Теплопередача и паропроницаемость ограждающих конструкций из газобетона с облицовкой из силикатного кирпича
Ограждающие стены из газобетона с облицовкой из силикатного кирпича, поэтажно опирающиеся на перекрытие, широко применяются в конструкциях монолитных и каркасно-монолитных жилых зданий. И сметные расчеты, и практика строительства показали экономическую эффективность и технологичность.
Конструкция ограждающей стены
Коэффициент теплопроводности сухого полнотелого силикатного кирпича — 0,56 Вт/(м•0C), а кладки из него — 0,69 Вт/(м•0C) [1]. Теплопроводность кладки полнотелых керамических кирпичей составляет 0,98 Вт/(м•0C). Как видно, коэффициент теплопроводности полнотелого силикатного кирпича меньше коэффициента теплопроводности полнотелого керамического кирпича, значит, тепло он держит лучше. Поэтому для строительства фасадов зданий целесообразно использовать силикатный кирпич, который имеет лучшие теплоизолирующие свойства. Силикатный кирпич превосходит керамику по морозостойкости, и в варианте полнотелой окраски привлекает архитекторов возможностями выразительного оформления фасадов.
Газобетон как теплоизоляционный материал получил широкое распространение в каркасно-монолитном строительстве.
Комбинированная конструкция из кирпича и газобетона находится под внешними климатическими воздействиями, с одной стороны, и под воздействием пара, возникающего внутри помещений и движущегося наружу, с другой стороны. Стеновые заполнения из газобетона с наружной облицовкой кирпичом выполняют как с воздушной прослойкой, так и без нее (рис. 1).
Рис. 1. Стеновые заполнения из газобетона с наружной облицовкой кирпичом (с воздушным зазором и без него)
Прослойку используют для предупреждения переувлажнения газобетонного слоя ограждающей стены.
Сопротивление теплопередаче
Требуемое сопротивление теплопередаче
Определим требуемое сопротивление теплопередаче для жилого здания например, в Санкт-Петербурге или каком-либо другом районе Северо-Запада с нормальным влажностным режимом помещения.
При проектировании ограждающих конструкций должны соблюдаться нормы строительной теплотехники согласно СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника».
Исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий:
Здесь n=1 — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности стены по отношению к наружному воздуху;
tв= 20 0C — расчетная температура внутреннего воздуха согласно ТСН 23-340-2003 «Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. Нормативы по энергопотреблению и теплозащите»; tн= 4 0C — нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности; aв— коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности с
Напомним, что число градусо-суток отопительного периода для Санкт-Петербурга будет ГСОП=(tв–tот. пер.)•zот. пер. =4 796 0C сут. Здесь, согласно СНиП 23-01-99* «Строительная климатология», zот. пер. = 220 дней — продолжительность периода со средней суточной температурой ≤ 8 0С, а tот. пер.= 1,8 0C — средняя температура этого периода.
В результате получаем значение сопротивления теплопередаче наружных стен, рассчитанное по предписываемому подходу, — 3,08. Выбирая наибольшее значение, окончательно получаем
Термическое сопротивление ограждающей конструкции
Требуемое сопротивление теплопередаче применительно к рассматриваемой конструкции стены будет определять лишь минимальную толщину теплоизолирующего газобетонного слоя. Выбор проектной толщины слоя должен являться результатом технико-экономических расчетов. При этом подход к таким расчетам зависит от задач инвестора и заказчика-застройщика в инвестиционном проекте строительства здания. Если задача заключается в минимизации себестоимости квадратного метра площади, то требуется и минимальная толщина газобетона. Если инвестор и заказчик-застройщик исходят из интересов собственника или пользователя жилых помещений, то увеличение толщины газобетона следует рассматривать как инвестиционный проект, направленный на экономию теплопотерь. Для расчетов необходимо задаться вопросами внутренней нормы рентабельности, прогнозируемой цены на тепловые ресурсы и многими другими.
Ни первая (относительно простая), ни вторая задача не являлись целью вопросами работы. Чтобы показать возможность обеспечения приемлемых характеристик ограждающей конструкции, выберем толщину газобетонной кладки, исходя из сложившейся практики. Толщину кладки силикатного лицевого пустотелого кирпича определим по его геометрическими размерам, толщину воздушной прослойки между кирпичем и газобетоном — технологической реализуемостью.
Табл.1
|
Материал
|
Толщина δ,
|
Коэффициент
|
Коэффициент
|
|
Кладка силикатного
|
120
|
0,7
|
0,14
|
|
Воздушная прослойка
|
30
|
0,025
|
- |
|
Кладка газобетона
|
375
|
0,117
|
0,23
|
Термическое сопротивление такой ограждающей конструкции будет
Здесь 
— термическое сопротивление воздушной прослойки, значение которого взято из прил. 4 к СНиП
II-3-79* «Строительная теплотехника». Значение это весьма приближенное, и для более точных расчетов его следовало бы вычислять по аналогии с работой А. В. Улыбина и М. В. Петроченко [4].
Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции
Используя полученное термическое сопротивление, определяем сопротивление теплопередаче рассматриваемой ограждающей конструкции.
Здесь
— коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности стены и
— коэффициент теплоотдачи наружной поверхности стены, определенные по СНиП II-3-79*.
Это значение больше, чем требуемое сопротивление 
. Таким образом, данная ограждающая конструкция удовлетворяет требованиям по термическому сопротивлению.
Следует также отметить, что мы не учли в расчетах влияние анкеров, связывающих облицовочный кирпич и газобетон, однако и при более точных расчетах конструкция удовлетворяет теплотехническим нормам.
Сопротивление воздухопроницанию
Требуемое сопротивление воздухопроницанию
Сопротивление воздухопроницанию ограждающих стен должно быть не менее требуемого сопротивления воздухопроницанию, определяемого по формуле:
где 
— нормативная воздухопроницаемость
ограждающих конструкций зданий и сооружений, принятая по СНиП II-3-79*;
— разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающей стены.
Подставляя сюда высоту здания Н, которую примем равной 50 м, и следующие значения:
— удельный вес наружного воздуха при температуре — 26 0С;
— удельный вес внутреннего воздуха при температуре +20 0С;
V=4,2 м/с — максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16% и более (по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»);
получаем 
.
Тогда 
Расчетное сопротивление воздухопроницанию
Рассчитывая сопротивление воздухопроницанию нашей многослойной ограждающей конструкции, получаем:
— коэффициент воздухопроницания газобетонной кладки;
коэффициент воздухопроницания кирпичной кладки.
Расчетное значение существенно больше требуемого и, таким образом, данная ограждающая конструкция соответствует требованиям по воздухопроницанию.
Продолжение в следующем номере.
Литература
1. Строева Е. Знакомьтесь заново: силикатный кирпич. Павловский завод строительных материалов.
2. Строить легко // СтройПРОФИль. — № 5(19). — 2002. — С. 15.
3. Почему к газобетону проявляется повышенный интерес // СтройПРОФИль. — № 2(24). — 2003. — С. 80–81.
4. Улыбин А.В., Петроченко М.В. Паропроницаемый экран железобетонной башенной градирни.
5. Галкин С.Л., Сажнев Н.П. Применение ячеистого бетона: теория и практика. — Минск: Стринко, 2006. — 447 с.
| Автор: Н. И. Ватин, Г. И. Гринфельд, C.и. Тулько Дата: 16.08.2007 Журнал Стройпрофиль 5-07 Рубрика: конструкционные материалы для стен Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |