Расчетная теплопроводность ячеистых бетонов

 

Рисунок 1 – Расчетные значения теплопроводности для ячеистых бетонов, СНиП 1979 г.

 

В СНиП 1979 году для плотности 400 была установлена сухая теплопроводность 0,11 при расчетной влажности 8 – 12 %, а итоговая теплопроводность составила 0,14 – 0,15 %. Если учесть, что при влажности 12 % расчетная теплопроводность должна была бы составлять 0,165 %, а не 0,15 %, это указывает на вопросы к методам, использованным для разработки данных в СНиП «Строительная теплотехника». Эти цифры не были получены на основе строгих научных исследований, а скорее на основе внедрения норм без должного анализа. В результате, несмотря на то, что научные исследования предоставляют достоверные значения, в нормативных документах учитывались другие факторы, что могло повлиять на реальные характеристики.

 

Рисунок 2 – Теплопроводность ячеистых бетонов по ГОСТ 31359-2007

В соответствии с ГОСТ 31359-2007, из-за низкой влажности показатели теплопроводности оказались ниже. Эти данные также были заимствованы из европейских стандартов.

Рисунок 3 – Сравнение расчетной теплопроводности по различным документам

 

Сравнивая значения теплопроводности из различных источников, мы видим данные из DIN 4108, обозначенные зелеными квадратиками. Рядом находится ГОСТ 31.359 в редакции 2007 года, из которого сейчас исключены требования к теплопроводности — их вообще нет. Теперь нужно просто указывать фактическую теплопроводность на основании испытаний и отвечать за достоверность этих данных. В ГОСТе было представлено значение, условно говоря, среднее. Можем отметить, что условия СНиП А и Б имеют более высокие требования, особенно для низких плотностей.

Расчетная теплопроводность занижена по сравнению со сводом правил и близка к данным DIN 4108. На наш взгляд, этот документ является последним западноевропейским регламентом, который был выполнен с честными данными о теплопроводности строительных материалов и влажности в новых конструкциях, согласно нормам 90-х. Все, что вышло после этого в европейских нормативных актах, становится всё менее основанным на результатах честных испытаний.

 

Расчетная влажность ячеистых бетонов

 

Виды современных стеновых ограждающих конструкций с применением газобетона.

 

По состоянию на 2009 год профессор Гагарин В.Г. представил информацию о современных стеновых конструкциях с применением газобетона:

1) Стены с облицовкой из кирпичной кладки.

2) Стены с теплоизоляционными навесными фасадными системами с тонким штукатурным слоем.

3) Стены с изоляционными навесными фасадными системами с вентилируемой воздушной прослойкой.

 

В своем выступлении Гагарин В.Г. справедливо подчеркивает, что для различных конструкций в различных зонах необходимо определять расчетную влажность расчетом. Методические указания, выпущенные в 2019 году Минстроем ФАУ ФЦС, были разработаны НИИСФ в лаборатории Владимира Геннадьевича. Методическое пособие по назначению расчетных теплотехнических показателей строительных материалов и изделий было издано спустя 10 лет после его доклада. В этом документе расчетную влажность ячеистых бетонов следует принимать на уровне 4 – 6 % для условий эксплуатации А и Б.

В 2013-2014 годах была выполнена масштабная работа, связанная с натурными исследованиями. Было проведено множество замеров в различных климатических условиях, таких как Санкт-Петербург, Москва, Екатеринбург, Новосибирск, Владивосток и Краснодар. В этих городах исследовали большое количество зданий с газобетонными стенами. К тому времени в строительстве начали использовать современный газобетон для создания более качественных конструкций, хотя было и множество ошибок. Наша работа, инициированная при поддержке НИИСФ за счет министерства, выявила, что в разных климатических зонах России — группы условий А и Б — газобетон автоклавного отверждения с плотностью от 100 до 800 кг/м3 должен учитывать особенности эксплуатации. В условиях А влажность составляет 4 %, в условиях Б — 6 %.

Рисунок 4 - Натурные обследования кладок из D400 со средним возрастом 2-3 года, зима 2009-2010 гг.

 

В Санкт-Петербурге, где нами проводилось исследование, средняя влажность кладок для плотности 400 кг/м³ составила 5,1 %. С течением времени она снизится до 4,4 %, в то время как влажность штукатурки окажется ближе к 6 %, а облицовочного кирпича — около 4-4,5 %. Под утеплителем влажность будет ниже 3 %.

Например, если у нас имеется стена из газобетона толщиной 250 мм, а снаружи уложен слой теплоизоляции в 100-150 мм, то газобетон сможет просохнуть до уровня влажности в 2-3 %. Это соответствует его средней десорбционной влажности, когда среднегодовая влажность воздуха в помещении составляет около 40-50 %. В итоге именно такой уровень влаги будет достигнут.

Итак, итогом нашей работы по данной теме стало внесение изменений № 2 в СП 50.13330.2012, касающихся тепловой защиты зданий.

 

Таблица 1 – Расчетные теплотехнические показатели строительных материалов и изделий

Мы приняли теплопроводность ячеистых бетонов, учитывая влажность и расчетную теплопроводность в эксплуатационных условиях для плотностей 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700 и 800 кг/м3. Все данные были обследованы и изучены.

Каждый производитель теперь не только может, но и обязан декларировать теплопроводность своего материала, указывая её в паспортных документах. Далее, проектировщики имеют право и возможность рассчитывать влажность строительных материалов и конструкций, методика для чего представлена в методическом пособии, где описаны расчетные теплотехнические показатели. Посредством этих обобщённых расчетов можно получить значения влажности и разработать другие методики.

Для заводов, производящих газобетон, и крупных застройщиков стоит рассмотреть заказы на определение расчетной влажности возводимых ими конструкций в условиях их эксплуатации. Научные исследования позволят обосновать, что влажность газобетона может быть ниже предполагаемого порога. Однако данная работа является не столь научной, сколько исследовательской, поскольку необходимо провести как натурные, так и численные эксперименты, чтобы обосновать возводимые конструкции. Важно установить, что полученная влажность – это не случайный результат, а закономерный процесс, который можно предсказывать, обещать и на который можно рассчитывать при проектировании конструкции. При проектировании плотной оболочки, как правило, следует учитывать эти аспекты.

В условиях экономии средств, связанной с изменением ипотечного рынка, важно использовать правильные методы для определения теплопроводности и влажности, которые теперь прописаны в ГОСТ 31359-2007.