архитектура и строительство

Стеновые материалы

Стеновые материалы|Проектирование строительных конструкций с предпочитаемыми теплоизоляционными характеристиками стеновых материалов является одним из наиболее трудных и ответственных вопросов, стоящих перед проектантом. Причиной ТОМУ является тот факт, что между механическими характеристиками (нес, прочность, несущая способность, размеры) и теплоизоляционными характеристиками существует непосредственная связь. При том, предпочтение отдается, по соображениям безопасности эксплуатации зданий и сооружений, механическим свойствам стеновых и других конструкционных элементов. Поэтому теплоизоляционные характеристики конструкции могут оказаться недостаточными с точки зрения условий эксплуатации объекта. Выбор между стеновыми материалами лежит, таким образом, в пределах, определенных тождественностью их механических характеристик.

Весьма любопытные данные приводит канд. тех. наук Ю.Г. Граник (ЦНИИЭП жилища) в журнале "Энергосбережение", N 2,. 2001г. После принятия новой редакции СНиП 11-3-79 "Строительная теплотехника", ЦНИИЭП жилища разработал технические решения наружных стен из крупных панелей, кирпича, мелких и крупных блоков и ячеистого бетона. Новыми нормами предусмотрено резкое возрастание требуемого приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, например, для стен жилых зданий на первом этапе (до 2000 г.) этот показатель увеличивается примерно вдвое, а на втором в 3,3-3,4 раза. Это вынуждает радикально менять подход к выбору материалов и конструкции наружных ограждений.

В результате проведенных расчетов и проектных проработок специалисты института пришли к следующим выводам. Не удовлетворяют теплотехническим и экономическим критериям наружные стены сплошной (однородной) конструкции, в том числе легкобетонные, кирпичные, деревянные и ячеисто-бетонные. Последние, как показывает мировой опыт, могут оказаться экономически целесообразными, если будут внесены поправки в Приложение 3 упомянутых СНиП в части проведения расчетной теплопроводности в соответствии с фактически наблюдаемой в эксплуатируемых на протяжении многих лет конструкциях. По данным ЦНИИЭП жилища, ЦИИЖБ и ряда других организаций, фактическая эксплуатационная влажность ячеистых бетонов значительно ниже установленных СНиП. Это значит, что расчетную теплопроводность ячеистых бетонов следует назначать на существенно более низком уровне. В этом случае толщина наружных ячеисто-бетонных стен может составлять для центральных регионов России приемлемую толщину I см при плотности бетонного блока а 600 кг/м3.

В группе панельных конструкций новым теплотехническим требованиям, по расчетным данным, соответствуют только трехслойные панели с гибкими связями или в отдельных случаях с железобетонными шпонками. На первом этапе в более теплых регионах могут при соответствующем обосновании, применяться трехслойные панели с легкобетонными ребрами. При этом, как правило, толщина панели должна составлять 400-450 мм. Трехслойные панели с гибкими связями толщиной 450 мм имеют приведенное сопротивление теплопередаче в случае использования тяжелого бетона до 4,0 (м^2К)/Вт. Примером трехслойных панелей нового типа (с гибкими связями) могут служить стеновые панели (рис. 1), производимые ОАО "Спецстройбетон - ЖБИ N17" (г. Москва).

Существенно должна изменится конструкция наружных стен из кирпича. По данным ЦНИИЭП жилища, колодцевая кладка кирпичных стен толщиной 770 мм при использовании утеплителя с коэффициентом теплопроводности (
0,04 Вт/(мК) обеспечивает приведенное термическое сопротивление теплопередаче не более 2,85 (M"K)/BT, т.е. удовлетворяет для большинства регионов только требованиям 1 этапа. При этом толщина внутреннего несущего кирпичного слоя составляет 380 мм.

Для II этапа внедрения, такая стена пригодна для использования только в южных регионах страны. Аналогичная слоистая кирпичная стена с гибкими связями обеспечивает теплозащиту, равную 5,05 (мЧ^/Вт, что достаточно практически для всех регионов России. Однако, несущие слоистые кирпичные стены могут применяться только в домах, высотой не более 4 - 5 этажей. Поэтому, в многоэтажных домах необходимо применять трехслойные кирпичные стены с поэтажными навесными фасадными слоями, либо целиком навесные наружные стены. В высотном жилищном строительстве такое решение применяет, например, ОАО "Жилищная Инициатива "Раменье" (г. Раменское Московской области). В этом случае наружные стены в домах серии В-2000 имеют сложную слоистую структуру. Основой наружной стены является железобетонная панель толщиной 160 мм, жестко связанная с несущей конструкцией, что увеличивает прочность дома в целом. Полимерная теплоизоляция исключает промерзание панели, а кирпичная кладка образует финишный, декоративный слой.

Решение вопроса изменения теплотехнических характеристик оболочки зданий (ограждающих конструкций) в случае ново возводимых домов, имеет значительно большую степень свободы, чем в случае санации существующего жилого и нежилого фонда. По имеющимся данным, коэффициент замещения существующего жилого фонда новым строительством составлял, например, в странах объединенной Европы в девяностых годах не более 1 %.

Проблему утепления стен существующих зданий, как части программы санации, технически можно решать путем их утепления либо с наружной, либо с внутренней стороны.

На основе накопленного в этой области опыта можно сказать, что устройство дополнительной теплоизоляции снаружи здания выполняет следующие функции:

- защищает стену от переменного замерзания и оттаивания и других атмосферных воздействий;

- выравнивает температурные колебания основного массива стены, благодаря чему исключается появление в нем трещин вследствие неравномерных температурных деформаций, что особенно актуально для наружных стен из крупных панелей;

- благоприятствует увеличению долговечности несущей части наружной стены;

- сдвигает точку росы во внешний теплоизоляционный слой, благодаря чему исключается появление сырости на внутренней части стены;

- создает благоприятный режим работы стены по условиям ее паропроницаемости, исключающей необходимость устройства специальной пароизоляции, в том числе на оконных откосах, что требуется в случае внутренней теплоизоляции;

- формирует более благоприятный микроклимат помещения;

- позволяет в ряде случаев улучшить оформление фасадов реконструируемых или ремонтируемых зданий;

- не уменьшает площадь помещений;

- обеспечивает возможность утепления зданий без создания дискомфортных условий проживания или выселения жильцов.

Дополнительным преимуществом наружной теплоизоляции является возрастание теплоаккумулирующей способности массивной части стены. Например, при наружной теплоизоляции кирпичных стен они, при отключении источника тепла, остывают в б раз медленнее, чем стены с внутренней теплоизоляцией при одной и той же толщине слоя утеплителя. Из вышесказанного вытекает, что в первую очередь следует применять наружную теплоизоляцию стен зданий. За недостаток этого способа утепления можно считать необходимость устройства лесов снаружи здания и зависимость от погодных условий.

Этого недостатка лишен способ утепления наружных стен изнутри здания. Кроме того, внутренняя теплоизоляция более выгодна для уменьшения теплопотерь в углах здания.Однако, выполненные в ЦНИИЭП жилища расчетно-аналитические и проектные разработки показали, что в общем балансе теплопотерь значительно более эффективной оказывается наружная теплоизоляция и в первую очередь из-за существенного превышения суммарной длины теплопроводных включений примыкании внутренних стен и перекрытий по фасадам здания над длиной теплопроводных включений в его углах.

Если при наружной теплоизоляции потери через теплопроводные включения снижаются при утолщении слоя утеплителя и в ряде случаев его значениями можно пренебречь, то при внутренней теплоизоляции негативное влияние этих включений возрастает с увеличением толщины слоя утеплителя. В случае устройства теплоужи толщина слоя утеплителя может быть на 25-35 % меньше, чем для случая внутренней теплоизоляции. Поэтому внутреннюю теплоизоляцию целесообразно применять только при невозможности выполнения наружной теплоизоляции, при обязательном расчете и проверке годового баланса влагонакопления в конструкции.

Указанные соображения легли в основу технических проектов утепления стен существующих зданий, выполненных ЦНИИЭП жилища. В частности, разработаны системы утепления с оштукатури-ванием фасадов; системы утепления с защитно-декоративным экраном; системы утепления с облицовкой кирпичом или другими мелкоштучными материалами. При этом, переход на новые теплотехнические нормативы не сопряжен также, по мнению экспертов института, со значительным удорожанием стен строящихся зданий. На II этапе внедрения имеет место небольшое удорожание наружных стен на 0,5-1,5 %. Зато экономия тепла составляет 30-35 %. Применение новых термически эффективных окон и балконных дверей вызывает более существенное удорожание, примерно на 16 у.е./м2 общей площади.

Стоимость утепления наружных стен существующих зданий в значительной степени зависит от принятого конструктивного варианта. Наиболее дешевым является вариант утепления с оштукатуриванием фасадных поверхностей (19 у.е./м2 общей площади), при облицовке же кирпичом стоимость работ по утеплению возрастает на 30 %, а в случае применения декоративных экранов ("вентилируемый фасад") стоимость возрастает в 1,8-2 раза (в зависимости от стоимости используемых экранов). Расчеты показывают, что за счет экономии тепла увеличение единовременных затрат во вновь строящихся зданиях окупается в течение 7-8 лет, а в существующих домах - в течение 12-15 лет. Следует подчеркнуть, что все это расчетные данные. Если же исходить из реальных предпосылок, то предполагаемая экономия энергии, необходимой для отопления домов, не является достаточным аргументом для обоснования необходимости санации жилого и нежилого фонда в части его теплотехнических характеристик.

В институте подготовлено несколько основных вариантов технологии утепления зданий. В качестве исходного тезиса принято, что независимо от основного материала стен их конструкция должна быть слоистой с использованием эффективного утеплителя для теплозащиты. Расчеты и практика проектирования показали, что эффективным может считаться утеплитель, теплопроводность которого не превышает 0,09 Вт/(мК). Очевидно, что выбор эффективных утеплителей для ограждающих конструкций существенно зависит от вида строительства.

Системы утепления с оштукатуриванием фасадов предусматривают клеевое или механическое закрепление утеплителя с помощью анкеров, дюбелей и каркасов к существующей стене с последующим покрытием его защитными слоями. Помимо общего требования к надежному закреплению слоев к существующей стене, в данной системе утепления обязательным по условиям годового баланса влагонакопления является требование к паропроницаемости накрывочных штукатурных слоев. В зависимости от толщины фасадных штукатурных слоев применяют две разновидности устройства системы: с жесткими и гибкими (подвижными или шарнирными) крепежными элементами (кронштейнами, анкерами), с помощью которых закрепляют плиты утеплителя к существующей стене. Первую используют при малых толщинах штукатурных слоев (8-12 мм). В этом случае температурно-влажностные деформации тонких слоев штукатурки не вызывают ее растрескивания, а нагрузка от веса может восприниматься жесткими крепежными элементами, работающими на поперечный изгиб и растяжение от ветрового отсоса.

При значительных толщинах штукатурных слоев в 20-30 мм применяют гибкие крепежные элементы, которые не препятствуют температурно-влажностным деформациям штукатурных слоев и воспринимают только растягивающие напряжения, обеспечивая передачу нагрузок от веса штукатурных слоев через плиты утеплителя на существующую стену здания. Система утепления с жесткими крепежными элементами предусматривает устройство клеящего слоя толщиной 2-5 мм, а при неровном основании 5-10 мм, с помощью которого производят выравнивание основания и наклеивание (в частности, монтажное) плит утеплителя. После их механического закрепления крепежными элементами на них наносят базовый слой штукатурки толщиной 3-5 мм, в который монтируют армирующую полимерную сетку или стеклосетку из щелочестойкого стекла.

На базовый слой, для его лучшего сцепления с отделочным слоем, согласования цвета слоев и повышения водонепроницаемости штукатурки, наносят промежуточный грунтовочный слой специального состава толщиной 2-4 мм. Отделочный слой представляет собой объемно окрашенные штукатурные массы с зернами различной крупности. В зависимости от этого толщина отделочного слоя может составлять 3-5 мм. Общая толщина штукатурных слоев, как правило, не превышает 12 мм. В этой системе необходимо по соображениям пожарной безопасности применять утеплители из негорючих материалов, например, минераловатных плит.

Система утепления с гибкими крепежными элементами включает теплоизоляционный слой из плит утеплителя необходимой толщины, закрепляемых насухо к утепляемой стене путем накалыва-ния их на гибкие кронштейны, а также фиксации с помощью армирующей металлической сетки и шпилек с последующим покрытием двумя или тремя слоями штукатурки. В качестве утеплителя могут использоваться такие материалы, как пенополистирол, пеноизол и т.п., поскольку толщина защитно-декоративных слоев штукатурки, равная 25-30 мм, как правило, достаточна для обеспечения необходимой пожарной безопасности. Наиболее распространено применение в этой системе в качестве утеплителя полужестких минераловатных плит на синтетическом связующем. Плиты утеплителя устанавливают с соблюдением правил перевязки швов: смещение швов по горизонтали, зубчатая перевязка в углах здания, обрамление оконных проемов плитами с вырезами "по месту" и т.п.

Системы утепления с защитно-декоративным экраном вследствие, как правило, его недостаточной паропроницаемости, выполняют с воздушным вентилируемым зазором между утеплителем и экраном. По этой причине такая система утепления называется "вентилируемый фасад". В этих системах за счет вентиляции обеспечивается снижение влажности утеплителя и существующей стены, что способствует повышению общего термического сопротивления стены и улучшению температурно-влажностного режима помещения, а также повышению воздухообмена через наружную стену. Защитный экран не только предохраняет утеплитель от механических повреждений, атмосферных осадков, а также ветровой и радиационной эрозии, но и позволяет придать фасадам разнообразную выразительность за счет использования различных типов конструкций, форм, фактур и цветов отделки облицовочных элементов. При этом появляется возможность легко ремонтировать и обновлять "одежду" фасадов.

Для изготовления экранов применяют металл (сталь или алюминий), асбестоцемент, стеклофибробетон, пластмассы и другие материалы. В качестве экранов используют также крупноразмерные панели, состоящие, например, из внешней декоративной алюминиевой оболочки, заполненной пенополиуретаном. Толщина панелей 25 и 50 мм при ширине 500 мм и высоте до 18 м. Использование экранов из различного рода листов плиточных и линейных элементов позволяет круглогодично выполнять работы по утеплению фасадов и индустриализировать их проведение, что представляется весьма важным, учитывая огромное количество зданий, подлежащих утеплению. При этом обеспечивается повышение качества и долговечности наружной отделки зданий.

Следует также подчеркнуть, что Приложение 3 СниП 11-3-79 требует корректировки приведенных в нем теплотехнических характеристик ряда материалов, а также включения новых утеплителей, появившихся в последнее время в строительной практике. Такая работа Госстроем России в настоящее время ведется.

С 1 января 2000 г. для Москвы минимальное требуемое значение приведенного сопротивления теплопередаче стен жилых зданий составляет R
3,2 м^С/Вт. Это значит, что толщина наружных стен из железобетона должна быть не менее 6 м, из полнотелого глиняного кирпича - не менее 2,4 м, из ячеистого бетона - не менее 1 м. Для Екатеринбурга и Новосибирска минимальные значения R должно быть не ниже 3,6 и 4,0 м^С/Вт соответственно. Приведенные цифры свидетельствуют о том, что ни один из традиционных строительных материалов (железобетон, кирпич, ячеистый бетон) не способен в однослойной ограждающей конструкции обеспечить требуемое значение приведенного сопротивления теплопередаче при разумной толщине ограждающей конструкции.

Требуемое значение R может быть достигнуто например в двухслойной ограждающей конструкции, в которой внутренняя несущая часть выполняется из конструкционного материала, а наружный слой из эффективного утеплителя. Кроме того, такая схема позволяет перейти к максимально облегченным ограждающим конструкциям, в которых толщина несущей части определяется только прочностными характеристиками конструкционного материала. Реализовать такую схему можно с помощью одной из систем наружной теплоизоляции фасадов.

В общим виде, можно выделить два типа отделки фасадов при их реконструкции: "мокрые" ш тукатурные работы и "сухие" методы отделки.

"Мокрые" штукатурные работы подразделяются на работы:

- с одновременным утеплением фасада;

- по специально укрепленной подложке без утепления фасада.

"Сухие" методы отделки:

- отделку комплексными изоляционными панелями без ремонта поверхности старого фасада;

- отделка декоративными элементами с предварительным утеплением

Системы наружной теплоизоляции фасадов "мокрым" методом состоят, как правило, из трех основных слоев:

- теплоизоляционный слой - плиты утеплителя, которые приклеиваются и закрепляются специальными дюбелями к фасадной части стены;

- армированный слой - слой из клеевого состава, армированного щелочестойкой сеткой из стекловолокна.

- Защитно-декоративный слой.

Термическое сопротивление наружных стен

В начале приведем некоторые данные для типичных стеновых конструкции, наиболее часто встречающихся в России (см. таблицу 1)

Недостаточные для удовлетворения требований новой редакции СНиП 11-3-79* "Строительная теплотехника" теплотехнические характеристики большинства традиционно применяемых стеновых материалов, стимулируют поиски новых материалов и технологии их изготовления. Строительная промышленность в России долгое время была ориентирована на индустриальное изготовление ограждающих конструкций, а главным материалом для них служил керамзитобетон. Сегодня из-за ограниченности сырьевых ресурсов, в частности, легко вспучивающихся глин, производство легкого керамзитового гравия крайне ограничено. В крупнопанельном строительстве керамзитобетонные панели нашли широкое применение. Но сегодня они не соответствуют изменениям в СНиП 11-3-79* "Строительная теплотехника", поскольку не обеспечивают нужных теплозащитных свойств возводимых стен. Больше того, в связи с резким повышением цен на энергоносители применение керамзитовых заполнителей для панелей стало нерентабельным.

Тип стены Средняя плотность, кг.куб.м. Расчетная теплопроводность, вт/мК Термическое сопротивление, квмК/Вт Масса 1 кв.м стены, кг

Стена из сликатного полнотелого кирпича 1800 0,87 0,74 1152

Стена из керамического пустотелого кирпича 1600 0,64 0,80 816

Керамзитобетонная стена 1000 0,41 0,85 350

Газобетонная стена 600 0,26 0,92 144

Трехслойная стеновая панель

с минераловатным утеплителем

и железобетонными скорлупами минераловатной

плиты

100

железобетонными

скорлуп

2500 минераловатной

плиты

0,07

железобетонными

скорлуп

2,4 1,61 236

Итак, например, одним из российских институтов (ВНИИст-ром) разработана технология изготовления пористых цементно-песчаных гранул, или, как их официально называют, пенопорита. Он заменяет дорогостоящий керамзит. Плотность нового материала -от 350 до 600 кг/м3, а прочность и водопоглощение такие же, как и у керамзита. Он в 2-3 раза дешевле керамзитового гравия, который служит в качестве заполнителя панелей.

Расход пенообразователя для одного кубометра пеномассы пенопорита составляет около восьмисот граммов. В общем виде, тепловая эффективность штучных стеновых материалов достигается, как правило, путем создания пустот или пористости в их массе. А тепловую эффективность в крупноразмерных железобетонных изделиях можно получить способом введения в состав бетона различных пористых заполнителей с помощью трехслойных панелей, а также путем создания пористой структуры в массе бетона. Мы неоднократно обращали внимание читателей на растущую заинтересованность в мире пористыми бетонными формами. Не повторяя уже сказанного, обратим лишь внимание, что являясь полностью европейским продуктом, эти материалы вызвали огромный интерес в США, традиционно предпочитающей конструкции домов на базе дерева (во всех его формах).

Только группа YTONG произвела в 1998 году на 28-и своих заводах почти 5 миллионов кубических метров пористых бетонных форм. Вторая, известная в этой области фирма - HEBELAG (Германия)- становится все более известной и в России, благодаря деятельности ОАО "Липецкий Завод Индустриального Домостроения" (ОАО "ЛЗИД"), производящему по технологии фирмы HEBEL строительные изделия из газобетона (называемого также пенобетоном). К сожалению, у некоторых людей сохранилось предубеждение о низкой конструктивной прочности пенобетона. В СССР действительно применялись устаревшие технологии, которые не позволяли выпускать пенобетон с высокими характеристиками по прочности. В настоящее время возможно использование пенобетона для строительства несущих стен в домах из нескольких этажей. В случае сомнений можно воспользоваться результатами тестирования в зарубежных лабораториях (подготовка к испытаниям стены из блоков фирмы HEBEL).

Производимый ОАО "ЛЗИД" ячеистый бетон, состоит из кварцевого песка, цемента, извести и воды. В результате запатентованного производственного процесса из данного сырья производятся строительные элементы, например блоки, элементы перекрытий, лестничные ступени, перемычки и т.д.

Газ (водород), который возникает в следствие так называемого процесса вспучивания/расшире-ния (газообразоателем служит алюминиевая пудра), увеличивает в 5 раз объем сырой смеси. Миллионы мельчайших ячеек, который возникают в результате этого процесса, придают бетону характерную ячеистую структуру. Твердение изделий происходит при автоклавной обработке при повышенном давлении (0,8 -1,2 мПа) и температуре 175 - 200?С. Изделия из газобетона обладают низким объемным весом (350 - 600 кг/м3), достаточно высокой прочностью (10 -50 кг/см2) и низким коэффициентом теплопроводности (0,9 - 0,14 Вт/м?С). Таким образом, однослойная стена из пористых бетонных блоков плотностью 400 - 500 кг/м3 при толщине в 40 см имеет величину сопротивления теплопередачи равную 2,7 - 3,5 м^С/Вт.

Технологии строительства из пенобетона становятся постепенно все более популярными среди российских строительных фирм. Например, интенсивную поддержку новым строительным технологиям оказывает известная фирма ЗАО "Альянс Мастеров", где можно получить подробную информацию о технологиях строительства с применением пористых бетонных блоков.

Практика показывает, что в настоящее время эти блоки применяются следующим образом:

1. Строительство из пенобетона с двусторонним оштукатуривани-ем. Вместо штукатурки можно использовать облицовочную плитку. Толщина стены (по нормам) 37 см.

2. Пенобетон (20-25 см) с наружным утеплением (10 см), армированием и оштукатуриванием. Эта технология пока не очень активно применяется в малоэтажном строительстве. В основном она используется при строительстве высотных зданий (например, бетонный каркас с возведением наружных и внутренних стен из пенобетона с последующим наружным утеплением). Как и в первом варианте, вместо штукатурки можно использовать облицовочную плитку. В качестве утеплителя в данном варианте в основном используется жесткая минеральная вата.

3. Пенобетон (20-25 см) с последующим наружным утеплением и облицовкой кирпичом. Эта технология наиболее распространена в настоящее время в нашем малоэтажном строительстве, и основные объемы застройки идут именно по этой технологии. Утеплителем в данном случае выступают как жесткие плиты минеральной ваты, так и пенополистирол, как российских, так и зарубежных производителей.

Упомянутые нами пористые бетонные формы YTONG, HEBEL, THERMALITE, H+H Celoon, а также ряд других принадлежат к числу так называемых автоклавных бетонов. Федеральная целевая программа "Жилище" предусматривает структурные изменения в архитектуре и градостроительстве, в том числе постепенный переход преимущественно на малоэтажное строительство. И тут вряд ли обойтись без новой продукции из ячеистого бетона. Для ее успешного решения потребуется прежде всего значительное снижение затрат на производство строительных материалов. Поэтому, следует обратить внимание на бетонные блоки, для производства которых не требуется автоклавной обработки. Достаточно естественного твердения в течение 2-3 суток. Себестоимость изготовления в 2-3 раза ниже, чем при выпуске традиционных (автоклавных) легкобетонных блоков. А затраты на создание самого производства в 10-15 раз меньше.

Одной из особенно примечательных черт пористых бетонов, является незначительное изменение их теплотехнических свойств, в зависимости от плотности. Итак, для блоков Thermalite при плотности 480 кг/куб, м. коэффициент теплопроводности составляет 0,11 Вт/мК, что сравнимо с некоторыми теплоизоляционными материалами в условиях их эксплуатации. Для плотности 550, 650, 760 и 880 кг/куб, м. соответствующие коэффициенты составляют: 0,14; 0,16; 0,19 Вт/мК. Аналогичные значения характерны для блоков YTONG и HEBEL.

В России разработаны уже отечественные проекты мини-завода по производству изделий для малоэтажного строительства из плотного и ячеистого силикатных бетонов, производимых на одном комплекте оборудования мощностью 15-25 тысяч кубометров в год. Номенклатура продукции включает неармированные блоки для наружных и внутренних стен и перегородок в зданиях. Завод создан в двух модификациях: применительно к автоклавной (15 тысяч кубометров в год) и безавтоклавной (25 тысяч кубометров в год) технологиям. Изделия выпускаются посменно: в первую модификацию идет продукция из плотного, во вторую из ячеистого бетонов. Тепловая обработка проводится в автоклавах размером 2х119 метров или в камерах ямного типа.

Кроме упомянутого выше лицензионного производства ОАО "ЛЗИД", следует вспомнить также о производстве строительных материалов, выпускаемых на оборудовании компании "Бессер" (Besser, США) в Нижнем Новгороде 000 "Корпорация "Гарантия-Строй". Производство включает в себя изготовление методом полусухого вибропрессования стеновых камней, фасадной и тротуарной плитки, элементов мощения и укрепления грунтов, деталей оград и садово-парковой архитектуры. Стеновые блоки БЕССЕР по своим физико-механическим свойствам соответствуют требованиям ГОСТ 6133-84 "Камни бетонные стеновые. Технические условия", но пустоты в них составляют в среднем 47 %. Разработаны также технические условия ТУ 5741-005-02068150-97 "Камни бетонные стеновые".

Технология и оборудование позволяют обеспечить изготовление стеновых материалов с прочностью для пустотелых 50-300 кг/см2, полнотелых 50-600 кг/см2 и морозостойкостью до F300. Приведённое термическое сопротивление кладки стены толщиной 190 мм из пустотелых бетонных камней с учётом швов из цементо-песчанного раствора составляет 0,37 м2?С/Вт. Благодаря большому разнообразию формы и цвета, долговечности, блоки и кирпичи, выпускаемые на оборудовании "Бессер" применимы для строительства различных зданий, облицовки фасадов, отделки интерьеров, устройства малых архитектурных форм и благоустройства территорий. Их применение возможно без оштукатуривания внутренних и фасадных поверхностей, что позволяет максимально отказаться от мокрых процессов на стройке.

Трехслойная конструкция стены из БЕССЕР-блоков, с применением различных утеплителей, позволяет достичь сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, почти вдвое превосходящее требуемые значения указанные в новой редакции СНиП 11-3-79*. При этом, максимальная толщина стены не превышает 480 мм. Опыт применения БЕССЕР-блоков за рубежом и на территории СНГ доказал их экономическую целесообразность. Возведение зданий из БЕССЕР-блоков позволяет резко сократить трудоемкость работ и расход материалов по сравнению со строительством из обычного кирпича, а именно:

- в 2 раза уменьшить затраты на рабочую силу;

- в 4,75 раз уменьшить затраты на подсобную рабочую силу;

- в 3 раза уменьшить потребление энергоносителей на обогрев;

- в 2 раза снизить нагрузку на фундамент;

- не требуются штукатурные работы.

Очередным примером поиска новых технологии сооружения ограждающих конструкции может служить деятельность ЗАО "Афина" (г. Челябинск), которое наладило серийный выпуск кирпича ТЕРМОЛЮКСR, со следующими основными характеристиками (см. таблицу 2)

Обычно, материалы, обладающие хорошими теплоизоляционными свойствами, имеют малую прочность и не являются несущими. Кирпич ТЕРМОЛЮКСR - хороший теплоизоляционный материал, обладающий в то же время прочностью, достаточной для строительства многоэтажных зданий. Такие качества кирпича ТЕРМОЛЮКСR дают возможность строить теплое жилье, используя обычную технологию строительства кирпичных зданий, с толщиной наружных стен 64 см (2,5 кирпича), отвечающее самым современным требованиям по энергосбережению, без проведения дополнительных дорогостоящих мероприятий по утеплению. Дополнительно к своему главному достоинству, кирпич ТЕРМОЛЮКСR имеет и другие немаловажные качества. Верхняя постель кирпича ТЕРМОЛЮКСR является сплошной, что не позволяет раствору проваливаться вовнутрь пустот, благодаря чему сохраняются теплотехнические свойства кирпича и экономится раствор. Из других свойств этого кирпича, следует указать на:

Во-первых, кирпич ТЕРМО-ЛЮКСRсоздан по принципу термоса. Все тело кирпича ТЕРМОЛЮКСR между тычковыми стенками "разрезано" пятью воздушными прослойками. Согласно СНиП П-3-79* термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки толщиной 0,01м составляет 0,13...0,15 (м^/Вт, то есть в кирпиче ТЕРМОЛЮКСR термическое сопротивление возрастает на 0,7 (м^/Вт. Перемычки, которые служат для сохранения прочности, расположены в виде лабиринта и не образуют "мостиков холода". Небольшими "мостиками холода", по 15 мм толщиной, являются только тычковые стенки. Но если рассматривать один слой кладки толщиной 64 см, то видно, что на толщину стены приходится 20 воздушных прослоек, в которых даже тычковые стенки не образуют сплошного "мостика холода", так как кирпичи расположены в шахматном порядке. В замкнутой воздушной полости теплообмен осуществляется путем конвекции. Поскольку перепад температуры в пределах одной полости не превышает 3?С (при разнице температур снаружи и внутри помещения до 60?С), скорость движения воздуха будет невысокой, что обеспечивает максимальное сопротивление теплопередаче при данных параметрах кирпича.

Во-вторых, кирпич ТЕРМОЛЮКСR изготавливается из легкого, пористого и в то же время прочного материала. Плотность материала, из которого изготавливается кирпич ТЕРМОЛЮКСR, составляет 1200-1350 кг/м3, что позволяет при 25-и процентной доли пустот добиться плотности кирпича ТЕРМОЛЮКСR в пределах 900-1100 кг/м3. Прочность материала без пустот составляет 130-170 кг/см2, а прочность готового кирпича ТЕРМОЛЮКСR достигает 100-125 кг/см2.

В-третьих, относительно невысокая плотность кирпича ТЕРМОЛЮКСR, уменьшает нагрузку на фундаменты и нижние этажи, что позволяет увеличить этажность здания или при реконструкции уже существующих зданий наращивать их этажность. Точные размеры позволят уменьшить расход раствора, так как при использовании кирпича с неправильной геометрией каменщик вынужден делать чрезмерно толстые швы, чтобы компенсировать неточности в размерах.

В лаборатории кирпичных, блочных и панельных зданий ЦНИИСК им. Кучеренко были проведены исследования эффективного утолщенного пустотелого кирпича автоклавного твердения с торговой маркой ТЕРМОЛЮКСR. В заключении института говорится, что приведенное сопротивление теплопередаче стен кладки из эффективного утолщенного пустотелого кирпича, с рационально расположенными щелевыми пустотами, выполненной с уширенным вертикальным швом (50 мм), заполненным теплоизоляционным материалом риалом (вермикулит) на теплом растворе, соответствует требованиям теплозащиты СНиП П-3-79* "Строительная теплотехника" второго этапа. Теплопроводность такой кладки составляет 0,19 Вт/м?С.

Сегодня кирпич класть в стены просто так нельзя, поскольку толщина стен согласно новым требованиям должна быть не менее 1 метра 20 сантиметров. Значит, нужно из кирпича делать облицовку, а внутри стен располагать утеплитель, чтобы их толщина не превышала 50 сантиметров. Достичь же повышенных теплотехнических характеристик кирпичных стен можно путем применения новых видов кирпича. Сегодня разработаны также другие технологии изготовления кирпича. Одна из них основывается на полусухом способе прессования сырца. Ценность ее в том, что существенно удешевляется и сокращается технологический цикл. Достоинство такого кирпича в том, что он обладает высокой тепловой инерцией и в сочетании с материалами низкой теплопроводности обеспечивает надежный уровень тепловой защиты здания, в полтора-два раза дешевле силикатного и в три раза - керамического. Впервые разработаны теоретические основы, создана технология получения пенокерамических изделий.

Суть ее в том, что подготовленная пена вводится в состав шликерной массы. После этого производятся формовка, сушка и обжиг изделий. На одном из заводов, работающих по шликерной технологии, уже получена опытная партия пенокерамического кирпича плотностью 500-700 кг/м8. Организация промышленного производства такого кирпича позволит возводить из него многослойные стены, речь о которых шла выше.

Подводя итоги выше сказанному можно выдвинуть следующий тезис: с точки зрения наличия необходимых строительных материалов, в России в настоящее время существуют все предпосылки для строительства и реконструкции жилого и нежилого фонда, значительно превышающего по теплотехническим характеристикам ограждающих конструкций требования СНиПИ-3-79*.

Широкое применение пористых и пустотелых бетонных блоков, в том числе с применением технологии кладки с тонким слоем раствора и без его применения, потребует радикальной перестройки организации строительного процесса, с целью значительного повышения качества (точности) блочной кладки. Сами по себе пористые бетоны уязвимы при непосредственным контакте с водой. Поэтому до нанесения финишной отделки (если она предусмотрена из-за внешнего вида блоков), кладка потребует тщательной герметизации швов и заполнения технологических пустот. Для выполнения комплекса работ, связанных с защитой пористых бетонов от влияния атмосферных факторов, существует достаточно большая группа средств, характеристику которой представим в одном из очередных номеров нашего журнала.

Следует подчеркнуть, что работа по заделке швов в кладке из пористых и пустотелых бетонов, является весьма ответственной. Бетонные камни и силикатный кирпич, после автоклавной обработки, имеют влажность 16-18 %, которая, в зависимости от атмосферных условий и способа хранения, постепенно уменьшается. Поскольку кладку выполняют, как правило, на цементно-песчаном растворе - материале, "родственном" бетонным камням и силикатному кирпичу, то стены из них, практически дополнительно не увлажняясь, продолжают сохранять технологический уровень влажности еще длительное время после окончания строительства (до двух лет).

Керамический же кирпич, наоборот, в процессе укладки в стену приобретает дополнительное увлажнение от кладочного раствора, но тем не менее влажность стены из него значительно ниже, чем из бетонных камней и силикатного кирпича. Очевидно, что от степени насыщения материала влагой зависит его теплопроводность. При этом, сорбционная (технологическая) влага, находящаяся в порах с радиусом 5-10 см, и эксплуатационная влага, заполнившая более крупные поры, при положительных или отрицательных температурах наружного воздуха, оказывают разное влияние на теплозащитные качества наружных ограждающих конструкций. Особенно отрицательное влияние на теплотехнические характеристики наружных стен имеет замерзшая в порах материала вода.

Теплопроводность льда (2,3 Вт/(м?С)) в 4 раза больше теплопроводности воды (0,55 Вт/(м?С)) и в 80 раз - воздуха. Влажностное состояние керамического материала в стене, в основном формирует не его сорбционные свойства, а высокое влажностное состояние цементно-песчаного раствора. Для снижения эксплуатационной влажности керамики необходимо стремиться к снижению расхода цементно-песчаного раствора в кладке. Мы неоднократно обращали внимание наших читателей, на существующие технологии применения тонкослойных растворов и технологии кладки без применения раствора. В этом смысле принципиальное значение имеет правильный подбор клеящих и герметизирующих материалов, и корректное выполнение связанных с их применением работ.

Подводя предварительные итоги, следует подчеркнуть, что уже в проекте здания следует учесть необходимость принятия таких конструкционных решений, которые бы содействовали минимизации поступления влаги и воды в стену, но и обеспечивали постоянную вентиляцию и дренаж стен. Для этого необходимо также предусмотреть систему постоянного автоматического мониторинга ограждающих конструкций, по всем существенным параметрам, определяющим их теплотехнические, прочностные и другие характеристики. При этом, систему мониторинга в обязательном порядке увязывают с системой вентиляции. Действительно умные дома.

В этой статье мы затронули только некоторые вопросы, связанные с теплотехническими характеристиками ограждающих конструкций зданий. К более углубленному обсуждению этих вопросов мы вернемся в последующих выпусках нашего журнала. Там же читатель найдет также новы темы и анализ новых, еще не представленных нами технологии. И, конечно, следить за этим развитием будет на много легче подписавшись на наш журнал. Быть в курсе дел - половина успеха. Вторая половина - деньги, но этого мы Вам гарантировать никак не можем.

Автор: Збигнев Межва

Источник: "Профессиональное строительство", N3/2001



Искать в интернете: Стеновые материалы

Перфораторы: виды, стоимость, полезностьРаньше существовали только отдельно отбойный молоток, и была одна марка...
Модные тенденции в дизайне интерьераСегодня природные отделочные материалы приобретают все большую популярность при оформлении...
Снимая квартиру, проявляем максимальную бдительностьНа сегодняшний день предложений об аренде квартир более чем достаточно....
Клеим жидкие обои и навеки забываем об проблемах со стенамиОбычные бумажные обои давно пережили себя, когда на смену им...
Проект подземной автостоянки. Особенности строительства технических сооружений.Технические здания - это особые сооружения, без которых сложно обходиться,...