Какой дом строить? Наука вам в помощь!

На протяжении тысячелетий строительные технологии совершенствуются, но перед тем, кто собрался возводить дом для себя, стоит одна и та же дилемма: из дерева или из камня. Если в давние времена каменный дом был привилегией богатых, то сегодня имеются экономически доступные технологии строительства и тех и других домов. В частности — каркасная технология деревянного домостроения и строительство из камня в виде газобетонных блоков. И современное информационное поле насыщено обсуждениями и сравнениями этих двух вариантов.

Сторонники каркасных домов отмечают быстроту их возведения, высокую ремонтопригодность, экологичность, широкий простор для творчества архитекторов в создании изящного сооружения и многое другое.

Поклонники газобетонной технологии говорят о высокой прочности материала и надежности постройки, множестве вариантов для внешней и внутренней отделки здания и др.

В пользу той и другой технологии высказано немало аргументов. Мы тоже решили внести свою лепту в сравнение двух популярных способов индивидуального домостроения. При этом не забудем отметить, что корректный аргумент всегда подкрепляется количественными показателями. И мы не только представим некоторые цифры, но и расскажем, как они возникли.

Наши доводы касаются эксплуатации дома, расходы которые необходимо учитывать уже при выборе технологии и материалов для его постройки. Если сроки строительства измеряются месяцами, то длительность эксплуатации — десятилетиями.

Ни для кого не секрет, что в нашем климате основной статьей расходов по эксплуатации недвижимости служит отопление.

Суть исследования

В нашем распоряжении имеются результаты эксперимента по энергопотреблению каркасных и газобетонных домов. Исследование проводится на одной из испытательных площадок Центрального федерального округа группой специалистов в области теплотехники и строительной физики. На полигоне были построены несколько экспериментальных домов по той и другой технологии, в качестве теплоизоляции использовались наиболее популярные материалы — традиционная минеральная вата и теплоизоляционные плиты ПЕНОПЛЭКС® из экструзионного пенополистирола.

Стены экспериментальных домов с учетом применяемых утеплителей были построены таким образом, чтобы их сопротивление теплопередаче (показатель, отражающий теплозащитные свойства ограждающей конструкции) было примерно равным для и соответствовало нормативным документам. Для этого потребовался более толстый слой минеральной ваты, чем ПЕНОПЛЭКС^®, что справедливо: теплопроводность ваты составляет 0,045–0,051 Вт/(м·°С), что на 40–60% больше, чем у экструзионного пенополистирола.

Натурный эксперимент позволяет учесть затраты на отопление домов с учетом различия технологий возведения стен, применяемых материалов теплоизоляции, а также учесть теплопотери связанные с неоднородностью конструкций стен («мостики холода»).

Ход эксперимента

Исследование началось в 2017 году с наступлением отопительного сезона, в течение которого, с октября 2017 по апрель 2018 года экспериментальные дома отапливались таким образом, чтобы в помещениях поддерживалась температура +20…+22°С и относительная влажность воздуха 45–50%. Таков нормативный уровень комфорта. Естественно, подача отопления и уровень влажности регулировались в зависимости от параметров окружающего воздуха. Каждый экспериментальный дом нагревали с помощью масляного радиатора, к которому был подключен контур автоматического регулирования мощности в зависимости от температуры воздуха на улице. Требуемая влажность создавалась с помощью увлажнителя воздуха.

Затраты энергии на отопление фиксировались счетчиком, подключенным непосредственно к цепи питания отопительного прибора. Это позволило исключить из эксперимента расход электроэнергии на другие нужды — освещение, работу приборов и т.д.

На протяжении всего отопительного сезона постоянно фиксировались следующие параметры:

• эрасход энергии на отопление (показания счетчиков);

• влажность и температура внутреннего и наружного воздуха. .

Основные выводы

В ходе эксперимента сравнивались различные варианты каркасных и газобетонных домов, но наиболее показательным служит сопоставление двух типичных случаев: каркасный дом с внутренним утеплением минеральной ватой и газобетонный с наружным утеплением ПЕНОПЛЭКС^®. Удельное потребление электроэнергии на отопление в течение всего сезона в первом случае оказалось 108,8 кВт·ч/м³, во втором — 97,5 кВт·ч/м³.Разница составила около 10%.

   Дело в том, что стены газобетонного дома из геометрически правильной блочной кладки и плотно пригнанных к ее поверхности плит ПЕНОПЛЭКС^® позволяют создать однородный теплотехнический контур. Для утепления каркасного дома чаще всего используется минеральная вата, которая вставляется между деревянными стойками. Именно они — стойки — и  служат проводниками холода, то есть слабым местом и вносят существенный вклад в теплопотери через конструкции стен.

Получается, что для постоянного проживания газобетонный дом предпочтительнее каркасного с точки зрения основной эксплуатационной статьи расходов-отопления. Такой вывод можно сделать по итогам первого этапа исследования энергопотребления каркасных и газобетонных домов, которое рассчитано на три отопительных сезона. Динамика изменения энергопотребления в исследуемых домах представляет особый интерес с учетом временного фактора. Известно, что ПЕНОПЛЭКС^® благодаря  высоким прочностным показателям и нулевому водопоглощению сохраняет свою форму в вертикальных конструкциях, а теплотехнические характеристики остаются неизменными на протяжении многих лет. Невлагостойкие волокнистые утеплители (минеральная вата) со временем проседают (осыпаются), к тому же поглощают влагу, что, соответственно, приводит к разрушению материала и всего теплозащитного контура и как следствие возрастают теплопотери дома и затраты на отопление.

Исследование, несомненно, добавит аргументов в пользу газобетонной технологии индивидуального домостроения, которая, по некоторым данным, имеет больше сторонников. В частности, по результатам онлайн-опроса на авторитетном портале, посвященном загородному строительству, за газобетонное домостроение голосуют 52,7% респондентов, в пользу каркасного высказываются 38%, остальные предпочитают иные технологии.