В этой статье я приведу свои аргументы в пользу утепления стены из пеноблоков. Не то чтобы я сторонник именно этой технологии строительства, но именно по поводу утепления пеноблоков возникает множество споров из-за того, что они имеют достаточно низкий коэффициент теплопроводности.

Многие считают, что толщины 375 мм пено- и газобетонных блоков вполне достаточно для строительства дома в западной части России. Сделав расчёты я могу сказать, что это не так, и утеплять дома из пено- и газобетонных блоков необходимо.

Минимально-допустимая толщина стены из пеноблоков по несущей способности — 300 мм  с классом прочности не ниже В2,0 для двухэтажных зданий, от неё и будем отталкиваться.

Причина необходимости наружного утепления №1

В статье Выбор материала для стен индивидуального дома по соотношению стоимость/эффективность мы рассчитывали какие будут теплопотери у разных стен и сколько денег мы примерно потратим на отопление.

Термическое сопротивление стены из пенобетона D600 толщиной 300 мм при идеальных условиях (сухой пеноблок) 2,30 (м² ∙ °С)/Вт (таблицу для расчёта термического сопротивления см. статью Расчёт толщины теплоизоляции).

Если отделывать поверхность штукатуркой, то всё равно влага частично будет проникать в пеноблок и тем самым ухудшать его теплотехнические свойства, поэтому для сравнения примем отделку кирпичом т.к. в дальней перспективе это всё равно выгоднее штукатурки.

Рассчитаем стоимость 1 м² такой стены:

• Пеноблок D600 — 300 мм х 2800 руб/м³=840 руб/м²;
• Клей для кладки, расход 19,5 кг на 1 м³ кладки, цена 288 руб/25 кг=11,52 руб/кг, итого 19,5*0,3*11,52=67,4 руб/м²;
• Стоимость работы по монтажу пеноблоков 2350 руб/м³, итого 705 руб/м².

Итого без учета отделки и облицовки — 1612,4 руб/м².

Отделка лицевым кирпичом:

• Кирпич лицевой цена 10 руб/м², расход 51 шт./м²=510 руб/м²;
• Кладочный раствор 2350 руб/м³, расход 0,0288 м³/м²=67,68 руб/м²;
• Гибкие связи 22 руб/шт., расход 4 шт./м²=88 руб/м²;
• Стоимость работы 1100 руб/м².

Итого стоимость отделки лицевым кирпичом 1765,68 руб/м².

Итоговая стоимость стены при отделке кирпичом 3378,08 руб/м².

Теперь сравним со стеной 375 мм.

Термическое сопротивление стены из пеноблока толщиной 375 мм — 2,83 (м² ∙ °С).

Рассчитаем стоимость 1 м² такой стены:

• Пеноблок D600 — 375 мм х 2800 руб/м³=1050 руб/м²;
• Клей для кладки, расход 19,5 кг на 1 м³ кладки, цена 288 руб/25 кг=11,52 руб/кг, итого 19,5*0,375*11,52=84,24 руб/м²;
• Стоимость работы по монтажу пеноблоков 2350 руб/м³, итого 881,25 руб/м².

Итого без учета отделки и облицовки — 2015,49 руб/м².

Стоимость отделки таже, получаем что стена толщиной 375 мм дороже стены 300 мм на 403,09 руб/м².

Теперь рассчитаем количество тепла будет уходить через эти стены за отопительные период для Подмосковья. Теплопотери рассчитываем по формуле:

Внутренняя температура (tвнутр) равна +22 °С;

средняя температура воздуха на улице во время отопительного периода (tнаруж) для Москвы -2,2 °С (см. таблицу 3.1 СП 131.13330.2012);

F — площадь поверхности, считаем на 1 м²;

τ — время отопительного периода 205 дней умножаем на 24 часа, итого 4920 часов;

R — термическое сопротивление стены.

Суммарные теплопотери для стены 300 мм Q=(22+2.2)*1*4920/2.3=51767 Вт*ч;

для стены 375 мм  Q=(22+2.2)*1*4920/2.83=42072 Вт*ч.

Переводим кВт*ч в МДж (1 кВт*ч=3,6МДж):

стена 300 мм — 186,36 МДж;

стена 375 мм — 151,46 МДж.

Экономия на отоплении получается 34,9 МДж.

В статье Чем топить частный дом мы рассчитали стоимость отопления. При отоплении магистральным газом стоимость 1 МДж равна 0,164 рубля.

Отсюда получаем, что применив стены 375 мм вместо 300 мм мы получим экономию в 5,72 рубля на 1 м² поверхности стены за 1 год. Делим переплату на экономию, получим что применение стены 375 мм вместо 300 мм окупиться через 403,09/5,72=70,5 лет при том, что срок службы такого дома 60 лет.

А теперь добавим к стене из пеноблока толщиной 300 мм утеплитель из минеральной ваты.

Рассчитаем стоимость 1 м² такой стены:

• Пеноблок D600 — 300 мм х 2800 руб/м³=840 руб/м²;
• Клей для кладки, расход 19,5 кг на 1 м³ кладки, цена 288 руб/25 кг=11,52 руб/кг, итого 19,5*0,3*11,52=67,4 руб/м²;
• Стоимость работы по монтажу пеноблоков 2350 руб/м³, итого 705 руб/м²;
• Минеральная вата 50 мм х 3600 руб/м³=180 руб/м²;
• Стоимость работы по монтажу мин.ваты 50 руб/м²;

Итого без учета отделки и облицовки — 1842,4 руб/м².

Стоимость отделки не изменилась, поэтому стена подорожала на 230 руб/м².

Термическое сопротивление стены из пеноблока 300 мм + утепление 50 мм = 3,49 (м² ∙ °С)/Вт, т.е. стена получается теплее чем стена 375 мм и при этом стоит дешевле.

Рассчитываем теплопотери за отопительный период по формуле, приведенной выше:

Q=(22+2.2)*1*4920/3,49=34116 Вт*ч.

Переводим в МДж, Q=34.116*3.6=122.8 МДж.

Экономия по сравнению со стеной 300 мм — 63,56 МДж/год или 10,42 руб/м² стены за 1 год. Утепление 50 мм мин.ваты окупится за 230/10,42=22 года, что достаточно выгодно т.к. срок службы дома составляет около 60 лет.

Если мы увеличим утепление до 100 мм, то тогда удорожание стены по сравнению с 300 мм будет 410 рублей. Термическое сопротивление такой стены будет 4,68 (м² ∙ °С)/Вт.

Теплопотери за 1 год составят Q=(22+2.2)*1*4920/4.68=25441 Вт*ч = 91.6 МДж.

Экономия стены с утеплением 100 мм мин.ватой по сравнению со стеной без дополнительного утепления составит 64,77 МДж или 15,54 руб/год.

Дополнительные затраты окупятся через 410/15,54=26,4 года.

Т.о. получается, что утепление минеральной ватой гораздо более выгоднее чем увеличение толщины стены. Это первая причина использовать утеплитель. Какой толщины использовать минеральную вату зависит от климата, прогнозируемого срока службы здания, стоимости энергоресурсов. Оптимальную толщину вы можете подобрать по программе Excel, которая приведена в статье Выбор материала для стен индивидуального дома по соотношению стоимость/эффективность. Если мы говорим про строительство дома из пенобетонных блоков Подмосковье, то при сроке службы в 60 лет выгоднее всего утепление в 150 мм даже при отоплении магистральным газом при нынешних ценах.

Причина необходимости наружного утепления №2

Действие влаги очень плохо влияет на долговечность стены из пено- и газобетонных блоков. Вода имеет свойство расширяться при замерзании. Влага всегда присутствует в атмосфере и конструкциях, а при понижении температуры она выделяется из воздуха и конденсируется на поверхностях. При замерзании влага разрушает блок.

Существует такое понятие как «точка росы». Точка росы это температура, при которой водяной пар начинает конденсироваться. В строительстве за точку росы принимают расстояние от поверхности стены, где начинает конденсироваться влага. При выпадении конденсата в конструкции стены снижаются его теплотехнические свойства, а при замораживании воды структура материала разрушается. Поэтому в пеноблоке в лучшем случае не должно образовываться конденсата, т.е. температура в блоке даже на наружной поверхности не должна быть ниже температуры точки росы (для внутренней температуры +22 °С и влажности 50% это не ниже 11,1 °С), либо хотя бы эта влага не должна замерзать, т.е. температура не должна быть ниже 0 °С.

Посмотрим на рисунок ниже, как условно узменяется температура в сечении стены:

В первом случае, мы имеем стены без утепления. Половина стены в данном случае имеет температуру ниже нуля, т.е. при наличии влаги здесь происходит разрушение материала.

Во втором случае утепление происходит изнутри дома, тут ситуация еще хуже — вся толщина блока имеет температуру ниже нуля.

В третьем случае температура замерзания выведена за пределы конструкции, стена не замерзает, и соответственно конструкции не разрушаются.

Утеплитель, установленный снаружи, не разрушается от действия влаги т.к. либо имеет закрытые поры и не содержит воды, как пенопласт, либо имеет податливую структуру и может выдержать небольшие деформации, как минеральная вата.

Температура на поверхности внутри стены вычисляется по формуле:

где t_нар — температура наружного воздуха, в нашем случае мы принимаем температуру наружного воздуха наиболее холодных суток с обеспеченностью 0,92 согласно таблице 3.1 СП 131.13330.2012, для Москвы t_нар = -28 °С;

t_внутр — температура внутреннего воздуха, t_внутр =+22 °С;

R_стены — термическое сопротивление стены, можно вычислить по программе Escel, которая приведена в статье Расчёт толщины теплоизоляции, для стены с пеноблоком 300 мм и утеплением 50 мм R_стены = 3,49 (м² ∙ °С)/Вт, для 100 мм R_стены = 4,68 (м² ∙ °С)/Вт;

α_н — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности, принимаем α_н =23 Вт/(м² ∙ °С) (Таблица 6 СП 50.13330.2012);

δ_i — толщина i-го слоя, в нашем случае толщина минеральной ваты;

λ_i — коэффициент теплопроводности i-го слоя, для минеральной базальтовой ваты λ_i =0,042 Вт/(м² ∙ °С) (см. характеристики материала при условиях B).

Итак рассчитаем температуру на поверхности блока при утеплении 50 мм мин.ватой и наружной температуре воздуха — 28 °С:

Т.о. видим, что толщины 50 мм не хватает, чтобы защитить блок даже от промерзания, температура на поверхности ниже нуля, а это значит, что вода на некотором расстоянии от поверхности блока будет замерзать и разрушать материал.

Теперь рассчитаем температуру на поверхности блока при утеплении 100 мм минеральной ватой:

Даже при утеплении 100 мм мин.ватой температура на поверхности будет — 2 °С, т.е. даже этой толщины не хватает чтобы защитить пеноблок. Пеноблок имеет достаточно низкую теплопроводность, поэтому температура на поверхности достаточно низкая, если бы стена имела большую теплопроводность, то этой толщины хватило бы, чтобы темпретарура на поверности блока была положительной.

Увеличим толщину до 150 мм R_стены = 5,87 (м² ∙ °С)/Вт, вычисляем температуру на поверхности блока:

Температура на поверхности блока положительная, и пусть она ниже точки росы, однако даже если конденсат выпадет, то он не замерзнет, а когда станет тепло конденсат испариться.

Получаем, что чтобы защитить пеноблок должным образом нужно применять утеплитель толщиной не менее 150 мм. Применение наружного утепления позволит существенно увеличить срок службы дома. Хочу отметить, что нельзя утеплять дом изнутри т.к. это наоборот сдвинет температура замерзания воды внутрь. Также не стоит увеличивать толщину пеноблока, т.к. это опять таки сдвинет точку замерзания внутрь дома.

Для несущих стен из материалов с более высоким коэффициентом теплопроводности может хватить и 100 мм утепления, но это нужно считать индивидуально.

Если нет возможности утеплить снаружи, а температура замерзания попадает в конструкцию, то рекомендуется сделать внутреннюю пароизоляцию — это позволит уменьшить количество влаги в конструкции, однако увеличит влажность помещения в доме, и чтобы её снизить необходимо будет сделать приточно-вытяжную вентиляцию.

Итог:

Для Подмосковья я рекомендую вместо применения блока 375 мм использовать пеноблоки 300 мм плюс утепление 150 мм. Это будет дороже примерно на 190 руб/м² стены если сравнивать со стеной толщиной 375 мм, однако вы получите существенную экономию на отопление и продлите срок службы дома.