- Какая толщина стены из газобетона необходимая для частного дома
- Как рассчитать толщину наружных стен
- Минимальная и максимальная толщина
- Для чего нужна облицовка
- Утепление стен из газобетона
- Толщина внутренних стен (перегородок)
- Таблица (коэффициент теплопроводности газобетона)
- Строительный опыт пользователей
- Расчетные предпосылки:
- 1. Внутренняя несущая стена из газосиликатных блоков шириной 300 мм марки по плотности D500 (заявлено производителем).
- 2. Класс блоков по прочности В2.5 (заявлена производителем).
- Максимальное расчетное сопротивление не превысит R = 10 кг/см2
- 3. Расчетная нагрузка на стену первого этажа.
- Требуется:
- Решение:
- Пример расчета стены из газосиликатных блоков на устойчивость при внецентренном сжатии
- Дано:
- Расчет газобетонных стен по прочности
- Что учитывать при выборе газобетонных блоков для дома?
- Толщина стен для разных регионов
- Требования ГОСТов
- Какую толщину выбрать для стен из газоблока
- Структурирование стен
- Как толщина стен влияет на звукоизоляцию — заключение
- Оптимальная ширина
- Какие размеры блоков газобетона нужны для стен дачного дома
Какая толщина стены из газобетона необходимая для частного дома
На выбор толщины стены влияют не только теплоизоляционные свойства материала, но и его прочностные характеристики. При этом каждый заказчик старается уложиться в бюджет, отведенный на строительство. При увеличении плотности блоков увеличивается и прочность, и цена, но при этом увеличивается и коэффициент теплопроводности, из-за чего стены становятся менее теплыми. И все же на первом месте стоит прочность, ведь постоянный дом – это капитальное сооружение с минимальным сроком службы 50-70 лет.
В продажу предлагаются блоки для малоэтажной застройки в трех основных вариантах прочности:
- Класс В3,5 – может использоваться для возведения несущих стен в несколько этажей, с нагрузками в виде монолитной кровли или навесных фасадов.
- Класс В2,5 – трехэтажный дом можно построить, но не в сейсмической зоне и без дополнительных нагрузок.
- Класс В2.0 – из него можно строить дома максимум в два этажа, с деревянным перекрытием.
Если блоки имеют прочность менее В2, это уже теплоизоляционный материал, а не теплоизоляционный конструкционный, и его нельзя использовать для несущих стен в доме. Одному и тому же классу прочности могут соответствовать блоки разной плотности, что зависит от способа упрочнения – гидратации или синтеза. Если говорить о втором варианте, то прочность изделий можно регулировать за счет времени выдержки в автоклаве.
Выбирая материал для строительства дома, в первую очередь интересуйтесь классом прочности, а затем обращайте внимание на плотность. Например, как автоклавные блоки Д 600 и 700, так и неавтоклавные Д800 могут иметь прочность В3,5. То есть, если вы выбираете для строительства блоки гидратационного твердения, их плотность должна быть выше.
Строительство из газобетонных блоков ведется по стандарту 501*52-01*2007. Вот основные требования к прочностным свойствам стенового материала:
- В зданиях высотой до 5 этажей для несущих стен следует применять только автоклавные блоки класса В3,5. Если для кладки используется раствор, марка должна быть не ниже М100.
- В зданиях до 3 этажей следует применять блоки В2,5 и раствор М75.
- В одно- или двухэтажных зданиях можно использовать блоки Б2 на растворе М50.
В стандартах, как видите, внимание обращено только на прочность, и ничего не сказано о том, какой должна быть толщина газобетонных блоков. А все потому, что в каждом случае требуется индивидуальный расчет – без него цифры будут лишь приблизительными. Помимо средних зимних температур, при расчете следует учитывать и конструкцию стен, которая также может быть разной. Альтернативы представлены в том же нормативном документе, и о них пойдет речь дальше.
Как рассчитать толщину наружных стен
Профессиональный расчет — дело тонкое; учитываются теплоизоляционные свойства всех слоев стены: не только утеплительные, но и отделочные, благодаря чему можно уменьшить толщину основной кладки.
При беспроектном строительстве все толщины берутся с запасом, поэтому достаточно рассчитать тепловое сопротивление стен в однослойном варианте. Если голая кладка выдерживает климатические условия местности, то облицованная, а тем более утепленная, тем более.
Расчет достаточно простой, и для его выполнения необходимо знать: коэффициент теплопроводности блоков (зависит от плотности и указывается в паспорте материала) и расчетное сопротивление ограждающих конструкций (R0) в вашем регионе. (справочное значение, эквивалентно таблицам).
Суть расчета: Например, в Саратовской области (это средняя полоса страны) значение R0 для жилых домов составляет 3,07 Рнм2°С/Вт. Для строительства двухэтажного дома Вы решили купить блоки GRAS D500, коэффициент теплопроводности 0,12 Вт/м*С.
Чтобы получить толщину стен в метрах, необходимо умножить эти значения: 3,07 Rreqm2°C/Вт х 0,12 Вт/м*C = 0,368 м. В соответствии со стандартными размерами выпускаются блоки 625*250*375 мм можно брать под строительство. Последняя цифра – толщина стены.
Минимальная и максимальная толщина
По расчетам получается, что для строительства дома можно использовать газоблоки толщиной 375 мм. Всегда следует округлять в большую сторону, так как этот показатель теплопроводности приведен для газобетона в сухом состоянии. Однако в нем всегда присутствует определенный процент влаги – а влага несколько снижает способность стен сопротивляться нагреву.
- Кроме того, из-за неоднородности кладки ухудшается теплопроводность – ведь в стене имеются швы, иногда не полностью заполненные клеем, стыки рам в оконных и дверных проемах, включения железобетона в виде колонн, перемычек и бронепояса, которые не имеют такого же низкого коэффициента.
- Поэтому, чтобы толщина не увеличивалась и оставалась на минимальном уровне, стены чаще всего просто утепляют под обшивку. Для устранения тепловой неоднородности кладки обычно достаточно толщины утеплителя в 50 мм.
- Хотя подобные проблемы можно решить и другим способом. В регионах с ветром и низкими зимними температурами кладку можно выполнять не в один блок, а в двухрядном варианте. Толщину стены 500 мм можно добиться не только выбором блоков подходящей ширины для кладки, но и возведением ее в два ряда из блоков шириной 300 и 200 мм или 350 и 150 мм. Также внешний слой может быть выполнен из блоков меньшей плотности для повышения термического сопротивления кладки.
Для стен из газобетона максимальной считается толщина 500 мм. Он выполнен в двухрядном исполнении и обеспечивает нормальную способность сохранять тепло даже в районах с суровым климатом. Благодаря внутренней перевязке швов вероятность продувания такой кладки сводится к нулю, а тепловую неоднородность монолитных участков всегда можно устранить, применяя грамотный подход к облицовке.
Для чего нужна облицовка
Наличие дополнительных слоев улучшает теплоизоляционные свойства ограждающих конструкций, поэтому дома из газобетона часто проектируют с облицовкой кирпичом. Используемый для него пористый кирпич, имеющий практически такой же коэффициент теплопроводности, не только выступает дополнительным тепло- и ветрозащитным слоем, но и исключает необходимость выполнения технически более сложной двухслойной кладки. А если учесть, что вопрос отделки фасада тоже решен, то преимущество такого решения очевидно.
Нормальный влагообмен в двухслойной стене в отапливаемом здании можно обеспечить только при монтаже кирпичной облицовки на расстоянии от основной стены. Это дает влаге возможность свободно выходить из газобетона, а чтобы она не собиралась в зазоре, в кирпичной стене необходимо установить клапаны.
Кладка без зазоров, как и другие виды облицовки, приклеенные к основанию, не подходит для газобетона в связи с тем, что большинство облицовок не обладают такой высокой паропроницаемостью. Исключение составляют лишь декоративная плитка из газобетона и тонкослойная штукатурка – другие материалы необходимо укладывать на месте.
Основная цель облицовки – улучшить эстетику фасада здания и защитить оболочку здания от атмосферных воздействий. Но когда он одновременно утепляет стены, это вдвойне выгодно. Поэтому появились многослойные отделочные материалы – например, фактурный пенопласт или термопанели.
Утепление стен из газобетона
Уже говорилось, что утепление стен из газоблоков необходимо для устранения тепловой однородности кладки. Давайте теперь рассмотрим, какой материал и при каких условиях можно использовать для этой цели.
Поскольку изоляционные материалы всегда устанавливаются вплотную к основанию, их паропроницаемость должна быть выше, чем у газобетона. Таковыми являются только органические материалы: эковата, вермикулит, базальтовая вата. Эковату практически не используют, поскольку она имеет низкую плотность, быстро теряет форму и свои теплоизоляционные свойства. Вермикулит слишком дорог – один лист стоит столько же, сколько кубометр минеральной ваты. Базальтовая вата пока остается единственным вариантом с оптимальным сочетанием цены и свойств, поэтому для утепления ее используют практически всегда.
Существуют также полимерные утеплители на основе пенопласта: пенополистирол, пенополиуретан, изолон, которые изолируют даже лучше, чем минеральная вата. Но у них очень низкий коэффициент паропроницаемости, что создает определенные проблемы.
Такие материалы плотно закрывают выход пара, поэтому при их использовании важно:
- Влажность кладки нормализуется на момент утепления (для этого необходимо не менее 6 мес.).
- Внутренняя отделка выполнена с целью минимизации вероятности попадания пара в толщу стен (цементно-полимерная штукатурка, керамическая плитка, каркасная обшивка с встроенной в интерьер пароизоляцией).
Листовую минвату и пенополистирол очень удобно монтировать в подвесных вентилируемых системах, но главным их преимуществом является достаточная жесткость, что позволяет им выступать основой под штукатурку.
Толщина внутренних стен (перегородок)
Стена – это ограждающая конструкция здания толщиной более 175 мм, которая может выполнять как чисто разделительную функцию (например, в двухстороннем домике между квартирами), так и воспринимать нагрузки от перекрытий, лестниц и элементов стропильной системы. Если внутренняя стена несущая, она не может быть тоньше 200 мм. Если нет проекта, где такое решение будет подтверждено расчетом, лучше сделать его такой же толщины, как и наружное.
Перегородки делают тоньше, подбирая толщину с учетом наличия проемов, длины пролетов и высоты этажа. При пролете до 4 метров высота перегородок не ограничена, а толщина может составлять 100 мм. При высоте от 4 до 6 м и такой же толщине перегородка, жестко не прикрепленная к крыше сверху, может иметь высоту не более 2,8 м, если в ней нет проема, и не более 2,5 м с отверстием. Если высота этажа составляет, например, 3 м, то перегородка с проемом должна иметь толщину не менее 150 мм.
Таблица (коэффициент теплопроводности газобетона)
Чем ниже значение, тем лучше.
Для большей наглядности проведем расчеты.
Например, вы хотите построить дом в Московской области. Требуемое значение термического сопротивления в Москве R=3,28. Ваш дом выполнен из автоклавного газобетона Д500 толщиной 300 мм, и вам необходимо определиться с толщиной утеплителя.
Толщина газобетонной стены (0,3 м) делится на коэффициент теплопроводности газобетона Д500 (0,14).
Тепловое сопротивление стены R = 0,3/0,14 = 2,14 м2 °С/Вт.
Затем вычитаем полученное термическое сопротивление R(2.14) из искомой величины R(3.28).
3,28-2,14=1,14.
Это означает, что тепловое сопротивление изоляции должно составлять 1,14 м2 °С/Вт.
Коэффициент теплопроводности для минеральной ваты = 0,04.
Умножьте 1,14 на 0,04 = 0,0456 метра, то есть 45 мм.
Это значит, что необходимая толщина утеплителя составила 50 мм.
Это позволяет рассчитать необходимый утеплитель для любой стены.
Строительный опыт пользователей
- Виталий, Московская область. Прежде чем построить дом из газобетона, я обратился к специалистам. Сказали, что для стен в нашем регионе лучше использовать газоблоки Д400 толщиной 375 или 400 мм. Тогда дополнительная изоляция не понадобится. Я выбрал первый вариант. Внутри была отделана гипсовой штукатуркой, снаружи цементной штукатуркой. Плюс еще 2-3 см. Мы живем в доме уже две зимы. Мы чувствуем себя комфортно с газовым отоплением.
- Никита, Ленинградская область. Построил загородный дом из газоблоков Д400 толщиной 250 мм. Жить там не планировалось. Однако все больше и больше людей стали приезжать зимой на выходные и праздники. Газобетон долго нагревается, поэтому мы решили дополнительно утеплить его пенополистиролом толщиной 50 мм изнутри. Дом стал быстрее нагреваться, температура стала комфортнее, а затраты на отопление немного снизились.
- Сергей, Новосибирская область. Дом для постоянного проживания построил своими руками. Толщина газобетонных стен составила всего 300 мм. Дополнительно кладку утеплили снаружи слоем пенополистирола толщиной 100 мм. На фасаде закончена штукатурка. Я считаю, что нет смысла делать стены слишком толстыми. Я предпочел многослойный дизайн. В нашем регионе зимы холодные, а пенополистирол имеет низкую теплопроводность и при правильном монтаже служит долго.
- Леонид, Саратовская область. Я хотел построить небольшой загородный дом для семейного отдыха. Выбрали блоки толщиной 250 мм, зимой оказалось холодновато. Под облицовку уложили минеральную вату слоем 50 мм. Такая теплоизоляция не препятствует выходу пара наружу. Поэтому его можно монтировать снаружи без дополнительных расчетов точки росы. В салоне стало заметно теплее, и люди стали меньше тратить на отопление.
- Анатолий, Краснодарский край. Два года назад был завершен жилой дом из газобетонных блоков шириной 300 мм. При кладке использовался пенопласт для уменьшения теплопотерь через швы. Никакой дополнительной изоляции не было. Только что отштукатурили с обеих сторон. Я считаю, что для нашего региона такой толщины стен достаточно для комфортного проживания с газовым отоплением.
Расчетные предпосылки:
1. Внутренняя несущая стена из газосиликатных блоков шириной 300 мм марки по плотности D500 (заявлено производителем).
Блоки марки Д500, как уже говорилось, не являются чисто конструкционными, а иногда являются просто теплоизоляцией, но люди, читавшие рекламные проспекты, не всегда об этом знают, ведь сейчас главная цель – продать, а не рассказать честно. В рекламных проспектах компаний, занимающихся производством и продажей блоков с пористой или ячеистой структурой, вы не найдете достоверной информации о прочности рекламируемого материала. Производители газосиликата хвалят газосиликат до небес. То же самое делают производители газобетона и пенобетона. Как правило, все они утверждают, что прочность на сжатие блоков марки Д500 составляет 28-40 кг/см2, другие используют цифры 3-5 МПа, а некоторые добавляют, что у конкурентов той же марки прочность не превышает 10 кг. /см2. А дальше следуют впечатляющие примеры, например, тот факт, что погонный метр стены из блоков Д500 шириной 30 см выдержит нагрузку без разрушения:
N = FR =100x30x28 = 84000 кг или 84 тонны (1.1).
Цифры впечатляют, и на первый взгляд в этой формуле все верно. Но так ли это, можем ли мы безоговорочно пользоваться этой формулой или нам ничего не говорят? Давай проверим.
2. Класс блоков по прочности В2.5 (заявлена производителем).
Свод правил СП 52-101-203 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительно напряженной арматуры» не нормирует расчетное сопротивление ячеистого бетона (все перечисленные блоки являются ячеистыми), одна из возможных причин – бурное развитие технологий производство ячеистого бетона и производство такого бетона по лицензионным технологиям. В СНиП 2-03-01-84* (1996) «Бетонные и железобетонные конструкции» для автоклавного газобетона (типа А) класса Д500 класс прочности может быть В1 и В1,5 (п. 2.3). А класс В2,5 – это максимально возможный класс для бетона автоклавного твердения класса Д600. Тем не менее, технологии не стоят на месте, и если продукция компании сертифицирована, то особых оснований сомневаться в указанном классе прочности нет. В том же СНиП для газобетона класса В2,5 указана расчетная прочность на сжатие Rб = 16,5 кг/см2.
В этом случае стандартное сопротивление сжатию составляет 24,5 кг/см2. Величина нормативного сопротивления достаточно близка к значениям, указанным в рекламных проспектах. Однако нельзя забывать, что в расчетах используется именно расчетное значение сопротивления сжатию, поскольку при определении расчетного сопротивления учитывается множество различных факторов, таких как неоднородность материала, изменчивость испытательных результаты эталонных образцов и другие.
Если принять расчетное значение 16,5 кг/см2, это почти в 2 раза меньше, чем в рекламных проспектах и немного больше, чем в сравнительных характеристиках конкурентов, но это еще не все. В СНиП II-22-81 (1995) «Каменные и железобетонные каменные конструкции» расчетная прочность бетонных блоков на сжатие указывается не по классу прочности, а по степени прочности. Однако перенести оценку в класс не так уж и сложно. В марке цифры означают среднюю прочность в кг/см2, а в классе — гарантированную прочность в МПа, и даже если точного соответствия между классом и маркой нет, все равно можно воспользоваться следующей таблицей для примерный переход:
Максимальное расчетное сопротивление не превысит R = 10 кг/см2
И это логично, так как прочность блока всегда будет больше прочности кладки таких блоков, ведь на прочность кладки в свою очередь влияет неоднородность раствора, неравномерность раствора, и так далее
Конечно, можно и дальше верить составителям рекламных проспектов, по заявлениям которых прочность кладки из их материала может превышать прочность кладки из блоков тяжелого бетона класса В10-В12,5, а можно попробовать для проверки прочности самого материала. Для этого достаточно иметь кубик размером 1,1х1,1х1,1 см и весом 32 кг. Если ставить кубик на испытуемый блок, то осторожно и очень медленно, поскольку мы проверяем расчетное сопротивление при статической нагрузке, а не при динамической нагрузке, поместить на кубик груз так, чтобы центр тяжести вес, по возможности, совпадает с центром тяжести куба, и через несколько секунд удаляется, так что, если составители рекламных буклетов правы, на поверхности блока не останется ни малейшей вмятины. Фактически в этом случае нагрузка составит около 26,5 кг/см2.
А если на поверхности блока остаются следы даже после того, как на куб положена гиря массой 16 кг, блок не соответствует заявленному классу прочности. Конечно, это не самый правильный способ определения разрывной нагрузки, к тому же необходимо провести несколько тестов, но это самый доступный метод (при наличии подходящих гирь и кубика).
Для дальнейших расчетов будем использовать значение 10 кг/см2. Хоть это значение и занижено, максимум, что может произойти – это увеличение запаса прочности. Но если взять завышенное значение расчетного сопротивления, все может закончиться гораздо хуже и как минимум привести к обрушению конструкции.
3. Расчетная нагрузка на стену первого этажа.
Поскольку на внутреннюю стену будут опираться плиты одинаковой длины, и если на плиты действует одинаковая нагрузка, а длина опорных частей плит одинакова, то нагрузку от плит перекрытия на стену можно считать наноситься на центр секции стены. Нагрузка на погонный метр стены от плит перекрытия первого и второго этажей (вес пустотной плиты около 300 кг/м2 + временная нагрузка около 400 кг/м2, в данном случае для упрощения расчетов, также принимаем нагрузку от веса кровли и снега равной 400 кг/м2) составит:
N пластин = 2700 5,3 2/2 = 7420 кг
Примечание. В действительности силовая нагрузка будет меньше, поскольку мы не вычли ширину опорных секций. Но поскольку саму временную нагрузку мы приняли условно, то для упрощения расчетов оставим все как есть.
Нагрузка от веса стены второго этажа с равномерно распределенной плотностью: 500·5·0,3 = 750 кг. Поскольку наиболее уязвимым местом с точки зрения прочности материала является сечение на середине высоты стены, в расчетах следует учитывать не всю высоту первого этажа, а только половину, поэтому нагрузка от стена составит 750+375=1125 кг.
Примечание: Обработка стен может быть разной, но как минимум это цементная штукатурка. А блоки обычно кладут на клей или раствор, который имеет гораздо большую плотность, чем блоки. При плотности цементно-песчаного раствора ок. 1800 кг/м3 и толщина штукатурного слоя ок. 2,0 см с каждой стороны и уменьшенной толщиной клеевого слоя на 1 см вес стены увеличится в 1,6-1,7 раза. Поэтому в расчетах используется не фактическое значение высоты стены 3 м, а заданное значение 3·1,65 ≈ 5. Если стены покрыты плитными материалами на каркасе, дополнительная нагрузка на стены зависит от конструкции каркаса, учитывать нельзя, а вот вес раствора, на который они уложены, блоков учитывать надо, все равно придется.
И еще – для более точных расчетов необходимо учитывать конструкцию крыши, возникающие силы и текущую снеговую нагрузку.
Расчетная нагрузка:
N = 7420 + 1125 = 8545 кг или 8,545 тонны
Требуется:
Проверьте прочность стены.
Решение:
Как видите, общая расчетная нагрузка не очень велика, и даже если рассчитать разрушающую нагрузку исходя из расчетного сопротивления 10 кг/см2, все равно получится 30 тонн, что значительно больше приложенной нагрузки 8,17 тонн и обеспечивает почти четырехкратный запас прочности. Однако мы еще не учли небольшую, но очень важную деталь, а именно: из-за неоднородности материала и практической невозможности приложения нагрузки точно в середине сечения все материалы разрушаются до достижения предела прочности достиг.
При этом чем больше длина тестируемого элемента и меньше ширина и высота, т е чем больше отклонение тестируемого элемента от куба, тем быстрее это происходит. Чтобы учесть этот неприятный эффект при расчете сжатых колонн и стержней, используется коэффициент потери устойчивости φ. В принципе, расчет центрально сжатой стены мало чем отличается от расчета колонны, ведь наш погонный метр стены можно считать колонной высотой h = 30 см (в данном случае шириной блока) и шириной b = 100 см (наш погонный метр), но только при расчете каменных и армированных каменных центрально сжатых элементов используют не один, а два коэффициента. В результате формула расчета выглядит следующим образом:
N ≤ mgφRF (1,2)
где mg – коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки. Не будем долго заморачиваться определением этого коэффициента, так как стандарты позволяют принять значение этого коэффициента равным 1 при высоте секции (а в данном случае это ширина нашей стены) h ≥ 30 см, или когда радиус инерции ≥ 8,7 см. В нашем случае ширина стены 30 см, а радиус инерции 8,66 см, так что обидно, но мы укладываемся в граничные условия.
φ – коэффициент продольного изгиба, зависящий от гибкости стены. С этим коэффициентом все немного сложнее. Для ее определения необходимо знать расчетную длину стены l0, а она не всегда совпадает с высотой стены. Но тут нам повезло, если после возведения стены на полу сделана стяжка и свободному перемещению верхней части стены препятствуют плиты перекрытия, которые тоже опираются на другие стены, то можно считать наш стена в виде колонны с двумя шарнирными опорами, и в данном случае l0 = H = 3 метра.
Зная расчетную длину, можно определить коэффициент гибкости стены:
λh = 10/t (1.3) или
λi = l0/i (1.4)
где h — ширина нашего блока, а i — радиус вращения.
определить радиус инерции в принципе несложно; нужно момент инерции сечения разделить на площадь поперечного сечения, а затем извлечь квадратный корень из результата; Я дал значение радиуса инерции для одного погонного метра стены шириной 30 см в поперечнике. Только в этом случае нельзя забывать, что учитывается наименьший момент инерции. Таким образом, λh = 300/30 = 10, λi = 300/8,66 = 34,64.
Теперь, когда мы знаем значение коэффициента гибкости, мы можем окончательно определить коэффициент потери устойчивости по таблице:
Таблица 3. Коэффициенты продольного изгиба каменных и армокаменных конструкций (по СНиП II-22-81 (1995))
При этом упругое свойство кладки α определяется по таблице:
Таблица 4. Упругие свойства кладки α (по СНиП II-22-81 (1995))
Таким образом, даже при максимальном решении упругая характеристика не превысит значения 750 (элемент 4А), и тогда значение коэффициента потери устойчивости составит 0,84. Но прежде чем приступить к окончательному расчету, следует учесть требование СНиП II-22-81 (п. 3.11.в); оказывается, что расчетную прочность на сжатие необходимо еще умножить на коэффициент эксплуатационного режима, который для газобетона типа А составляет γс = 0,8. И только теперь мы можем определить максимальную нагрузку, которую выдержит погонный метр нашей стены:
Нр = mgφγсRF = 1х0,84х0,8х10х3000 = 20160 кг или 20,16 тонн
Как видите, у нас еще очень хороший запас прочности (правда, максимальная разрывная нагрузка оказалась в 4 раза меньше заявленной производителями, но кто это замечает?). Теперь посмотрим, как поведет себя наша стена, если к ней приложена нагрузка не в центре тяжести сечения.
Пример расчета стены из газосиликатных блоков на устойчивость при внецентренном сжатии
Дано:
Тот же двухэтажный дом построен из газосиликатных блоков, высота этажа 3 м. В доме те же пять несущих стен, 4 наружных и одна внутренняя. А вот внутреннюю стену поддерживают стандартные пустотные половицы ПК-65 с одной стороны и ПК-36 (длиной 6,5 и 3,6 метра). Крыша плоская — 3 слоя рубероида на битумной мастике на утеплителе на втором этаже.
Примечание: эти начальные условия использованы для упрощения расчетов и могут быть далеки от реальности.
Расчет газобетонных стен по прочности
Формула элементарна – величину вертикальных нагрузок разделите на длину несущей стены и сопротивление газобетонного блока нагрузкам:
т = Q/L/R
Здесь t – минимальная толщина блоков, L – длина стены в метрах, Q – нагрузка в килограммах, R – прочность материала в кгс/см². Допустим, строится полутораэтажный дом площадью 100 м2. Примем нагрузку на второй этаж с крышей равной 40 тонн. Так для газобетона Д600, устойчивость которого составляет 50 кгс/см², толщина стены на первом уровне составляет:
t = 40 000 кг/40 см/50 кгс/см2 = 20 см.
Для пристройки вполне достаточно 200 мм; сезонный дом можно построить из блоков толщиной 250 мм. Выбранный материал не пригоден для круглогодичного использования.
Что учитывать при выборе газобетонных блоков для дома?
Чтобы выбрать толщину блочного бетона, следует учитывать несколько факторов:
- этажность здания;
- тип стены;
- климатический регион.
В зависимости от того, какой высоты будет дом, следует выбирать толщину камня. Если в здании несколько этажей, нужно понимать: чем больше этажей, тем выше нагрузка на нижние этажи и на фундамент. Например, если вы построите дом из газоблока толщиной 150 мм, сделать здание высоким у вас не получится. Блок с такими характеристиками просто не выдержит свою высоту, и вскоре конструкция может опуститься или начать разрушаться.
При выборе также учитывается тип стены. Он может быть несущим или разделительным. Для перегородок выбирают камни небольшой толщины, а для несущих конструкций важна устойчивость. Они могут быть внутренними и внешними: для первых используются более тонкие блоки, для вторых — более толстые.
Наличие утеплителя позволяет уменьшить толщину, поскольку конструкция будет дополнительно обшиваться.
Направления! Важен и климатический регион: слишком тонкие стены не подходят для северных районов, а слишком толстые – для южных.
Толщина стен для разных регионов
Расчет толщины внутренних и несущих стен лучше доверить специалисту, знающему все нормы и требования, чтобы учесть функции и нюансы. Обычно при выборе толщины руководствуются необходимыми показателями теплосбережения и прочности. Основные расчеты касаются несущих стен, внутренние ненесущие перегородки можно сделать тоньше.
Общие советы специалистов таковы: для средних регионов (Москва и близлежащие города) достаточно стандартной толщины в 40 сантиметров, в теплых регионах за основу берут 30 сантиметров, в холодных – от 50 сантиметров. Но это достаточно средние показатели; желательно ориентироваться на максимально точные расчеты.
За основу принято брать следующие данные: для средней полосы России сопротивление теплопередаче стен, согласно СНиП, должно быть равно 3,2 Вт/м*С. Для более холодных территорий показатель выше, соответственно для более теплых – ниже. Требуемый уровень теплозащиты (указанный в 3.2) обеспечивается следующими вариантами: 30 сантиметров толщины стены из блоков Д300, 40 сантиметров из Д400, 50 сантиметров из Д500.
На общую тепловую эффективность здания влияет толщина стен, утепление (не только стен, но и крыши, потолков, полов, армированных поясов, окон, перемычек). Из-за недостаточно толстых стен здание теряет ок. 30-40% тепла. Для домов с постоянным проживанием оптимальным считается выбор блоков Д400/Д500 и толщины стен до 40-50 сантиметров. Загородный дом можно построить из блоков марки Д400 с толщиной стен 25-30 сантиметров.
Если вы планируете утеплять стены, они могут быть тоньше. Здесь важно добиться правильного показателя теплозащиты, исходя из показателей газобетона и выбранного утеплителя (это может быть пенополистирол, минеральная вата и так далее). Это увеличивает стоимость утеплителя, но стоимость газобетона снижается.
Чем выше значение теплозащиты материала, тем лучше. Показатели представлены в таблице:
Это таблица с коэффициентами теплопроводности газобетона разных марок (чем меньше, тем лучше, здесь работает правило):
Чтобы понять алгоритм выполнения вычислений, рассмотрим следующий пример. Если вы хотите построить дом в Москве и окрестностях, термическое сопротивление должно составлять R=3,28. Используется автоклавный газобетон Д500 толщиной 30 сантиметров, используется утеплитель. Как найти нужный параметр:
- Толщина стены из газобетона (0,3 метра) делится на коэффициент теплопроводности класса D500 (0,14) – тепловое сопротивление голой стены R=0,3/0,14=2,14 м2*С/Вт.
- От искомого значения нужно вычесть полученный показатель: 3,28-2,14=1,14. Это термическое сопротивление изоляции.
- Минеральная вата, например, дает коэффициент теплопроводности 0,04. Если умножить 0,04 на 1,14, то получится необходимая толщина утеплителя: 0,04х1,14=0,0456=45 миллиметров=4,5 сантиметра. Это значит, что толщина утеплителя для стен в 30 сантиметров должна составлять примерно 5 сантиметров.
Зная стандартные значения, вы легко сможете выполнить расчеты для всех марок газобетонных блоков и видов утеплителя.
Требования ГОСТов
Все строительные работы с пористым легким бетоном должны выполняться в соответствии со специальными требованиями.
Основные рекомендации по ГОСТ и СНиП:
- Максимальная высота стены определяется только расчетным путем.
- Высота и этажность зданий строго ограничены: из автоклавного газобетона можно строить здания до 5 этажей и высотой не более 20 метров. Если здания девятиэтажные, то высота самонесущих стен не должна превышать 30 метров. Пеноблоки используются для строительства трехэтажного здания, максимальная высота которого составляет 10 метров.
- Важно соблюдать показатели прочности с учетом перекрытий: для 5-этажных зданий применяют блоки класса В3,5; Блоки класса В2 и В2,5 подходят для 2-3-этажных зданий соответственно.
- Для самонесущих стен используются блоки прочности класса В2-2,5.
Какую толщину выбрать для стен из газоблока
Прежде чем рассчитывать толщину газобетонной стены, проектировщики учитывают конструкцию. В зависимости от типа кладки она может быть:
- В блоке. В этом случае ширина блока соответствует толщине стены. Выбор зависит от климатических условий строительства. Для юга это обычно 250-300 мм, для центральной зоны 375-400 мм. Для северных регионов толщина однослойных стен составляет 500 мм и более.
- Толщиной два блока, которые могут быть как одного, так и разных типов. Такие стены проектируются в помещениях, где максимальной толщины вентилируемого блока (500 мм) недостаточно для обеспечения должного теплового сопротивления ограждающим конструкциям.
Примечание: В этом случае стена толщиной 600 мм может состоять из двух блоков шириной 300 мм. Чтобы получить 550 мм, толщина газобетонных блоков для наружных стен без утепления равна 300 и 250 мм. Как вариант, стену 600 мм выкладывают из однотипного блока шириной 300 мм с перевязкой срезанных рядов клеем.
Структурирование стен
Стены из газобетона также могут быть многослойными – в этом случае толщина определяется суммарной толщиной всех слоев. Несущие стены могут быть спроектированы со слоем кладки, который можно укладывать как снаружи, так и внутри. В частных домах чаще всего встречается первый вариант, но второй тоже неплох, учитывая, что кладка не только прекрасно защитит газобетон от попадания паров из помещения, но и позволит интересно оформить интерьер.
При использовании кирпича изнутри толщина стены равна сумме ширины блока (например, 300 мм) и ширины кирпича (120 мм). При установке кирпича снаружи к этой сумме прибавляется ширина вентилируемого зазора 40 мм. Итого 460 мм. Если между ними имеется утеплитель, необходимо учитывать толщину.
При использовании утеплителя стена также считается многослойной. Теплоизоляцию можно укладывать как под кирпичную кладку, так и под висячие облицовочные материалы, закрепленные на облицовке. В таких случаях общая толщина стены складывается из толщины кладки и утеплителя, вентиляционного зазора и высоты профиля каркаса.
Примечание: Толщина материала покрытия обычно рассчитывается в миллиметрах, поэтому не учитывается.
Утеплитель можно монтировать на фасад без дополнительных конструкций. В данном случае основой служит гипс, который изготавливается с использованием клеевого слоя, армированного стеклосеткой. Общая толщина такой стены составляет 360-510 мм, а ее способность сопротивляться теплопередаче рассчитывается исходя из суммарных свойств каждого слоя, включая слой штукатурки.
Как толщина стен влияет на звукоизоляцию — заключение
Для эффективного сохранения звука любой материал требует повышенной плотности. Для автоклавного газобетона она низкая, так как основная цель его применения – снижение теплопроводности, а она напрямую зависит от плотности. Нормальная звукоизоляция наружных стен достигается за счет толщины кладки плюс утепление и отделка изнутри и снаружи. Толщина перегородок в три раза меньше, поэтому газоблоки строят из газоблоков Д500 или Д600. При такой плотности реальный показатель звукоизоляции 42-44 дБ может обеспечить только кладка толщиной 150 мм.
Оптимальная ширина
Несмотря на то, что параметр выбирается исходя из большого количества факторов, можно выделить средний размер, подходящий для любой погоды, любого климата, а также любого расположения стены. Это газобетонный кирпич толщиной 300 мм.
В большинстве регионов России строительство жилых домов ведется с использованием этого блочного материала. Именно поэтому на фабриках и в магазинах камень такой толщины представлен практически во всех размерах.
Этот показатель считается оптимальным, так как позволяет выдерживать высокую нагрузку на фундамент и защищать его от непогоды и ветра.
блоки толщиной 300 мм отлично справляются с теплоизоляцией: они прочные и с ними легко работать. Из таких блоков можно построить не только жилой дом, но и гараж, сарай, прачечную, административные и хозяйственные постройки.
Какие размеры блоков газобетона нужны для стен дачного дома
Несмотря на то, что загородный дом используется не круглый год, решение о том, какой толщины выбрать газобетонный блок для наружной стены, также должно основываться на климатических особенностях местности. Единственное, вы не можете обеспечить никакого утепления или даже внешней облицовки, а только штукатурите или красите кладку снаружи.
Давайте обратимся к типовым проектам загородных домов (обычно они ориентированы на среднюю полосу России) и посмотрим, какая толщина стены из газоблоков комфортна для частного и загородного дома.
На одном из участков находим проект АС-2148 и видим, что стены имеют толщину 400 мм. В другом проекте, под названием «Бёрнс», толщина составляет 300 мм. Третий вариант, код id1165gcl, предусматривает толщину стен 375 мм для загородного дома. Для сравнения: в проекте жилого строительства id284ge (того же проектировщика) блок уложен шириной 400 мм. Так что разница невелика.
Только стены загородного дома в южных регионах можно делать толщиной менее 300 мм (250 или даже 200). На севере стены должны иметь толщину не менее 500, в противном случае кладку необходимо вести в два блока.
Читайте также: Арболит своими руками в домашних условиях — пропорции