Роль газобетона в повышении энергоэффективности зданий

Энергоэффективность зданий является комплексным показателем, зависящим от архитектурно-планировочных решений, применяемых строительных материалов и инженерных систем.

Независимо от типа здания (жилые дома, общественные и производственные здания), основными составляющими энергоэффективности являются: теплозащита ограждающих конструкций, вентиляция и кондиционирование, отопление и горячее водоснабжение, электроснабжение и освещение.

Именно грамотный подбор строительных материалов для стен, перекрытий и кровли играет ключевую роль в повышении теплозащиты здания.

Рассмотрим, какой вклад вносит автоклавный газобетон в решение данной задачи.

Cостав, производство, применение

Автоклавный газобетон – лёгкий ячеистый бетон, получаемый в результате затвердевания смеси из кварцевого песка, цемента, извести и воды с добавлением порообразователя (обычно алюминиевой пудры) и последующей обработкой в автоклаве при высокой температуре (до 190°С) и давлении (12-16 атм).

Благодаря уникальному сочетанию сырьевых материалов и режиму автоклавирования образуется материал с равномерно распределенными порами (размером 0,5-3 мм), занимающими до 85% объема. Это обеспечивает очень низкую плотность (250-800 кг/м3) при сохранении достаточной прочности.

Газобетон выпускается в виде блоков различных размеров и используется для возведения наружных и внутренних стен, перегородок в зданиях высотой до 5 этажей.

Теплофизические свойства газобетона

Высокие теплозащитные характеристики газобетона обусловлены его ячеистой структурой. Большое количество воздушных пор, выступающих в роли «прослоек», замедляет процесс теплопередачи. В среднем коэффициент теплопроводности газобетона в 2-3 раза ниже, чем у традиционных материалов – около 0,08-0,2 Вт/(м·К) в зависимости от плотности. При этом, чем мельче поры (при той же пористости), тем ниже теплопроводность. Данные свойства позволяют возводить однослойные газобетонные стены без дополнительного утепления. Благодаря низкой плотности снижается и нагрузка на фундаменты. Помимо этого, ячеистая структура обеспечивает повышенную звукоизоляцию и огнестойкость.

Сравнение газобетона с другими материалами

По теплофизическим характеристикам газобетон превосходит большинство традиционных стеновых материалов: керамический и силикатный кирпич, бетонные блоки, древесину (таблица 1).

Так, сопротивление теплопередаче газобетонной стены толщиной 375 мм сопоставимо с показателем кирпичной стены в 2,5 кирпича (640 мм).

Конкурировать с газобетоном могут лишь некоторые современные теплоизоляционные материалы, такие как минеральная вата и вспененные полимеры (пенопласт, пеноплэкс и др.). Но они выступают лишь в роли утеплителя и требуют возведения дополнительного несущего каркаса или стены. Газобетон же сочетает функции конструкционного и теплоизоляционного материала. По прочности на сжатие (1,5-5 МПа для марок D300-D600) он превосходит большинство других теплоизоляторов. Таким образом, газобетон обеспечивает высокую энергоэффективность здания при минимальной толщине и массе стен.

Таблица 1. Сравнительные характеристики стеновых материалов

Как видно из таблицы, по соотношению «теплозащита-прочность» газобетонные блоки не имеют равноценных альтернатив. Важно и то, что газобетон является экологичным и негорючим материалом в отличие от полимерных утеплителей.

Проектирование и возведение стен из газобетона

При проектировании зданий из газобетона важно учитывать ряд факторов:

1. Выбор оптимальной плотности и толщины блоков с учетом климатических условий района строительства, этажности и конструктивной схемы здания.
2. Необходимость перевязки кладки и заполнения вертикальных швов для повышения несущей способности и снижения теплопотерь.
3. Применение клеевых составов для кладочных швов вместо традиционных растворов. Это повышает теплотехническую однородность стены.
4. Защита газобетона от увлажнения путем оштукатуривания или облицовки. Повышенная влажность ухудшает теплоизолирующие свойства материала.
5. Устройство гибких связей при многослойных конструкциях стен с наружным утеплителем либо облицовкой.

Газобетон целесообразно применять в малоэтажном строительстве (коттеджи, таунхаусы, офисные и производственные здания), а также при надстройке и реконструкции существующих зданий. Материал подходит для регионов с различными климатическими условиями, в том числе с высокими ветровыми и снеговыми нагрузками.

Нежелательно использовать газобетон для стен в помещениях с постоянной высокой влажностью (бассейны, бани). Также, несмотря на высокую прочность, не рекомендуется строить из газобетона дома выше 5 этажей. Для зданий повышенной этажности лучше выбирать другие конструктивные решения (например, монолитный железобетон) в сочетании с эффективной теплоизоляцией.

Заключение

Теперь вы знаете, что газобетон – это уникальный стеновой материал, сочетающий функции несущей конструкции и теплоизоляции. Благодаря равномерно распределенным воздушным порам он обладает низкой теплопроводностью (0,08-0,2 Вт/(м·К)) и плотностью (250-800 кг/м3) при достаточной прочности (1,5-5 МПа). Это позволяет заменять газобетонными блоками кладку из традиционных материалов (кирпич, бетон, дерево), снижая общую толщину и массу стен без потери их теплозащитных характеристик.

Разумеется, при проектировании зданий из газобетона необходимо учитывать его особенности: оптимальную плотность, перевязку швов, влагозащиту. Соблюдение этих правил гарантирует высокую энергоэффективность здания на долгие годы.