Во многих случаях из газобетона строят здания, которые предназначены для сезонного использования: это дачи, которые зимой используются время от времени, или туристические базы, работающие преимущественно летом и открывающиеся зимой только в праздники или на выходные. Для таких объектов нормы теплозащиты устанавливаются исключительно с точки зрения теплового комфорта, вопросы энергосбережения в процессе эксплуатации для них не регулируются. Есть множество зданий, для которых предусмотрен особый температурный режим. Например, если требуется поддерживать температуру на уровне +5 градусов, то строгие требования к теплозащите не применяются. Конечно, они существуют, но с изменёнными нормативами градусо-суток для отопительного периода: для Москвы это будет меньше 3000 вместо 5000. Кроме того, маленькие бизнесы, такие как торговые киоски или шиномонтажи, которые рассчитаны на срок службы около 7–10 лет, тоже не требуют строгих норм тепловой защиты ввиду другого срока окупаемости. К сезонно отапливаемым можно отнести примерно 20 % строящихся объектов.
Для конструкций, которые возводятся сезонно, а также для всех остальных, тепловой комфорт остаётся ключевым фактором. Тепловой комфорт основан на нормировании, которое впервые было введено в России в середине XIX века. Сначала это было сделано косвенно, а затем стало явным: температура внутри помещения должна отличаться от температуры наружных стен не более чем на 6°. То есть, если в помещении +18°, то температура поверхности стены должна быть не ниже +12°, чтобы избежать конденсата. Позже, начиная с конца 1979 года, требования к температурному перепаду стали более строгими — до 4°. Это уже подразумевало другое сопротивление теплопередачи. Первоначальные нормы при 6° требовали сопротивления около 1 м²·°C/Вт, тогда как при 4° — около 1,5 м²·°C/Вт. Современные идеалы комфорта стремятся к разнице не более 2–3°. Например, при температуре -25° и внутреннем воздухе +25° перепад необходим для достижения сопротивления теплопередачи около 2,5 м²·°C/Вт.
Экономия подразумевает, какие меры по энергосбережению должны быть приняты. Во-первых, следует учитывать нормативные требования. Во-вторых, на этапе эксплуатации, но ещё эффективнее, когда рассматриваются все этапы жизненного цикла, необходимо проанализировать, какие капитальные затраты и стоимость тепловой энергии будут наиболее выгодными.
И в заключение, что, вероятно, является самым важным для крупного строительного проекта, — это экспертиза. Если здание имеет площадь более 1500 квадратных метров или превышает три этажа, оно должно пройти экспертизу. В таких случаях необходимо соблюдать требования свода правил по тепловой защите зданий с учётом приказа Министерства строительства № 1550 от 2017 года, который устанавливает критерии по энергопотреблению для зданий.
Каким образом однослойные газобетонные стены могут соответствовать требованиям нормативных документов?
Рассмотрим климат Подмосковья, который является основным для российского строительства в ЦФО.
Существуют нормативные акты, регулирующие теплозащитные характеристики зданий:
- СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий;
- СП 230.1325800.2015 Конструкции ограждающие здания. Характеристики теплотехнических неоднородностей (свод правил, позволяющий рассчитать приведённое сопротивление теплопередачи).
Соблюдение этих двух основных документов позволяет проектировать теплоизоляционные оболочки зданий, которые пройдут экспертизу по теплозащите. В ноябре 2017 года был издан приказ Министерства строительства, обязывающий в течение десяти лет снижать удельные энергозатраты на отопление и вентиляцию для новых объектов. Приказ стал основой для работы, а крупнейший производитель газобетона «Бонолит» инициировал разработку методического пособия по расчёту тепловой защиты и энергопотребления зданий с наружными ограждающим конструкциями из автоклавных ячеистобетонных изделий. Эта работа направлена на доказательство возможности использования однослойных стен даже после 2028 года.
В содержании данного руководства выделены следующие аспекты:
- требования к тепловой защите и энергопотреблению зданий по действующим нормативным документам и правовым актам РФ;
- теплотехнические показатели автоклавных ячеистобетонных изделий при эксплуатационных условиях в ограждающих конструкциях;
- примеры расчётов тепловой защиты и энергопотребления зданий с наружными стенами из автоклавных ячеистобетонных изделий: одно- и многоквартирных зданий малоэтажной и многоэтажной застройки.
Также стали доступны расчетные теплотехнические показатели в СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий, в приложении Т, строки с 179 по 186. Эти данные были обновлены и касаются ячеистых бетонов, подвергаемых автоклавному твердению.
Исследованию (расчётному моделированию) подверглись три здания:
- Одноквартирное здание – D400 400 мм; фасад штукатурный; внутренняя площадь около 100 м2; коэффициент остекленности фасада здания 0,06;
- Многоквартирное малоэтажное здание – трехэтажный, двухподъездный; D400 400 мм; фасад штукатурный; коэффициент остекленности фасада здания 0,18;
- Многоквартирное многоэтажное здание – двадцатидвухэтажный жилой дом П-образной формы, пятиподъездный; двухслойные стены: D300 300 мм; кирпич 120 мм; коэффициент остекленности фасада здания 0,36.
Рисунок 1 – Типы зданий, используемых в исследовании
Конечно же, при проектировании зданий не использовались лишние сплошные железобетонные пояса по всей толщине стен. Вместо этого была создана однородная теплозащитная оболочка.
Рисунок 2 – Результаты расчетов
В результате расчётов было выявлено, что для трёх типов зданий удельная характеристика потребления тепловой энергии на отопление и вентиляцию в два раза ниже нормативной.
Удельный расход тепловой энергии в киловатт-часах на квадратный метр в год для одноэтажного дома составляет 80, для трёхэтажного — 54, а для многоэтажки — 46. Это касается отопления и вентиляции.
Все эти здания соответствуют классу энергосбережения А+ согласно СП 50.13330.2012. Это означает, что удельная характеристика расхода тепловой энергии снижена на 50-60%. Таким образом, можно спроектировать здания, которые будут в два раза лучше, чем требуется нормами. Это значительно превосходит требования экспертизы, установленные приказом Минстроя №1550.
Требуется ли дополнительное утепление стен из газобетонных блоков?
Рассмотрим этот вопрос не с точки зрения государственных стандартов, а с позиции обычного человека. Для примера возьмём жителя Москвы, у которого есть загородный дом в Подмосковье. Дом построен в середине 2000-х годов из газобетона марки D400 толщиной 25 см или D600 толщиной 40 см, что примерно одинаково по теплопроводности.
Предположим, что у этого человека появилась удалённая работа или он решил выйти на пенсию и переехать на постоянное место жительства в загородный дом. Теперь здание будет постоянно отапливаться. Возникает вопрос: имеет ли смысл утеплять стены такого здания?
Проведём примерный расчёт:
D400 0,25 м
R ≈ 1,9 м2 • оС/Вт ГЧОП = 120 000 Q => 63 000 Вт-ч/м2/год
₽: эл-во ~ 315 руб./м2/год, газ ~ 44 руб./м2/год
D400 0,25 м + ППС16ф 0,15 м
R ≈ 4,6 м2 • оС/Вт ГЧОП = 120 000 Q => 25 000 Вт-ч/м2/год
₽: эл-во ~ 125 руб./м2/год, газ ~ 18 руб./м2/год
Применение 15 см пенопласта для утепления фасада, позволит снизить расходы на отопление. При использовании электрического отопления экономия составит 125 рублей на квадратный метр в год, а при использовании газового отопления — 18 рублей на квадратный метр в год. Если учесть капитальные затраты на дополнительную теплоизоляцию, то стоимость утепления составит примерно 2000 рублей на квадратный метр.
Эти расчёты показывают, что при использовании электрического отопления утепление окупится за 11 лет, а при использовании газового отопления — за 77 лет. Таким образом, утепление стен имеет смысл только в случае использования электрического отопления. При использовании газового отопления утепление не окупится. В таком доме будет комфортно жить, так как температурный перепад в расчётные морозы составит менее 3 градусов.
Выводы
- Возможно проведение экспертизы с использованием однослойных стен, выполненных из автоклавного газобетона. Множество конструктивных и объёмно-планировочных решений, применённых с умом, позволят нам сохранить однослойные стены и строить здания, которые в настоящее время маркируются как класс энергосбережения A+ со стенами из автоклавного газобетона толщиной 30–40 сантиметров в климате Подмосковья, Самары, Светлограда и во многих других климатических условиях.
- При текущих внутрироссийских ценах на энергию требования к тепловой защите экономически нецелесообразны, как показано на примере жителя Москвы, который переезжает на свою дачу и решает, нужно ли утеплять её стены.
- Стенка толщиной 30 сантиметров D400 обеспечит в климате Подмосковья, а также в более северном климате Вологды и Архангельска температурный перепад в расчётные морозы меньше 3 градусов, что вполне комфортно и гораздо лучше, чем было в зданиях до 1980 года.
Поэтому правильный ответ на вопрос: нужна ли дополнительная теплоизоляция для стены из газобетонных блоков? — в обоснованных случаях нужна. Обоснованными случаями могут быть неграмотные конструктивные решения, которые приводят к нарушению целостности теплоизоляционной оболочки, тогда необходимо создать сплошность наружным теплоизоляционным слоем. Также это может быть связано с высокой стоимостью энергии или удалённостью от сетей снабжения. В остальных случаях возникает необходимость в обосновании целесообразности применения теплоизолированных стен.
