнём с определения климатического региона, в котором построен наш дом. А именно — Наро-Фоминский район Московской области. Возьмём данные ближайшего населённого пункта (Кашира) из справочника.

Температура холодной пятидневки с обеспеченностью 0.92: -27˚С
Продолжительность отопительного периода: 212 суток
Средняя температура воздуха отопительного периода: -3.4˚С
Относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца: 85%
Условия эксплуатации помещения: Б
Количество градусо-суток отопительного периода (ГСОП): 4960.8°С·сут


Начнём с теплового расчёта стен:


Для газобетонных блоков YTONG D400/B2.5/F100 коэффициент теплопроводности λб:
- Согласно ГОСТ 31359-2007 (приложение А) - 0.117 Вт/(м·°С)
С учетом влияния растворных швов тонкошовной кладки YTONG (СТО НААГ 3.1-2013 Приложение А) – 0.121 Вт/(м·°С)

- Согласно протоколу испытаний НИИМосстрой - 0.11 Вт/(м·°С)
С учетом влияния растворных швов тонкошовной кладки YTONG (СТО НААГ 3.1-2013 Приложение А) – 0.114 Вт/(м·°С)


Обратите внимание, что в расчётах я учитываю тот факт, что у нашего здания есть 4 внешних угла (теплопотери во внешних углах больше), сборно-монолитные перемычки над проёмами, примыкания проемов к кладке, швы самой кладки и т.д. Если отталкиваться от СП 230.1325800.2015 Конструкции ограждающие зданий. Характеристики теплотехнических неоднородностей, то в многоэтажных железобетонных зданиях, на практике в большинстве случаев, коэффициент теплотехнической однородности примерно равен 0,7, а в грамотно спроектированном и качественно построенном индивидуальном жилом доме это значение доходит до 0,85 (это с учётом швов в кладке).

В итоге мы получаем, что приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции [R] = 3.15 и оно удовлетворяет нормам по тепловой защите. Но нам эта цифра пока ни о чём не говорит. Открываем вкладку «Тепловые потери» и видим информацию, которая нас интересует:

Потери тепла через 1 м² за отопительный сезон — 41.02 кВт·ч
Потери тепла через 1 м² за 1 час при температуре самой холодной пятидневки — 15.55 Вт·ч




Переходим к расчёту остальных ограждающих конструкций.

Делаем расчёт для кровли и получаем следующие характеристики:

Потери тепла через 1 м² за отопительный сезон — 17.36 кВт·ч
Потери тепла через 1 м² за 1 час при температуре самой холодной пятидневки — 6.58 Вт·ч

Делаем расчёт для фундамента (пола):

Тепловые потери всей конструкции за отопительный сезон — 1149.6 кВт·ч
Тепловые потери за час при температуре самой холодной пятидневки — 453.8 Вт·ч

И финальным этапом считаем теплопотери через светопрозрачные конструкции:

Тепловые потери за отопительный сезон — 224.02 кВт·ч
Тепловые потери за час при температуре самой холодной пятидневки — 88.44 Вт·ч

Это данные для одного окна размером 1,2х1,5 м. Всего в доме 6 таких окон, а также есть два окна 0,5х0,5 м и одна дверь с размерами 2,0х0,9 м. Для удобства расчётов примем, что теплотехнические характеристики утеплённой пластиковой входной двери не хуже, чем у окон (в реальности дверь «теплее»).


Теперь считаем тепловые потери за отопительный сезон:

1149,6 /фундамент/ + (41,02 * 88,7) /стены/ + (17,36 * 72) /перекрытие/ + (224,02 * 7,5) /окна и дверь/ = 7718 кВт·ч/год.

А теплопотери только через стены составляют: 3640 кВт·ч.

Это количество энергии, которое требуется для компенсации потерь тепла через ограждающие конструкции в течение всего отопительного сезона (212 суток). Здесь не учитываются теплопоступления через окна в солнечную погоду. Также в генерации тепловой энергии внутри дома также будет принимать участие вся бытовая техника (холодильник, плита, электроника) и люди (~100 Вт/чел).

Требуемая максимальная мощность отопительной установки для компенсации тепловых потерь здания в наиболее холодную пятидневку составит:

453,8 + (15,55 * 88,7) + (6,58 * 72) + (88,44 * 7,5) = 2970 Вт.

Обращаю особое внимание, что в данном теплорасчёте не учитываются тепловые потери через вентиляцию (они сопоставимы с общими теплопотерями через ограждающие конструкции) и тепловые потери сточных вод.

В качестве системы отопления дома я использую воздушный тепловой насос «воздух-воздух», который выдаёт в 2,5-3 раза больше тепловой энергии, чем потребляет из сети.


В доме применяется следующий электрический тариф (Московская область, сельская местность):

Дневная зона (с 7 до 23 часов): 4,47 руб за 1 кВт·ч
Ночная зона (с 23 до 7 часов): 1,68 руб за 1 кВт·ч

Для простоты расчётов предлагаю считать усреднённым тариф 3,89 руб за 1 кВт·ч.


Таким образом расходы на компенсацию теплопотерь через ограждающие конструкции составят:

7718 * 3,89 = 30 000 рублей в год при отоплении электричеством (а также сжиженным газом или дизелем).
7718/2,5 * 3,89 = 12 000 рублей в год при отоплении тепловым насосом «воздух-воздух».

В моём доме площадь стен составляет 36% от общей площади ограждающих конструкций, при этом стоит отметить отсутствие панорамного остекления. Если увеличить площадь остекления всего в 1,5 раза (до 18 м²), то тепловые потери через окна будут больше, чем через стены.


Некоторые термограммы сделанные прошлой зимой. Если просмотреться, то можно увидеть те самые теплотехнические неоднородности кладки (не перепутайте их с камерами видеонаблюдения которые тоже греются). Например, на левом нижнем снимке видна вертикальная перевязка с несущей стеной из газобетона более высокой плотности (D500). Также есть неоднородности в уровне перекрытия и перемычек над проёмами. Обратите внимание, что термограммы имеют очень высокий контраст. Реальная разница в температуре составляет менее 1 градуса.


Так снаружи выглядит оштукатуренная и зашпаклёванная газобетонная стена. В идеале надо было ещё зашлифовать и покрасить, но на самом деле нас устраивает и такой вариант. Отделка была сделана 6 лет назад, в 2013 году.


Давайте теперь посчитаем сколько я смог бы сэкономить, если бы дополнительно утеплил газобетонные стены. Например, если в качестве утеплителя выбрать пенополистирол ПСБ-25 толщиной 100 мм. Сделаем расчёт:

Сопротивление теплопередаче [R] = 5,48 (м²·˚С)/Вт
Потери тепла через 1 м² за отопительный сезон: 23,60 кВт·ч.

А потери без утепления по нашим расчётам составили 41 кВт·ч. То есть утепление позволило бы нам снизить теплопотери через стены на 40%. Для нашего дома экономия составит (41 * 88,7) - (23,96 * 88,7) = 1511 кВт·ч в год.

В рублях при наших тарифах это 2 300 рублей в год при отоплении тепловым насосом.

Для утепления дома потребуется: ПСБ-25 в объёме 9 м³ (от 2 200 руб/м³) и дополнительные комплектующие на общую сумму не менее 30 000 рублей. Ещё столько же обойдётся работа по монтажу утеплителя на фасад. Трудоёмкость и стоимость оштукатуривания в обоих вариантах (с утеплением и без) считаем одинаковой хотя всем очевидно, что трудоёмкость работы с углами и откосами на утеплённом фасаде выше.


Таким образом дополнительное утепление газобетонных стен обойдётся мне МИНИМИУМ в 60 000 рублей и с таким утеплением я буду экономить на отоплении всего 2 300 рублей в год. Даже с учётом инфляции и ростом тарифов на энергию — срок окупаемости утепления составит не менее 20-25 лет.

Следовательно можно сделать вывод, что утепление газобетонных стен в моём случае экономически не целесообразно т.к. газобетон с плотностью D400 сам по себе является теплоизолятором. Если же использовать для строительства газобетон плотностью D300 (или D400 большей толщины, например 500 мм) с кладкой на пену, то экономического смысла в утеплении не будет.

Подведём итог

Стены здания требуется утеплять только в том случае, если с учётом толщины стены её теплотехнические характеристики не удовлетворяют требованиям по теплотехнике для конкретного региона.

У всех материалов есть показатель теплопроводности, учитывая который подбирается толщина стены и дополнительное утепление. На этапе проектирования составляется энергетический паспорт здания и если теплотехнические характеристики материала стены и её толщина не справляются с удержанием тепла — увеличивается толщина стены или применяется утепление.

Во многих климатических регионах России теплоизоляционно-конструкционный газобетон низкой плотности (D300-D400) с толщиной стены от 375 до 500 мм позволяет обеспечить достаточную тепловую защиту здания без дополнительного утепления. Если же в вашем регионе отсутствует газобетон такой плотности то у вас уже не остаётся выбора и возникает необходимость выполнить дополнительное утепление.

Я рекомендую использовать однослойные стены из газобетона низкой плотности если они подходят по теплотехническому расчёту для вашего климатического региона. У однослойной стены больше срок службы, она экологичнее и проще в возведении, а следовательно строительство ведется быстрее и менее затратно по ресурсам.

Кладка из газобетонных блоков YTONG D400 375мм без дополнительного утепления удовлетворяет требованиям части "а" п.5.1. СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий в любых случаях.


Также повторюсь, что стены в индивидуальном жилом доме составляют в среднем 30% площади от всех ограждающих конструкций. И любой дом должен был сбалансирован по теплопотерям. Например, нерационально утеплять стены и при этом использовать простые стеклопакеты (однокамерные и без напыления) т.к. теплопотери через такие окна превысят теплопотери через стены. Тоже самое касается утепления пола и кровли — оно должно быть достаточным для конкретного климатического региона.



Со всей хронологией строительства и эксплуатации моего загородного дома с 2012 по 2019 год можно ознакомиться здесь.



Остались вопросы? Задавайте их в комментариях!

И не забудьте подписаться на мой блог, чтобы не пропустить новые статьи!

Tags: газобетон, дача, делюсь опытом, дом, пенопласт, пенополистирол, строительство, теплоизоляция, утепление, энергоэффективность
Subscribe

Recent Posts from This Journal

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 266 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →