Газобетон D500 400 мм и нормы тепловой защиты зданий

Выкладываю расчет приведенного сопротивления теплопередаче фасада жилого здания довольно распространенного среди частников (10х10 м два этажа по 3,25 м на каждом этаже по два окна 1,5х1,742м). Расчет выполнен по СП 50.13330.2012, который вступает в силу с 1 июня 2013 года. В настоящее время текст уже утверждён. Ждем, только, когда он выйдет в печать.
Та же методика расчета находится тут: ГОСТ Р 54851-2011 Конструкции строительные ограждающие неоднородные. Расчет приведенного сопротивления теплопередаче.

1. Описание конструкции выбранной для расчета.
Однослойная стена из ЯБ АТ марки по средней плотности D500, толщиной 400 мм на клею с тонким штукатурным слоем. Высота этажа от пола до пола 3233 мм. Толщина железобетонного перекрытия 220 мм. Перемычки выполнены в U-образных блоках без доп. утепления, они же являются монолитным поясом. В предпоследнем ряду под окном выполнено армирование на всю длину стены.
Состав стены (изнутри наружу) представлен в таблице:
/ Материал слоя/мм /Вт/(м·°С)
Внутренняя штукатурка /3 / -
/ЯБ АТ D500/400/0,156
/Наружная штукатурка/7/ -

Штукатурку в расчет не беру, хоть она может добавить к общему R около 0,25. Ну, кто «заморочится», тому респект.
Расчет коэффициента теплопроводности кладки из ЯБ АТ марки по средней плотности D500, толщиной 400 мм на клею (иду по пути, описанном в ИСЖ, №3, 2010 «Влияние растворных швов кладки на параметры теплотехнической однородности стен из газобетона»).
Rгб = δгб/λгб = 0,4/0,147 = 2,72 м2·°С/Вт Агб=0,25х0,6=0,15 м2
Rр=δр/λр=0,4/0,93=0,43 м2·°С/Вт Ар=0,25х0,002+0,602х0,002=0,0017 м2
Rr=(0,15+0,0017)/(0,15/2,72)+(0,0017/0,43)=2,567 м2·°С/Вт
λгб+р = δгб/Rr= 0,4/2,567 = 0,156 Вт/(м2·°С)

Для интереса, рассчитаем для толщины шва 10 мм
Ар = 0,25·0,01+0,61·0,01 = 0,0086 м2
Rr= (0,15+0,0086)/(0,15/2,72)+(0,0086/0,43) = 2,11 м2·°С/Вт
λгб+р = δгб/Rr=0,4/2,11=0,1896 Вт/(м2·°С)

Теперь смотрим приложение С СП 50.13330.2012, для тех кто не в курсе, оно справочное. Почему-то D500 в нем нет(«и суда нет»). Тем, кому не нравится, что коэффициент теплопроводности взят из таблицы А. 1 ГОСТ 31359-2007, могут идти лесом. Те, опять же, кому не нравится равновесная влажность газобетона 5% для условий Б (а не 12%) идут лесом. Т. к. экспериментально установлено и научно обосновано и доказано, что в однородных стенах из газобетона без утепления и других приблуд (типа облицовки на гибких связей, хотя если она (облицовка) через вент. зазор установлена, будет тоже 5%) равновесная влажность для условий Б 5%. Ну и что бы подтвердить свои доводы, процитирую СП 50.13330.2012 – «λ- теплопроводность материала слоя, принимаемая по результатам испытаний в аккредитованной лаборатории; при отсутствии таких данных оно оценивается по приложению С».
Почему-то для того же полистиролбетона коэффициенты теплопроводности и равновесной влажности приведены из ГОСТ Р 51263.

2. Перечисление элементов составляющих ограждающую конструкцию.

# Железобетонная плита перекрытия, утепленная утеплителем, толщиной 50мм и доборным блоком из ЯБ АТ, толщиной 150 мм, закрытым тонким слоем штукатурки – плоский элемент 1.

# Армирование третьего ряда в штрабах - плоский элемент 2;

# Монолитный пояс, образованный U-образными блоками с монолитным железобетоном (сечением 250х200 мм) без доп. утепления (он же является перемычкой над окнами), закрытой тонким слоем штукатурки – плоский элемент 3;

# Кладка закрытая тонким слоем штукатурки – плоский элемент 4

# Оконный откос, образованный кладкой из ЯБ АТ, закрытой тонким слоем штукатурки – линейный элемент 1;

# Оконный откос, образованный монолитным поясом, закрытой тонким слоем штукатурки – линейный элемент 2;

Таким образом, в рассматриваемом фрагменте ограждающей конструкции четыре вида плоских, два линейных.


3. Геометрические характеристики проекций элементов.

Весь фасад здания, включая светопроемы, имеет общую площадь 65 м2. Фасад содержит следующие светопроемы: 1500х1742 мм - 4 шт. Суммарная площадь светопроемов 10,452≈10,5 м2.
Площадь поверхности фрагмента ограждающей конструкции для расчета
R0пр составляет: A = 65 –10,5 = 54,5 м2

# суммарная протяженность торцов перекрытий на фасаде составляет 20 м. Таким образом, площадь стены с основанием из железобетона (т.е. площадь проекции на поверхность фрагмента) составляет: A1 = 20х0,25 = 5 м2. Доля этой площади от общей площади фрагмента ограждающей конструкции равна - а1 = 5/54,5 = 0,091

# суммарная протяженность армирования на фасаде составляет 20 м. Таким образом, площадь стены с основанием из железобетона (т.е. площадь проекции на поверхность фрагмента) составляет: A2 = 20х0,04 = 0,8м2. Доля этой площади от общей площади фрагмента ограждающей конструкции равна - а2 =0,8/54,5 = 0,015

# суммарная протяженность оконных откосов (они же являются мон. поясами), образованных U-образной перемычкой на фасаде составляет 20 м. Таким образом, площадь стены с основанием из железобетона (т.е. площадь проекции на поверхность фрагмента) составляет: A3 = 20х0,2 = 0,073м2. Доля этой площади от общей площади фрагмента ограждающей конструкции равна - а3 = 4/54,5 = 0,073

# площадь стены с основанием кладки из ЯБ АТ: A4 = 54,8-5-4-0,8 = 45 м2. Доля этой
площади от общей площади фрагмента ограждающей конструкции равна –
а4=45/54,5 =0,826

# общая длина проекции оконного откоса, образованного кладкой из ЯБ АТ, определяется по экспликации оконных проемов и равна:
L1 = (1,5 + 2х1,742) х 4 = 19,94 м
Длина проекции этих откосов, приходящаяся на 1 м2 площади фрагмента равна
l1 = 19,94/54,5 = 0,366 м-1

# общая длина проекции оконного откоса, образованного монолитным поясом, определяется по экспликации оконных проемов и равна:
L2 = 1,5х4 = 6 м
Длина проекции этих откосов, приходящаяся на 1 м2 площади фрагмента равна
l2= 6/54,5 = 0,11 м-1

4. Расчет удельных потерь теплоты, обусловленных элементами.

Для плоского элемента 1 (перекрытие)
R1 = 1/8,7+0,25/2,04+0,05/0,045+0,15/0,156+1/23 = 2,35 м2·°С/Вт
U1 = 1/2,35 = 0,426 Вт/(м2·°С)

Для плоского элемента 2 (армирование)
R2 = 1/8,7+0,106/0,156+0,04/2,04+0,106/0,156+0,04/2,04+0,108/0,156+1/23 = 2,25 м2·°С/Вт
U2 = 1/2,25 = 0,444 Вт/(м2·°С)

Для плоского элемента 3 (мон. пояс)
R3 = 1/8,7+0,05/0,156+0,25/2,04+0,1/0,156+1/23 = 1,24 м2·°С /Вт
U3 = 1/1,24 = 0,806 Вт/(м2·°С)

Для плоского элемента 4 (кладка)
R4 = 1/8.7+0,4/0,156+1/23 = 2,72 м2·°С/Вт
U4 = 1/2,72 = 0,368 Вт/(м2·°С)

Расчетный участок имеет размеры 400 х 1100мм. Площадь стены, вошедшей в расчетный участок - S1,1 = 0,44 м2.
Потери теплоты через стену с оконным откосом, вошедшую в участок, по результатам расчета температурного поля равны -18 Вт/м.

Для линейного элемента 1 рассчитывается:
Q1,1 = (20-(-28)/2,72)·0,44 = 8 Вт/м
Дополнительные потери теплоты через линейный элемент 1 составляют:
18-8 = Вт/м.
Удельные линейные потери теплоты через линейный элемент 1
Ψ1 = 10/(20-(-28) = 0,208 Вт/(м·°С).

Для линейного элемента 2 рассчитывается:
Q1,2 = (20-(-28)/1,24)·0,44 = 17 Вт/м
Дополнительные потери теплоты через линейный элемент 2 составляют:
18-17 = 1 Вт/м.
Удельные линейные потери теплоты через линейный элемент 2
Ψ2 = 1/(20-(-28) = 0,021 Вт/(м·°С). Вт/(м·°С).

Таким образом, определены все удельные потери теплоты, обусловленные всеми элементами в рассматриваемом фрагменте ограждающей конструкции.
5. Расчет приведенного сопротивления теплопередаче стены.
а1 = 0,091 U1 = 0,426 Удельный поток теплоты а1·U1 = 0,0388
а2 = 0,015 U2 = 0,444 Удельный поток теплоты а2·U2 = 0,0067
а3 = 0,073 U3 = 0, 806 Удельный поток теплоты а3·U3 = 0,0588
а4 = 0,826 U4 = 0,368 Удельный поток теплоты а4·U4 = 0,304

l1 = 0, 366 м/м2 Ψ1 = 0,208 Вт/(м·°С) Ψ1 l1 = 0,076 Вт/(м·°С)
l2 = 0, 11м/м2 Ψ2 = 0,021 Вт/(м·°С) Ψ2 l2 = 0,0023 Вт/(м·°С)

Приведенное сопротивление теплопередаче фрагмента ограждающей конструкции
R0пр =1/(0,0388+0,0067+0, 0588+0,304+0,076 +0,0023)=1/0,4866=2,06 м2·°С/Вт.

Согласно пункта 5.2 СП 50.13330.2012 нормируемое значение приведенного сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, R0норм, м2 ·oС/Вт, следует определять по формуле:
R0норм = R0тр · mр
Где R0тр - базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, м2 ·oС/Вт,
mр – коэффициент, учитывающий особенности региона строительства принимаемый для стен не менее mр = 0,63. Повышение значений коэффициента mр для конкретного региона должно быть обосновано экономическим расчетом.
R0тр = 0,00035·(20-(-3,1)·214+1,4 = 3,13 м2 ·°С/Вт (для Москвы)
R0норм = 3,13·0,63=1,97 м2 ·oС/Вт
R0пр > R0норм, т. о. выполнены поэлементные требования. Не стоит забывать, что есть еще комплексное и санитарно – гигиеническое требование.
Из нового документа видно, что больше нет условий а, б, в. Для прохождения норм нужно пройти три требования, как правило, при прохождении первого, второе и третье всегда проходят.
В СП не ставится задача увеличения R за счет стен, поэтому сразу оговаривается коэффициент mр. Больше нет «выбора» расчета R, как раньше.

P.S. Расчет выполнил с учетом всех возможных включений (пояс-перемычки, перекрытие, оконные откосы, армирование, причем не только под окном, а во всю длину стены). Так же необходимо учесть, что монолитный пояс и оконные откосы у меня не утеплены. При их утеплении R0пр приблизится к 2,45-2,55 м2 ·oС/Вт, что еще приятнее.

Приведу сравнение при увеличении толщины:
Сопротивление теплопередаче толщины 400 мм (D500)- 2,06 м2 ·°С/Вт;
Сопротивление теплопередаче толщины 500 мм (D500) - 2,56 м2 ·°С/Вт.
Это с учетом того, что не утепляем проблемные места.

Площадь стен в доме 65х4 = 260 м2;
Отопительный период в Москве H = 4943·24 = 118632 градусочасов.
Теплопотери через стены за год составят:
Q = (118632 ·260)/2,06 = 14973 кВт·ч
Q = (118632 ·260)/ 2,56 = 12048 кВт·ч
14973-12048 = 2925 кВт·ч

Экономия в год при утолщении стены на 10 см (по тарифам на конец 2012г.):
Отопление газом - 2925·0,31 = 907 руб.

Посмотрим окупаемость стен на рассчитанный дом при увеличении толщины:
При δ=400 мм - 83,2 м3
При δ=500 мм - 104 м3
83,2 -104 = 20,8 м3
20,8 м3· 3100 руб. (к примеру (мне кажется это средняя цена куба) = 64480 руб. · м3
Окупаемость при отоплении газом – 64480/907 = 71 год.
Можно посчитать для электрического отопления, но тут будет совсем другая экономия. Без доп. утепления, скорее всего, не получится экономить.
Циферки актуальные, подставляйте свои значения и считайте.

P. S. на специалиста по расчету не претендую, просто открыл документ и попробовал с ним поработать. Считаю успешно. Если кто что узрит - пишите, буду править.

 

Если не сложно, сделайте для рассчитанного дома, для наглядности

 

2,74 - стоимость 1 кВт/час для частных лиц при использовании электрического котла в Московской области (могу ошибаться), сколько стоит у Вас в Вологде не знаю.
2925·2,74 = 8015 руб.
64480/8015 = 8 лет.
приведенные цифры не говорят о том, что именно в эту сумму обойдется отопление дома. Расходы могут быть как меньше, так и больше. Очень сильно зависит от того насколько хорошо дом построен и какой холодной будет температура на улице зимой. Эти цифры для температуры за бортом -28°С.
Так что как я уже писал -

 

Суть дела сильно не меняется, но спасибо за поправку.

Все правильно. Суть моего топика не окупаемость показать, а соответствия требованиям. Окупаемость для стен приведена, просто для примера. Каждый может подставить свои цифры, с клеем, работами и т. д.
Я ведь написал

Так что Ваши замечания учту и добавлю клей, работы и доставку попробую.

 

А подскажите такой вопрос. Коробка из газобетона 400 Д500 без утеплителя под штукатуркой расчет показывает образование конденсата -25 почти на 3/4 стены, с минватой 50 мм под штукатуркой - конденсат только в наружном слое. Я не разбираюсь в тонкостях средних температур, накопления конденсата и его просушки в значении всего периода зимы. Стоить делать мин вату на фасад или нет? Регион Урал, в дальней перспективе магистральный газ.

 

Точка росы, при однослойной стене не просчитывается -пункт СНиПа.
Минвата даст прирост теплосопротивления несомненно, но и повлечет существенные издержки.

 

Снипы снипами, а почему?, считается что просохнет без разрушающего воздействя на стену?
По прикиду стена и без мин ваты должна быть теплой, вопрос в конденсате...

 

А вент фасад с кирпичем он так же не просчитывается на росу или всежетам особые условия?

 

ну посчитаем и убедимся что было не нужно