Проект Программы развития ООН и Глобального экологического фонда «Повышение энергетической эффективности жилых зданий в Республике Беларусь» ставит своей целью снижение потребления энергии при строительстве и эксплуатации жилых зданий и соответствующее сокращение выбросов парниковых газов. Основное внимание в проекте уделяется разработке и обеспечению эффективного внедрения новых методов проектирования жилых зданий и строительных норм, проектированию и строительству трех демонстрационных многоэтажных жилых зданий массовых серий, решению вопросов, связанных с сертификацией зданий по уровню энергоэффективности. Национальным исполняющим агентством является Департамент по энергоэффективности Госстандарта Республики Беларусь. Основными партерами проекта выступают Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь, ОАО МАПИД, УП «Институт Гродногражданпроект», Могилевский облисполком. Сайт проекта: www.effbuild.by
Л.В. Соколовский
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ
Ячеистый бетон при проектировании энергоэффективных оболочек жилых многоэтажных зданий
СПРАВОЧНОЕ ПОСОБИЕ
Минск, 2014
Программа развития ООН в Республике Беларусь Департамент по энергоэффективности Госстандарта Глобальный экологический фонд
Проектирование энергоэффективных ограждающих конструкций жилых зданий Ячеистый бетон при проектировании энергоэффективных оболочек жилых многоэтажных зданий
Справочное пособие
Минск 2014
Исполнитель эксперт проекта ПРООН/ГЭФ по вопросам нормативных документов и стандартов в строительстве Л. В. Соколовский
Проектирование энергоэффективных ограждающих конструкций жилых зданий. Ячеистый бетон при проектировании энергоэффективных оболочек жилых многоэтажных зданий : справочное пособие / исполн.: Л. В. Соколовский. — Минск : 2014. — 44 с.
При проектировании энергоэффективных жилых многоэтажных зданий особое внимание следует уделять ограждающим конструкциям. Выбор материалов при их конструировании является важным этапом разработки проекта здания. Этап охватывает широкий спектр требований к материалам, их характеристикам, методам применения, недостаткам, а также к их долговечности при дальнейшей эксплуатации здания. В публикации наиболее полно представлена информация о ячеистом бетоне автоклавного твердения — строительном материале, который широко применяется сегодня при строительстве многоэтажных жилых зданий. Цель настоящего пособия — обратить внимание проектировщика на особенности этого материала, его отдельные свойства и работу в составе ограждающей конструкции многоэтажного жилого здания.
© UNDP Belarus, 2014
Содержание
Введение ................................................................................................................................ 5 1 Требования к оболочке здания с почти нулевым потреблением энергии .................................................. 8 2 Основные свойства ячеистого бетона ....................................................... 10 2.1 Теплопроводность ........................................................................................... 10 2.2 Теплоемкость ...................................................................................................... 11 2.3 Влажность ............................................................................................................. 13 2.4 Усадка ячеистого бетона ........................................................................... 14 3 Теплотехнические показатели ограждающих конструкций из ячеистого бетона ................................................................. 19 3.1 Отсутствие норм и рекомендаций ..................................................... 19 3.2 Влияние толщины растворных швов и теплопроводности кладочного раствора на теплопроводность кладки ................................................................. 20 3.3 Влияние процента армирования растворного шва на теплопроводность кладки ...................... 20 4 Ячеистый бетон в каркасных зданиях ........................................................ 22 4.1 Деформируемость каркаса ........................................................................ 22 4.2 Устойчивость поэтажно опертых стен ......................................... 24 4.3 Детали крепления стен и перегородок из ячеистого бетона ..................................................................................... 26 4.4 Применение изделий из ячеистого бетона для тепловой модернизации зданий ................................................... 28 5 Недостатки ячеистого бетона и конструкций из него ..................... 29
3
Список использованной литературы................................................................... 31 П1 Рабочие графики, диаграммы и фото для использования проектировщиком ...................................................... 34 П2 Сравнение воздухопроницаемости для различных стеновых материалов ....................................................... 34 П3 Зависимость термического сопротивления для воздушного зазора.......................................................................................... 35 П4 Определение точки росы .................................................................................... 35 П5 Примеры кладки ......................................................................................................... 36 П6 Примеры конструкций стен с применением блоков из ячеистого бетона [13]................................. 38
4
Введение Сегодня изделиям из ячеистого бетона, обладающим существенными преимуществами перед другими строительными материалами, отводится особая роль в конструктивных системах гражданского и промышленного строительства.
Ячеистый бетон является экологически чистым (рис. 1) неорганическим строительным материалом, он изготавливается из местного и относительно недорогого сырья: песка, извести и цемента. Различными исследованиями определен коэффициент экологичности стен зданий из различных материалов: деревянные строения, рубленые дома
1;
ячеистый бетон автоклавного твердения
2,3;
керамический кирпич
10;
керамзитобетон
20.
0,6
0,54
0,5 0,4
0,36
0,3 0,2
0,22 0,16
0,16
0,1 0,0
ячеистый бетон
силикат
обычный бетон
керамзитобетон
керамика
Рис. 1. Уровень радиационного излучения некоторых материалов
5
В силу своих теплотехнических и прочностных свойств ячеистобетонные изделия являются единственным в Республике Беларусь материалом, из которого возможно в настоящее время получить однослойные ограждающие стены с требуемым термическим сопротивлением.
Учитывая высокие технические характеристики изделий из ячеистого бетона в сравнении с другими строительными материалами аналогичного функционального назначения, ячеистобетонные изделия автоклавного твердения стали наиболее применяемым стеновым материалом.
Однако при использовании изделий из ячеистого бетона необходимо соблюдать определенные правила. Нарушение этих правил ведет к дефектам и повреждениям несущих и ограждающих конструкций зданий, способным дискредитировать безусловно качественный и высокоэффективный материал в глазах общественности. Цель настоящего справочного пособия — показать эти особенности проектировщику для учета при принятии решений.
Ниже приведены понятия, которые исключат различные толкования о том, что такое ячеистый бетон.
Ячеистый бетон — искусственный камень с равномерно распределенными порами. Производными ячеистого бетона являются пенобетон, газобетон. Различие этих материалов определяется технологией их производства. Пенобетон — легкий ячеистый бетон, получаемый в результате твердения раствора, состоящего из цемента, песка, воды и пены. Последняя обеспечивает необходимое содержание воздуха в бетоне и его равномерное распределение во всей массе в виде замкнутых ячеек. Газобетон — ячеистый бетон автоклавного твердения, состоящий из кварцевого песка, цемента, извести, воды и алюминиевой пудры. Эти компоненты смешиваются
6
и поступают в автоклав, где при определенных тепловых условиях происходит их вспенивание (при коррозии алюминиевой пудры с выделением водорода, который и образует поры) и последующее твердение. Основные составляющие этих материалов практически одинаковые. Разница состоит только в используемом вспенивателе и способе твердения. Преимущество газобетона в том, что использование автоклавного управляемого процесса дает возможность получать материал с заранее заданным (необходимым) набором свойств и стабильных качественных характеристик.
7
1.
Требования к оболочке здания с почти нулевым потреблением энергии
Учитывая то, что в Республике Беларусь принято решение о гармонизации нормативной базы в строительстве с европейской директивой 2010/31/ЕС «Энергоэффективность зданий», а также то, что здания с нулевым потреблением энергии являются базой директивы, требования к таким зданиям включены в пособие.
Здание с нулевым потреблением энергии (nearly zero-energy building) — здание с очень высокой энергетической эффективностью. Близкое к нулю или очень низкое количество потребления необходимой энергии в значительной степени должно покрываться энергией, получаемой из возобновляемых источников, в том числе энергией, получаемой из возобновляемых источников на месте или вблизи объекта. Основа для расчета энергетических характеристик здания изложена в приложении 1 к указанной директиве (согласно Директиве 2010/31/ЕС).
Оболочка (envelope) — ограждающие конструкции, части зданий, отделяющие его внутреннее пространство от внешней среды. Ограждающие конструкции включают в себя крышу, стены, двери и окна, а также фундамент (согласно Директиве 2010/31/ЕС).
Показатели дома с почти нулевым потреблением энергии рекомендованы Институтом пассивного дома в г. Дармштадте (Германия). Достижение целей, поставленных Директивой 2010/31/ЕС, без применения этих требований при проектировании жилых зданий невозможно. Для таких зданий повышенные требования в ЕС предъявляются к элементам оболочки здания с почти нулевым потреблением энергии (табл. 1). В отдельных случаях, в зависимости от климатических условий и компоновки зданий, сопротивление теплопередаче наружных стен может варьироваться от 6,5 до 10 м2•°С/Вт.
В конструкциях дома должно быть предусмотрено максимально возможное снижение негативного эффекта от тепловых мостов. Это влияние можно не учитывать, если линейный коэффициент теплопередачи ψ ≤ 0,01 Вт/мК.
8
Герметичность оболочки определяется кратностью воздухообмена при разности давлений 50 Па, которая должна составлять n50 ≤ 0,6 ч-1.
Указанные высокие требования к сопротивлению теплопередаче для наружных стен и экономичные решения можно обеспечить только с применением ячеистобетонных изделий.
В Республике Беларусь при строительстве, реконструкции и модернизации жилых и общественных зданий сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций (R т), за исключением наружных дверей, ворот и ограждающих конструкций помещений с избытками явной теплоты, следует принимать не менее нормативного сопротивления (R т. норм.), утвержденного ТКП 45-2.04-43-2006 «Строительная теплотехника. Строительные нормы проектирования» (табл. 2). Таблица 1 — Нормативное сопротивление теплопередаче (Rт.норм.) элементов зданий Элементы здания
R т.норм., м2•°С/Вт
Наружные стены зданий, кровля, пол первого этажа и конструкции фундамента. Теплоизолировать фундамент необходимо и снизу и сверху. Теплоизоляционные материалы должны иметь достаточный уровень прочности при сжатии
6,7
Остекление
1,4
Оконный профиль
1,25
Окна с учетом монтажа в стену
1,2
Наружные входные двери
0,71–1,28
Таблица 2 — Нормативное сопротивление теплопередаче (Rт.норм.)
наружных ограждающих конструкций Элементы здания
Наружные стены зданий Совмещенные покрытия, чердачные перекрытия и перекрытия над проездами
R т.норм., м2•°С/Вт 3,2 6,0
Перекрытия над неотапливаемыми подвалами и техническими подпольями
2,5
Заполнение световых проемов
1,0
9
2.
Основные свойства ячеистого бетона
2.1. Теплопроводность Плотность ячеистого бетона в значительной мере влияет на его прочность и теплопроводность, следовательно, и на теплоизолирую- щие свойства. С увеличением плотности бетона возрастает его теплопроводность.
В ограждающих конструкциях зданий и сооружений в течение года в зависимости от сезона, температурного перепада и влажности наружного воздуха может происходить конденсация водяного пара, что способствует увеличению влажности материалов. Сегодня в теплотехнических расчетах используют расчетные значения коэффициента теплопроводности ячеистого бетона, которые определялись при равновесной эксплуатационной влажности. Значения коэффициентов теплопроводности для строительных материалов, в том числе для ячеистого бетона в сухом состоянии и при эксплуатационной влажности, приведены в ТКП 45-2.04-43-2006 «Строительная теплотехника. Строительные нормы проектирования». Теплопроводность ячеистого бетона в основном зависит от его плотности, влажности, качества макроструктуры и применяемого сырья. На рис. 2 приведена зависимость коэффициента теплопроводности от плотности ячеистого бетона в сухом состоянии.
Теплопроводность, Вт/(м °С)
0,30 0,20 0,10
400 500 600 Плотность, кг/м3
Рис. 2. Зависимость теплопроводности ячеистого бетона от плотности
10
Теплопроводность, Вт/(м °С)
На рис. 3 приведена зависимость теплопроводности ячеистого бетона плотностью 350–400 кг/м3 при температуре +10 °С от его весовой влажности. 0,30 0,20
Д 400
Д 350
0,10
5 10 15 20 25 30 Весовая влажность, %
Рис. 3. Зависимость теплопроводности ячеистого бетона от влажности
При влажности от 5 до 30 % теплопроводность ячеистобетонных блоков может изменяться до 40 %. Соответственно, при проектировании систем отопления зданий с наружными ограждающими конструкциями из ячеистобетонных блоков необходимо учитывать, что в течение первых 2-х лет эксплуатации здания будет происходить повышенный расход энергии, которая необходима для удаления избыточной влаги из ячеистобетонных блоков.
2.2 Теплоемкость Наряду с теплоизоляцией, существенными для микроклимата в помещении являются способность ограждающей конструкции к аккумулированию тепла и характеристика остывания. Наружные стены зданий из ячеистого бетона обладают способностью сведения к минимуму колебания температуры внутри помещения в зависимости от наружной температуры. Тем самым они обеспечивают летом в помещениях комфортный прохладный микроклимат с уравновешенной температурой. Такая превосходная теплозащита с помощью стеновых конструкций из ячеистого бетона подтверждена результатами исследований Фраунхоферовского института строительной физики в Штутгарте.
На рис. 4 и 5 приведены колебания температуры наружной и внутренней поверхности стен в течение суток. На ячеистобетонной стене
11
Ночь
°C
4,0 0
День
Колебание температуры ~ 2 °C
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
4,0 0 8,0 0 12 ,00 16 ,00 20 ,00 24 ,00
4,0 0
День
375 Газобетонная наружная стена
Температура внутренней поверхности
°C
Колебание температуры ~ 7 °C
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
4,0 0 8,0 0 12 ,00 16 ,00 20 ,00 24 ,00
Температура наружной поверхности
толщиной 25 см в течение 24 часов измерялась температура поверхностей. Колебания температуры с наружной стороны, составлявшие до 70 °С, были значительно уменьшены кладкой из ячеистого бетона; в результате на внутренней поверхности наблюдалось повышение температуры только на 2 °С.
Ночь
Рис. 4. Суточные колебания температуры наружной и внутренней поверхностей стены с ячеистобетонной кладкой
Температура поверхности °C
90
Стена из ячеистого бетона d=25 см, окрашенная снаружи в черный цвет
80 70
сдвиг фаз
60
= 7h
50
= наружн. 70 °C
40
внутр. = 2 °C
30 20
внутр.
10 0
наружн.
4 Ночь
8
12 День
16
20
24 Ночь
Время (часы)
Рис. 5. Суточные колебания температуры наружной и внутренней поверхностей стены с ячеистобетонной кладкой, окрашенной снаружи
12
4
2.3 Влажность После изготовления ячеистый бетон содержит в себе влагу. При поставке продукции с завода-изготовителя регламентируется отпускная влажность.
По СТБ 1117-98 «Блоки из ячеистого бетона. Технические условия», отпускная влажность изделий не должна превышать 25 % по массе для бетона на основе песка и 35 % для таковых из золы, тонкомолотой извести и отходов ячеистобетонного производства. При хранении на складе, транспортировке и монтаже конструкций, а также за счет атмосферных осадков влажность ячеистобетонных изделий возрастает. Кроме того, в период эксплуатации зданий она может увеличиться вследствие конденсации влаги.
При проектировании зданий любого назначения необходимо обеспечить высыхание конструкций, предотвращать негативное влияние конденсации влаги. Высыхание должно быть обеспечено за счет применения паропроницаемой отделки или вентилируемой наружной облицовки.
Весовая влажность, %
Ячеистый бетон представляет собой капиллярно-пористую структуру, которая обладает достаточно высокой способностью отдавать влагу в окружающую среду, поэтому за 1–2 года эксплуатации здания (рис. 6) в ограждающих конструкциях достигается эксплуатационная равновесная влажность бетона, то есть 4 % и 5 % по массе для условий эксплуатации А и Б соответственно. 40 30
Облицовка материалом с низкой паропроницаемостью
20 Паропроницаемая отделка
10 0
лето зима лето зима лето зима 1 2 3 Возраст конструкции, лет
Рис. 6. Зависимость весовой влажности от возраста конструкции в первые годы эксплуатации здания
13
Примечание. При необходимости проведения аналитической оценки теплопроводности ячеистого бетона, например, при влажности, отличающейся от равновесной в большую сторону, что часто встречается в первые годы эксплуатации зданий, на данном этапе следует прибегать к интерполяции или экстраполяции нормативных значений, принимая зависимость между теплопроводностью и влажностью линейной.
2.4 Усадка ячеистого бетона В изделиях из автоклавного газобетона во время их эксплуатации возникают деформации не только при воздействии внешних нагрузок, но и вследствие влагообменных процессов между бетоном и окружающей средой (усадка при высыхании), а также воздействия содержащегося в воздухе углекислого газа (карбонизационная усадка).
Автоклавный газобетон имеет весьма сложную структуру и минералогический состав. Изучению этих вопросов посвящено много исследований. Большинство исследователей едины в том, что усадка при высыхании автоклавного газобетона обусловливается действием капиллярных сил и десорбцией воды из межкристаллических слоев при ее испарении в процессе высыхания материала. Поэтому величина усадки главным образом зависит от количества, состава и кристаллической структуры новообразований, а также характеристик микрокапиллярной пористости материала.
В ходе автоклавной обработки газобетона возникают новообразования, основной составляющей которых является искусственный минерал тоберморит. В этом заключается принципиальная разница между автоклавным и неавтоклавным газобетоном. В неавтоклавном при естественных условиях твердения новообразования, в том числе тоберморит, не образуются. Поэтому величина усадки при его высыхании в 10 раз больше таковой автоклавного газобетона, что, как правило, приводит к образованию на нем трещин.
Процесс усадки при высыхании стабилизируется к моменту достижения в стене равновесной средней влажности от 4 до 6 %. При двустороннем высыхании в наружных стенах в зависимости от характеристик паропроницаемости отделочных слоев стабилизация происходит после второго или третьего отопительного периода. Усадка при высыхании автоклавного газобетона прописана в нормативной документации. Так, согласно ГОСТ 31359-2007, она не должна превышать:
14
0,5 мм/м для конструкционных и конструкционно-теплоизоляционных бетонов, изготовленных на кварцевом песке; 0,7 мм/м для конструкционных и конструкционно-теплоизоляционных бетонов, изготовленных на других видах кремнеземистых компонентов.
Вышеуказанные нормативные величины усадки при высыхании приняты в нормативных документах Республики Беларусь.
Отметим, что для неавтоклавного ячеистого бетона, согласно ГОСТ 25485-89, усадка при высыхании не должна превышать 3,0 мм/м.
Примечание. Что касается рекомендуемой величины усадки при высыхании, то в технической литературе Германии изготовителям газобетона предлагается по собственной инициативе ограничить ее при высыхании до 0,25 мм/м.
Совершенно другая ситуация имеет место в случае карбонизационной усадки, которая продолжается в течение нескольких десятилетий. Причинами такой усадки являются собственные напряжения гидросиликатной связки, проявляющиеся при действии углекислого газа, находящегося в воздухе.
Величина карбонизационной усадки может составлять от 0,8 до 2,0 мм/м, что в 3–4 раза больше таковой при высыхании. Однако в нормативной документации величина карбонизационной усадки не нормируется. Это объясняется тем, что практическое значение эта величина имеет только для тех конструкций, которые в течение нескольких десятилетий эксплуатируются без наружной отделки.
Если конструкция имеет наружный отделочный слой, что наблюдается в большинстве случаев, влияние углекислого газа, находящегося в наружном воздухе, на величину карбонизационной усадки несущественно. Варьирование технологических параметров для газобетона на базе кварцевого песка позволяет вместо нормируемой величины 0,5 мм/м (ГОСТ 31359-2007) получить величину усадки в пределах от 0,15 до 0,30 мм/м, то есть в 3–4 раза меньше предельной растяжимости газобетона, составляющей от 0,6 до 0,9 мм/м.
Однако при определенных условиях, например интенсивном высыхании наружного или внутреннего слоя наружной стены, этого может оказаться недостаточно. Это объясняется тем, что при достижении средней величины равновесной влажности стены около 5 %
15
распределение влажности по сечению стены не является равномерным (рис. 7). 35
25
Наружная сторона
Внутренняя сторона
30
20 15 10 5 0
1
2
3
4
5
6
7
8 Номер слоя
Рис. 7. Весовая влажность ( %), распределенная по слоям. Красная линия соответствует измерениям, проведенным в 2005 г., зеленая — в 2006, синяя — в 2007
В наружном и внутреннем слоях стены толщиной 3–4 см влажность может достигать величины 2–3 % или даже меньше. В этом диапазоне величина усадки резко увеличивается. Это вызывает концентрацию напряжений между слоями и, как следствие, образование поверхностных усадочных трещин (рис. 8).
В практике строительства не всегда удается избежать интенсивного высыхания наружного и внутреннего слоя. Некоторые зарубежные фирмы рекомендуют осуществлять наружную и внутреннюю отделку после первого отопительного периода или через один год с момента завершения строительства.
Однако в большинстве случаев строители спешат по возможности быстрее сдать объекты в эксплуатацию и производят отделочные работы на невысохшем материале, когда его влажность находится в пределах 15–25 % или более. Если в этом случае применять для наружной и внутренней отделки отделочные составы без дисперсного армирования или капроновой сетки, то с большой вероятностью на отделанной поверхности появятся усадочные трещины. Их устранение вызывает не только дополнительные затраты, но и большие неудобства после заселения помещений.
16
а)
б)
в)
г)
Рис. 8. Характерные дефекты отделочного слоя: а) — осадка свежей штукатурки; б) — усадка поверхностного слоя при высыхании газобетона; в) — трещины в углах оконных и дверных проемов; г) — усадочные трещины в клеевых или растворных швах
Усадочные трещины могут возникнуть также в горизонтальных и вертикальных швах кладки (см. рис. 8). Для их предотвращения рекомендуется конструктивное армирование кладки в каждом четвертом ряду. Однако такие рекомендации не отражены в нормативных документах, и проектировщики в большинстве случаев не предусматривают его.
Аналогичная ситуация имеет место в случае, когда проектом предусматривается отделка штукатуркой. Какая должна быть штукатурка и какими характеристиками она должна обладать, в проектах обычно не указывается.
Наконец, в ряде случаев трещины и отслаивание отделочного слоя могут возникнуть не из-за усадки, а из-за низкой паропроницаемости штукатурного слоя или отсутствия деформационных швов между монолитными перекрытиями и стенами из газобетона. Для повышения конкурентоспособности автоклавного газобетона
17
очень важно уделять внимание исключению возможности образования усадочных трещин. Если на наружной поверхности стены трещины в ряде случаев можно «спрятать» под слоем утеплителя или экранной отделки, то на внутренней поверхности это сделать невозможно. Ниже приводятся некоторые способы предохранения конструкций от усадочных трещин: снижение усадки газобетона при высыхании путем варьирования технологическими параметрами при его изготовлении;
применение отделочных составов с дисперсным армированием, использование в слое наружной и внутренней отделки капроновой сетки, а также конструктивное армирование кладки из мелких блоков.
18
3.
Теплотехнические показатели ограждающих конструкций из ячеистого бетона
3.1 Отсутствие норм и рекомендаций В современных нормах отсутствует такой важный показатель, как коэффициент теплопроводности кладки из ячеистобетонных блоков. В условиях широкого применения в Республике Беларусь автоклавного ячеистого бетона этот показатель приобретает особое значение, поскольку растворные швы, выполняемые, как правило, из более плотных, а следовательно, и более тепловодных материалов, приводят к снижению сопротивления конструкций теплопередаче.
В ТКП 45-2.04-43-2006 «Строительная теплотехника. Строительные нормы проектирования» приведены формулы для расчета сопротивления теплопередаче неоднородных конструкций, с различной теплопроводностью. С увеличением отношения площади теплопроводных включений к размерам конструктивных элементов формулы могут давать значительную погрешность. Ситуация еще более усложняется, если теплопроводные включения расположены нерегулярно и имеют различные размеры.
Также в республиканских нормах проектирования отсутствуют показатели теплопроводности армированных растворных швов. Отсутствуют рекомендации по учету влияния армирования на теплопроводность шва, хотя бы по аналогии с железобетоном. Наличие включений из стали, теплопроводность которой в десятки раз превышает таковую раствора, неизбежно будет оказывать влияние на приведенный коэффициент теплопроводности.
В зависимости от качества блоков из ячеистого бетона кладка может выполняться с горизонтальными и вертикальными швами двух типов — толщиной 10–15 мм и 1–3 мм. В первом случае применяются тяжелые или легкие растворы, во втором — тонкослойный (клеевой) раствор. Блоки и растворы, особенно легкие, имеют различные коэффициенты теплопроводности.
19
Например, коэффициент теплопроводности ячеистого бетона, согласно приложению А к ТКП 45-2.04-43-2006 «Строительная теплотехника. Строительные нормы проектирования», для условий Б изменяется от λ=0,1 Вт/(м•°С) для плотности ρ=300 кг/м 3 до λ=0,37 Вт/(м•°С) для плотности ρ=800 кг/м3. В то же время теплопроводность растворов для условий эксплуатации Б изменяется от λ=0,15 Вт/(м•°С) для поризованного гипсоперлитового раствора плотностью ρ=400 кг/м 3 до λ=0,93 Вт/ (м•°C) для цементно-песчаного раствора плотностью ρ=1800 кг/м3.
Для армирования горизонтальных швов кладки из ячеистобетонных блоков используются, как правило, сетки с диаметром стержней 4 мм с ячейкой не менее 50×50 мм или 80×80 мм. Размеры ячейки в зависимости от конструктивных особенностей стены могут изменяться как в одном, так и в обоих направлениях, однако не должны быть более 100×100 мм.
3.2 Влияние толщины растворных швов и теплопроводности кладочного раствора на теплопроводность кладки Растворные швы оказывают серьезное влияние на теплопроводность кладки. Это влияние усиливается при увеличении как относительной площади растворных швов, так и теплопроводности раствора. Особенно это заметно для тонкослойных растворов. По данным БелНИИС, увеличение шва на 1–3 мм приводит к росту приведенного коэффициента теплопроводности на 23,5 % при плотности бетона 300 кг/м3 и до 5,8 % — при таковой 800 кг/м3. Влияние обычных растворов, толщина которых достигает 10–12 мм, гораздо значительнее, чем тонкослойных. При коэффициенте шва от 0,059 до 0,091 теплопроводность кладки повышается от 40 до 70 %. Примечание. Отношение площади швов к площади блоков называется коэффициентом шва.
3.3 Влияние процента армирования растворного шва на теплопроводность кладки Результаты исследований, проведенных БелНИИС, показали, что на теплопроводность растворного шва оказывают влияние только поперечные стержни сеток и их количество. С приближением концов поперечных стержней к поверхности стены увеличивается теплопро-
20
водность шва. Для стен шириной от 300 до 500 мм расстояние от торца стержня до поверхности кладки рекомендуется принимать от 10 до 25 мм.
Некоторые соображения о пазогребневой форме ложковых и тычковых граней. Часто при пазогребневом соединении блоков вертикальные стыки устраиваются насухо, что предполагает улучшение теплотехнических показателей кладки и является резервом сокращения теплопотерь на 10–15 %.
Однако оставшиеся незаполненными вертикальные швы порождают следующие проблемы: кладка без заполнения вертикальных швов обладает значительной воздухопроницаемостью, что совершенно неприемлемо для дома с почти нулевым потреблением энергии; при отсутствии заполнения вертикальных швов кладки в них про-
исходит конденсация водяных паров и, как следствие, увеличение влажности блоков;
мы до сих пор не обсуждаем проблему устройства двух захватов
для рук в каждом блоке (размер примерно 80×40×60 мм), а ведь они соединяются с вертикальным незаполненным швом, что увеличивает конденсацию паров. Заделка раствором отверстий для рук увеличит теплопроводность стены.
Справочно. В связи с высокой воздухопроницаемостью применение систем пазгребень без заполнения раствором (с отверстием для рук) в Европейском союзе ограничивается. В Европе производятся и применяются в основном гладкие блоки с промазкой вертикальных швов. Ограждающие конструкции проверяются на герметичность.
21
4.
Ячеистый бетон в каркасных зданиях
4.1 Деформируемость каркаса В строительстве каркасных зданий ячеистобетонные блоки применяются для устройства поэтажно опертых наружных стен оболочки. Кладку стен опирают на край диска перекрытия (монолитного или сборного).
На теплотехнические показатели таких наружных стен влияют принимаемые технические решения в местах примыкания к элементам каркаса — колоннам и дискам перекрытий.
Расположение колонн в «теле» стен и на краях дисков перекрытий создает зоны с повышенной теплопроводностью. Для исключения тепловых мостов необходимо на стадии проектирования и при принятии технических решений выполнять теплотехнический расчет ограждающих конструкций с учетом теплопроводности элементов каркаса.
Необходимо помнить о том, что деформации каркаса под нагрузкой могут вызвать дефекты и повреждения кладки оболочки. Примеры повреждения кладки наружных стен при различных деформациях элементов каркаса представлены на рис. 9 и 10. Также необходимо обращать внимание на несущую способность (деформируемость) сборных железобетонных плит перекрытия, на которые опираются стены в зданиях с поперечными несущими стенами.
Кроме отмеченного, при проведении теплотехнического расчета необходимо учитывать влияние металлических включений, деталей крепления стены к колонне или ее армирование (при наличии). При производстве работ следует обратить внимание на применение не промерзающих перемычек над оконными проемами и уделять особое внимание заполнению и герметизации верхнего стыка примыкания стены к перекрытию по всему периметру каждого этажа и устройству деформационных и температурных швов.
22
Рис. 9. Характер повреждения кладки наружных стен на глухом участке и с проемами при прогибе края верхнего или обоих дисков перекрытия: а — развитие трещин по направлениям главных сжимающих напряжений; б — развитие трещин при прогибах обоих перекрытий; в — повреждения кладки вблизи проемов; 1 — элементы каркаса; 2 — кладка наружных стен; 3 — перемычки; 6 — наклонные трещины в теле кладки по траекториям главных сжимающих напряжений; 7 — ступенчатые наклонные трещины продавливания по швам кладки; 8 — нормальные трещины в растянутой зоне по телу кладки; 9 — то же, по швам; 10 — нормальные и наклонные трещины в подоконной зоне
Рис. 10. Характер повреждения кладки наружных стен на глухом участке: 1 — элементы каркаса; 2 — кладка наружных стен; 14 — наклонные трещины по траекториям главных сжимающих напряжений; 15 — трещины в кладке простенков от изгиба по неперевязанному сечению; 16 — локальные повреждения кладки в местах передачи локальных усилий с каркаса на кладку
23
4.2 Устойчивость поэтажно опертых стен При поэтажном опирании стен на монолитное железобетонное перекрытие нагрузки от собственного веса кладки, действующие в пределах одного этажа монолитно-каркасного здания, обычно незначительны по сравнению с несущей способностью кладки из ячеистобетонных блоков автоклавного твердения марок D400–D600 классов по прочности на сжатие В2–В3,5. Однако помимо собственного веса кладки на стену действуют ветровые нагрузки, которые при значительной высоте здания (более 30 м) могут достигать существенных значений. В этой связи возникают вопросы обеспечения устойчивости (невыпадения) стенового заполнения, выполненного в виде кладки из ячеистобетонных блоков, для зданий с монолитным железобетонным каркасом.
20
160
2820
q
М ov.t
20
160
В соответствии со схемой, представленной на рис. 11, на рассматриваемый фрагмент стены действуют два противоположно направленных момента. В первом приближении примем допущение, согласно которому фрагмент стенового заполнения свободно стоит на поверхности монолитного перекрытия под действием собственного веса, то есть рассмотрим случай, когда раствор между перекрытием и первым рядом кладки отсутствует, и, кроме того, примем, что фрагмент стены не связан посредством каких-либо механических или химических связей с внутренними монолитными стенами, между которыЖ/б перекрытие ми располагается данный фрагмент. В этом случае на фрагмент стены действуют два момента: опрокидывающий Моп, обусловМ h.on ленный отрицательной ветровой Стена из газобетонных нагрузкой с подветренной стобетонов роны фасада, и удерживающий Ж/б перекрытие опорный момент Муд , обусловленный собственным весом фрагмента стены. 250 Кроме того, необходимо принять во внимание, что опрокидывание рассматриваемого фрагмента стены от действия опроки-
24
Рис. 11. Схема действующих на фрагмент стенового заполнения опрокидывающего и удерживающего моментов
дывающего момента невозможно по причине того, что имеющегося зазора между верхним краем фрагмента стены и монолитным перекрытием недостаточно для того, чтобы даже в случае преодоления удерживающих сил опрокинуть рассматриваемый фрагмент стены из проектного положения (зазор между кладкой и верхним монолитным перекрытием при высоте кладки стен из газобетона 2820 мм составляет всего 20 мм). ,, Это означает, что при повороте фрагмента на угол α=1°45 кладка упрется верхним краем в нижнюю поверхность монолитного перекрытия, что создаст дополнительное расклинивающее усилие, величина которого будет определяться расчетным сопротивлением кладки сжатию. Для кладки из газобетонных блоков марки по плотности D600 на клею марки М50 расчетное сопротивление кладки сжатию составляет 13 кгс/см2. Необходимо также принять во внимание, что в соответствии с предлагаемым техническим решением зазор между кладкой и перекрытием должен быть заполнен слоем утеплителя и герметиком, что еще более осложняет возможность любых угловых перемещений рассматриваемого фрагмента стенового заполнения.
Таким образом, устойчивость рассматриваемого фрагмента стенового ограждения к действию ветровой нагрузки при заданных условиях его закрепления (наличие качественных горизонтальных и вертикальных швов кладки и раствора между первым рядом кладки и нижним перекрытием) и фактических геометрических параметрах стенового заполнения (незначительный зазор между кладкой и верхним перекрытием, заполненный утеплителем и герметиком) следует считать обеспеченной.
Однако часто стену выдвигают наружу за край плиты перекрытия для размещения утеплителя, который ликвидирует тепловой мост через плиту перекрытия. В таких случаях расчет стены на устойчивость необходимо вести с учетом возникающего эксцентриситета. При необходимости нужно предусматривать крепление стены к колоннам каркаса и внутренним перегородкам. Также необходимо помнить, что величина зазора может увеличиться за счет деформаций плиты перекрытия.
25
4.3 Детали крепления стен и перегородок из ячеистого бетона
Установка окон в доме из газобетона (на основе конструктивных решений компании E-Crete, Contec) U-блоки с перемычкой
О-блоки с отверстиями D 10–15 см
Анкер для ячеистого бетона или монтажная пластина с анкером. Минимум 2 шт. на сторону
Армирование зон опирания перемычек
Анкер для ячеистого бетона
Гидропароизоляционная лента Арматура d6-8х2 Монтажная пенополиуретановая пена
Бетон марки Арматура ниже А400 14 мин. не М200
Временные установочные спейсеры (бруски)
А. Установка окна в стены дома из ячеистого бетона Анкер для ячеистого бетона
Б. Установка окна в стены дома из ячеистого бетона с вертикальным армированием Гидропароизоляционная лента
Анкер для ячеистого бетона
Анкерная пластина
Г. Установка оконной коробки с помощью анкеров для ячеистого бетона
Д. Установка оконной коробки с помощью анкерных пластин и анкеров для ячеистого бетона
Установка дверей в доме из газобетона (на основе конструктивных решений компании E-Crete, Delta Contec) Закладной брус, обработанный антисептиком
Анкер для ячеистого бетона
Клей для газобетона, плиточный клей
А Установка дверной коробки на закладной брус
Закладная шпилька М12 с гайкой
Саморезы
Эпоксид Клей для газобетона, плиточный клей
Б. Установка дверной коробки на деревянную прокладку
Клей для газобетона, плиточный клей
Анкер для ячеистого бетона
В. Установка дверной коробки при большой ширине проема, в том числе и для гаражных дверей
Заливка безусадочным раствором
Г. Установка дверной коробки на газобетон Эпоксид
Арматура А400С d12 мин. Стальная площадка
Д. Установка стальной дверной коробки на газобетон
Е. Установка дверной коробки на деревянную прокладку
Клей для ГБ, раствор, эпоксид
Арматура А400С d8–10.
Ж. Установка дверной коробки на закладные стальные элементы
26
Бетон марки не ниже м200
Арматура А400С d10–12.
Арматура А400С d14 мин. З.-И. Установка дверной коробки на закладные стальные элементы
27
Б. Перевязка двухслойной кладки
В. Армирование примыкания вне поясов армирования кладки
Клей, раствор
Стальная арматура d >= 6–5 мм
Г. Армирование примыкания в поясах армирования кладки
1. При разнице нагрузок на стены до 30 % 2. При общей основе (фундамент, плита перекрытия) 3. При сочленении стен одного типа (несущие-несущие, самонесущие-самонесущие)
Сопряжение стен жесткими связями допустимо:
А. Перевязка однослойной кладки
Клей, раствор
Стальная проволока, арматура d >= 4 мм
Жесткое сопряжение стен из газобетона (вид сверху)
Д. Армирование примыкания стальным уголком
Стальные оцинкованные гвозди
Стальной оцинкованный уголок
Клей, раствор
Конструктивное армирование кладки из газобетонных блоков по высоте стены А. Армирование глухой стены с перекрытиями с обвязочным и опорным поясами (для ж.б. плит перекрытий)
Б. Армирование глухой стены с перекрытиями со сборными перекрытиями без обвязочного пояса
Утеплитель Пустотная плита перекрытия
Демпфирующая прокладка 100 см
Сборное перекрытие Слой раствора 1,5 см
100 см
Ячеистый бетон Обвязочный ж.б. пояс перекрытия, Арматура d14 мин.
Арматура d6 минимум
100 см Арматура d6 минимум 100 см
6 см 100 см 6 см 100 см Антисептик Пустотная плита перекрытия
4.4 Применение изделий из ячеистого бетона для тепловой модернизации зданий При проектировании и устройстве тепловой изоляции наружных стен зданий и сооружений с применением изделий из ячеистого бетона необходимо руководствоваться пособием П8-04 к СНиП 3.03.01-87.
28
5.
Недостатки ячеистого бетона и конструкций из него
1. Низкая несущая способность. Из марки D500 можно строить дома высотой до 3-х этажей. Несущей способности для этого достаточно, чтобы выдержать нагрузку всей конструкции дома и плит перекрытия. Чтобы плиты перекрытия не срезали стены из газобетонных блоков, в местах опирания первых и иных нагружаемых элементов здания в идеальном варианте делается специальный железобетонный пояс, в худшем случае используются железобетонные опорные подушки или обычная кирпичная кладка. При этом эти нагружаемые элементы здания являются тепловыми мостами. Дома высотой более 3-х этажей из газобетонных блоков практически не строят, так как для их возведения требуется газобетон повышенной плотности, что в свою очередь сильно снижает теплоизоляционные свойства материала и увеличивает стоимость строительства. 2. Хрупкость. Немаловажный факт — газобетон при всех его качествах является достаточно хрупким материалом. Он обладает невысокой стойкостью на изгиб, то есть лишен эластичности. Примечание. Малейшая деформация фундамента (или плиты перекрытия в каркасном доме с поэтажно опертыми наружными стенами) может привести к появлению массивных трещин по всей конструкции.
3. Способность сильно абсорбировать влагу, из-за чего резко снижаются теплотехнические характеристики, возникают деформации, которые портят отделку.
4. Низкая морозостойкость. Оптимальной плотностью для использования в качестве конструкционно-теплоизоляционного материала является плотность D500, у которой показатели морозостойкости
29
не превышают 25 циклов при необходимых для фасадной отделки 50 циклах. Указываемые завышенные параметры морозостойкости принадлежат изделиям с более высокой плотностью.
5. Низкая механическая прочность, что ограничивает использование традиционного крепежа, вынуждая применять дорогостоящий специальный крепеж.
6. Для газобетонной кладки необходим фундамент, исключающий усадочные деформации и риск возникновения массивных трещин в кладке.
7. Удешевление недвижимости. Выполненная по СНиПам и ГОСТам кладка из газобетонных блоков значительно снижает стоимость недвижимости (примерно на 10–20 % в зависимости от конфигурации) за счет уменьшения количества полезных квадратных метров внутренней площади здания.
8. Коррозия металлических включений. Остаточная свободная известь в кладке способствует ускоренной коррозии металлических включений (арматура, трубопровод, перемычки, каркас). Автоклавный ячеистый бетон по химическим свойствам близок к обычному тяжелому бетону. Как и другие минеральные материалы на известковых и цементных вяжущих, во влажном состоянии ячеистый бетон дает слабую щелочную реакцию (рH=9–10,5). Из-за высокой пористости и сравнительно низкой щелочности он не защищает стальную арматуру от коррозии так же хорошо, как плотный бетон. Поэтому арматура и крепежные металлические элементы, непосредственно контактирующие с ячеистым бетоном, должны быть предварительно защищены от коррозии. В случае продольного армирования стен прутковой арматурой, закладываемой в штрабы, заполненные клеем или мелкозернистым бетоном, арматура может быть защищена от коррозии слоем клея/бетона. Во внутренних частях зданий с сухим и нормальным режимами эксплуатации стальные элементы можно использовать без антикоррозионной защиты.
30
Список использованной литературы 1. ДИРЕКТИВА № 89/106/ЕЭС Совета ЕС о сближении законодательных, нормативных и административных положений государств — членов ЕС относительно строительных материалов. — Брюссель, 21 декабря 1988 года. 2. ДИРЕКТИВА № 2002/91/EC Европейского парламента и совета от 16 декабря 2002 года по энергопараметрам зданий. 3. ДИРЕКТИВА Европейского парламента и Совета № 2010/31/EC от 19 мая 2010 года об энегосбережении зданий. 4. ТЕХНИЧЕСКИЙ Регламент Республики Беларусь ТР2009/013/BY «Здания и сооружения, строительные материалы и изделия. Безопасность». 5. Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 31 декабря 2009 года № 1748. 6. Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 07 февраля 2012 года № 125 и от 01 февраля 2013 года № 82. 7. Приказ Минстройархитектуры от 17 января 2013 года № 9. 8. Перечень технических нормативных правовых актов в области архитектуры и строительства, действующие на территории Республики Беларусь (по состоянию на 1 января 2013 года). 9. Постановление Минстройархитектуры от 28 мая 2013 года № 13. 10. Перечень технических нормативных правовых актов, взаимосвязанных с ТР2009/13/BY. 11. Соколовский Л. В. Энергосбережение в строительстве. — Минск: НПООО «Стринко», 2000. 12. Галкин С. Л., Сажнев Н. П., Соколовский Л. В. Применение ячеистобетонных изделий. Теория и практика. — Минск: НПООО «Стринко», 2004. 13. Соколовский Л. В., Кузьмичев Р. В. Современные ограждающие конструкции. — Минск: РУП «Минсктиппроект», 2004. 14. Кузина О. В. Разработка организационно-экономического механизма снижения энергоемкости строительного сектора экономики: автореф. дисc. … канд. экономич. наук: 08.00.05. — Москва, 2011. 15. Гринфельд Г. И., Морозов С. А., Согомонян И. А., Зырянов П.С. Влажностное состояние современных конструкций из автоклавного газобетона в условиях эксплуатации // Инженерно-строительный журнал. — 2011. — № 2. — С. 33–38.
31
16. Булгаков С. Н. Энергосберегающие технологии вторичной застройки реконструируемых жилых кварталов // АВОК. — 1998. — № 2. 17. Горшков А. С., Гладких А. А. Влияние растворных швов кладки на параметры теплотехнической однородности стен из газобетона // Инженерностроительный журнал. — 2010. — № 3. — С. 39–42. 18. Елохов А. Е. Общие принципы проектирования и строительства пассивного дома // СПб.: СтройПРОФИль. — 2010. —№ 2–1. — С. 34–45. 19. Бородач М. М., Ливчак В. И. Здание с близким к нулевому энергетическим балансом // АВОК. — 2011. — № 5. 20. ТКП 45-1.03-162-2009. Технический надзор в строительстве. Порядок проведения. 21. Коваль С. П. Пассивный дом — нулевой дом. Требования и технологии. Портал-энерго, 2010. 22. Грачев А. Пассивный дом. 7 главных правил по немецкой технологии. Стройка. 2010. 23. Мочернюк Ю. Основные принципы проектирования пассивного дома. Дом.by. 24. Исина А. З., Садыкова С. Ш. Будущее за пассивным домом. 25. Горшков А. С. Энергоэффективность в строителтьстве: вопросы нормирования и меры по снижению энергопотребления зданий. — Инженерностроительный журнал. —2010. — № 1. — С. 9–13. 26. Немова Д. В., Спиридонова Т. И., Куражова В. Г. Неизвестные свойства известного материала. — Строительство уникальных зданий и сооружений. — 2012. — № 1. 27. Гринфельд Г. И., Куптараева П. Д. Кладка из автоклавного газобетона с наружным утеплением. Особенности влажного режима в начальный период эксплуатации // Инженерно-строительный журнал. — 2011. — № 8. — С. 41–50. 28. Пинскер В. А., Вылегжанин В. П., Гринфельд Г. И. Теплофизические испытания фрагмента кладки стены из газобетонных блоков марки по плотности D400 // Инженерно-строительный журнал. — 2009. — № 8 — С. 17–19. 29. Кнатько М. В., Ефименко М. Н., Горшков А. С. К вопросу о долговечности и энергоэффективности современных ограждающих стеновых конструкций жилых, административных и производственных зданий // Инженерно-строительный журнал. — 2008. — № 2. — С. 50–53. 30. Файст В. Основные положения по проектированию пассивных домов. — М., 2008.
32
31. Куприянов В. Н., Иванцов А. И. К вопросу о долговечности многослойных ограждающих конструкций // Известия КГАСУ. — 2011. — №3 (17). — С. 63–70. 32. Протасевич А. М., Крутилин А. Б. Классификация вентилируемых фасадных систем. Влияние теплопроводных включений на их теплозащитные характеристики // Инженерно-строительный журнал. — 2011. — № 8. — С. 57–62. 33. Поплавскис Я. Эстония. Усадка автоклавного газобетона и способы предохранения конструкций от усадочных трещин. 34. Горшков А. С. Условия устойчивости поэтажно опертых стен, выполненных кладкой из ячеистобетонных блоков, при учете воздействия на них ветровой нагрузки.
33
ПРИЛОЖЕНИЯ: П1 Рабочие графики, диаграммы и фото для использования проектировщиком n50 (1/h) 16,0
14,0 12,0 10,0
7,9
8,0 6,0 4,0
1,5
2,0 0,0
3,2
1
2
2,8 3
5,8
4,1 1,6 4
3,9
2,6 5
6
7
8
9
1 — дома из ячеистого бетона; 2 — дома из керамзитового бетона; 3 — кирпичные дома; 4 — дома из бетонных блоков; 5 — дома из бетонных панелей; 6 — бревенчатые дома с уплотненными швами; 7 — классические бревенчатые дома; 8 — бревенчатые дома с дополнительным утеплением; 9 — деревянный каркас
Коэффициент теплотехнической однородности
П2 Сравнение воздухопроницаемости для различных стеновых материалов 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0
0
1
2 3 4 5 6 7 Количество кронштейнов, приходящихся на 1 м2 Алюминиевые кронштейны Стальные кронштейны Зависимость коэффициента теплотехнической однородности от количества кронштейнов, приходящихся на 1 м 2 фасада. При площади поперечного сечения кронштейна 2 см 2
34
Термическое сопротивление вент. зазора, м2 °С/Вт
П3 Зависимость термического сопротивления для воздушного зазора
0,2 0,4 0,1 0
0,035
0,07
0,105
0,14 0,175 0,21 Ширина воздушного зазора, м L = 10
L=5
L = 20
Зависимость эффективного термического сопротивления воздушного зазора от ширины зазора при различных значениях высоты фасада (L)
П4 Определение точки росы Относительная влажность, %
100 80 60 40 20 Нормальное состояние 0
5 Конденсат и плесень
10
9,3
12,6
15
20
Температура воздуха, °С Зона образования плесени
35
П5 Примеры кладки Кладка блоков на клею
Промазка горизонтальных и вертикальных плоскостей блоков клеящим составом
36
Кладка стен из мелких ячеистобетонных блоков с наружной облицовкой в 0,5 кирпича
а) б)
в)
а) — кладка толщиной в один блок без заполнения шва раствором; б) — то же, с заполнением вертикального шва раствором (на откосе); в) — кладка толщиной в полтора блока; 1 — облицовочны кирпич; 2 — металлические скобы для крепления облицовки
Кладка блоков с использованием выемок для рук
37
П6 Примеры конструкций стен с применением блоков из ячеистого бетона [13] СЯ-1
Однослойная наружная стена из ячеистобетонных блоков
Штукатурка внутренняя Блоки из ячеистого бетона Штукатурка наружная
Клей (раствор)
3
2
1
400 (500) 20
Плотность, кг/м 3
20
Сопротивление теплопередаче, м2 .°С/Вт по утеплителю
приведенное*
Сопротивление 2. . Теплопотери, паропроницанию, м ч Па/мг 2. кВт/(м год) требуемое фактическое
Толщина ячеистого бетона 400 мм (кладка на клею) 300 400 500 600
4,20 3,28 2,70 2,31
4,20 3,28 2,70 2,31
23 29 35 42
1,38 1,32 1,26 1,21
1,76 1,96 2,22 2,58
Толщина ячеистого бетона 500 мм (кладка на клею) 500 600 700
3,33 2,83 2,28
3,33 2,83 2,28
29 34 42
1,32 1,27 1,20
2,72 3,12 3,35
Толщина ячеистого бетона 400 мм (кладка на растворе) 300 400 500
4,20 3,28 2,70
3,44 2,69 2,21
28 36 43
1,42 1,37 1,32
1,76 1,96 2,22
Толщина ячеистого бетона 500 мм (кладка на растворе) 400 4,05 3,32 29 1,42 500 3,33 2,73 35 1,37 600 2,83 2,32 41 1,33 * для кладки на цементно-известковом растворе толщиной 15 мм.
38
1,85 2,72 3,12
Однослойная стена из ячеистого бетона с облицовкой кирпичом
СЯ-2
Штукатурка внутренняя Блоки из ячеистого бетона Утеплитель Облицовка из кирпича
Клей (раствор) Связь 500 120 (6В)
Применение в данной конструкции облицовок из плотных малопаропроницаемых марок кирпича ограничено действующими требованиями к сопротивлению паропроницанию.
Плотность, кг/м 3
Сопротивление теплопередаче, м2 .°С/Вт по утеплителю
приве- денное*
Сопротивление 2. . Теплопотери, паропроницанию, м ч Па/мг 2. кВт/(м год) требуемое фактическое
Облицовка силикатным кирпичом плотностью 1300 кг/м 3 600
2,41
2,36
41
3,09
700
2,96
2,90
33
2,74
Облицовка силикатным кирпичом плотностью 1400 кг/м 700
2,42
2,37
40
2,88
3,16 3,35 3
3,35
Облицовка колотым керамическим кирпичом плотностью 1800 кг/м 3, толщина 68мм 500
3,6
3,53
27
2,43
2,72
600
2,90
2,84
34
2,23
3,16
700
2,35
2,31
42
2,03
3,35
*две связи ø5 мм на 1м2.
39
СЯ-3
Трехслойная стена из ячеистого бетона с облицовкой кирпичом
Штукатурка внутренняя Блоки из ячеистого бетона Утеплитель Облицовка из кирпича
Клей
Связь 4
3
2
120 Б
200
1
Применение в данной конструкции минераловатных утеплителей ограничено действующими требованиями к сопротивлению паропроницанию. Их использование возможно при устройстве дополнительной пароизоляции или вентилируемой воздушной прослойки. δ, мм
Сопротивление Сопротивление теплопередаче, м2 .°С/Вт** Теплопотери, паропроницанию, м2 .ч.Па/мг кВт/(м2 .год) по приве- требуемое фактическое утеплителю денное*
Ячеистый бетон плотностью 700 кг/м 3 2,76 35 3,21 3,12 31 3,44 Ячеистый бетон плотностью 800 кг/м 3 70 2,22 2,11 45 2,73 120 3,18 3,02 32 3,38 Ячеистый бетон плотностью 1000 кг/м 3 80 2,30 2,19 44 2,79 130 3,26 3,10 31 3,43 *две связи ø 5 мм на 1 м2; ** утеплитель: плиты полистирольные. 90 110
40
2,90 3,28
3,27 3,67 3,05 4,05 3,64 4,64
Трехслойная стена из ячеистого бетона с вентпрослойкой, ветрозащитой и облицовкой кирпичом
СЯ-4
Штукатурка внутренняя Блоки из ячеистого бетона Утеплитель Ветрозащита Прослойка воздушная Облицовка из кирпича Клей раствор Связь 6 54 3
120 40
2
80 200 10-30
1
Конструкция рекомендуется для зданий до двух этажей или для многоэтажных зданий с поэтажным опиранием облицовки. В качестве ветроизоляции могут быть использованы:
специальные плотные (ветрозащитные) негорючие минераловат-
ные плиты; диффузионные пленки с односторонней проводимостью пара (применение ограничивается противопожарными требованиями); влагостойкий гипсокартон; стеклохолст. δ, мм 60 120 50 90 50 100
Сопротивление теплопередаче, м2 .°С/Вт** Теплопотери, кВт/(м2 .год) по утеплителю приведенное* Утеплитель: плиты минераловатные П175 ГОСТ 9573-96 2,13 2,05 47 3,15 3,03 32 Утеплитель: плиты минераловатные IL (Paroc) 2,31 2,17 44 3,26 3,07 31 Утеплитель: плиты минераловатные OL-E (Isover) 2,16 2,05 47 3,20 3,04 31
* две связи ø 5 мм на 1 м2; ** плотность ячеистого бетона 700 кг/м 3.
41
Трехслойная стена из ячеистого бетона с вентпрослойкой, без ветрозащиты и с облицовкой кирпичом
СЯ-5
Штукатурка внутренняя Блоки из ячеистого бетона Утеплитель Прослойка воздушная Облицовка из кирпича
Клей
Связь 5 120
4 3 100
2
1
200
40
40
Конструкция рекомендуется для зданий до двух этажей или для многоэтажных зданий с поэтажным опиранием облицовки.
В качестве утеплителя допускается применять негорючие минераловатные плиты плотностью не менее 40 кг/м3 (рекомендуется не менее 70 кг/м3). δ, мм
Сопротивление теплопередаче, м2 . °С/Вт** по утеплителю
приведенное*
Теплопотери, кВт/(м2 .год)
Утеплитель: плиты минераловатные ПО175 ТУ РБ 400051892.255-2001 60 130
2,09
2,00
48
3,27
3,14
30
Утеплитель: плиты минераловатные ЕL (Paroc) 50
2,32
2,18
44
90
3,32
3,12
31
Утеплитель: плиты минераловатные OL-А (Isover)
42
50
2,11
2,01
48
100
3,15
3,00
32
СЯ-6
Узел примыкания плиты перекрытия к трехслойной стене из ячеистого бетона, облицованной кирпичом Связь Клей (раствор) Штукатурка внутренняя Блоки из ячеистого бетона Утеплитель Облицовка из кирпича
Плита перекрытия Железобетонные перемычки
4 120
СЯ-7
3
2 200
1
Оцинкованный лист
Узел карниза на стене из ячеистого бетона
Мауэрлат Анкер U-образный блок Скрутка из 2φ ВрI Ерш строительный
Блоки из ячеистого бетона Штукатурка наружная
43
Производственно-практическое издание
Проектирование энергоэффективных ограждающих конструкций жилых зданий Ячеистый бетон при проектировании энергоэффективных оболочек жилых многоэтажных зданий
Справочное пособие
Ответственный за выпуск А. В. Чистодарский