Дом из теплого камня

Жителям жарких стран, в которых любые камни большую часть времени не просто теплые, но временами и горячие, малознакома проблема сохранения тепла в доме. В этих странах дома даже предпочтительнее строить из камня с его высокой теплопроводностью и, как следствие, теплоемкостью, который жарким днем будет обеспечивать внутри дома прохладу, а ночью согревать его обитателей накопленным в массивных стенах теплом. В нашем же регионе солнечного тепла настолько мало, что большую часть года дом приходится отапливать даже в дневное время, не говоря уже о ночи. Поэтому стены, препятствующие потерям дорогого во всех смыслах тепла,— первоочередное требование при выборе материала для строительства дома.

Тепло и прочно

Сделать каменный дом теплым — заветная мечта строителей во всех странах с холодным климатом. Долгое время добиться относительной теплоты удавалось только путем строительства очень толстых кирпичных стен. Прорыв в этом направлении наметился после того, как был изобретен пустотелый кирпич.

Если исключить условия для возникновения конвективного теплообмена, то воздух становится одним из лучших теплоизоляторов. Именно поэтому эволюция стеновых материалов пошла по пути увеличения доли воздуха и уменьшения доли камня. Для большинства стеновых материалов (есть материалы, в которых теплопроводность снижается другими способами) плотность и теплопроводность находятся в прямой зависимости, то есть чем легче материал, тем он теплее.

Сейчас можно создавать каменные материалы намного легче и теплее дерева, с плотностью от 150 кг/м³. Для сравнения: кубометр сосны при равновесной влажности весит около 600 кг, а естественной влажности — 900 кг. Дальнейшее продвижение в этом направлении сдерживается только тем, что, чем ниже плотность каменных материалов, тем ниже и их прочность. Для большинства видов каменных материалов прочность, достаточная для строительства несущих стен в двух-трехэтажных домах (класс по прочности на сжатие B2.0 и выше), достигается лишь при плотности в 600—800 кг/м³, то есть примерно такой же, как у дерева. Исключение составляет только газобетон, прочность которого даже при плотности 300 кг/м³ может соответствовать классу B2.0, что делает его пригодным для строительства несущих стен в трехэтажных домах.

Снижение плотности материалов дало возможность увеличивать размер строительных блоков при сохранении приемлемого для ведения строительства веса. По объему современные блоки для возведения стен эквивалентны нескольким десяткам стандартных кирпичей, в то время как их вес не превышает веса нескольких кирпичей. Строить стены из больших и относительно легких блоков намного быстрее и удобнее, чем из маленьких и тяжелых кирпичей. В совокупности со сниженной теплопроводностью это привело к тому, что обычный рядовой кирпич был практически полностью вытеснен с рынка современными стеновыми материалами. Кирпич из стеновых материалов перешел в разряд отделочных и применяется наиболее часто для отделки фасадов методом колодцевой кладки, в то время как сами стены дома обычно выполнены из каких-либо теплых каменных материалов.

Газобетон

Самым распространенным и востребованным теплым каменным материалом является газобетон автоклавного твердения. Он выпускается в виде стеновых блоков, армированных оконных и дверных перемычек и даже плит перекрытий. Обычно решающими параметрами при выборе газобетона являются цена (с учетом доставки и разгрузки) и теплопроводность в условиях эксплуатации. Стоимость газобетона колеблется в диапазоне от 3800 до 4500 рублей за кубометр, цена же доставки и разгрузки рассчитывается индивидуально. Теплопроводность газобетона напрямую зависит от его плотности, которая отражается в марке газобетона. Так, обозначение марки D400 говорит о том, что плотность данного газобетона составляет 400 кг/м³.

Марка производимого сегодня автоклавного газобетона колеблется от D300 до D600. Для марки D300 теплопроводность в условиях эксплуатации составляет 0,088 Вт/(м·°С), что означает, что для строительства энергоэффективного дома в нашем регионе будет достаточно толщины стены чуть больше 27 см (типовая толщина блоков 30 см). Газобетон D300 выпускается с классами по прочности на сжатие B1.0, B1.5 и B2.0. B1.0 подойдет для одноэтажных домов и самонесущих стен, а из B2.0 можно уже строить несущие стены в трехэтажных домах. Для газобетона марки D400 норма по энергоэффективности достигается при толщине стены 37 см. Вероятно, поэтому именно типовая толщина 37,5 см наиболее популярна для этой марки газобетона. Класс прочности на сжатие у этого газобетона — B2.5, что позволяет строить даже четырехэтажные дома или делать внутренние несущие стены из блоков толщиной 20 или 25 см.

Марки газобетона D500 и D600 обладают заметно большей теплопроводностью (норма по энергоэффективности достигается при толщине стены 46 и 54 см соответственно), и поэтому не представляют особого интереса для малоэтажного домостроения. Внешние стены дома из газобетона этих марок пришлось бы делать почти в два раза толще, что при схожей цене за кубометр газобетона различных марок означает рост стоимости строительства более чем в два раза (с учетом больших транспортных расходов). Применение газобетона D500 и D600 имеет смысл в случае необходимости строительства стен с особенно высокой несущей способностью, благо что класс по прочности на сжатие у них может соответствовать B3.5.

Благодаря практически идеальной геометрии газобетонных блоков, кладка стен из них ведется не на обычный цементно-песчаный кладочный раствор, а на специальный клей. В результате толщина кладочного шва составляет всего несколько миллиметров, против стандартных 12 мм в кладке из обычного кирпича. Это позволяет заметно снизить потери тепла через кладочный шов. Еще более хорошие результаты достигаются за счет использования специального пенополиуретанового клея. Продолжить наш рассказ о теплых камнях было бы логично пенобетонными блоками, но этот материал был практически полностью вытеснен с рынка газобетоном, который выигрывал и по характеристикам, и по цене. Сейчас пенобетонные блоки можно найти в продаже только в удаленных регионах, где нет заводов по производству автоклавного газобетона.

Поризованная керамика

Поризованный керамический камень является ярким представителем теплых стеновых материалов, в которых реализуется отличный от большинства других современных материалов принцип достижения низкой теплопроводности. За счет сложной сотовой структуры керамических камней путь тепла из дома на улицу через керамические перемычки протекает по разветвленному маршруту, который в ряде блоков в 2,5 раза длиннее, чем напрямую через стену. Таким образом, только это решение позволяет сделать стену в два с половиной раза более тонкой в сравнении со стеной из полнотелого кирпича. Но это еще не все. Керамика потому и называется поризованной, что состоит не из плотной обожженной глины, как обычный кирпич, а имеет менее теплопроводную поризованную структуру. Поры в таких керамических камнях формируются за счет добавления в глиняную смесь для производства керамических камней измельченных опилок, которые выгорают в процессе обжига, оставляя после себя мельчайшие пустоты. Норма энергоэффективности достигается при кладке стены толщиной 51 сантиметр из блоков 14,3 NF в один ряд с последующей ее штукатуркой или кладке из более мелких блоков в несколько рядов.

Ассортимент типоразмеров поризованных керамических камней достаточно большой. Самые большие камни 14,3 NF эквивалентны по объему более чем 14 обычным кирпичам.

Легкие бетоны с заполнителями

Довольно разнообразен сегмент легких бетонов с различными заполнителями. Вяжущим веществом в них выступает цемент, а заполнителем какой-либо сыпучий, пористый или волокнистый теплоизолятор. Наиболее широко представлены легкие бетонные блоки, в которых заполнителем выступают керамзитовый гравий (керамзитобетонные блоки), древесная щепа (арболитовые блоки), гранулы вспененного полистирола (полистиролбетонные блоки). Всего существует более десятка представителей этого сегмента, но за исключением трех перечисленных вариантов, их доля в современном строительстве чрезвычайно мала, и встретить их можно разве что в старых домах. По характеристикам они не могут соперничать с современными стеновыми материалами, притом, что их цена не может быть принципиально ниже.

Керамзитобетонные блоки — самые крепкие из всех легких бетонов. При этом имеется в виду не повышенная несущая способность стен из керамзитобетона, которая может быть разной, а именно твердость самого материала. Твердость керамзитобетону обеспечивает керамзитовый гравий, который представляет собой вспученную в процессе обжига глину. Для строительства домов, соответствующих нормам энергоэффективности, используются многощелевые керамзитобетонные блоки, в которых теплоизоляционные свойства улучшены за счет многочисленных щелей, расположенных в шахматном порядке. Это удлиняет путь прохождения тепла через такую стену и делает многощелевые блоки намного более теплыми в сравнении со сплошными блоками керамзитобетона. Для снижения теплопотерь через кладочный шов стена из многощелевых блоков кладется особенным образом: по центру стены укладывается джутовая лента (используемая также как межвенцовый утеплитель в деревянном домостроении), а раствор кладется двумя полосками по обеим сторонам от нее. Таким образом, путь тепла через стену по кладочному раствору оказывается прерванным джутовой лентой.

Арболит изготавливается из дробленой древесной щепы и цемента марки М400. Качественное отличие арболита от других строительных материалов состоит в его упругом сопротивлении деформации. Арболит как бы проармирован разнонаправленной древесной щепой, из которой он состоит. Благодаря этому при падении арболитовый блок не расколется. Можно сказать, что арболит готов прощать ошибки, допущенные на стадии фундамента, поскольку вероятность появления трещин в стенах из арболита намного ниже, чем в стенах из любых других каменных материалов. Ну и наконец, к стенам из арболита легко осуществлять крепеж, поскольку можно просто вбить гвоздь или завернуть саморез прямо в стену. При использовании блоков арболита плотностью 550 кг/м³ и классом прочности на сжатие B1.5 нормы по энергоэффективности достигаются при толщине стены в 33 сантиметра. Несмотря на то, что арболит состоит преимущественно из древесной щепы, его теплопроводность заметно ниже, чем у дерева. Объясняется это тем, что путь тепла из помещения на улицу, через разнонаправленную щепу получается более длинным и прерывистым, чем через сплошной деревянный массив.

В полистиролбетонных блоках заполнителем выступают гранулы вспененного полистирола, что дает этому материалу высокие теплоизоляционные характеристики. Так, при плотности 400 кг/м³ и классе прочности на сжатие B1.5, нормы по энергоэффективности достигаются при толщине 31 сантиметр. Кладка полистиролбетонных блоков ведется на цементный клей, такой же, как и в случае с газобетоном.

Утепленные блоки

Последняя категория теплых камней для строительства дома представлена многослойными блоками, в которых внешние слои из тяжелого бетона или керамзитобетона разделены теплоизоляционной прокладкой из пенополистирола. В таких блоках именно пенополистирол обеспечивает низкую теплопроводность стены, а ограждающий его бетон дает конструкционную прочность. По теплоизоляционным характеристикам такие блоки обычно имеют показатели, с запасом превышающие установленные в нашей стране нормы энергоэффективности.

В некоторых странах с более жесткими, чем у нас, требованиями к энергоэффективности появились даже многослойные газобетонные блоки, утепленные слоем из фенольной пены или минеральной ваты, а также камни из поризованной керамики с заполненными минеральной ватой пустотами.

Заключение

Современные каменные стеновые материалы позволяют строить действительно теплые каменные дома со стенами толщиной всего 30—50 сантиметров. Это

позволяет кардинально снизить расходы на отопление, притом, что дом в итоге получается каменным, со всеми плюсами этого типа домостроения. Немаловажно, что уровень цен на современные стеновые материалы позволяет строить просторные каменные дома даже представителям среднего класса, в то время как еще несколько десятилетий назад большой каменный дом могли позволить себе только очень богатые люди.