Germostroy.ru
Режим работы:
пн-пт : 07:00-16:30
  +7(903)136-66-75
+7(495)229-41-87
+7(495)483-72-94
germostroy@rambler.ru

Есть мнение Энергосбережение Опыт проектирования, строительства и эксплуатации теплоэффективных конструкций наружных стен зданий в Республике Башкортостан

Опыт проектирования, строительства и эксплуатации теплоэффективных конструкций наружных стен зданий в Республике Башкортостан

Опыт проектирования, строительства и эксплуатации теплоэффективных конструкций наружных стен зданий в Республике Башкортостан


З.В. БАБКОВ, доктор техн. наук, профессор, A.M. ГАЙСИН, канд. техн. наук, Д.В. КУЗНЕЦОВ, канд. техн. наук, УГНТУ, г. Уфа
Представлен анализ опыта Башкортостана в реализации программы освоения в практике проектирования и строительства новых российских (СНиП 23-02-2003, СП 23-101-2000) и региональных (ТСН 23-318-2000 РБ) нормативов по теплозащите ограждающих конструкций жилых домов и зданий другого назначения. Отмечается, что нормативы и требования по теплозащите потребовали разработки и реализации новых конструктивных решений ограждающих конструкций.

Согласно этим нормативам, требования по теплозащите по уровню термосопротивления для отдельных элементов строительной оболочки здания повышены для условий средней полосы России в 2-4 раза, что должно обеспечить снижение энергозатрат на отопление здания примерно в 2 раза. В частности, для жилых домов потребовались стены с уровнем термосопротивления в 3,5 раза выше, чем у монослойных стен в 2,5 кирпича или в виде моно-слойной керамзитобетонной стеновой панели толщиной 400 мм. В Уфе и в целом в Республике Башкортостан сегодня применяется 6 основных конструктивных решений теплоэффективных наружных стен, которые достаточно зарекомендовали себя и, судя по всему, сохранят свои позиции в ближайшие годы.

1. Трехслойная стена на основе штучных стеновых материалов (традиционного кирпича, вибропрессованных бетонных блоков) со средним слоем из эффективных утеплителей. В качестве теплоизоляции используются пенополистирол, минераловатная и стекловолоконная теплоизоляция. Внутренний и наружный слои в этом решении связаны гибкими связями (противокоррозионная стальная проволока, базальтопластиковые, стеклопластиковые связи). В трехслойной стене предусмотрена воздушная прослойка между облицовкой и утеплителем, обеспечивающая вентиляционную функцию. Этот вариант стены хорошо освоен ОАО «КПД» (г. Уфа): с применением главным образом бессеровских блоков возведены десятки жилых домов и гражданских зданий до 16 этажей (рис. 1).

По результатам обследования эксплуатируемых зданий с данным конструктивным решением наружных стен можно выделить следующие достаточно часто встречающиеся дефекты: темпера-турно-усадочное растрескивание, подтеки и высолы в зоне не защищенных от коррозии металлических опорных столиков под облицовку и гибких связей. Данное конструктивное решение стены имеет порядка 7 элементов, т.е. это многоэлементная конструкция, что делает ее высокоуязвимой с точки зрения общего количества факторов, оказывающих влияние на эксплуатационную надежность и долговечность отдельных элементов и стены в целом. Поэтому надежность и долговечность таких стен предполагают изначально их качественное исполнение в силу малой ремонтопригодности. По этому варианту наружных стен (см. рис. 1) кафедрой «Строительные конструкции» УГНТУ и БашНИИстроем выпущено несколько нормативных документов, в т.ч. ТСН на расчет и проектирование. Рекомендации по технологии возведения и несколько альбомов технических решений, подготовлен к изданию альбом опорных конструкций в железобетоне под многоэтажные облицовки.

2. Наружная трехслойная стена в составе панельной серии 121 у включает внутренний несущий слой в виде панели из тяжелого бетона, устанавливаемой на консольный перфорированный столик из железобетона, слой теплоизоляции и облицовочный слой в 1 /2 кирпича или в виде вибропрессованного бетонного блока, монтируемые 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 сегодня сохранить вУфе крупнопанельноедомостроение в объеме около 100 тыс. м2 в год (рис. 2). Этот тип стены по сравнению с конструкцией теплоэффективной стены на основе штучных стеновых материалов имеет ряд достоинств и недостатков. К достоинствам можно отнести сокращение на 10-20% трудоемкости и продолжительности монтажа стен, что, в свою очередь, обусловливает снижение себестоимости работ по возведению панельных стен на 5-1 5% при условии надлежащего качества монтажа с использованием качественных материалов (утеплители, гибкие связи, закладные детали и др.). Недостатком панельной серии 121 у является относительно низкая надежность опорного столика, выполняемого в виде рамки из конструкционного керамзитобетона. По результатам обследований эксплуатируемых зданий можно сделать вывод, что основными причинами снижения надежности панельных стен являются недостатки проектных решений и недостаточное качество строительно-монтажных работ.

3. Трехслойная стена по системе «Вентилируемый фасад» в Уфе реализуется в двух вариантах - по системам «Марморок» (рис. 3) и «Краспан». Конструкция хорошо сочетается с монолитным каркасом и включает внутренний слой в любом конструкционном материале (в сочетании с каркасом - стена-заполнение), систему навесок в оцинкованном металле, теплоизоляционный слой и облицовочный экран, отнесенный наружу на толщину воздушной прослойки. К достоинствам системы можно отнести: всесезонность строительства, т.к. отсутствуют мокрые процессы; высокую ремонтопригодность (легко демонтировать несколько листов проблемной площади наружных стен, устранить дефекты и поставить экран на место); эффективное и быстрое устранение влаги любого происхождения за счет интенсивной циркуляции воздуха в воздушной прослойке. Опыт проектирования, строительства и эксплуатации зданий выявил следующие недостатки трехслойной стены по системе «Вентилируемый фасад»: относительно высокая стоимость в сравнении с другими системами утепления стен; низкий коэффициент теплотехнической однородности ограждающей конструкции вследствие большого количества мостиков холода в зоне крепления металлофурнитуры к основанию; сложность системы в исполнении, требующей более точного геодезического обеспечения, точности геометрии самого здания и высокого качества элементов металлофурнитуры; высокие требования к физическому состоянию основания (как правило, требуется тщательный подбор анкеров для закрепления металлофурнитуры коснованию); многоопераци-онность процесса монтажа фасадных систем, требующая высокого профессионализма от строителей и усложняющая процесс контроля качества выполняемых работ.

4. Фасадная теплоизоляция с оштукатуриванием по сетке. В Уфе сегодня в определенных объемах прижились система «Сэнарджи» и отечественная система «ЛАЭС». За последние 8 лет строительной организацией ООО «БНЗС» возведено в городе более 40 зданий различного назначения с утеплением снаружи по австрийской системе Baumit (рис. 4). Надежность системы фасадной теплоизоляции предопределяется работоспособностью фасадных штукатурных слоев в системе - адгезива, крепящего теплоизоляцию на конструкционной основе, базового слоя с втопленной синтетической сеткой, грунтовочного и финишного (отделочного) слоев. Следует обратить внимание на такое обстоятельство, что с фасадной теплоизоляцией с оштукатуриванием по сетке плохо совмещаются рельефные детали на фасаде. На горизонтальных площадках таких деталей задерживаются вода, талый лед, снег, что в условиях прямого длительного контакта с водой приводит к повреждениям штукатурки вследствие ее постоянного замачивания и замораживания. Другое важное направление использования систем фасадной теплоизоляции - санация жилых домов старых массовых серий в панельном и кирпичном исполнении постройки 1950-80-х годов. Важнейший элемент санации - утепление снаружи, для которого наиболее пригодна как раз фасадная теплоизоляция в силу того, что она не создает значительных дополнительных нагрузок (рис. 5). Опытэксплуатации зданий с фасадной теплоизоляцией показал, что основным фактором, определяющим долговечность системы, является стойкость фасадной гидроизоляционной штукатурки. Критерием отказа системы в данном случае является разрушение штукатурного покрытия при сохранении в течение некоторого времени незащищенным утеплителем своих физико-механических и теплотехнических свойств.

Факторами, влияющими на эксплуатационную надежность и долговечность штукатурного покрытия, являются: деформации штукатурного покрытия, возникающие в условиях его усадки и перепадов температур; накопление влаги в толще стены за годовой период ее эксплуатации; сверхнормативное увлажнение стены с выпадением конденсата в зимний период; замачивание стены при действии осадков в переходные периоды «зима-весна» и «осень-зима» - опасное явление с точки зрения сочетания значительного увлажнения штукатурного покрытия с циклическим замораживанием-оттаиванием. применяется в Уфе уже несколько лет. Фирмой ЗАО «ЖилСтрой-Реконструкция» смонтированы 5-этажный жилой дом на проспекте Октября и несколько 9-10-этажных секций жилого дома по ул. Российской. Составы штукатурок по сетке, реализованные на этом доме по рекомендации кафедры «Строительные конструкции» УГНТУ, после 4-х зимних циклов находятся в хорошем состоянии (рис. 6). Основным элементом, определяющим эксплуатационную надежность данного типа стены, как и для варианта с фасадной теплоизоляцией, является гидроизоляционный штукатурный слой. Этот тип стены по сравнению с вариантом фасадной теплоизоляции имеет ряд достоинств и недостатков. К достоинствам можно отнести сокращение на 20-35% трудоемкости и продолжительности возведения стен, что обусловливает низкую себестоимость строительно-монтажных работ. Недостатком стен в несъемной пенополистирольной опалубке является неблагоприятный тем-пературно-влажностный режим эксплуатации в зимний период, связанный с возможностью значительного дополнительного увлажнения конструкционного слоя (железобетона) при образовании конденсата на границе с внутренним слоем пенополисти-рола, способствующий снижению теплозащиты стены в целом. Данный недостаток может быть устранен оптимизацией геометрии серийного блока.

Представленные выше решения теплоэффективных стен являются многоэлементными конструкциями, что снижает их надежность с учетом вероятности отказов из-за воздействия большого количества факторов, оказывающих влияние на их эксплуатационную надежность и долговечность. Работоспособность и долговечность внутреннего несущего слоя таких стен весьма высока и превосходит эти показатели для моноспойных стен, так как внутренний слой в течение всего срока эксплуатации объекта находится в режиме положительных температур, материал внутреннего слоя не подвергается поверхностному замачиванию и осушению, циклическому замораживанию и оттаиванию в переходные периоды года.

В значительно более тяжелых условиях эксплуатируются наружный (облицовочный) и теплоизолирующий слои теплоэффективных стен. Поэтому указанные многослойные варианты стен могут иметь высокую эксплуатационную надежность в течение нормативного срока службы здания при сочетании нескольких факторов: при условии использования высококачественных материалов (безусадочные долговечные утеплители, обладающие низким водопоглощением, коррозионно-стойкие гибкие связи и металлические подконструкции, материал в облицовке, обладающий высокой морозостойкостью, долговечные пленочные материалы для водоотводящего фартука-флашинга) и при полном и качественном выполнении всех технологических переделов в процессе возведения стены согласно технологическим регламентам. В то же время наружная монослойная стена на основе автоклавных газобетонных блоков в условиях Республики Башкортостан является высокотехнологичным, приемлемым по долговечности и наиболее дешевым техническим решением.

б. Стена на основе ячеистобетонных блоков в климатических условиях Республики Башкортостан показала себя работоспособной в сельских домах на юге республики, возведенных в 1980-х годах, когда на ОАО «Сода» действовало опытное производство автоклавных газобетонных блоков на основе твердых остатков содового производства. Это самый технологичный вариант наружной теплоэффективной стены, и его применение в проектировании и строительстве будет расширяться по мере роста выпуска ячеистых бетонов. Такие крупные регионы, как Самарская, Новосибирская, Свердловская области, Татарстан, имеют собственные производства автоклавного ячеистого бетона на оборудовании фирм «Итонг», «Хебель», «Верхан» мощностью от 120 до 240 тыс. м3/год. Башкортостан сегодня завозит ячеистый бетон из соседних регионов, имеющих производство автоклавного газобетона. Яче-истобетонные блоки со средней плотностью 400-600 кг/м3 обеспечивают в климатических условиях Башкирии толщину наружной стены в 40-60 см.

Автоклавный газобетон в составе наружной стены эксплуатируется в широком диапазоне влажности, в условиях попеременного увлажнения и высушивания. При действии этого фактора в материале возникают неравномерные в объеме деформации набухания-усадки, обусловленные сорбцией-десорбцией, а также напряжения стягивания менисков в капиллярах, что приводит к развитию внутренних напряжений и локальным структурным повреждениям. Влагостойкость материала в данном случае связана с амплитудой цикла и числом циклов попеременного увлажнения и высушивания.

Деструктивные факторы в конструктиве наружных стен из автоклавного газобетона можно свести к следующим группам: накопление влаги за годовой период эксплуатации стены или ее сверхнормативное увлажнение за период с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха; замачивание стены при косом дожде, а также при конденсатообразовании в переходные периоды «зима-весна» и «осень-зима»; карбонизация высокопористого и высокодоступного воздушной среде автоклавного газобетона. Институтом «БашНИИстрой» при участии кафедры «Строительные конструкции» УГНТУ разработан альбом технических решений наружных стен из автоклавных газобетонных блоков, в котором защиту наружной стены от действия вышеназванных негативных факторов предлагается решать следующими способами:

- в виде облицовки в 1 /2 полнотелого керамического кирпича, вибропрессованных бетонных блоков толщиной 90 мм (бессеров-ский блоке 30%-ной пустотностью) - в сочетании с газобетонными блоками у = 400 кг/м3;
- в виде усиленной многослойной гидрозащитной штукатурки (базовый штукатурный слой армирован синтетической сеткой) - в сочетании с газобетонными блоками у = 500 кг/м3;

- в виде умеренной гидрозащитной штукатурки либо гидрофобной пропитки - в сочетании с газобетонными блоками у > 600 кг/м3. Решение стены-заполнения толщиной 400 мм с облицовкой в виде бессеровских блоков показало свою рациональность при возведении ОАО «КПД» и эксплуатации нескольких 16-этажных каркасных домов в микрорайоне Новиковка (рис. 7а).

Гидрозащитная штукатурная система, как показывает практика, должна обладать гидрофобностью, обеспечивающей блокировку поступления влаги при косом дожде, конденсатной влаги, локализующейся на поверхности стены в переходные периоды. Адгезия системы к автоклавному газобетону должна быть на уровне прочности основы газобетона на растяжение, т.е. примерно 1,3 Rbtn (Rbtn - нормативное сопротивление ячеистого бетона на растяжение). Для бетонов со средней плотностью 400-600 кг/м3 это соответствует диапазону характеристик адгезии 1,3-3,0 МПа. Элементы защитной системы должны обладать минимальной усадкой, повышенной растяжимостью и морозостойкостью. Материалы защитной системы должны быть паропроницаемыми, чтобы обеспечить защиту стены от переувлажнения по двум критериям: недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период и ограничения влаги за период с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха Д\Л/ао. Эти условия должны согласовываться с высоким коэффициентом паропроницаемости высокопористого газобетона (р = 0,23-0,17 мг/(м-ч-Па) для ячеистых бетонов со средней плотностью 400-600 кг/м3) и низким сопротивлением паропроницанию стены (для толщины стены 400 мм Rop = 1,74-2,35 м2-ч-Па/мг). Вусло-виях Республики Башкортостан опробована декоративно-защитная система «Баумит». Расчеты показывают, что по критериям вла-гонакопления стены в рабочем диапазоне средних плотностей данные системы соответствуют требованиям СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» (AWau = 6%).

На рис. 7 представлены многоэтажные каркасно-монолитные жилые дома в г. Уфа. Это постройки 2006 г. со стенами, заполненными газобетонными блоками средней плотностью 500 кг/м3 и толщиной 400 мм с фасадной декоративно-защитной системой «Баумит». После четырех лет эксплуатации защитная система не показала каких-либо повреждений, а стена доказала свою полноценность по теплозащите, температурно-влажностному режиму помещений и по состоянию ее внутренней поверхности.

В настоящее время потребности Республики Башкортостан в автоклавном газобетоне при реализации программы возведения жилья 3-3,5 млн м2 в год составляют:
- 500 тыс. м3 блоков в год для коттеджного, среднеэтажного и частного строительства (при условии применения наружных стен на 50% объектов);

- 300 тыс. м3 блоков в год для высотного строительства (при условии применения стены заполнения на основе монолитного каркаса).

Ввод в Башкортостане линии по производству автоклавных ячеистобетонных изделий мощностью 140 тыс. м3 даст возможность частично восполнить потребность строительного комплекса республики в данном теплоэффективном материале.



 
Москва, ул. Софьи Ковалевской 14а
тел./факс:
+7 (495) 229-41-87
germostroy@rambler.ru

Клеевой отдел: +7 (495) 543-26-65
 
Герметики ·  Мастики ·  Клеи ·  Гидрофобизаторы ·  Очистители ·  ЛКМ ·  Наливные покрытия ·  Утеплители ·  Гидроизоляция ·  Огнебиозащита ·  Пены полиуретановые ·  Инструменты ·  Антикоррозийные покрытия ·  Сухие смеси ·  Составы для бетона

Панельное домостроение ·  Монолитное и кирпичное домостроение ·  Деревянное домостроение ·  Производство стеклопакетов, монтаж окон

Наш информационный партнер - стоительный портал www.stroyka.ru Web-mastering © Почерк.Ru, 2006-2024