Наружная стена должна выполнять две основные функции: обеспечение прочности и теплозащиты, то есть она должна выдержать нагрузки, возникающие от полезной и конструктивной нагрузок, а также внешних воздействий в виде снеговых и ветровых нагрузок. Теплозащита должна обеспечить комфортные условия для жизни при минимальных затратах на отопление и кондиционирование.
Для обеспечения прочности в стенах можно применить следующие материалы:
- Дерево;
- Кирпич;
- Поробетон (газобетон, пенобетон);
- Бетон (в т.ч. керамзитобетон);
- Микст (арболит, полистиролбетон).
Еще недавно все они применялись в виде однослойных конструкций и были способны обеспечить заданные показатели теплозащиты. То есть все эти материалы использовались как конструкционно-теплоизоляционные. Сегодня, в связи с повышением требований по теплозащите, более оправданным является устройство дополнительного слоя теплоизоляции из эффективных вспененных или волокнистых утеплителей.
Утеплитель может иметь расположение:
- Среднее;
- Внутреннее;
- Наружное.
Трехслойные конструкции с утеплителем в среднем слое в основном применяются в кирпичных стенах.
Внутреннее расположение оправдано при утеплении существующих зданий или квартир, когда может быть целесообразным выборочное утепление.
Наружное утепление – наиболее эффективный и дорогой способ утепления. Такое утепление может быть выполнено в виде вентилируемого или «мокрого» фасада.
В индивидуальном домостроении вентилируемый фасад чаще всего выполняется с использованием сайдинга. Это экономичный и достаточно долговечный материал, хотя архитектурные достоинства таких фасадов не бесспорны.
В невентилируемом или «мокром» фасаде в качестве утеплителя обычно применяют пенополистирол. Это позволяет снизить стоимость утепления, однако требует строгого соблюдения технологии производства работ и качественных материалов. В противном случае такие фасады быстро разрушаются. При использовании вместо пенополистирола специальной минераловатной плиты стоимость конструкции существенно возрастает и остается конкурентоспособной, например, при повышенных противопожарных требованиях.
Несколько особняком стоит технология строительства с применением несъемных опалубок.
Такие опалубки могут изготавливаться как из пенополистирола, что наиболее распространено сегодня в мире, так и других материалов. Они обладают высокими технико-экономическими показателями, однако потребительские качества снижаются за счет необходимости применения дополнительных конструкций для крепления навесного оборудования.
Не вызывает вопросов пожарная безопасность таких домов, поскольку несущие функции выполняет бетонный каркас. Однако, восстановление таких домов после пожара весьма проблематично, поскольку их стены будут представлять собой решетчатую конструкцию.
Проведенный анализ экономической эффективности системы «несущая конструкция-утеплитель» представлен в табл.1-3
Таблица1
Толщина и стоимость утеплителя
обеспечивающие выполнение норм теплозащиты для г.Ульяновска (R=3,316)
| Наименование | λ20 | Требуемая толщина утелителя, мм | Цена, руб/м3 | Принимаемая толщина утеплителя, мм | Стоимость утепления 1м2 |
| Пенополистирол | 0.028 | 93 | 3500 | 100 | 350р. |
| Минплита | 0.038 | 126 | 2200 | 150 | 330р. |
| Кирпич силикатный | 0.8 | 2653 | 0 | ||
| Кирпич керамический | 0.7 | 2321 | 0 | ||
| Брус деревянный сухой | 0.08 | 265 | 18000 | 270 | 4860 р. |
| Газобетон | 0.12 | 398 | 4200 | 400 | 1 680р. |
| Пенополистиролбетон | 0.096 | 318 | 4950 | 376 | 1 861р. |
Принимаемая толщина и стоимость кирпичных стен без дополнительного утепления не рассчитывались ввиду абсурдности данного решения.
Для обеспечения долговечности утепления в качестве утеплителя используется экструдированный пенополистирол «Пеноплэкс», имеющий наиболее высокие эксплуатационно-технические показатели.
Таблица 2.
Стоимость конструкционного материала стены
|
Наименование |
Толщина стены, мм |
Стоимость материала |
Расход раствора,м3/м3 |
Стоимость 1м2конструктива |
| Кирпич силикатный |
250 |
10 руб./шт. |
0.2 |
766р. |
| Кирпич керамический |
250 |
9.5 руб./шт. |
0.241 |
894р. |
| Бетон |
160 |
4000 руб./м3 |
0 |
640р. |
| Бетон собственный |
160 |
2200 руб./м3 |
0 |
352р. |
| Блоки вибропрессованные |
200 |
5070 руб./м3 |
0.11 |
973р. |
| Блоки бетонные собственные |
200 |
3313 руб./м3 |
0.11 |
590р. |
Стоимость материала принималась по данным рынка г.Ульяновска на сентябрь 2008г. Силикатный кирпич – полуторный высотой 88мм местного производства.
Стоимость собственного бетона и блоков рассчитана на основании бизнес-плана организации собственного производства товарного бетона и вибропрессованной продукции. Стоимость бетона принималась по состоянию на июнь 2008г., при наиболее высокой стоимости цемента. При снижении стоимости цемента эффективность собственного производства увеличивается.
Таблица 3.
Стоимость системы «Конструкция+Утеплитель»
|
Наименование |
Материал утепления |
|||
|
Пенополистирол |
Минплита |
Газобетон |
Полистиролбетон |
|
| Кирпич силикатный |
1 116р. |
1 096р. |
2 446р. |
2 627р. |
| Кирпич керамический |
1 244р. |
1 224р. |
2 574р. |
2 755р. |
| Бетон |
990р. |
970р. |
2 320р. |
2 501р. |
| Бетон собственный |
702р. |
682р. |
2 032р. |
2 213р. |
| Блоки вибропрессованные |
1 323р. |
1 303р. |
2 653р. |
2 834р. |
| Блоки бетонные собственные |
940р. |
920р. |
2 270р. |
2 451р. |
Анализ стоимости системы Конструкция+Утеплитель показывает, что для наиболее привлекательных с точки зрения соотношения цены и потребительских качеств является использование собственного монолитного бетона в сочетании с экструдированным пенополистиролом, как наиболее эффективным теплоизолятором. Более дешевая система бетон+минплита имеет даже более высокие экономические показатели, однако она может быть применена только с использованием либо дешевого сайдинга, что может вызывать неприятие, либо более дорогого вентилируемого фасада с использованием керамогранитной плитки или панелей с декоративной поверхностью, что может существенно увеличить стоимость системы.
Представляет интерес еще один аспект, достаточно часто приводимый в специальной литературе. Это суммарная толщина наружной стены.
Расчет использования площади застройки и относительная эффективность различных систем приведена в таблицах 4 – 6.
Таблица 4.
Толщина системы «Конструкция+Утеплитель»
|
Наименование |
Материал утепления |
|||
|
Пенополистирол |
Минплита |
Газобетон |
Полистиролбетон |
|
| Кирпич силикатный |
350 |
400 |
650 |
626 |
| Кирпич керамический |
350 |
400 |
650 |
626 |
| Бетон |
260 |
310 |
560 |
536 |
| Бетон собственный |
260 |
310 |
560 |
536 |
| Блоки вибропрессованные |
300 |
350 |
600 |
576 |
| Блоки бетонные собственные |
300 |
350 |
600 |
576 |
В качестве примера рассмотрим потерю полезной площади квадратного дома с размерами 10х10 метров. Это позволяет получить также процентное соотношение выхода полезной площади относительно наружных габаритов дома.
Таблица 5.
Полезная площадь этажа по внутренней поверхности наружных стен
|
Наименование |
Материал утепления |
|||
|
Пенополистирол |
Минплита |
Газобетон |
Полистиролбетон | |
| Кирпич силикатный |
93.1 |
92.2 |
87.4 |
87.9 |
| Кирпич керамический |
93.1 |
92.2 |
87.4 |
87.9 |
| Бетон |
94.9 |
93.9 |
89.1 |
89.6 |
| Бетон собственный |
94.9 |
93.9 |
89.1 |
89.6 |
| Блоки вибропрессованные |
94.1 |
93.1 |
88.4 |
88.8 |
| Блоки бетонные собственные |
94.1 |
93.1 |
88.4 |
88.8 |
Наибольшая полезная площадь получается при использовании бетонных стен с утеплением экструдированным пенополистиролом. В этом случае потеря полезной площади составляет 5,1 квадратных метра. Наихудший результат был получен при использовании кирпичных стен с утеплением газобетонными блоками. В этом случае потеря полезной площади составляет 12,6 квадратных метров. Разница между наибольшим и наименьшим вариантами составляет 7.5 квадратных метра на этаж, что при фиксированных ценах за квадратный метр при продаже 2-этажного дома может привести к потере полумиллиона рублей.
Еще больший эффект получается при сравнении относительной себестоимости наружной стены в зависимости от полученной полезной площади при различных конструктивных решениях.
Результаты такого сравнения приведены в таблице 6.
Таблица 6.
Относительная стоимость наружных стен
|
Наименование |
Материал утепления |
|||
|
Пенополистирол |
Минплита |
Газобетон |
Полистиролбетон |
|
| Кирпич силикатный |
1.619 |
1.607 |
3.781 |
4.040 |
| Кирпич керамический |
1.805 |
1.795 |
3.979 |
4.237 |
| Бетон |
1.410 |
1.396 |
3.518 |
3.774 |
| Бетон собственный |
1.000 |
0.982 |
3.081 |
3.339 |
| Блоки вибропрессованные |
1.900 |
1.891 |
4.057 |
4.312 |
| Блоки бетонные собственные |
1.350 |
1.335 |
3.471 |
3.729 |
Относительная стоимость материалов, приведенная к полезной площади этажа увеличивает разницу между эффективными и малоэффективными решениями. Кроме более высоких затрат на материалы использование газобетона или полистиролбетона влечет за собой уменьшение полезной площади квартиры. При любых решениях наиболее эффективным является использование собственных строительных материалов – монолитного бетона и бетонных блоков. Относительная стоимость наиболее эффективного конструктивного исполнения более чем в 4 раза ниже стоимости неэффективного.
ВЫВОДЫ.
- Сегодня для потенциальных потребителей наиболее привлекательными материалами несущей конструкции стен являются кирпич и бетон. Поэтому экономика применения деревянных каркасных и панельных домов не рассматривалась. Однако, анализ технической литературы, а также собственные расчеты позволяют сделать вывод о существенных, как технологических, так и экономических достоинствах таких домов. Их строительство особенно показано при реализации программ обеспечения населения доступным жильем. Анализ экономической эффективности деревянных каркасных и панельных домов будут рассмотрены позже в отдельной работе.
- При сравнении различных вариантов наружных стен наиболее эффективным как с точки зрения экономики, так и с точки зрения потребительских качеств является монолитная бетонная стена с наружным утеплением из экструдированного пенополистирола. Такая технология предпочтительна при строительстве как индивидуальных так и блокированных жилых домов (таунхаусов). Эффективна она также при строительстве многоквартирных жилых домов, особенно при малоэтажной застройке.
- При строительстве жилых домов бизнес- и эконом-класса, когда допустимо использование сайдинга, еще более эффективным является применение монолитной бетонной стены с утеплением минераловатной плитой.
- При любых видах строительства наиболее экономичным вариантом является использование строительных материалов собственного производства.