НОВОСТИ
21.06.2012Открытое письмо. Внимание !!!
08.12.2017Вышел 182-й номер газеты «Plastinfo. Полимерный бизнес»: «Индустрия 4.0» в полимерном производстве
08.12.2017PET Technologies поставила 5-й автомат выдува ПЭТ-тары для Khoramshahr
08.12.2017UMATEX Group запустила опытную линию получения углеродного волокна
далее >>
СТАТЬИ
21.09.2017Нужен ли пожарный сертификат на ППС?
13.10.2011Европейская тенденция повышения теплозащиты зданий: как она реализуется в России?
17.06.2011Научный взгляд на пенополистирол
далее >>

Контактная информация

Телефон:
(347) 233-62-05, 233-35-39

Факс:
(347) 284-15-45

Адрес: 450104, г. Уфа,
ул. Российская, 33/4

Статьи
Статьи

Теплоэффективные конструкции наружных стен зданий, применяемые в практике проектирования и строительства Республики Башкортостан

В.В. БАБКОВ, д-р техн. наук, А.М. ГАЙСИН, канд. техн. наук, И.В. ФЕДОРЦЕВ, канд. техн. наук, Д.А. СИНИЦИН, Д.В. КУЗНЕЦОВ, И.М. НАФТУЛОВИЧ, Р.С. КИЛЬДИБАЕВ, инженеры, Уфимский государственный нефтяной технический университет; Г.С. КОЛЕСНИК, канд. техн. наук, Р.З. КАРАНАЕВА, Е.Б. САВАТЕЕВ, В.А. ДОЛГОДВОРОВ, Н.Е. ГУСЕЛЬНИКОВА, инженеры, БашНИИстрой; Р.Р. ГАРЕЕВ, канд. техн. наук, ОАО «КПД»; Р.К. ХАЛИМОВ, администрация г. Уфы (Республика Башкортостан)

В Республике Башкортостан в последние годы в практике проектирования и строительства реализуются новые российские (СНиП 23-02-2003, СП 23-101-2000) и региональные (ТСН 23-318-2000 РБ.) нормативы по теплозащите ограждающих конструкций жилых домов и зданий другого назначения [1, 2].

Ужесточение требований к теплозащите потребовало использования новых конструктивных решений ограждающих конструкций. В Уфе и Республике Башкортостан в настоящее время применяется шесть основных конструктивных решений теплоэффективных наружных стен.

1. Классическая трехслойная стена на основе штучных стеновых материалов (традиционного керамического кирпича, вибропрессованных бетонных блоков) сосредним слоем из эффективных утеплителей. В качестве теплоизоляции используется пенополистирол, минераловатная и стекловолокнистая теплоизоляция. В Уфе имеется современное производство качественного пенополистирола марки ПСБ-С (НПО «Полимер»), который допускается нормами к применению в сочетании с противопожарными преградами в трехслойных стенах. Из минераловатных утеплителей на объектах Уфы в значительных объемах применяется базальтоволокнистая теплоизоляция марок Rockwool, Paroc. В последнее время получили распространение гидрофобизированные стекловолокнистые плиты марок URSA, Isover.

Внутренний и наружный слои в этом решении связаны гибкими связями (противокоррозионно-защищенная стальная проволока, базальтопластиковые, стеклопластиковые связи). В трехслойной стене предусмотрена воздушная прослойка между облицовкой и
утеплителем, обеспечивающая вентиляционную и дренирующую функции. Этот вариант стены освоен ОАО «КПД». В Уфе и Башкортостане с применением главным образом вибропрессованных бетонных блоков возведены десятки жилых домов и гражданских зданий до 16 этажей (рис. 1, 2). Недостатком таких стен можно считать малую ремонтопригодность, поэтому особое значение для долговечности и надежности имеет высокое качество исполнения.

Рис. 1. Жилой дом в Уфе (ул. Социалистическая)Рис. 2. Жилой дом в Уфе (ул. Кирова)

При эксплуатации трехслойных стен из штучных материалов могут возникнуть следующие проблемы.

Неплотности теплоизоляционного экрана возникают как при монтаже (так как монтаж теплоизоляционных плит ведется путем их установки на ярусы гибких связей без фиксации плит дюбелями, а лишь прижатием прокладками к внутренней основе стены), так и из-за усадки и влажностной осадки теплозащитных плит. Со временем это может привести к значительному снижению теплозащитных характеристик наружной стены. Для обеспечения плотности теплоизоляционного экрана в практике строительства, например, Канады применяют пенополистирольные плиты с соединением в шпунт или в четверть, с последующей проклейкой стыков снаружи клеящей лентой. При использовании минераловатной теплоизоляции применяется двухслойная плита внахлест или гидрофобизированные безусадочные плиты.

При возведении трехслойных стен необходимо применять надежные, со сроком службы, соответствующим сроку службы здания, гибкие связи. Это могут быть связи из нержавеющей (легированной) проволоки (применялись на первых объектах с трехслойными стенами, возведенных ОАО «КПД»), базальтопластиковые, стеклопластиковые связи, производимые ООО «Гален» (Чебоксары), Бийским заводом стеклопластиков.

Водоотводящий фартук (флашинг), устраиваемый в сочетании с водоотводящими отверстиями в облицовочном слое в уровне опорных столиков под облицовку, необходимо выполнять из надежных и долговечных пленочных материалов.

Опорный столик в металлоконструкциях также должен быть надежно защищен от коррозии. В настоящее время в проектировании и строительстве с нашим участием апробированы решения опорных столиков под многоэтажные облицовки в железобетоне, которые более эффективны, чем металлические.

По этому варианту наружных стен кафедрой «Строительные конструкции» УГНТУ совместно с БашНИИстроем выпущено несколько нормативных документов, в том числе ТСН на расчет и проектирование, рекомендации по технологии возведения, несколько альбомов технических решений, подготовлен к изданию альбом опорных конструкций в железобетоне под многоэтажные облицовки.

2. Наружная трехслойная стена в составе жилых домов панельной серии 121у, реализуемая ОАО «КПД», включает внутренний несущий слой в виде панели из тяжелого бетона, устанавливаемой на консольный перфорированный столик из железобетона, слой теплоизоляции и облицовочный слой в полкирпича или из вибропрессованных бетонных блоков, монтируемых на том же опорном столике. Облицовочный и внутренний слои связаны между собой гибкими связями. Другое решение облицовки — панель толщиной 100 мм. Конструкция в целом дееспособная и себя оправдывает. Она позволила сохранить в Уфе крупнопанельное домостроение в объеме около 100 тыс. м2 в год. Однако в этом решении объективно слабым звеном является опорный столик, состоящий из тонкостенных железобетонных элементов. При замачивании конденсатной влагой, сезонном замораживании и оттаивании долговечность и надежность опорного столика снижается. Устранить этот недостаток можно, например, гидрофобизацией бетона опорного столика, а также его исполнением в бетоне повышенной плотности с использованием пластифицированных бетонных смесей.

3. Трехслойная стена с вентилируемым фасадом в Уфе реализуется в двух вариантах — по системам «Марморок» и «Краспан». Конструкция хорошо сочетается с монолитным каркасом и включает внутренний слой в любом конструкционном материале, подконструкцию из оцинкованного металла, теплоизоляционный слой и облицовочный экран.

Достоинства системы — всесезонность строительства, так как отсутствуют мокрые процессы; высокая ремонтопригодность (легко демонтировать несколько листов проблемной площади наружных стен, устранить дефекты и поставить экран на место); эффективное и быстрое устранение влаги любого происхождения засчет интенсивной циркуляции воздуха в воздушной прослойке.

К недостаткам системы «Марморок» можно отнести высокую стоимость единицы площади стены при использовании импортных материалов, необходимость в большой толщине теплоизоляции (200 мм) в силу низкого коэффициента теплотехнической однородности стены.

При использовании в вентилируемых фасадах крупноразмерных фиброцементных листов типа Этернит, Семстоун, ФАССТ в процессе эксплуатации возможно усадочное коробление листов экрана.

Для исключения намораживания льда с обратной стороны экрана и его утяжеления толщина воздушной прослойки в этом решении должна быть не менее 40 мм. В России имеются примеры обрушения вентилируемых фасадов с облицовкой из крупноразмерных листов в силу названных причин.

4. Скрепленная теплоизоляция фасадов с оштукатуриванием по сетке в Уфе и Башкортостане в заметных объемах появилась 5–6 лет назад, хотя первые объекты в новом строительстве и при реконструкции были выполнены и ранее (административное здание в совхозе «Алексеевский», жилой дом в квартале «К» Уфы, два корпуса санатория «Юматово» и др.).

Широкое распространение в Уфе получили американская система «Сэнарджи» и отечественная система «ЛАЭС», но наибольшее количество объектов выполнены ООО «БНЗС» по австрийской системе «Баумит».

Скрепленная теплоизоляция фасадов в новом строительстве применяется преимущественно с использованием беспрессового пенополистирола. Надежность такой фасадной системы определяется скоординированной работой всех слоев — адгезива, крепящего теплоизоляцию на конструкционной основе, базового слоя с втопленной синтетической щелочестойкой сеткой, грунтовочного и финишного (отделочного) слоев.

Штукатурные составы на цементно-акриловой основе должны обладать совокупностью обязательных свойств: высокой адгезией к основе, водостойкостью, морозостойкостью, гидрофобностью, высокой предельной растяжимостью и при этом обеспечивать паропроницаемость. Эти требования предопределены условиями эксплуатации скрепленной теплоизоляции фасадов и характером напряженного состояния штукатурного слоя, зависящего от усадки и перепада температур.

В последние годы авторами проведены обширные исследования напряженного состояния фасадных штукатурных слоев от действия названных факторов. Выявлено, что для этого состояния характерно действие напряжений отрыва, сдвига и растяжения, при этом в силу резкого снижения стесненности деформаций в штукатурном слое по маложесткому утеплителю в системах скрепленной теплоизоляции эти напряжения оказываются значительно ниже, чем в штукатурных слоях по жесткой основе (рис. 3).

Важной характеристикой штукатурного слоя является его предельная относительная растяжимость. Штукатурки из модифицированных смесей системы «Баумит» имеют предельную относительную растяжимость порядка 50–60·10–5, что в 5—6 раз выше этого показателя у бездобавочного цементно-песчаного раствора.

Это подтверждается данными мониторинга объектов, возведенных ООО «БНЗС». Большинство зданий находится в хорошем состоянии, в том числе первые из них, возведенные 5–6 лет назад.

Однако в системах скрепленной теплоизоляции фасадов рельефные детали являются зонами риска возникновения дефектов. На горизонтальных площадках таких деталей задерживается вода, снег, образуется лед, что приводит к повреждениям штукатурного слоя вследствие его постоянного замачивания и замораживания–оттаивания.

По нашему мнению, перспективным направлением использования систем скрепленной теплоизоляции фасадов является санация жилых домов массовых серий в панельном и кирпичном исполнении постройки 50–80-х годов прошлого века. Ее использование не создает значительных дополнительных нагрузок на стены и фундаменты. При этом решаются две основные задачи:

  • снижение энергозатрат на отопление (при одновременной замене оконного остекления на современное, в сумме это снижение составляет 50%);
  • перевод работы наружных стен в комфортный режим со значительным продлением их долговечностии долговечности здания в целом.

Попутно решаются задачи второго порядка. Остаточный эксплуатационный ресурс панельных домов постройки 60–70-х годов прошлого века в Республике Башкортостан в настоящее время оценивается в 20–30 лет, из силикатного кирпича в — 30–40 лет. Этот ресурс может быть увеличен в 1,5–2 раза при утеплении фасадов, замене окон, капитальном ремонте крыши. Санация этих объектов должна быть проведена своевременно, до наступления глубокого физического износа и перевода домов в категорию ветхого жилья.

Опыт санации пятиэтажного здания с использованием фасадной системы скрепленной теплоизоляции «Сэнарджи» имеется в Уфе. После восьми лет эксплуатации фасадная штукатурка на этом объекте находится в хорошем состоянии.

Также выполнено утепление торца панельного 9-этажного жилого дома. До реализации утепления торцевая стена имела множественное растрескивание фактурного слоя панелей с протечками и промерзанием керамзитобетона. Поверхность стен изнутри была влажной, пораженной грибком и плесенью в течение всего года. После утепления уже через 5–7 месяцев произошло полное осушение стены при восстановлении ее теплоизоляции и нормализации температуры в помещениях в зимнее время.

В настоящее время ведется санация с надстройкой мансардного этажа жилого 5этажного крупнопанельного дома серии 1-464А. Такую же схему санации планируется реализовать на нескольких других домах. Устройство мансардных этажей осуществляется без отселения жильцов с одновременным проведением капитального ремонта здания с заменой сантехнического оборудования, оконных и балконных блоков и утеплением фасадов по системе «Стомикс».

Анализ результатов мониторинга состояния объектов, выполненных с применением разных систем скрепленной теплоизоляции фасадов показал, что можно ожидать расширения ее использования в практике проектирования и строительства новых объектов и в проектах санации эксплуатируемых зданий.

5. Стена в несъемной пенополистирольной опалубке применяется в Уфе несколько лет. Например, фирмой ЗАО «ЖилСтройРеконструкция» постороен 5-этажный жилой дом. Штукатурные покрытия по сетке, реализованные на этом доме по рекомендации кафедры «Строительные конструкции» УГНТУ, после трех зимних циклов находятся в хорошем состоянии. Этой же организацией ведется строительство двух многоэтажных жилых комплексов «Седьмое небо» и «Каскад». Коттеджную застройку микрорайона в поселке Баланово (Дема) с применением этой стены ведет ОАО «КПД».

Наши исследования показывают, что выполнение оштукатривания фасада при этой технологии строительства следует начинать не ранее чем через 2-3 недели после заливки конструкций бетоном. В течение этого времени из бетона внутреннего слоя уходит избыточная технологическая влага (рис. 4).

6. Стена из ячеисто-бетонных блоков является самым технологичным вариантом наружной теплоэффективной стены. В Республике Башкортостан имеется опыт строительства малоэтажных сельских зданий из автоклавных газобетонных блоков, возведенных в 80-х годах прошлого века. В те годы на ОАО «Сода» (г. Стерлитамак) действовало опытное производство автоклавных газобетонных блоков на основе промышленных отходов - твердых остатков содового производства. Здания, построенные в те годы, имеют хорошее техническое состояние и высокие теплотехнические характеристики. Потому применение ячеисто-бетонных блоков в проектировании и строительстве республики будут расширяться по мере развития производства ячеистых бетонов.

В настоящее время ячеистый бетон завозится из соседних регионов, имеющих производство автоклавного газобетона. Ячеисто-бетонные блоки со средней плотностью 400-600 кг/м3 обеспечивают в климатических условиях Башкирии толщину наружной стены в 400-600 мм. Рациональное решение стены - заполнение толщиной 400 мм с облицовкой из бессеровских блоков - применено ОАО «КПД» при возведении нескольких 17-этажных каркасных домов в Уфе.

Планируемое приобретение Башкортостаном линии по производству автоклавных ячеисто-бетонных изделий даст возможность заменить в проектировании и строительстве менее эффективные наружные стены на стены из ячеистых блоков.

Институтом «БашНИИстрой» с участием кафедры «Строительные конструкции» УГНТУ разработан альбом технических решений наружных стен из ячеисто-бетонных блоков.

Вместе с тем следует отметить, что опыт эксплуатации зданий с подобными стенами не превышает 50 лет, что не дает однозначного ответа на вопрос о долговечности ограждающих конструкций.

Оптимизация технологии производства автоклавных стеновых изделий [3] основывается, как правило, практически на единственном критерии - максимальной прочности применительно к конкретной плотности. В соответствии с этим, проектирование составов известково-кремнеземистых вяжущих применительно к кремнезему определенной дисперсности базируется на минимальном соотношении C/S с формированием в цикле автоклавирования низкоосновных гидросиликатов кальция типа ксонотлита (C6S6H), тоберморита (C5S6H6) при полном связывании извести. Такая система, в силу высокой общей пористости 75-85% и переменного увлажнения, уязвима по атмосферостойкости изза высокой доступности структурообразующих фаз в виде гидросиликатов кальция для углекислого газа. Карбонизация ячеистого бетона атмосферной углекислотой протекает во много раз быстрее, чем в плотных бетонах на цементной основе.

Происходит перекристаллизация низкоосновных гидросиликатов кальция в карбонаты кальция при выделении кремнекислоты с потерей объема носителя прочности - кристаллической фазы [3, 4, 5, 6]. Более благоприятным для сохранения прочности и обеспечения долговечности будет растянутый во времени двухстадийный процесс перекристаллизации высокоосновных гидросиликатов кальция частично в низкоосновные гидросиликаты и частично - в кальцит [7]. Снижению прочности ячеисто-бетонной стены будет способствовать не только влажностная и карбонизационная усадка, но и градиент влажности и карбонизации материала по толщине стены, обусловливающие прогиб конструкции и развитие дополнительных конструкционных напряжений растяжения.

Таким образом, необходимым условием атмосферостойкости автоклавных бетонов является наличие в их структуре в исходном состоянии гидросиликатов повышенной основности и свободной извести.

Во избежание атмосферной коррозии автоклавного ячеистого бетона рекомендуется защищать поверхность фасада специальными штукатурными составами.


Научно-технический и производственный журнал «Строительные материалы», май 2006 г.

 

каталог
заявка
КАТАЛОГ
ЗАЯВКА
утепление зданий пенополистирол пеноплст



Ассоциация производителей поставщиков пенополистирола

О компании Наши партнеры Новости Контакты Вакансии Вопрос-ответ Регистрация Каталог Заявка
Разработка сайта 2007-2017 АртМакс
продвижение сайта Nova Group