Основное достоинство газобетона заключается в высокой способности к теплосбережению. Это качество создает теплоемкость, способность газобетона к передаче тепловой энергии.
Что означает термин «теплоемкость» и как он понимается применительно к газобетону. В чем ценность данного показателя, от каких факторов он зависит и какую полезную информацию несет.
Применение альтернативных материалов для постройки зданий и сооружений имеет своей целью сокращение расходов, снижение трудовложений и сокращение сроков строительства. В этом отношении выделяется один из ярких представителей семейства ячеистых бетонов — газобетон. Он обладает массой полезных качеств. Низкая теплоемкость газобетона — основное его преимущество перед старыми, традиционными стройматериалами. Наряду с малым весом, этот показатель стал причиной широкого распространения материала в области частного домостроения. Рассмотрим его внимательнее.
Особенности материала
Газобетон был изобретен в 1920-30 годах. Целью разработок стали:
- ускорение строительства за счет уменьшения веса стройматериалов;
- уменьшение веса построек, что автоматически ведет к экономии времени и материалов при строительстве фундамента;
- возможность уменьшить теплопотери, получить экономию на топливе и затратах на обогрев помещений.
Все эти цели были достигнуты путем уменьшения плотности материала за счет образования в нем большого количества мельчайших полостей, наполненных газом. Из-за них уменьшилась плотность и прочность, что сразу вызвало вал скептических высказываний. Однако, серьезным козырем в руках разработчиков стала крайне низкая теплопроводность газобетона, открывшая массу новых положительных качеств материала.
Низкий коэффициент теплопроводности газобетона — не единственное преимущество, полученное только благодаря структуре. Материал обладает малым весом, что позволяет иначе взглянуть на размеры и конструкцию фундамента. Для монтажа легких стен нет нужды в строительстве мощного основания. Появилась возможность ускорить и удешевить процесс выведения нулевого уровня, в обычных условиях отнимающий половину всего времени работ.
Технологический процесс включает в свою схему этап вызревания смеси, во время которого в толще газобетона происходит химическая реакция с активным выделением углекислого газа. Материал становится похож на губку, весь массив состоит из мелких пузырьков. Именно они стали причиной появления всех особенностей газобетона, как положительных, так и отрицательных.
Достоинства и недостатки газобетона
К достоинствам материала принято относить:
- малый вес;
- высокая теплосберегающая способность;
- возможность ускорить строительство за счет уменьшения объемов земляных работ и повышения производительности при монтаже;
- способность материала глушить наружные звуки.
При этом, газобетонные блоки обладают некоторыми недостатками:
- низкая прочность и несущая способность;
- высокая гигроскопичность;
- ограничения по высоте (этажности) построек;
- необходимость установки защитной обшивки с вентиляционным зазором.
Основное количество нареканий к газобетону относится к его гигроскопичности. Учитывая особенности российского климата, наличие влаги в стенах недопустимо. Это не проблема, если строительство и наружная отделка были выполнены опытными, знающими людьми. Однако, нередко бывает так, что строительство производится людьми неподготовленными. Они используют неподходящие отделочные материалы, запирают влагу внутри стен и создают в помещении невыносимый микроклимат. В этом случае низкий коэффициент теплопроводности газобетонных блоков полностью нивелируется — массив материала наполнен влагой, увеличивающей способность к теплопередаче. Вместо сохранения, наружные стены начинают активно раздавать тепловую энергию в окружающую среду. Необходимо обеспечить вентиляционный зазор на внешней поверхности газоблоков, позволяющий им отдавать влагу в окружающую атмосферу.
Что такое теплопроводность
При обсуждении рабочих качеств материала, постоянно приходится использовать выражение «теплопроводность газоблока». Однако, не все достаточно ясно представляют себе, о чем идет речь.
Если отказаться от казенных научных формулировок, теплопроводность — это свойство материалов передавать температуру с одного участка на другой. Например, если взять металлическую балку небольшой длины и начать нагревать ее с одного конца, рано или поздно нагреется и противоположная часть. Это наглядная демонстрация поведения материала с высоким коэффициентом теплопроводности. Этот опыт можно произвести и в обратную сторону — если нагретую по всему объему балку одним концом опустить в лед, другой конец остынет гораздо быстрее.
Однако, если говорить о строительных конструкциях, надо рассматривать не балки, а плоскости. То есть, нагревать лист металла с одной стороны и смотреть, как он поведет себя с изнанки. Понятно, что температура будет подниматься практически с одинаковой скоростью. Если толщину листа увеличить, обратная сторона будет нагреваться медленнее, но полностью остановить этот процесс можно, если взять лист очень большой толщины.
Однако, если вместо металла взять газосиликатный блок, ситуация изменится. Сколько ни нагревай его с одной стороны, другая останется холодной. В лучшем случае, температура немного поднимется. Это и есть наглядное объяснение термина «теплопроводность».
Иногда путают термины, смешивая понятия теплопроводность и теплоемкость газобетона. Это разные вещи:
Теплоемкость — это количество тепловой энергии, необходимое для нагрева единицы массы на 1°.
Теплопроводность газоблока — способность передавать полученную энергию по всему объему предмета. Сравнение этих понятий некорректно, поскольку они описывают разные явления, хоть и находящиеся в одной физической плоскости.
Сравнение теплопроводности газобетона с другими материалами
Рассуждать о высоких эксплуатационных качествах газобетона можно только сравнивая их с показателями других стройматериалов. Возьмем несколько традиционных материалов и составим таблицу, которая поможет наглядно рассмотреть их параметры. Для того, чтобы избежать путаницы, не будем рассматривать все технические характеристики, ограничиваясь теплопроводностью и плотностью:
Материал | Плотность (кг/м3) | Теплопроводность (Вт/м*С) |
Газобетон | 300-600 | 0,08-0,14 |
Пенобетон | 400-700 | 0,14-0,22 |
Керамзитобетон | 850-1800 | 0,08-0,38 |
Полистиролбетон | 350-550 | 0,1-0,14 |
Пустотелый кирпич | 1400-1700 | 0,5 |
Керамоблок | 400-1000 | 0,18-0,28 |
Древесина | 500 | 0,14 |
Анализируя данные этой таблицы, можно обнаружить закономерность — теплопроводность зависит от плотности. Это действительно как для пористых, так и для монолитных материалов. При этом, теплопроводность газосиликатных блоков — одна из самых низких среди всех рассматривавшихся материалов, а пустотелый кирпич обладает самым высоким показателем.
Надо ли утеплять стены из газобетона
Низкий коэффициент теплопроводности газоблока не является гарантией того, что в доме всегда будет обеспечен комфортный микроклимат. Тепловой контур здания представляет собой сложную систему, изменяющую свои свойства в зависимости от внешних условий. Для тог, чтобы разобраться в этом вопросе, необходимо сначала выяснить смысл утепления.
Большинство пользователей уверено, что установка теплоизоляции нужна для сохранения тепловой энергии. Это лишь часть общей задачи, и не самая главная. Основной целью является вывод наружу точки росы — условной плоскости, в которой происходит перевод водяного пара в жидкое состояние (конденсация). Рассмотрим этот процесс внимательнее:
Вывод наружу водяного пара
Внутренняя атмосфера жилого дома (именно жилого, где есть люди или животные) насыщена водяным паром. С каждым выдохом человек добавляет в воздух некоторое количество газообразной влаги (этот процесс хорошо знаком всем по пару, идущему изо рта на улице). В атмосфере дома этот пар находится под давлением, называемым парциальным. Оно невелико, но достаточно для того, чтобы пар начал впитываться в стены, проходить сквозь них и испаряться снаружи. Это тот самый процесс, о котором в просторечии говорят «стены дышат».
Температура внутренней поверхности наружных стен близка к комнатной — около 15-18°. Внешняя поверхность имеет температуру окружающей среды, в зимнее время опускаясь до -15° или гораздо ниже. Такой перепад создает условия для перехода пара в жидкое состояние. Область, в которой это происходит, и есть точка росы. Если она близка к внутренней поверхности, стены начнут мокнуть. Если создать условия, при которых точка росы окажется снаружи, стены будут сухими, конструкции дома окажутся в безопасности, а тепловая энергия будет сохраняться оптимальным образом.
Именно здесь начинает работать теплопроводность материала стен. Чем она ниже, тем ближе к наружной поверхности окажется точка росы. Например, теплопроводность газосиликатного блока D500 составляет 0,12-0,13 Вт/м*С, что намного превосходит аналогичный показатель плотного бетона или кирпича. Однако, толщина стен не будет превосходить 30 см. Точка росы окажется внутри стен, которые будут мокнуть, замерзать и разрушаться.
Если снаружи установить слой теплоизолятора и организовать вентиляционный зазор, температура внешней поверхности стены повысится. Появятся условия для вывода точки росы наружу, водяной пар будет свободно испаряться.
Наружное утепление позволит уменьшить толщину стен, сэкономив на стройматериалах. Меньше толщина — меньше вес, что дает возможность сократить расходы на строительство фундамента, снизить объем земляных и бетонных работ. Общая стоимость строительства уменьшится, сроки производства работ сократятся.
Подведем небольшой итог. Теплопроводность газобетонных блоков значительно ниже, чем у традиционных стройматериалов. Это позволяет экономить на отоплении, организовать в доме максимально комфортный микроклимат. Однако, низкий коэффициент теплопроводности газобетона сам по себе не обеспечит оптимальной работы теплового контура здания. Необходимо обеспечить свободный вывод водяного пара, что лучше всего делать путем наружного утепления стен. Тогда условия эксплуатации материала будут максимально приближены к расчетной норме, газобетон сможет показать наилучшие рабочие качества.