Теплозащита зданий. Рекомендации к проектированию

Абдувасиков А.Х. ,Абдувасикова М. Х — ТАСИ

В условиях рыночной экономики потребитель энергии отопления давно чувствует весомое отрицательное влияние на его бюджет обеспечения теплового уюта в помещениях. Одной из причин тому является ускоренные потери тепла через наружные ограждающие конструкции, имеющие низкую способность сопротивления теплопередаче. Конечно, есть выход из такого положения, он может минимизировать расходы за счет разового денежного вложения на строительство (реконструкцию, ремонт) с учетом применения современных энергоэффективных решений теплозащиты здания.

Теплозащита здания достигается путем увеличения сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций. Эти конструкции — наружные стены, подвальное перекрытие, пол по грунту, чердачное перекрытие или покрытие здания без чердачных крыш.

Имеется ли варианты конструктивного решения по обеспечению высокого уровня теплозащиты здания без дополнительных капитальных затрат?

Мы утверждаем, что варианты есть. Об одном из них расскажем в данной статье.

Сегодня в строительную отрасль внедряются новые для республики изделия из полистиролбетона. Полистиролбетон удивительный, в прямом смысле слова, строительный материал. Достаточно нажать клавишу поиска в интернете со словом «полистиролбетон», и вы увидите описания всех преимуществ и недостатков данного искусственного камня. По сопротивлению теплопередаче, гидро-звуко-пароизолирующим свойствам полистиролбетон имеет значительно высокие уровни относительно других легких бетонов при равных физико-механических характеристиках. Плотность колеблется в пределах D150-D600, марка полистиролбетона для теплоизоляции М2-М3.5, класс полистиролбетона для теплоизолирующих изделий В0.35-В0.75, для не несущих конструкций В1-В1.5, для несущих конструкций при плотности не менее D600 -В2-В2.5. Согласно КМК 2.01.04-97* «Строительная теплотехника» коэффициент теплопроводности в сухом состоянии λо Вт/(м · °С) в зависимости от плотности в пределах 0.055-0.145. Например, у кирпичной кладки 0.56. Значения полистиролбетона показывают его высокую способность сопротивления теплопередаче.

Естественно, не проектируют по характеристикам интернета. Тестовые изготовления ряда изделий из полистиролбетона с последующим испытанием показали истинность перечисленных характеристик, в том числе перечисленных по информациям сайтов интернета.

Давайте проанализируем комплексное применение изделий из полистиролбетона для ограждающих конструкций каркасного здания: -в виде кладки блоков взамен вертикальных ограждений из кирпичной кладки; — в виде легких плит взамен горизонтальных ограждений из железобетонных плит перекрытий; -а так же, в виде плиток для утепления элементов каркаса.

Это существенная замена тяжелого бетона (D2500) и кирпичной кладки (D1800) на легкий бетон (D300 для плиток утепления, D450, В1 для кладки блоков, D600, B1.5-В2.5 для плит перекрытий). Достигается не только высокий уровень теплозащиты здания, но и получаем благоприятное условие для снижения армирования элементов несущего остова, в связи со значительным уменьшением массы здания. Это означает обеспечение энергоэффективности здания практически без дополнительных капитальных затрат.

Проведенные испытания, при тестовых изготовлениях изделий из полистиролбетона, показывают «жизнеспособность» данного подхода. Какие особенности конструирования узлов и деталей каркасного здания с данными легкими строительными изделиями?

Проведены поверочные расчеты условно принятого четырехэтажного каркасного здания на особое сочетание нагрузок для площадки строительства с интенсивностью сейсмического воздействия 8 баллов. Конструктивная компоновка, а также характерные узлы и детали приведены на рис. 1-9.

Блоки полистиролбетонные имеют пазогребневые торцевые поверхности. Цель данного исполнения обеспечение удобства для качественной кладки. Габаритные размеры, без учета выступа гребня, 500х300х200 мм. Класс прочности полистиролбетона на сжатие В1, плотность D450.

При кладке блоков горизонтальный шов (шаг 300 мм по высоте) армируется одной высокопрочной проволокой Ø3Вр1. Гибкое крепление к колонне каркаса осуществляется с шагом 600 мм. Гнутый тонкостенный швеллер креплений (204х100 мм, L=100 мм) пристреливается по середине к колонне дюбелем. При этом, обхват полками двух блоков смежных рядов кладки получается по 50 мм. В плане по середине стены участка между колоннами устанавливается вертикальный сердечник жесткости. Принцип крепления не несущего заполнения каркаса аналогичен креплению стен из кирпичной кладки, но упругие свойства полистиролбетона позволяют осуществить кладку блоков без упругой прокладки в сопряжениях к поверхностям колонн и ригелей, кроме того из-за заниженного веса стены принимаются сечения креплений соответственно меньше.

Кладку следует выполнять с выносом наружной поверхности от элементов каркаса на 60 мм. Это позволяет осуществить утепление наружных поверхностей колонн, ригелей и антисейсмических поясов без образования пилястр. Утепление элементов каркаса осуществляется кладкой полистиролбетонных плиток на цементном клее, с контрольным креплением дюбелями с уширенной головкой по середине двух плиток в горизонтальном шве у колонн, вертикальном шве у ригелей с антисейсмическими поясами.

Штукатурка наружных поверхностей стен осуществляется цементным раствором толщиной 10 мм. Это достигается опять таки из-за ровной поверхности кладки. Для штукатурки по сетке с тонкими проволоками можно оставлять выпуски мягкой перевязочной проволоки из кладки стен. Проволока предусматривается с перевязкой к арматуре шва при выполнении кладки.

Внутренняя поверхность стен так же может оштукатуриваться, или допускается предусмотреть гипсокартонную отделку по направляющим. Последняя позволяет скрыть трубопроводы отопления.

Изготовлен опытный образец сборной плиты с применением полистиролбетона. Она называется профилированная полистиролбетонная плита — ППБП. Можно назвать полистиролбетонная плита с наружным армированием. В качестве наружного армирования принят несъемный профилированный стальной настил сечением не менее Н57х750х0.7 по ТУ РСТ Уз 24045-94. Бетонная часть элемента армирована конструктивно. Его испытание показывает прогиб без видимых трещин: при нагрузке более 400 кг/м² всего 14 мм, при допуске 30 мм, при этом, класс бетона В1.5 и плотность В600, толщина плиты 200 мм. Но, установка плит осуществляются со швом друг от друга шириной 100 мм, куда заливается тяжелый бетон после установки арматурного каркаса. Данный метод не только исключает зыбкость перекрытия, но и повышает надежность горизонтального диска перекрытия при особых условиях работы каркаса. Несложная технология образования плит перекрытий, сохранение связевых плит из тяжелого железобетона между колоннами в монолитном варианте (заливка бетона осуществляется, используя в качестве опоры установленные сборные плиты) дают возможность ускоренного монтажа каркаса здания.

Использование данной методики применения для строительства одноэтажных индивидуальных жилых домов решило бы не только требования энергоэффективности, но и ускорение срока строительства.

https://nortec.uz/wp-content/uploads/2022/04/teplozashita-zdaniy-rekomendatsii.jpg

Рис.1 Полистиролбетонные плитки (ППБ)

https://nortec.uz/wp-content/uploads/2022/04/teplozashita-zdaniy-rekomendatsii-2.jpg

Рис.2 Полистиролбетонные блоки (БПБ)

https://nortec.uz/wp-content/uploads/2022/04/izdeliya-iz-polistirolbetona-2.jpg

Рис.3 Профилированные полистиролбетонные плиты (ППБП)

https://nortec.uz/wp-content/uploads/2022/04/izdeliya-iz-polistirolbetona-3.jpg

Рис.4 Испытание плиты ППБП (g=400 кг/м² )

https://nortec.uz/wp-content/uploads/2022/04/teplozashita-zdaniy-rekomendatsii-5.jpg

Рис.5 Каркасное здание с ограждающими и теплоизолирующими изделиями из полистиролбетона

https://nortec.uz/wp-content/uploads/2022/04/teplozashita-zdaniy-rekomendatsii-6.jpg

Рис.6 Фрагмент с проемами

https://nortec.uz/wp-content/uploads/2022/04/teplozashita-zdaniy-rekomendatsii-7.jpg

Рис.7 Фрагмент установки деталей

https://nortec.uz/wp-content/uploads/2022/04/teplozashita-zdaniy-rekomendatsii-8.jpg

Рис.8 Фрагмент перекрытия

https://nortec.uz/wp-content/uploads/2022/04/teplozashita-zdaniy-rekomendatsii-9.jpg

Рис.9 Фрагмент установки плит