Какой дом энергоэффективнее: каркасный или газобетонный?

О каркасных и газобетонных домах говорят чаще всего, потому что именно эти технологии можно считать самыми экономически доступными для строительства полноценного жилья собственными силами.

Однако построить дом — это половина дела, а то и меньше. Счастливых владельцев только что возведенного частного дома ждут новые хлопоты и затраты, связанные с проживанием и обслуживанием дома, иными словами — эксплуатацией недвижимости. Главной эксплуатационной статьей в России с учетом холодного климата становится отопление. Выгоднее жить в здании, которое лучше хранит тепло, т. е. в более энергоэффективном. В каком из двух самых популярных — каркасном или газобетонном?

На вопрос ответит эксперимент

На одном испытательном полигоне в Центральном федеральном округе страны идет эксперимент с изучением энергопотребления каркасных и газобетонных домов. Его проводит группа ученых и инженеров, специализирующихся в области строительной физики и теплотехники. Исследовательская площадка представляет собой миниатюрный «городок» из нескольких экспериментальных домиков, построенных по каркасной и газобетонной технологии. Домики имеют теплоизоляцию, которая уже давно стала неотъемлемой частью всех ограждающих строительных конструкций: фундаментов, стен, кровель. Без современных утеплителей сегодня немыслима энергоэффективность, которая и стала предметом исследования специалистов.

В качестве теплоизоляционных материалов взяли наиболее популярные минеральную вату и плиты ПЕНОПЛЭКС^® из экструзионного пенополистирола. Особо интересным для исследования стало сопоставление двух типичных случаев: каркасный дом, утепленный изнутри минеральной ватой, и газобетонный дом, утепленный снаружи плитами ПЕНОПЛЭКС^®. Но не будем забегать вперед и расскажем обо всем по порядку.

Экспериментальный «городок» из каркасных и газобетонных домов

Объектом исследования стали стены, тепловые потери через верхнюю и нижнюю части домов не учитывали, для чего их свели к минимуму, утеплив кровлю и фундамент очень толстыми слоями теплоизолятора.

Необходимые условия для сравнения каркасной и газобетонной технологии

Для объективного сравнения энергоэффективности каркасной и газобетонной технологий домам с разными утеплителями создали равные условия, а именно: примерно одинаковое сопротивление теплопередаче. Так называется основной параметр, характеризующий теплозащитные свойства ограждающей конструкции. Минеральной ваты потребовалось больше, поскольку теплозащитная способность ПЕНОПЛЭКС^® лучше. Коэффициент теплопроводности (величина, обратная сопротивлению теплопередаче) экструзионного пенополистирола даже в самых неблагоприятных условиях не превышает 0,034 Вт/(м·°С).

Таким образом были созданы все условия для сравнения энергоэффективности двух самых популярных технологий частного домостроения в России. Остается измерять и сопоставлять энергопотребление каркасного и газобетонного дома с одинаковым сопротивлением теплозащите, что и делается на протяжении трех отопительных сезонов. Там, где оно окажется меньше, имеются мостики холода, обусловленные не свойством строительных материалов и утеплителей, а недостатками конструкции стен.

Как проходит исследование

Эксперимент стартовал еще в 2017 году. Как только начался отопительный сезон, опытные домики стали обогревать масляными радиаторами. При этом в помещениях постоянно держали температуру между 20 и 22 градусами тепла и влажность воздуха в диапазоне 45–50%. Это уровень комфортного пребывания человека, определенный нормативной документацией.

Регулировка этих параметров производится автоматически. К масляному радиатору подключена система контроля подачи электроэнергии в зависимости от температуры воздуха на улице. Влажность в помещении контролируется с помощью увлажнителя воздуха.

К цепи электропитания радиатора подключен счетчик, который и фиксирует энергозатраты, что дает возможность исключить расход электроэнергии на другие цели: обеспечение работы приборов, свет и др.

Каждую неделю фиксируются и заносятся в журнал наблюдений три показателя: энергозатраты на обогрев дома с созданием комфортных условий, температура и влажность утеплителей.

Первые ответы

Вернемся к двум типичным случаям недорогих частных домов — каркасного, который утеплен изнутри минеральной ватой, и газобетонного с наружной теплоизоляцией ПЕНОПЛЭКС^® из экструзионного пенополистирола. По итогам отопительного сезона с октября 2017 по апрель 2018 года затраты электроэнергии на единицу объема в первом случае составили 108,8 кВт·ч/м³, во втором — 97,5 кВт·ч/м³. Разница оказалась 20%. Откуда она взялась?

Конструкция газобетонного дома удачнее с точки зрения теплозащиты. Все элементы геометрически правильны. Блоки прямоугольные, то же можно сказать и о плитах ПЕНОПЛЭКС^®, плотно пригнанных к геометрически правильным блочным стенам. Строительный «пирог» стен имеет гомогенную структуру, что позволило создать однородный теплотехнический контур.

Что касается каркасного дома, то утеплитель из минеральной ваты располагается между деревянными стойками, образующими каркас. Стойки, теплозащита которых в 4 раза хуже, чем у минеральной ваты, и в 6 раз слабее, чем у плит ПЕНОПЛЭКС^®, и стали теми самыми мостиками холода. Иными словами, ахиллесовой пятой с точки зрения энергоэффективности является сам каркас.

Таковы итоги первого этапа описанного эксперимента. Для полноты исследовательских данных его будут продолжать еще два сезона. Скоро будет доступен анализ результатов сезона 2018–2019. Что интересного может нас ожидать в дальнейшем? Любопытно проследить динамику изменения энергопотребления. На сегодняшний день науке известно о стабильности теплотехнических свойств экструзионного пенополистирола и изменчивости таковых у минеральной ваты с постепенным поглощением влаги, которая со временем существенно повышает коэффициент теплопроводности. Прочность и четкая геометрия плит ПЕНОПЛЭКС^® оставляют в неприкосновенности и устойчивость к механическим воздействиям. Минеральная вата же постепенно проседает, что порождает новые мостики холода. К концу отопительного сезона 2019–20 гг. специалисты получат интересные количественные характеристики изменения свойств материалов стен во времени, о которых сегодня мы имеем представление только на качественном уровне.

Не исключено, что эксперимент увеличит число сторонников дома из газобетона, который и сейчас, по некоторым данным, предпочтительнее каркасного. Так, например, онлайн-опрос на одном авторитетном портале выявил преимущество газобетонной технологии индивидуального домостроения перед каркасной в соотношении 52,2% к 39%. Остальные участники опроса проголосовали за иные технологии.