Сначала несколько слов собственно о требованиях, предъявляемых строительными нормами к наружным стенам жилых зданий, эксплуатируемых постоянно.
Первое требование – обеспечить санитарно-гигиенический комфорт в помещении. Об этом речь шла в предыдущем разделе. Для обеспечения такого комфорта в большинстве районов Среднего Поволжья наружные стены должны обладать сопротивлением теплопередаче равным 1,3-1,5 м³ °С/Вт. Таким сопротивлением при плотности бетона блоков 400 кг/м³ обладает газобетонная кладка толщиной 150 мм.
Второе требование, предъявляемое нормами к наружным ограждающим конструкциям, — содействовать общему снижению расхода энергии на отопление здания.
Для упрощения расчетов, проводимых при проектировании тепловой защиты, введено понятие «нормируемого значения сопротивления теплопередаче» Rreq, которое принимается по простой табличке в зависимости от продолжительности и интенсивности отопительного периода (так называемые «градусо-сутки отопительного периода» в районе строительства). Для Ульяновска эта табличка предписывает сопротивление теплопередаче стен жилых зданий равное 3,08 м² °С/Вт.
Эта величина означает, что при постоянном перепаде температур между внутренним и наружным воздухом в 1°С через стену будет проходить тепловой поток плотностью 1/3,08=0,325 Вт/м². А при средней за отопительный период разнице температур 22 °С плотность теплового потока составит 7,15 Вт/м². За все 220 суток отопительного периода через каждый квадратный метр стены будет потеряно около 37,5 кВт/ч тепловой энергии. Для сравнения: через каждый квадратный метр окна теряется почти в 6 раз больше энергии ‒ около 225 кВт/ч.
Следующая стадия проектирования тепловой защиты зданий ‒ расчет потребности в тепловой энергии на отопление здания. Как правило, на этой стадии оказывается, что расчетные значения значительно ниже требуемых (т.е. расчетный расход энергии меньше нормативного). В этом случае (при коммерческом строительстве) понижают уровень теплозащиты отдельных ограждений здания или (в случае, когда заказчику предстоит самому эксплуатировать здание) выбирают экономически оптимальное решение: сэкономить на единовременных вложениях или понадеяться на экономию в процессе эксплуатации. Минимальное значение сопротивления теплопередаче наружных стен жилых зданий, до которого можно снижать тепловую защиту – 1,94 м² °С/Вт.
Таким образом, при новом строительстве в климатических условиях Ульяновска нормативные документы требуют обеспечить для наружных стен жилых зданий сопротивление теплопередаче на уровне 1,94-3,08 м² °С/Вт (СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»).
Теперь о том, какими теплозащитными характеристиками обладает кладка, выполненная из газобетонных блоков.
- При расчете стены по условиям энергосбережения берем в качестве расчетной среднюю теплопроводность газобетона при эксплуатационной влажности. Для жилых зданий Ульяновска и газобетона марки по средней плотности D400 получаем такие значения: расчетная влажность 5%, расчетная теплопроводность 0,117 Вт/м°С (ГОСТ 31359-2007 «Бетоны ячеистые автоклавного твердения»).
- Коэффициент теплотехнической однородности кладки по полю стены (без учета откосов и зон сопряжения с перекрытиями) примем равным 1. Разные расчетные модели показывают, что при кладке на тонком клеевом шве 2 ± 1 мм коэффициент теплотехнической однородности может снижаться до 0,96-0,97, но лабораторные эксперименты и натурные обследования такого снижения не фиксируют. В любом случае – в инженерных расчетах погрешностью в пределах 5% принято пренебрегать.
- Теплоизоляция зон сопряжения с перекрытиями и оконных откосов ‒ это отдельные конструктивные мероприятия, с помощью которых можно добиться повышения теплотехнической однородности до величин даже больших единицы.
Теперь по формуле R = 1/λн + δ/λ, + 1/αв найдем сопротивление теплопередаче газобетонных кладок разных толщин.
| Толщина кладки, мм |
Сопротивление теплопередаче, м2, Ос/Вт |
| 100 |
1,01 |
| 150 |
1,44 |
| 200 |
1,87 |
| 250 |
2,30 |
| 300 |
2,72 |
| 375 |
3,36 |
| 400 |
3,58 |
Как видно из таблицы, уже при толщине 250 мм стена из газобетона D400 может удовлетворять требованиям, предъявляемым к стенам жилых зданий из условия снижения расхода энергии на отопление. А при толщине 300 мм и более может использоваться даже без проверки удельного расхода энергии на отопление.
Итак, однослойная газобетонная стена толщиной более 300 мм совершенно самодостаточна с точки зрения нормативных требований к наружным ограждениям жилых зданий.
Плотности реального и насыщенного водяного пара в толще стены 
Изменение температуры по толщине стены
