Резервы повышения эффективности стеновых конструкций
Повышение эффективности строительства предусматривает снижение его себестоимости и повышение качества. Однако при разработке проектов, где решаются проблемы более полного удовлетворения потребностей проживающих или работающих, повышения архитектурной выразительности и долговечности, снижения себестоимости, как полагают многие проектанты, осуществить невозможно, поскольку привлекаются новые более дорогостоящие материалы и оборудование, а нестандартные архитектурные решения более трудоемки.
Снижение себестоимости строительства может сказаться на росте эксплуатационных затрат по отоплению, ремонту и т.п. Соответственно, напрашивается идея дифференциации строящегося жилья по социальным группам населения.
Тем не менее, конкурентоспособность белорусских строителей связывается в немалой степени со снижением себестоимости строительного производства.
В 60-е годы важным шагом в этом направлении стала индустриализация строительного производства, позволившая в сравнительно короткие сроки возводить жилье, промышленные и сельскохозяйственные здания и сооружения. Внедрение современного технологического оборудования на заводах ЖБИ позволяет снизить отрицательное влияние человеческого фактора на качество строительных работ.
Надо отметить, что при этом требовалось отслеживать и устранять препятствия, которые несло в себе полносборное строительство, для улучшения качества жилья, долговечности построек, обеспечения гибкости планировочных структур и т.п.
Например, чрезмерная детализация сборных строительных конструкций и деталей для каждого отдельного проекта препятствует взаимозаменяемости с другими проектами. Разумеется, это серьезный барьер на пути снижения стоимости проектов. Не будет преувеличением сказать, что углубление унификации архитектурно-строительных систем обеспечивает перспективы полносборного строительства в будущем.
И еще. При полносборном строительстве образуется большая длина стыков, которые заполняются герметизирующими и теплоизолирующими материалами. Со временем они приходят в негодность. Из-за этого, по некоторым оценкам, уже через 30 лет теплосопротивление ограждающих конструкций может снизиться на 50%.
Также в определенной степени вызывают озабоченность сварные соединения, поскольку при недостаточной защите от коррозии они могут быть частично или полностью разрушены.
В этой связи не стало неожиданностью появление сборно-монолитных систем. Каждая из них направлена на улучшение технико-экономических показателей проектов строительства.
Соответственно, они тесным образом связаны с местной материально-технической базой стройиндустрии. Отсюда в каждом регионе, как правило, применяются свои сборно-монолитные системы, порой значительно отличающиеся по основным характеристикам. Например:
1. Сборно-монолитная каркасная система с плоскими плитами перекрытий, в которых колонны и перекрытия возводят из монолитного железобетона, а наружные стены — из различных материалов (панели, блоки, кирпич и др.);
2. Сборно-монолитная бескаркасная (стеновая) система, в которой внутренние стены и перекрытия выполняют в монолите, а наружные стены — из панелей, кирпича с утеплителем и др.
Необходимо отметить, что часто в сборно-монолитных системах в качестве наружных ограждающих конструкций упоминаются панели. И это не случайно, например, трехслойные стеновые панели хорошо прижились в современном строительстве. Имеется богатый опыт использования панельных систем при строительстве жилых и гражданских зданий высотой до 25 этажей. Пространственная жесткость с их применением обеспечивается совместной работой стен и перекрытий, соединяемых между собой с помощью сварки закладных деталей или замоноличивания выпусков арматуры. В панелях последнего поколения для наружного и внутреннего слоев используется обычный тяжелый бетон или легкий конструктивный, армированный сетками или каркасами. Поперечные связи осуществляются с помощью дискретно расположенных бетонных шпонок. Внутренний слой панели заполняется эффективным утеплителем.
В зарубежной практике вместо панелей часто эффективно используются строительные камни, керамические или силикатные, с пустотами, заполняемые эффективным утеплителем.
Применяются также трехслойные стеновые блоки пазогребневой конструкции, состоящие из внутреннего и наружного слоев, представленных пустотелыми кирпичами толщиной 150 и 170 мм, и между ними — слой эффективного утеплителя. Широкое применение имеют керамические камни многопустотные размером 370х250х190 мм. Указанные штучные стеновые материалы обеспечивают ограждающей конструкции сравнительно высокое теплосопротивление (от 3,4 до 3,8 м2К/Вт).
Наряду с этим в ряде стран Европы, например, в Англии, нашли применение мелкие блоки из ячеистого бетона. Надо отметить, в этой стране умеют использовать все имеющиеся ресурсы. Обычная солома (после соответствующей обработки) используется как кровельный материал, и вовсе не из-за бедности. Разумеется, в этих случаях проекты построек учитывают различные скорости накопления повреждений в строительных конструкциях и обеспечивают возможность замены без высокой трудоемкости пришедших в негодность стройматериалов, не разрушая остальных.
Как известно, белорусское строительство еще только начинает развиваться в области экономии топливно-энергетических ресурсов и материалоемкости при строительстве и эксплуатации жилья, если сравнивать его технико-экономические показатели с развитыми странами. Этому обстоятельству есть вполне объяснимые причины. Как известно, проведение единой технической политики на большом пространстве СССР имело позитивные и негативные стороны.
Позитивность состояла в том, что унификация в производстве стройматериалов и конструкций в проектном деле способствовала устранению отставания в техническом обеспечении и производительности труда, технике безопасности, пожарной безопасности и т.п.
Негативным можно назвать сковывание инициативы в оперативном использовании научно-технического прогресса и передового опыта развитых стран, поскольку для внедрения тех или иных новшеств требовалось немало времени для всякого рода согласований.
В качестве примера можно привести запаздывание с применением систем утепления строящихся зданий и сооружений с целью экономии топливно-энергетических ресурсов. Согласно СНиП, увеличение теплосопротивления ограждений зданий возможно было только при технико-экономическом обосновании, основывающемся на ценах применяемого топлива.
В это же время в западных странах активно велись работы по утеплению жилья, и государственные органы всячески поощряли эту деятельность.
У нас до 01.01.1994 года теплосопротивление ограждающих конструкций отапливаемых помещений находилось в пределах 1,0 м2К/Вт. Это вызывало необходимость строить кирпичные здания с толщиной стен 0,51 м. С этим мирились долгое время и наращивали из года в год производственные мощности строительного кирпича, бетонных и железобетонных изделий и конструкций. Как известно, минимальный уровень повышения нормативов теплосопротивления предусматривал:
— для наружных стен из штучных материалов рост в 2 раза;
— для крупнопанельных, каркасно-панельных и объемно-блочных зданий — в 2,5 раза.
Однако, чтобы выполнить указанные нормы с использованием выпускаемых у нас стройматериалов, потребовалось бы возводить стены из железобетона толщиной 3,4 м, из керамзитобетона — 1,3 м, из кирпича глиняного обыкновенного — 1,0 м (эффективного — 0,8 м), кирпича силикатного цельного — 2,2 м (утолщенного с пустотами — 1,5 м).
Разумеется, чтобы решать поставленные задачи по повышению теплосопротивления ограждений, требовались новые строительные материалы и технологии. В России (г.Москва) нашли применение трехслойные стеновые блоки размером 200х300х500 мм. Блоки состоят из наружных и внутренних легкобетонных оболочек с эффективным пенополистирольным утеплителем. С внешней стороны блоки облицовываются или на них наносится защитно-декоративное покрытие, в результате чего не требуется дополнительной отделки после монтажа. По мнению разработчиков, теплопроводность стены жилого дома или другого объекта из блоков толщиной 300 мм эквивалентна ограждению из эффективного кирпича толщиной 1,78 мм, или из обыкновенного — 2,5 м.
После принятия в РБ минимальных нормативов теплосопротивления наружных стен на уровне 2,0-2,5 и рекомендуемого 3,5-5,0 м2К/Вт эффективность капвложений в производство теплоизоляционных строительных материалов значительно возросла.
В России, где наблюдается аналогичная ситуация, специалисты подсчитали, что отдача капвложений в тепловую изоляцию жилого фонда в 4–5 раз выше, чем в разработку новых месторождений топливно-энергетических ресурсов. Естественно, в странах, где нет месторождений газа и нефти, эта проблема не менее актуальна.
При наличии качественных теплоизоляционных материалов (низкая теплопроводность, минимальное водопоглощение, долговечность, огнестойкость и т.п.) становится возможным в больших объемах производить работы по утеплению отапливаемых помещений снаружи под штукатурку.
Фирмы-подрядчики утверждают, что при качественном выполнении работ и нормальных условиях эксплуатации можно обойтись без ремонта в течение 40 лет.
Однако при решении архитектурных задач наряду со штукатуркой требуется использование выразительных возможностей многих других строительных материалов, среди них: керамика, бетон, стекло, металл, природный облицовочный камень и др. Поэтому вполне уместно функционирование других конструкций наружных стен с требуемым теплосопротивлением.
В этой связи необходимо отметить, что применение традиционных материалов и технологий возведения стен не позволяет решать поставленные задачи. В особенности когда речь идет о снижении массы наружных стен. Например, одна из ранее перспективных по теплозащите кирпичных стен — колодцевая кладка по системе А.С.Власова — при толщине 0,77 м способна обеспечить приведенное теплосопротивление в пределах 2,8 м2К/Вт с применением утеплителя с теплопроводностью 0,04 Вт/м.К при том, что сейчас речь идет о теплосопротивлении 2,5–5.
Не секрет, что для обеспечения требуемой теплозащиты необходимо использовать преимущественно теплоизоляционные материалы в сочетании с прочными материалами, обеспечивающими надежность и долговечность конструкции. В большей степени этому условию соответствуют слоистые стены, если удачно решен вопрос о связи слоев между собой.
В зимний период связевые элементы (если их теплопроводность значительно выше, чем у стеновых материалов, — мостики холода) становятся источником появления влаги при конденсации паров, скапливающихся вокруг них. Естественно, нужно сначала ограничить возможность движения влаги по связующему элементу и, во-вторых, обеспечить сток этой влаги (устроить дренаж). Обычно стремятся избежать мостиков холода, поскольку в течение зимы материал мостиков холода находится в агрессивной среде, что заметно ограничивает срок его эксплуатации. Использование пластмасс может в ряде случаев решить проблему, если они имеют высокую прочность и долговечность.
На рис. 1 приведено аксонометрическое изображение связевого элемента из пластмассы (пластмассовой оболочки), на рис. 2 и рис. 3 — слоистые стены (фрагменты слоистых стен), прямоугольная проекция, фронтальный разрез с применением связевого элемента, изображенного на рис. 1.
Эффективность приведенного связевого элемента состоит в том, что с его применением упрощается задача использования высокоэффективных крупноразмерных облицовочных материалов, например, керамических плит размером 1,24х1,6 м, толщиной 8 мм или плит из фиброцемента размером 3,0х1,19 м, толщиной 6 мм с образованием вентилируемой воздушной прослойки или без нее.
Наряду с этим имеется возможность крепления рекламных щитов.
Подготовил Николай МЕЛЬНИКОВ
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 39 за 2002 год в рубрике стены
