Керамические блоки или газобетонные

Из чего экономичнее построить теплый дом? Если просто взять цену за 1 куб. метр газосиликатных блоков и теплой керамики, сравнение будет в пользу газобетона. Однако при составлении сметы учитывается комплекс характеристик, которые мы рассмотрим в данном обзоре.

Геометрия пустот в поризованном керамоблоке Porotherm 38

Более высокие расценки нивелируются высокими энергосберегающими характеристиками керамических блоков, которые предполагают иную технологию кладки по сравнению с газобетоном.

Энергоэффективность достигается за счет новейших технологий, использованных компанией Wienerberger, мировым лидером в производстве теплой керамики. Перпендикулярное к стеновой поверхности блока сечение показывает, как чередуются пустоты и керамические перемычки внутри материала. Благодаря щелевидным пустотам, образующим изолированные воздушные камеры, увеличивается коэффициент теплоизоляции блока. Воздушный поток преодолевает сложный извилистый путь вдоль керамических дорожек, толщина которых снижена для теплосбережения.

Однако остается и другой путь выхода тепла – через сами керамические элементы стены. Чтобы уменьшить такие теплопотери, добиваются снижения теплопроводности керамики за счет ее дополнительной поризации.

На этапе закладки в форму добавляют мелкие древесные опилки. При температуре обжига в 900 °C опилки выгорают, образуя дополнительные микропустоты в структуре обожженной глины. Пустотность поризованных блоков Porotherm достигает 50% объема материала.

Комбинирование заложенных при формовке блока пустот и пористых стенок керамики приводит к существенному снижению энергопотерь, оптимальной термоизоляции внутри помещения. Коэффициент теплопроводности уменьшается с ростом толщины блока. Porotherm 38 имеет показатель от 0,133 ВТ/мК в сухом виде до 0,144 ВТ/мК в эксплуатационных условиях на открытом воздухе. Ближайший конкурент теплой керамики, газобетон, побеждает в сравнении исключительно в сухой среде. Из-за высокого водопоглощения этого материала с ростом влажности его теплопроводность повышается, достигая значений 0, 28 ВТ/мК.

Рассмотрим другие технические свойства керамических и газобетонных блоков, взяв за образец газосиликатный блок марки D500 (c плотностью 500 кг/м3) и поризованный Porotherm 38 от Wienerberger.

Категория прочности

В применение к стеновым материалам прочность означает способность конструкции выдерживать весовую нагрузку в пересчете на квадратный сантиметр.

Так, у газобетона D500 показатели в зависимости от производителя находятся в пределе М35-М50, то есть предельная нагрузка на см2 составляет 35-50 кг.

Porotherm 38 с маркой прочности М100 выдерживает 100 кг на квадратный сантиметр. Особенно значимыми становятся различия при пересчете на метр несущей конструкции, выполненной из данных материалов. Если газобетонная стена способна выдержать до 40 тонн на метр, то применение керамоблоков обеспечивает выносливость до 70 т на метр.

Сопряженным показателем является прочность на сжатие, измеряемая в МПа. Для керамики это цифры от 10 до 15 МПа, для газобетона – 0,7-5 МПа. В строительной практике это означает, что в каждом третьем ряду кладки из газобетона необходимо применять армирование, иначе на стенах в процессе эксплуатации появятся трещины. Поскольку газосиликат подвержен карбонизации, со временем он еще больше теряет прочность. Добавление трудоемкого процесса штробирования и последующего скрытия арматуры в штробе увеличивает сроки возведения здания, а также стоимость работ.

Керамоблоки Porotherm 38 не нуждаются в столь частом армировании, оно применяется в основном по угловым блокам, проводится пластиковой сеткой, что практически не влияет на скорость строительства. Доказано, что при такой прочности разрушающая нагрузка всего на один блок составляет более 95 т, то есть два танка Т84!

Соответственно, керамоблоки могут применяться в зданиях большей этажности и площади, чем газобетонные. Благодаря боковой поверхности гребень-паз отдельные элементы керамоблока легко стыкуются. Наносить кладочный раствор на боковой шов не нужно. В то же время газобетонные сооружения потеряют в прочности без дополнительного крепления по боковым стыкам.

Необходимость дополнительного утепления

Керамические блоки относятся к неоднородным конструкциям, поскольку состоят из воздушных пустот и керамики. Для расчета термического сопротивления таких материалов применяют расчетные и экспериментальные методики.

Сначала определяется условное сопротивление R0, затем на базе коэффициента однородности кладки получают приведенное значение Rr0. При использовании теплоизолирующего кладочного раствора и облицовочного слоя однородность стремится к единице. Строительные нормы предписывают принимать в расчет цифру 0, 98.

При использовании клинкерного кирпича для облицовки теплопроводность стены регулируется толщиной облицовочного слоя и зазора для вентиляции либо базальтового скрепляющего слоя. Использование дополнительной облицовки удорожает строительство, зато позволяет сократить ширину стен и ленточного фундамента при сохранении теплосберегающих характеристик по сравнению с однослойными стенами.

Выложенный в один слой блок имеет определенные преимущества перед двуслойными конструкциями, поскольку снижаются трудозатраты и стоимость сооружения. При этом сходных значений теплового сопротивления можно добиться за счет увеличения толщины блока.

Допустим, в многослойной стеновой конструкции применяется несколько материалов ( начиная с внутренней отделки):

• 20 мм цементно-перлитового штукатурного слоя
• 38 мм кладки с блоком Porotherm 38 либо 375 мм кладки газобетонным блоком D500
• цементно-перлитовая смесь между керамикой и облицовкой или воздушная прослойка для газобетона
• щелевой кирпич с толщиной кладки в 120 мм

Применяя указанные в СНиП методики и формулы расчета, значения коэффициентов теплопроводности материалов в состоянии эксплуатации, получим значения условного сопротивления:

• для газосиликата - 3,318 м2*С/Вт
• для керамики – 3,412 м2*С/Вт

Приведенные значения Rr0 составят:

• Rr0 = 3,318*0,98 = 3,252 для газобетона
• Rr0 = 3,412*0,98 = 3,344 для керамоблока

Таким образом, материалы сравнимы по теплопередаче, керамические блоки имеют чуть более высокие значения, приемлемые для большинства регионов европейской части России. Например, для Москвы СНиП рекомендует значение R=2,99 м2∙0С/Вт. Любые коэффициенты не менее этого значения соответствуют строительным нормам.

В случаях применения однослойных конструкций значение 3,44 достигается с теплым раствором при кладке блоков Porotherm 51. Толщина стены при этом будет меньше, чем при использовании газосиликата с облицовкой.

Возможность и преимущества однослойных стен из керамики

При определенной толщине блоков допускается возведение зданий в один слой с несущими газосиликатными блоками. При этом они существенно отличаются от теплой керамики, могут применяться только в малоэтажных проектах.

Однослойная стена из керамоблоков без дополнительного утепления прослужит гарантированный срок эксплуатации – минимум 100 лет, что маловероятно при использовании многослойной конструкции, из блоков Porotherm 51 можно строить до 10 этажей в высоту. Керамика издавна применялась в строительстве, и объекты минувших эпох продолжают нас радовать. Так, Московский Кремль стоит с XV века, Колизей – с 70-80 лет до н.э., Великая Китайская стена – со II века до н.э.

Кроме того, однослойные керамические стены имеют ряд других преимуществ:

• Экологическая безопасность за счет использования исключительно органических материалов – глины, древесных опилок. Газобетон – все-таки искусственно созданный материал, для которого характерно пылеобразование, керамика лишена этих недостатков
• Поддержание климата в помещении – температуры и влажности
• Паропроницаемость стен – они «дышат», регулируя уровень влажности в комнате. При сухом воздухе стены отдают влагу, скопленную в блоках, при влажном, – поглощают излишки, чего не скажешь о газобетоне.
• Неизменность теплотехнических характеристик со временем, внутренняя поверхность практически не нагревается и не охлаждается.
• Простота кладки – на сооружение стены из керамоблоков с площадью в один квадратный метр уходит не более часа времени каменщика.
• Низкие эксплуатационные затраты – элементарная покраска-оживление наружного и внутреннего штукатурных слоев, падение затрат на отопление и охлаждение здания.
• Экономичность при кладке – меньший фундамент, сниженный расход кладочной смеси, небольшие трудозатраты без применения тяжелой строительной техники.

Толщина стен

Какие бы материалы ни использовались в строительстве, они должны обеспечить необходимый уровень теплозащиты здания. При недостаточном тепловом сопротивлении увеличивают толщину и количество слоев, применяют дополнительные утеплители, облицовочные материалы.

Как было рассмотрено выше, и газобетонные, и керамические блоки могут применяться на территории России. При этом газобетон чаще будет нуждаться в утеплении, чем керамика. Отсюда и толщина стены будет больше, а значит, потребуется больше пространства, широкий и массивный фундамент.

Оба материала за счет крупногабаритного формата увеличивают скорость возведения стен, однако при попытке привести коэффициенты сопротивления теплопередаче к одинаковому значению получим расчетную толщину стен без учета отделки:

• Porotherm 38 – 380 мм
• Обычный кирпич – 2350 мм
• Ячеистый бетон плотностью D500 – 480 мм

Если мы добавим к сравнению стандартный керамический камень и деревянный брус, то рекомендованная толщина при использовании последнего окажется чуть меньше газосиликатной – 430 мм, тогда как керамический камень потребует толщины 740 мм. При этом обычный и силикатный виды кирпича значительно отстают от конкурентов. Эти показатели также необходимо учитывать при расчете общей стоимости сооружения жилого дома.

Затраты на строительство индивидуального коттеджа

Наиболее очевидный показатель цены одного блока – лишь одно звено в технике расчета. В таблице, приведенной ниже, учитываются 11 параметров, их число может меняться при самых незначительных изменениях технологии строительства или отделки.

Итак, даже без стоимости проекта затраты на один и тот же дом при использовании газосиликатных блоков возрастают на 41 265 рублей. Учитывая, что при продаже керамических блоков часто предлагается бесплатная разработка проекта стоимостью около 40 000 рублей и более, выгода керамоблоков возрастает. Еще большей экономии средств можно достичь, применяя утолщенные керамические блоки без утепления с технологией однослойного строительства. При любых комбинациях газосиликата с утеплителем и керамоблоков стоимость зданий из керамики не превысит смету на возведение аналога из газобетона более, чем на 5%, или будет меньшей. Расчеты снимают основное возражение по поводу теплой керамики.

Дополнительным аргументом является скорость строительства – нет необходимости ждать сооружения армирующих слоев. К отделке можно приступать сразу после завершения стен – керамические блоки не впитывают влагу и не нуждаются в просыхании после кладки. Каркас дома можно выстроить за 14 дней без использования технических устройств.

Комфорт в помещении

Отдельного внимания заслуживает поддержание необходимых для комфортного проживания членов семьи характеристик жилого дома.

Синергетический эффект микро и макропор в структуре материала приводит к его уникальной способности в определенных рамках регулировать уровень влажности комнаты. Благодаря поглощению и отдаче влаги без специальных приборов достигается эргономичный показатель в 40-70% влажности при температуре воздуха 25 градусов Цельсия.

Керамические блоки за счет высокой инерции прогреваются не слишком быстро, зато способны аккумулировать температуру, затем отдавать ее в зону более низких значений. Поэтому зимой в помещении сохраняется тепло, меньше энергии обогрева утекает наружу. Летом, напротив, создается барьер для проникновения изнуряющей жары, в доме формируется приятная прохлада. Аккумулирующие свойства материала позволяют сократить объем расходов на отопление и кондиционирование помещения, обеспечивая естественный теплообмен среды.

Массивные и пустотные блоки также имеют высокие показатели звукоизоляции. Плюсом к удобству проживания служит гипоаллергенность, природное происхождение, отсутствие вредных выделений из пыли (как у газосиликата) или материалов обработки (как у противопожарных пропиток для дерева). Здоровье не пострадает в доме из современных керамических блоков.

Безопасность и долговечность

Газосиликат, как и керамоблоки, относится к веществам с низкой степенью горючести. Огнестойкость стен, возведенных из блоков Porotherm, – минимум 3 ч для несущих конструкций и свыше 4 ч для перегородок. Эти показатели превышают максимальные значения для зданий высшей категории огнестойкости. В процессе обжига керамика выдерживает температуру 900°C, не выделяя никаких летучих соединений.

Предел огнестойкости для газобетона также может достигать 4 ч. Однако при температуре свыше 700 °C он начинает терять огнеупорные свойства. Это значительно превышает показатели для обычного бетона, кирпича, дерева, стали. Существуют марки газобетона, которые применяются при оформлении каминов с открытым пламенем.

Что касается морозостойкости, производители отмечают значения F25 для газобетонных блоков плотностью D500 и F50 для керамических блоков Porotherm 38. Это означает, что материал выдерживает 25 или 50 циклов замораживания-размораживания. Учтем также, что данные поучены в экспериментальных условиях. На практике газосиликат усиленно поглощает влагу, что приводит к снижению теплоизоляционных свойств и устойчивости к замораживанию. Для фасадных работ требуются показатели не ниже F50.

Если мы найдем газобетон с такими значениями, то его плотность превысит 500 кг/м³, и марка будет относиться уже к конструкционным материалам, плотность которых значительно увеличивает теплопроводность.

Это негативно влияет на долговечность газобетонных конструкций. Невысокая эластичность ставит здание под угрозу при незначительных деформациях фундамента. Поскольку в массовом строительстве газобетон применяется не более 40 лет в отличие от многовековых кирпичных сооружений, подтвердить или опровергнуть его долговечность пока нет возможности.

Краткие выводы

1. По стоимости сооружения из газобетона сравнимы с возведением стен из теплой керамики или дороже
2. По экологичности керамические блоки превосходят газосиликатные аналоги
3. При относительной хрупкости обоих материалов прочность керамоблоков выше
4. Керамика лидирует в отношении противопожарной безопасности и морозостойкости
5. Керамические блоки способствуют естественному климат-контролю
6. Отделка керамических стен меньше страдает от деформаций
7. Долговечность зданий из обожженной глины подтверждена многовековой практикой строительства, в отношении газобетона таких данных нет.