Строительство домов из пеноблоков. Расчет толщины стен

Стремительное развитие и глобальная модернизация технологий изготовления материалов и сырьевых ресурсов для строительства привели к появлению нового класса продуктов, идеально подходящих для быстрого и экономичного возведения стен, — ячеистого бетона. Одна из разновидностей подобного инновационного продукта – пенобетон. Впрочем, способ его получения известен уже более 50 лет, однако лишь с разработкой и внедрением высокоэффективных искусственных пенообразователей у компаний-производителей появилась уникальная возможность поставить изготовление универсального материала на поток.

Пенобетон: особенности и технология его изготовления

В роли катализатора для разработки пенобетона с уникальными эксплуатационными свойствами выступили нормы СНИП 2-3-79, которые закрепили новые требования к теплоизоляции. Согласно этим положениям, наименьшая толщина кирпичных стен должна составлять 2 метра. Безусловно, возводить такой дом экономически нецелесообразно. Единственным рациональным выходом из сложившейся ситуации стала разработка и создание новых продуктов, которые успешно могли бы заменить кирпич.

Пенобетон, являясь особой разновидностью бетона ячеистого, привлек внимание многочисленных застройщиков своим небольшим весом и отличными теплоизоляционными свойствами. Используемые повсеместно для возведения стен оптимальной толщины, пеноблоки производятся посредством распределения воздушных пузырьков абсолютно по всей массе бетона. Технология изготовления основана на механическом перемешивании подготовленной заранее пены с бетонным раствором, и исключает любое химическое воздействие. Новые технологии дали возможность производителям получить универсальный, экологически чистый и долговечный материал, обеспечивающий отличную теплоизоляцию и экономичное расходование электроэнергии на отопление строения. Название это строительного материала – пенобетон.

Преимущества пеноблока

Строительный продукт нового поколения пенобетон обладает рядом высоких физико-технических параметров и уникальными свойствами, которые фактически делают его беспрекословным лидером на рынке стройматериалов.

Среди неоспоримых преимуществ пеноблока можно выделить:

Привлекательный внешний вид и возможность сооружения стен из пеноблоков оптимальной толщины и изделий разнообразной конфигурации и размеров, что благоприятно сказывается на архитектурной выразительности здания;
Надежность и высокая прочность на сжатие;
Экологическая чистота, уступающая лишь натуральному дереву;
Высокая аккумуляция тепла и лучшая теплопроводность материалов стены, позволяющие снизить расходы на отопление на 30%;
Обеспечение здорового и благоприятного микроклимата за счет эффективного регулирования уровня влажности;
Высокая способность к поглощению шумов и звуковых волн различного происхождения;
Экономный расход клея, штукатурки и прочих стройматериалов;
Благодаря легкому весу, материал не создает большой нагрузки на фундамент, например, пеноблокс габаритами 200×300×600 весит всего 17 килограмм;
Высокий уровень пожаробезопасности подтверждается многочисленными исследованиями;
Удобная транспортировка;
Широкая сфера применения: пеноблок используется для возведения стен оптимальной толщины, заливки полов, крыши, утепления труб, создания фундамента;
Уникальная пористая структура наделяет инновационный стеновой материал высокими теплоизоляционными свойствами.

Теплопроводность материалов для возведения стен

Важнейшей характеристикой любого материала, которая характеризует способность аккумулировать тепловую энергию, является теплопроводность. Чем более высоким показателем теплопроводности обладает материал для стен, то ниже температура будет в помещениях. Уникальность и ценность такого пористого продукта, как пеноблок, заключается в том, показатель его теплоизоляции, по сравнению с глиняным кирпичом, выше в 3 раза.

Сравним коэффициенты теплопроводности наиболее востребованных стройматериалов:

пенобетон — 0,2 Ккал/м²ч ^оС;
известняк — 0,35 Ккал/м²ч^оС;
шлакоблок – 0,65 Ккал/м²ч^оС;
керамический кирпич — 0,8 Ккал/м²ч^оС.

Очевидно, что коэффициент теплопроводности такого материала для стен как пеноблок существенно ниже, чем у прочих материалов для возведения стен. На практике, стена из пеноблоков толщиной 30 см и коэффициентом 0,18 Ккал/м²ч^оС будет также эффективно беречь тепло, как и кирпичная конструкция толщиной 132 см, или сооружение из шлакоблоков толщиной 108 см. Разница, безусловно, впечатляет.

Впрочем, показатель теплопроводности материала для стен во многом зависит от его структуры, то есть от габаритов его внутренних пустот: продукт с меньшими воздушными пузырьками обладает высокой теплоизоляцией. Помимо этого, при создании пеноблока следует соблюдать геометрическую точность, непосредственно влияющую на толщину слоя строительной смеси в процессе выполнения кладки. Если между блоками толщина шва не будет превышать 2-3 мм, то конструкция визуально будет похожа на монолит. При наличии швов в 10-12 мм, велик риск превращения их в мосты холода, которые могут привести к значительным тепловым потерям и образованию конденсата.

: размеры пеноблоков для внешних и внутренних стен

: кладка стен с применением теплоизоляционных пенобетонных блоков

Что касается показателей плотности и прочности пеноблоков, то их значение обратно пропорционально теплопроводности материала для стен. Для проведения теплоизоляции идеально подойдут легкие пеноблоки плотностью 400-500 кг/м3. В тоже время материал, имеющий плотность до 1100-1200 кг/м3 и меньшее количество пустот внутри, выигрывает в несущей способности и прочности, однако не так эффективно сохраняет тепло. Сфера его применения – возведение одно- или двухэтажных зданий.

Наиболее распространен пеноблок с усредненной плотностью 600-700 кг/м3. Он не только успешно выдерживает высокую нагрузку от несущих перекрытий, но и обладает отличной теплостойкостью.

Определение толщины стен из пеноблоков

Для того, чтобы определить какой толщиной должна обладать пенобетонная стена, чтобы обеспечить допустимый уровень прочности и достаточную теплоизоляция дома, рекомендуется произвести тщательные теплофизические и прочностные расчеты. В основу расчета возьмем пенобетон с применимой плотностью D600.

Не вдаваясь в сложнейшие расчеты, отметим, что при габаритах сооружения в 10х10 м каждые 100 мм толщины стены могут выдержать нагрузку в 10 тонн. При этом плиты перекрытий, кровля и стены второго этажа весят не более 15-18 тонн. Прибавив общий вес всех обиходных предметов, которые будут находиться на втором этаже, возможную снеговую нагрузку, учитывая дефекты кладки и предусмотрев физический износ стройматериалов в процессе эксплуатации, можно смело заложить в проект толщину стены из пеноблоков в 300 мм.

Теперь проанализируем способность подобной толщины обеспечивать должный уровень теплоизоляции дома.

Для точного расчета теплового сопротивления используют коэффициент теплопроводности пенобетона D600, равный 0,14 Ккал/м²ч^оС. Чтобы обеспечить необходимый уровень теплоизоляции стена должна иметь тепловое сопротивление в R=3,14.

Воспользовавшись формулой R = d/λ, где d — расчетная толщина стены, а λ – теплопроводность, легко определить d. В нашем случае расчетная толщина стены приблизительно равна 450 мм. Впрочем, подобное тепловое сопротивление рассчитывается исходя из температуры 40 ^оС. При этом если учесть использование дополнительных средств теплоизоляции и достаточно редкие морозы, то толщина стены в 300 мм будет самой оптимальной.