А.Н. Асаул, Ю.Н. Казаков, Н.И. Пасяда, И.В. Денисова
Теория и практика малоэтажного жилищного строительства в России
Под ред. д.э.н., проф. А. Н. Асаула. — СПб.: «Гуманистика», 2005. — 563с.

Глава 5. Новые энергосберегающие конструкции в малоэтажных жилых домах
 

5.2. Комплексная оценка перспективных конструкций

Анализ показывает, что к концу 2004 года стоимость строительных материалов в жилищном строительстве достигает 50-60% сметной стоимости объектов. В связи с этим, одним из наиболее эффективных способов снижения стоимости жилых домов является уменьшение материалоемкости их конструкций. Для реализации этой цели наряду с высокопрочными материалами применяются нетрадиционные материалы, сочетающие достаточную конструктивную прочность с пониженной объемной массой. К их числу относятся легкие конструкционно-теплоизоляционные бетоны.

Сравнение технико-экономических показателей традиционных стеновых материалов с сопоставимыми изделиями из легких бетонов показывает, что последние по ряду важных показателей превосходят аналогичные по назначению конструкции. Это подтверждается опытом применения легкого бетона в России, а также в странах ближнего и дальнего зарубежья [18, 20, 21, 50, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 73, 79, 84].

Таким образом, возникает потребность в поиске и создании новой прогрессивной технологии по использованию в малоэтажном жилищном строительстве нетрадиционных видов легких бетонов с оптимизированными несущими и ограждающими свойствами. На рис.1, приведена классификация существующих технологий возведения наружных ограждающих конструкций малоэтажных жилых домов.

В связи с постоянным удорожанием топлива особо остро встает вопрос об экономии тепловой энергии в жилых зданиях. В соответствии с изменением № 3 к СНиП П-3-79* "Строительная теплотехника" от 1995 г. на первом этапе до 2000 года предусматривается увеличить сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций в 2-3 раза, а на втором этапе — в 3-4 раза по сравнению с нормативами действующих в настоящее время СНиП.

Среди технологий использования теплоизоляционных материалов выделяются следующие основные группы (рис. 2).

Анализ научно-технической литературы показал, что по состоянию на 2004 г. соотношение различных видов теплоизоляционных материалов на рынке Санкт-Петербурга сложилось следующим образом (рис.3).

Одним из важнейших аспектов выбора рационального теплоизоляционного материала для современного жилищного строительства являются его пожарные характеристики. Согласно международному методу испытания ISO 1182 материал определяется как несгораемый, если при температуре 75°С он не выделяет излишней энергии — не загорается и не начинает тлеть сам. Огнестойкость — второе важное свойство теплоизоляционных материалов. Если несгораемость определяет способность материалов не загораться, то огнестойкость — сохранение материалом свойств в условиях высоких температур. Несгораемость в настоящее время повышается с помощью химических добавок, препятствующих горению — антипиренов.

Сравнительный анализ плотности и теплопроводности основных теплоизоляционных материалов приведен на рис.4.

Важной характеристикой теплоизоляционных материалов является их объемность, которая затрудняет транспортировку.

Активно производившимися материалами в России являются асбест и пакля. В настоящее время страна обладает обширной сырьевой базой для добычи необходимого сырья. В строительстве асбест представлен листовыми материалами, асботканью, шнуровым материалом и крошкой. Стоимость материала колеблется от 3,6 до 25 руб./кг. Стоимость пакли составляет от 6 до 20 руб./кг. При этом главным ее недостатком является горючесть, что требует надежной обработки антипиренами. Среди минеральных ват следует выделить материалы на базальтовой (каменная вата) и кварцевой основе (стекловата).

Рис.1. Классификация технологий возведения наружных ограждающих конструкций малоэтажных жилых домов

Рис. 2. Классификация основных технологий использования

теплоизоляционных материалов в конструктивно-технологических

решениях для жилых домов

Рис. 3. Соотношение различных видов теплоизоляционных материалов

в Санкт-Петербурге:

1 — стекловата; 2 — пенополистирол; 3 — базальтовая вата;

4 — пенополиуретан; 5 — пакля; 6 — асбестосодержащие материалы;

7 — пенополиэтилен; 8 — поролон и др.

Достоинством базальтовой ваты является ее огнестойкость, приближающаяся к керамическим материалам, при незначительном весе (50-20 кг/м ). Однако относительно высокая стоимость является фактором, препятствующим ее широкому распространению. Так, кубометр мягкой базальтовой ваты стоит от 900 руб. (Rockwool). В то же время стекловата стоит около 45 руб./м . Анализ показал, что высокая стоимость является в данном случае следствием энергоемкости производства материала. Так, по данным отечественных производителей базальтовой ваты (ФНПЦ "Алтай"), энергозатраты составляют до 130 кВт/м материала. По сравнению с базальтовой стеклянная вата имеет меньший предел огнестойкости. Крупнейшими производителями утеплителей на основе стекловолокна являются ISOVER (Финляндия) и PFLEIDERER (российско-немецкое предприятие). Исследование показало, что технологии минераловатных утеплителей целесообразно применять на тех участках здания, где требуется обеспечить эффективную теплоизоляцию без существенного увеличения нагрузки на здание. В настоящее время широко применяются две технологии утепления наружных стен с этими материалами. Первый вариант заключается в устройстве конструкции из теплоизоляционных плит и облицовочных элементов с вентилируемым пространством между ними. При этом, воздушное пространство между плитами и отделкой обеспечивает требуемую вентиляцию слоистой конструкции, предотвращая образование и накопление влаги в элементах. Второй вариант теплоизоляции заключается в устройстве конструкции безвоздушного зазора — "теплошубы". В данном случае установки минераловатные плиты должны быть защищены паронепроницаемой пленкой. При внутреннем утеплении плиты крепятся к стене и закрываются плотной отделкой, например, гипсокартоном.

Рис. 4. Зависимость между плотностью и теплопроводностью основных

теплоизоляционных материалов:

1 — пенополистирол; 2 — пенополиуретан; 3 — маты минераловатные;

4 — пенополиуретан; 5 — маты минераловатные; 6 — пенополиуретан;

7 — маты минераловатные; 8, 9 — плиты минераловатные; 10 — бетон

ячеистый; 11 — плиты фибролитовые; 12 — плиты минераловатные; 13 — сосна

поперек волокна; 14 — плиты фибролитовые; 15 — бетон ячеистый

Отметим, что для технологии индивидуального жилищного строительства минераловатные материалы целесообразно применять как в панельной, так и в каркасной схеме. Особенно это существенно при использовании деревянного каркаса, так как в случае возникновения пожара на определенное время замедляется разрушение конструкций и повышается пожаробезопасность жилого дома.

Известны также технологии использования пенополистирола (пенопласта) в жилом строительстве. Среди них выделяются экструдированный и вспененный полистиролы. Отметим, что они сертифицированы для применения в качестве негорючих материалов и при нагреве не выделяют ядовитых веществ. Большая часть пенополистирола производится на импортных линиях из зарубежного сырья. Наиболее активными производителями являются отечественные предприятия с линиями BASF и Knauf (Германия), Neste (Финляндия). Однако его существенным недостатком является отсутствие огнестойкости: при температуре около 120°С он расплавляется в жидкость и не препятствует распространению огня. Поэтому пенополистирольные технологии рекомендуется использовать в условиях защиты материалами с повышенной огнестойкостью. К таким технологиям относятся монтаж "сэндвич — панелей" с металлическими, гипсокартонными и гипсостружечными плитами с двух сторон.

Технологии использования группы пеноэтиленов представляют собой методику укладки упругих эластичных материалов с закрытой ячеистой структурой, стойких к химическому воздействию. Эластичность, стойкость к циклическому изменению температур (от -ЗО°С до +65°С) позволяет использовать их в качестве не только надежного изолятора от холода, воды и пара, но и от вибрации и звука. При этом пенополиэтилен очень прост в монтаже. Он легко сгибается, режется, сваривается, клеится клеями на акриловой основе, крепится мебельными скобами и строительными скотчами. Основные технические характеристики пенополиэтиленов обобщены в табл. 2.

Как показали исследования, практически во всех утеплительных технологиях в качестве основной изоляционной прослойки используется воздух. Однако к перспективным разработкам относятся и решения с использованием еще менее теплопроводного пространства — вакуума. При этом достаточно тонкие вакуумные панели целесообразно применять в условиях утепления наружных стен зданий с высокой потребительской стоимостью помещений. Примером данных объектов является ремонт и реконструкция старого исторического фонда в целях последующей коммерческой реализации.

Среди базальтоволокнистых утеплительных технологий выделяются изделия "PAROC". К их преимуществам относятся: пожаростойкость, экологич-ность, простота монтажа и технологичность. Их плотность составляет 30 кг/м , показатели теплосбережения не уступают пенопласту и пенополиуретану. При работе эти материалы не требуют специальных монтажных навыков и легко вырезаются под нужный размер с помощью ножа. Следует отметить, что базальтовые утеплители существенно повышают пожарную безопасность здания. Так, эти материалы выдерживают температуру до 110°С и способны на протяжении до 3-х часов противодействовать распространению открытого пламени. Максимальное влагопоглощение материалов составляет 10% собственного веса, при этом после высыхания они полностью восстанавливают свои теплоизоляционные свойства. Способ монтажа плит и свернутых в рулон матов прост и состоит в том, что элементы соответствующей толщины устанавливаются между элементом обрешетки, а затем зашиваются отделочными панелями.

Таблица 2

Основные технические характеристики пенополиэтиленов в технологиях возведения малоэтажных домов

Вид утеплителя

Плотность, кг/м

Коэффициент теплопроводности, Вт/м°К

Водопоглощение

Теплон

35-100

0,035-0,041

2,5-3%

Пенофлекс

45-200

0,03-0,05

0,4-0,2 см32

Изолон

33-250

0,03-0,04

0,7-0,2 см32

Вилатерм-Л

60

0,04

2,5-3%

Азуризол-Ф

33

0,029

0,7-0,2 см32

Заслуживает внимания технологическое решение теплоизоляции с помощью эковаты — мелкоизмельченной газетной бумаги, обработанной антипи-ренами и антисептиками. К их достоинствам относятся: устойчивость к огню и гниению, экологическая чистота, экономичность, простота в использовании в качестве органического утеплителя [18].

Сравнительный анализ показателей различных теплоизоляционных материалов приведен в табл. 3.

Таблица 3

Технико-экономические показатели современных теплоизоляционных материалов для жилищного строительства

Наименование материалов

Плотность,

кг/м

Коэффициент теплопроводности, Вт/м °К

Макс, температура, t°C

ISOVER

11

0,043

+180

URSA М-11

11

0,043

+180

URSA М-15

15

0,043

+180

URSA M-25

25

0,036

+180

URSA M-45

45

0,032

+180

URSA M-75

75

0,032

+180

PAROC AKL

ПО

0,035

не горюч

PAROC KKL

230

0,0375

не горюч

PAROC EL

70

0,034

не горюч

Минвата ППЖГС-175

160-190

0,038

+400

Пенополистирол ПСБС-15

14

0,042

+80

ПСБС-35А

28

0,037

+80

ПСБС-50

42,6

0,040

+80

ROCKWOOC

180

0,036

+700

Сэндвич БАТТС

115

0,034

+600

Одной из последних разработок отечественной науки в области вспененных теплоизоляционных материалов является пеноизол в виде плит и блоков. Он является разновидностью пенополистирол а Колпинского завода "Изотек". Важным достоинством технологии с применением пеноизола является его производство непосредственно на строительной площадке. Данный материал характеризуется следующими качествами: высокими теплоизоляционными свойствами; низкой плотностью; низкой стоимостью; пожаробезопасностью; простотой получения; атмосферостойкостью.

Рациональные области применения теплоизоляционных материалов с учетом основных двух потребительских качеств — стоимости и теплопроводности — приведены на рис. 5.

Рис. 5. Рациональные области применения теплоизоляционных материалов:

Зона А — для индивидуального и массового жилищного строительства; Зона Б — для

строительства типовых общественных, производственных и складских объектов;

Зона С — для объектов реконструкции и капитального ремонта, сборно-разборных,

быстровозводимых и временных сооружений, уникальных общественных объектов

Условная дифференциация на три зоны осуществлена экспертным методом [6, 8]. Из анализа рис. 5. следует, что для нового строительства индивидуального и массового жилья экономически целесообразно использовать технологии применения утеплителей со стоимостью не более 400 руб./м . Данной стоимости соответствует теплопроводность в интервале от 0,2-0,3 Вт/м К и более.

Как показали оценки, пеноизольная технология представляет собой изготовление беспрессовым способом без термической обработки утеплителя из пенообразующего состава. Состав включает в себя: полимерную смолу, пенообразователь, отвердитель и воду. По результатам испытаний на пожарную опасность пеноизол имеет следующие характеристики: группа горючести — Г2 (умеренно горючий), группа воспламеняемости В2 (умеренно воспламеняемый), дымообразующая способность — Д1 (малая). Материал не имеет времени самостоятельного горения и не образует горящего расплава.

К прогрессивным технологиям относится также и применение изолона — отечественного экструзионного пенополиэтилена, производимого из российского сырья на оборудовании японской фирмы "Сэкисуй кэмикал". Он представляет собой упруго-пластичный материал на основе полиэтилена, вспененный посредством химического разложения порофора. Поставляется в рулонах длиной 100-300 м различной плотности 33-200 кг/м . Отметим, что по теплоизолирующим характеристикам 5 мм изолона превосходят кирпичную кладку в 125 мм.

Благодаря бескапиллярной микроячеистой структуре в нем практически отсутствует водопоглощение. Важно подчеркнуть, что это дает возможность отказаться от дополнительных гидроизоляционных материалов (пленки, рубероида и др.), что сокращает сроки строительства и удешевляет его, в отличие от большинства традиционных пенопластов, стекловаты и минеральной ваты. Изолон долговечен в эксплуатации (50 лет) и сохраняет характеристики в течение всего этого срока. Материал легко монтируется вручную одним человеком: сваривается термопистолетом, крепится мебельными скобами, строительными скотчами и др.

Одним из перспективных направлений является технология нанесения теплоизоляционного слоя в строительных конструкциях методом напыления. Опыт строителей и расчеты показывают, что внедрение напыляемого пенополиуретана в стройиндустрию приводит к почти двукратному снижению затрат на строительство и энергию. Применение этого материала позволяет также уменьшить нагрузку на несущие конструкции, фундамент и грунт.

Особенности технологии заключаются в следующем:

Во-первых, для напыления используются двухкомпонентные пенополиу-ретановые системы (изоционат и др.), которые вспениваются и стабилизируются в течение нескольких секунд. Реакция вспенивания происходит уже на защищаемой поверхности. Благодаря этому создается сильная адгезия между пенополиуретаном и поверхностью.

Во-вторых, нанесение материала может производиться как на новые конструкции, так и на старые, не производя демонтажа и подготовительных работ. Нанесенное покрытие не требует обновления и ремонта в течение всего срока службы дома, при этом пенополиуретан напыляется практически на любые строительные материалы: бетон, кирпич, металл, дерево и т.д., а сложность защищаемой поверхности роли не играет. В результате необходимость в специальном крепеже или приклеивании теплоизоляции отсутствует.

В-третьих, сам процесс непрерывного напыления приводит к образованию бесшовного изолирующего покрытия любой толщины, что исключает трудно устранимые "мостики холода". При этом все работы выполняются непосредственно на объекте. Характеристики системы: теплопроводность 0,022-0,029 Вт/м°С, плотность 35-60 кг/м , водопоглощение — 2% от объема, класс огнестойкости — Г2.

Среди всего многообразия фирм целесообразно выделить "URSA".Правильное отношение к теплоизоляции может значительно повысить надежность строительных конструкций, создать надлежащий комфорт в жилых, офисных и промышленных помещениях, сократить затраты на обогрев здания.

Компания URSA является одним из подразделений URSA International и входит в состав концерна Uralita — одного из признанных лидеров на рынке теплоизоляционных материалов в Европе. В России компания URSA имеет 7 региональных представительств: в Москве, Санкт-Петербурге, Самаре, Новосибирске, Ростове-на-Дону, Екатеринбурге, Хабаровске и широкую сеть региональных складов, что позволяет качественно и быстро обслуживать клиентов.

На российском рынке URSA представляет широкий ассортимент высококачественных теплоизоляционных материалов, часть из них уже производится в нашей стране, другие пока импортируются. Наличие материалов с различными физико-механическими свойствами позволяет применять их во всех строительных конструкциях от фундамента до крыши и рекомендовать оптимальный вариант теплоизоляции для каждого конкретного случая с учетом максимальной эффективности использования материала.

В числе материалов, производимых компанией URSA, — экструдирован-ный пенополистирол URSA FOAM, который является на сегодняшний день одним из наиболее популярных и востребованных утеплителей на европейском рынке. Материал выпускается в виде плит желтого цвета. В процессе производства URSA FOAM исходное сырье — полистирол — помещается в экструдер, где к нему добавляются вещества, повышающие прочность и снижающие горючесть, а затем вспенивается углекислым газом (СОг). В результате этого образуется пенообразная масса, которая затем поступает в экструдер и выходит из него в форме плит. Благодаря использованию в качестве вспени-вателя углекислого газа, а не различного рода фреонов в процессе производства и эксплуатации материала не выделяются вещества, разрушающие озоновый слой. А это значит, что URSA FOAM является экологически чистым материалом, безвредным для здоровья людей и окружающей среды.

Бизнес-центр в Испании. Утепление инверсионной кровли изделиями URSA FOAM

Высокие деформационно-прочностные характеристики плит URSA FOAM позволяют воспринимать кратковременную распределенную нагрузку в 500кПА, а длительную — 150кПА в течение 20 лет. Обладающие высокой прочностью на изгиб, они могут устанавливаться непосредственно на песчаную подготовку под фундамент. Закрытая пористая структура и свойства поверхности ячеек пенополистирола URSA FOAM исключают капиллярные явления и обеспечивают минимальное водопоглощение даже в условиях гидростатического давления [20-22].

Устойчивость плит к циклическому перепаду температур обеспечивает высокую морозостойкость. В связи с этим материал может использоваться в конструкциях, подверженных частой смене температурных режимов при сохранении механических и теплоизоляционных свойств. К тому же URSA FOAM обладает устойчивостью к воздействию органических веществ, несмотря на органическую природу сырья. Поэтому плиты могут применяться в конструкциях при непосредственном соприкосновении с грунтом и растительностью. Они практически не подвержены старению, и при правильном применении плиты сохраняют стабильные физико-механические свойства, форму и размеры в течение 50 лет и более.

URSA FOAM является слабогорючим материалом и относится к группе горючести П. В состав изделия входят антипирены, которые снижают горючесть, уменьшая доступ кислорода во время прямого воздействия огня.Точ-ность геометрических размеров и незначительный вес плит URSA FOAM позволяют достигать максимальной производительности труда при минимальных трудозатратах без применения специальных механизмов при монтаже.Со-вокупность всех вышеперечисленных свойств позволяет использовать экстру-дированный пенополистирол URSA FOAM во многих областях строительст-ва.Он может использоваться для теплоизоляции фундаментов, цокольных этажей и подземных помещений индивидуальных жилых домов и массовых жилищных строительств полов, кровель.

Наиболее ответственными конструкциями с точки зрения срока службы и режима эксплуатации всего здания являются основания и фундаменты. Долговечность и биологическая стойкость плит URSA FOAM обеспечивает лучшую защиту этих конструкций от воздействия низких температур, от переувлажнения и промерзания железобетона фундамента и стен подвалов, позволяет снизить теплопотери через подземную часть здания и создать комфортные условия в подвальном помещении жилого дома. При утеплении полов основным требованием , предъявляемым к теплоизоляционному материалу, является его способность длительное время выдерживать статические и динамические нагрузки, сохраняя высокое сопротивление теплопотерям. URSA FOAM удовлетворяет этим требованиям и идеально подходит для устройства полов с подогревом, при утеплении полов над холодными подвалами, полов по грунту.

Плиты URSA FOAM используются также при устройстве кровельных покрытий жилых домов: плоских крыш, инверсионных кровель, утеплении существующих крыш.

Одно из направлений совершенствования технологии возведения наружных ограждающих конструкций в жилом малоэтажном строительстве — применение не облегченных, рассмотренных выше, а традиционных массивных конструктивных элементов. Это керамика с пористой структурой, бетоны с различными наполнителями, стенные блоки с ячеистой структурой. Характеристики таких материалов позволяют использовать их в качестве несущих конструкций, т.к. для достижения требований СНиП необходимо применять дополнительные теплоизоляционные материалы. Расчеты показывают, что семидесятисантиметровая стена из газобетонных блоков обеспечивает теплозащиту, равную 8-см плите пенополистирола. Главным недостатком каменных материалов является большие транспортные расходы из-за значительного веса, поэтому перевозка их на большие расстояния экономически нецелесообразна. Экономический анализ показал, что стоимость 1 м газобетонных блоков колеблется от 1500 руб. (Санкт-Петербургские производители, КЖБИ-211 Сертолово Ленинградской обл. и др.) до 1800 руб. (производители из ближнего зарубежья). С другой стороны, главными достоинствами бетонных теплоизоляционных материалов являются высокая огнестойкость, несгораемость и долговечность.

Физико-технические свойства особых изделий — пористых блоков — производства КЖБИ-211 приведены в табл. 5 и 6.

Таблица 5

Физико-технические свойства пористых блоков

Объемная плотность,

кг/м

Прочность на сжатие,

кг/см

Класс бетона по прочности

Марка бетона по морозостой кости

Отпускная влажность, %

Коэффициент теплопроводности, Вт/м°С

Сорбцион-ная влажность, %

400

20

В 1,5

F35

25

0,10

500

35

В 2,5

0,12

8

600

50

В 3,5

0,14

700

70

В 5,0

0,18

Результаты сравнительной технико-экономической оценки различных технологий для каменных стеновых конструкций для жилых домов обобщены в табл. 6.

Анализ данных, содержащихся в табл. 6, позволяет сделать вывод о перспективности технологий возведения малоэтажного жилья из блоков ячеистого пористого бетона.

Таблица б

Результаты сравнительной технико-экономической оценки стеновых конструкций в рублях на 1м стены (цены 1984г.)

№ п/п

Наименование конструкций

Объемная масса материала

кг/м

Толщина стен, см

Вес 1 м2стены в

кг

Стоимость, С=1м , руб

Трудоемкость работ, чел-ч/м

Стоимость

I. Самонесущие наружные стены жилых домов

1

Керамзитобетонные панели

900-1000

26-30

270-350

14.1-15.9

4-4.2

60

2

Аглопоритобетонны е панели

1200-1400

35-40

500-650

18.3-20

4.3-4.4

50

3

Термозитобетонные панели

1300

35

550

16.8

4.3

48

4

Перлитобетонные панели

800

25

240

15.3

4

61

5

Ячеистобетонные панели

600-700

20-24

150-200

11.5-12.9

3.6

55

6

Газосиликатные панели

600-700

20-24

150-200

11.1-12.3

3.6

53

7

Газосиликатные мелкие блоки

700

30

270

13.2

4.4

44

8

Трехслойные ж/б панели с мин. плитами

12

65

12.5

3

104

9

Асбестоцементные панели с минеральным утеплителем

12

65

12.5

3

104

10

Трехслойная алюминиевая панель с утеплителем из поропласта

10

15

22.4

1.5

224

П. Несущие наружные стены жилых домов

11

Кирпич глиняный

1800

66

1200

21.2

8.6

32

12

Кирпич силикатный

1900

66

1250

16.5

6.2

25

13

Камни керамические

1250

53

660

15.8

6.5

30

14

Кирпич глиняный с минераловатной прокладкой

1700

45

740

14.4

6.7

32

15

Шлакоблоки крупные

1500

50

750

18.3

3.6

37

16

Шлакоблоки мелкие

1600

52

800

18.3

5.6

35

17

Крупные блоки из тяжелого бетона

1600

50

800

17.5

3.6

35

18

Керамзитобетонные крупные блоки

1300

40

550

17.4

3.3

44

19

Ячеистобетонные крупные блоки

1200

40

500

16.2

3.3

40

III. Несущие внутренние стены жилых домов

20

Глиняный кирпич

1800

42

750

13.7

6

33

21

Силикатный кирпич

1900

42

800

11.9

4.6

28

22

Шлакоблоки крупные

1600

40

650

13.6

3.3

34

23

Крупные блоки из силикатобетона

1600

30

500

11.6

3.1

39

24

Бетонные крупные блоки

1800

30

600

12.7

3.1

42

25

Керамзитобетонные крупные блоки

1400

30

450

13.7

3.1

46

26

Ж/б панели

2400

16

380

9

2.2

56

27

Панели из силикатобетона

2200

16

350

8.3

2.2

52

По своим экологическим свойствам пористый бетон стоит в одном ряду с деревом. Одним из преимуществ материала являются его теплоизоляционные и звукоизоляционные свойства. Массивность материала обеспечивает выравнивание температурных колебаний как в летнюю жару, так и в зимний холод. Тепло-аккумулирующие свойства пористого бетона способствуют повышению комфорта во внутренних помещениях и экономят отопительную энергию (табл. 7).

Таблица 7

Технические характеристики легких пористых (ячеистых) бетонов

Марка бетона по средней плотности

Прочность бетона на сжатие, не менее, кг/см

Марка бетона по морозостойкости

Усадка при высыхании, мм/п.м.

Коэффициент теплопроводности, Вт/м С

Коэффициент паропрони-цаемости, мг/м.ч.Па

Д400

20

otF15 до F35

0,10

0,23

Д500

35

0,5

0,12

0,20

Д600

50

0,14

0,17

Д700

70

0,18

0,15

Звукоизоляционные параметры: для пористого бетона объемной массы 500 кг/м при толщине стены 175 мм — 45 дБ, 240 мм — 49 дБ, 375 мм — 50 дБ.

Анализ преимуществ керамических изделий позволяет выявить их следующие преимущества:

• уменьшение толщины стен с 1 м до 50 см;

• использование кладки из однородного материала — кирпича, без утеплителей;

• уменьшение массы 1 м кладки стен по сравнению с традиционные кирпичом в 1,7 раза;

• увеличение количества единовременно перевозимого кирпича на 40-60% в результате увеличения емкости поддона с 250 до 350-400 штук;

• уменьшение складских территорий до 60% (за счет увеличения емкости поддона);

• расположение заводов в непосредственной близости к строительным объектам, что позволяет более чем в 2 раза экономить транспортные расходы.

Анализ научно-технической информации показывает эффективность технологий применения керамических стен с использованием порообразующих добавок. В качестве добавок выступают: отходы деревообрабатывающей отрасли (опилки и др.), отходы бурого угля, целлюлозное волокно и др. В последние годы расширилось использование пустотелых керамических стеновых блоков с применением добавок полистирола в керамическую массу — вспененных шариков диаметром 3-5 мм [ 18, 50, 52, 53].

Их механическая прочность и эластичность позволяют не разрушаться во время размешивания и сохранять шарообразную форму в процессе сушки. Во время процесса обжига происходит образование во внутренней структуре материала шарообразных пор диаметром шарика. Таким образом, снижается плотность обжигаемой керамики на 1,2-1,4 кг/дм и получается плотность готовой пустотелой керамики в пределах 0,6-0,8 кг/дм . Изделия этого типа получили название "поротон" и выпускаются фирмами "Робен" и "Поротерм" (Германия). Отличительными особенностями технологии являются: пазо-гребневое соединение соседних керамических блоков на цементном или клеевом растворе; коэффициент теплопроводности 0,16-0,20 Вт/м.°С; возможность распиловки обыкновенной пилой; удобные размеры 498x175x238; 248x365x238 мм и др.; прочность на сжатие от 5 до 15 МПа; морозостойкость до 20 циклов.

Перспективным является использование технологии устройства облегченных стен с помощью системы "РУСХЕКК — ТИСС". Система имеет следующие особенности, отраженные на рис. 6.

Рис. 6. Технология возведения наружных стен на основе системы "РУСХЕКК — ТИСС":

1 — кирпич; 2 — клей; 3 — утеплитель; 4 — армирующая сетка; 5 — армирующий состав; 6 — декоративная штукатурка; 7 — краска; 8 — дюбели

Клеевой состав для приклеивания утеплителя — это сухая смесь, состоящая из цемента, песка, извести и добавки концентрата, которая разводится водой.

Утеплитель — жесткая минераловатная плита из базальтового волокна. В основном применяются плиты "Рагос" (Финляндия), тип "RAL-4", с у = 130 кг/м3 и X = 0,035 Вт/м °С; "Rockwooll" (Дания), тип "Fasad Slab",c у = 140 кг/м3 иX = 0,035 Вт/м °С; "IZOMAT" (Словакия), тип "Nobasil"c у = 150 кг/м3 и X =

0,04 Вт/м °С;.

Испытания системы "РУСХЕКК — ТИСС" на долговечность показали, что минимальный срок ее службы составляет не менее 50 лет.

При этом системы теплоизоляции на основе синтетических материалов, особенно финишный штукатурный слой, под воздействием ультрафиолетовых лучей быстро темнеют, покрываются микротрещинами из-за высокого поверхностного натяжения синтетических материалов. Кроме того, в пленкообразующих синтетических слоях значительно, до 20 раз, снижается паропроницае-мость системы; проступают пятна ("высолье"), а через штукатурку — элементы системы — швы, дюбели и т.д. Комплексный системный анализ показал следующие преимущества технологии, отраженные на рис. 7.

Рис. 7. Преимущества технологии малоэтажного домостроения "РУСХЕКК — ТИСС"

Пыль и грязь, осаждающиеся на выступающих поверхностях стен при покрытии финишного слоя минеральными штукатурками, просто смываются дождем или водой, что невозможно при синтетическом покрытии, т.к. при этом пыль и грязь склеиваются в результате электростатического взаимодействия. Кроме того, минеральные системы на известково-цементных штукатурках почти не горят, в то время как синтетические штукатурки почти полностью испаряются.

Отдельным классом технологий, связанных с сокращением сроков возведения жилых домов малой этажности, являются полносборные панельные и каркасно-панельные системы повышенной заводской готовности. Они представляют собой, как правило, утеплитель и обшивки, соединенные в единую монтажную панель. Так, например, известны подобные системы "ВЕНТАЛЛ". В качестве утеплителя в системе используется минеральная полужесткая плита из базальтового волокна толщиной от 50 до 250 мм. Ее характеристики приведены в табл. 8.

Таблица 8

Характеристики утеплителя в быстровозводимои технологии "ВЕНТАЛЛ"

Характеристики

Ед.измерения

Значения

Объемный вес

кг/м

100

Сжимаемость

%

<1,5

Прочность на сжатие перпендикулярно плоскости плиты

кПа

15

Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии при t =25°C

Вт/м °С

0,040

Горючесть

Степень

Негорючий

Содержание органических веществ

% веса

<3,5

Термическое сопротивление, при толщине, мм: 50 80 100 120 150 200 250

м2 °С/Вт

1,22 1,84 2,26 2,68 3,30 4,34 5,38

Панели выпускаются размерами по длине 3000-13000 мм, по ширине 1200 и 1160 мм и по толщине 50-250 мм. Применяемый утеплитель обладает хорошими водоотталкивающими свойствами. Общее содержание влаги, конденсируемой из воздуха во внутренний объем утеплителя, не превышает 0,09% при относительной влажности воздуха 95%. Это обеспечивает высокие теплозащитные свойства панелей при различных погодно-климатических условиях. Расчеты показывают, что стеновая панель системы "ВЕНТАЛЛ" толщиной 80 мм обеспечивает теплоизоляцию, не уступающую стене из пористого бетона толщиной 400 мм, либо стене из кирпича толщиной 490 мм.

В качестве облицовки панелей используется оцинкованная окрашенная сталь со следующими характеристиками, отраженными в табл. 9.

Таблица 9

Характеристики облицовки панелей системы "ВЕНТАЛЛ"

Характеристика

Ед. измерения

Значение

Марка стали

FePo3G;

Цинковое покрытие

г/м

>275

Окрасочное покрытие снаружи

мкм

полиэстер лак, 25

Окрасочное покрытие изнутри

мкм

защитный лак, 10

Ширина стального листа

мм

1250

Толщина стального листа

мм

0,55; 0,63; 0,70

Полиэстерлак обладает высоким сопротивлением к истиранию, устойчив к взаимодействию с кислотными средами и красящими веществами, подходит для использования во внутренних помещениях жилых домов. Следует отметить, что для обеспечения прочного соединения облицовки и утеплителя используется высококачественный клей на уретановой основе производства голландской фирмы Holland BV. При этом ориентация волокон утеплителя и его плотное скрепление со стальной облицовкой обеспечивают высокие прочностные характеристики панелей системы.

Таким образом, проанализированы современные технологии малоэтажного жилищного строительства, на основе которых выявлено направление эффективных усилий.

Таким образом, можно сделать следующие выводы.

1. Актуальность проблемы выбора и обоснования новых энергосберегающих строительных систем для малоэтажных градостроительных комплексов и рациональных видов технологии и типов ограждающих конструкций заключается в том, что существующие и применяемые на практике технологии производства работ не соответствуют новым требованиям энергосбережения, комфортности, качества и надежности жилищного строительства в 2004 году, продиктованные изменением № Зк СНиП П-3-79* "Строительная теплотехника".

2. Методика научного исследования ориентирована на выбор критериев оценки и определение прогрессивных технологий на основе рациональных типов ограждающих конструкций с учетом полного технологического цикла: изготовления, транспортировки, монтажа, эксплуатации и утилизации конструкций после реконструкции, модернизации и капитального ремонта зданий и сооружений.

3. Анализ динамики развития технологий малоэтажного жилищного строительства и ограждающих конструкций выявил тенденцию перехода от однослойных конструкций стен к эффективным многослойным ограждающим конструкциям, удовлетворяющим современным требованиям теплоэнергосбе-режения. Оптимальное решение технологии строительства и устройства ограждающих конструкций должно быть найдено на основе разработки прогрессивных ограждающих конструкций в малоэтажных градостроительных комплексах.

4. Для снижения стоимости и повышения теплозащитных свойств наружных стен необходимо использовать монолитные легкие бетонные смеси, оптимизированные по показателям прочности и теплопроводности. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: обосновать технологию приготовления и укладки поризованной бетонной смеси в построечных условиях; разработать технологию применения элементов несъемной опалубки для возведения монолитных конструкций из поризованных бетонных смесей; провести теоретические исследования технико-экономической эффективности применения поризованного бетона; осуществить широкое внедрение и проверку эффективности технологических решений в условиях строительных площадок в малоэтажных градостроительных комплексах.

Предыдущая страница | Оглавление | Следующая страница



Защита от автоматического заполнения   Введите символы с картинки*