Ячеистый бетон

Ячеистый бетон
в качестве тепловой изоляции наружных стен эксплуатируемых зданий
http://www.stromtrading.ru/publish/008.html
Ячеистый бетон, запатентованный в 1924 году шведским архитектором Йоханом Эриксоном (Johan
Axel Eriksson), за почти вековую историю своего существования прочно занял одно из ведущих мест в
строительстве. Этот уникальный строительный материал, обладающий по замыслу своего создателя
основными качествами древесины - прочностью, легкостью, обрабатываемостью, вместе с тем
превзошел свой прототип по таким важным показателям как огнестойкость, стойкость к
биологической коррозии, долговечность.
В отличие от других видов бетона он обладает высокими теплоизолирующими качествами, что
позволяет его успешно применять для устройства наружных несущих стен, покрытий и перекрытий
над подвалами - там, где требуются не только деформационно-прочностные, но и теплотехнические
свойства конструкций.
Существенным преимуществом ячеистого бетона является его состав. Компоненты, применяемые для
приготовления ячеистого бетона, находятся в достаточном количестве практически в любой точке
планеты. И эта особенность в совокупности с его основными характеристиками и обусловила столь
обширную современную географию материала - от Скандинавии на севере до Тайваня на юге.
Сегодня ячеистый бетон производят и применяют в строительстве практически на всех континентах,
за исключением Африки.
Ячеистый бетон применяют главным образом для изготовления элементов стен в виде блоков
различной крупности, а также плит перекрытий и покрытий, перемычек и даже лестничных ступеней.
В странах Западной Европы и США ячеистобетонные блоки используют и для устройства стен
подвалов, что в сочетании с современными гидроизоляционными материалами позволяет успешно
решать проблему снижения теплопотерь.
Из него изготавливают также элементы малых архитектурных форм и декоративного оформления. С
развитием каркасного метода строительства гражданских, и в первую очередь жилых зданий,
ячеистый бетон в конструкциях наружных стен обеспечил их архитектурную выразительность,
высокие потребительские качества помещений и конкурентоспособность домов по сравнению с
традиционными решениями.
Комплексное применение ячеистого бетона при строительстве зданий позволяет успешно решать
проблему сокращения энергопотребления на отопление, снижает нагрузки на фундаменты и
основания и тем самым способствует сокращению стоимости строительства.
В связи с ужесточением нормативов по тепловой защите зданий ячеистый бетон нашел применение и
при устройстве наружного утепления. В 1997 г. УП "Институт БелНИИС" в сотрудничестве с ОАО
"Забудова" разработал и успешно апробировал на практике систему наружного утепления на основе
ячеистобетонных изделий. Альбом "Узлы и детали наружного утепления существующих зданий с
применением продукции ОАО "Забудова" (рекомендуемые технические решения) разработан
применительно к климатическим условиям Беларуси.
Узлы и детали могут быть использованы при проектировании тепловой изоляции жилых и
общественных зданий высотой не более 5 этажей с наружными стенами из мелкоштучных материалов
(кирпич, камни, мелкие блоки), крупных блоков, крупноразмерных панелей, объемных блоков или
монолитного бетона.
1. Расположение ячеистобетонных изделий на фасаде:
1 - рядовой блок;
2 - доборный блок (в подоконном ряду кладки);
3 - перемычка
Система утепления представляет собой тепловую "рубашку", образованную кладкой из
ячеистобетонных блоков на клеевом или обычном растворе. Проемы в кладке в пределах окон и
дверей перекрывают перемычками (рис. 1). Крепление теплоизоляционного слоя к конструкции
наружной стены может осуществляться различными способами (рис. 2). Необходимо отметить, что
способ крепления с помощью дюбелей является не более трудоемким, чем при устройстве легких
штукатурных систем. Но при этом исключается проблема попадания дюбелей в растворные швы
кирпичной кладки или стыки панелей, поскольку дюбель при необходимости может быть смещен в
пределах лицевой поверхности блока.
Рис. 2. Комбинация утепления ячеистобетонными изделиями
с легкой штукатурной системой:
а - фасад; б - вертикальный стык кладки с ЛШС
Особенность данной системы заключается в том, что она может применяться и в сочетании с легкими
штукатурными системами (рис. 3). Последние, как показала практика, целесообразно использовать
на участках балконов с вылетом плиты менее 120 см.
Рис. 3. Варианты крепления кладки к стене:
а - дюбелями; б - крепежными элементами в горизонтальных швах;
в - крепежными элементами в вертикальных швах
Опирание теплоизоляционного слоя может быть выполнено как на стены подвала при выступающем
цоколе, так и на опорные конструкции, расположенные по периметру наружной стены (рис. 4). При
высоте здания более 3 этажей теплоизоляционный слой может быть разрезан по высоте
горизонтальными деформационными швами с устройством промежуточных опор. По периметру
здания устраивают также вертикальные деформационные швы, что позволяет исключить
образование трещин при неравномерных деформациях конструкции утепления и существующего
здания, а также температурно-климатических воздействиях и усадке кладки.
Рис. 4. Варианты устройства опор кладки системы утепления
Легкая обрабатываемость ячеистого бетона позволяет использовать систему утепления и в случаях,
когда на фасадах утепляемых зданий имеются выступающие архитектурные элементы в виде
обрамлений проемов, пояски, пилястры и т.п., а также под карнизами. При этом не требуется
обязательное крепление теплоизоляционного материала именно в этих местах - достаточно просто
подпилить блок до нужных габаритов. Возможность придания ячеистобетонным блокам практически
любой формы позволяет использовать систему утепления и на сложных в плане фасадах, в том числе
с криволинейной поверхностью. Наиболее характерным примером использования этой системы
является реконструкция с утеплением ресторана "Каменный цветок" в г. Минске.
Одним из наиболее очевидных преимуществ рассматриваемого варианта тепловой изоляции зданий
является отсутствие необходимости устройства специального декоративно-защитного покрытия.
Отделку ячеистобетонной кладки выполняют растворами на основе тонкодисперсных сухих смесей,
основная функция которой, кроме придания фасаду архитектурной выразительности, заключается
только в защите ячеистого бетона от увлажнения. При этом в силу свойств самого бетона не
требуется его защита от механических и огневых воздействий. Для снижения стоимости отделка
может быть выполнена и модифицированными (с высокой водоудерживающей способностью)
сложными растворами.
Первым объектом, на котором апробировалась система утепления на основе ячеистобетонных
изделий, был односекционный трехэтажный крупнопанельный жилой дом по ул. Шаранговича, 66 в г.
Молодечно, построенный в начале 80-х годов (рис. 5). Наружные стены из трехслойных панелей
имели сопротивление теплопередаче R 0 =1,1 м 2 ·°С/Вт. На основании разработанного УП "Институ
БелННИС" альбома, для устройства наружной теплоизоляции использовали блоки из ячеистого
бетона марки по средней плотности D500 класса по прочности на сжатие В1,5, брусковые перемычки
- из бетона D700-B3,5 с коэффициентами теплопроводности соответственно 500 =0,16 Вт/(м·°С) и
700 =0,24 Вт/(м·°С). Толщина ячеистобетонной "рубашки" была принята равной 200 мм.
Дополнительное термическое сопротивление, созданное конструкцией утепления, составило R т,у =
/ =0,2/0,16=1,25 м2 ·°С/Вт, а сопротивление теплопередаче утепленной стены - R o,у =2,35
м2°С/Вт.
Рис. 5. Жилой дом по ул. Шаранговича, 66 в г. Молодечно
в стадии производства работ;
по окончании отделочных работ
Таким образом, сопротивление теплопередаче наружных стен было повышено более чем в 2 раза при
расчетной собственной массе наружного утепления 120 кг/м 2 с учетом равновесной влажности
ячеистого бетона. Сопротивление стены паропроницанию увеличилось, однако, за счет значительно
более высокой паропроницаемости ячеистого бетона по сравнению с конструкцией трехслойной
панели со слоями из тяжелого бетона плоскость выпадения конденсата в толще стены не
образовалась, а комфортные условия помещений не ухудшились. Особо следует отметить
презентабельный внешний вид дома после утепления и отделки.
Рис. 6. Утепление 3-этажного жилого дома в п. Чисть:
на стадии производства работ,
по окончании отделки сухими смесями производства ОАО "Забудова"
Сметная стоимость при выполнении работ силами заказчика (Республиканское объединение
"Белтелеком") составила 15 у.е./м 2 .
Проектно-конструкторским бюро ОАО "Забудова" с использованием рекомендаций и технических
решений УП "Институт БелНИИС" разработало проектную документацию по тепловой изоляции
наружных стен ряда эксплуатируемых крупнопанельных зданий с использованием ячеистого бетона.
В 1998 г. МПМК №213 ОАО "Забудова" выполнила тепловую изоляцию наружных стен 4-этажного
жилого дома в г. Молодечно (рис. 6). В результате утепления сопротивление теплопередаче
наружных стен составило 3,2 м?·°С/Вт. В 1999 г. ОАО "Забудова" выполнило тепловую изоляцию в п.
Чисть одного 2-этажного, двух 3-этажных и двух 4-этажных крупнопанельных жилых домов.
Сопротивление теплопередаче оставило 2,5 м?·°С/Вт. В 1999 г. начаты работы по тепловой изоляции
промышленного корпуса ячеистого бетона Завода строительных конструкций ОАО "Забудова" (рис.
7). Кроме того, ведутся опытно-конструкторские работы по тепловой изоляции существующих зданий
с применением блоков из бетона марки по средней плотности D300-D350, что позволит увеличить
сопротивление теплопередаче наружных стен при неизменной толщине тепловой "рубашки" до 3,0
м?·°С/Вт.
Рис. 7. Утепление стен промышленного корпуса ячеистого бетона Завода строительных
конструкций ОАО "Забудова"
В таблице 1 приведены результаты сопоставительного расчета стоимости 1 м? наружного утепления с
применением ячеистобетонных изделий (толщина слоя 200 мм при марке бетона блоков по средней
плотности D400) и легких штукатурных систем на основе минераловатной плиты FASROCK толщиной
50 мм.
Таблица 1
№
Вид изоляции
Стоимость в руб.
на 01.05.2002
Стоимость в
долларах США
1.
Тепловая изоляция с применением ячеистобетонных
изделий
33 775
19,3
2.
Тепловая изоляция по технологии "Радекс"
57 225
32,7
3.
Тепловая изоляция по технологии "Сармат"
46 200
26,4
Как видно из таблицы, тепловая изоляция с использованием изделий из ячеистого бетона
потребителю обходится в среднем в 1,5 раза дешевле по сравнению с наиболее популярными
легкими штукатурными системами (ЛШС).
Особо следует отметить, что в отличие от ЛШС, в которых практически все применяемые материалы импортные, система на основе ячеистобетонных изделий основана на местных материалах,
производимых также с использованием только отечественных сырьевых ресурсов. При этом основные
материалы: песок, известь, цемент, вода - экологически чистые и обладают относительно низкой
стоимостью.
В настоящее время УП "Институт БелНИИС" по заданию Министерства архитектуры и строительства
Беларуси завершает разработку Пособия к СНиП 3.03.01-87 "Проектирование и устройство
наружного утепления эксплуатируемых зданий с применением изделий из ячеистого бетона".
Накопленный опыт тепловой изоляции эксплуатируемых зданий наглядно свидетельствует о
преимуществах и перспективе новой системы утепления. По ориентировочным расчетам авторов,
массовое применение этой системы в тепловой изоляции малоэтажной застройки Беларуси только за
счет снижения стоимости утепления позволит сэкономить около 300 млн. долларов США.
Галкин С.Л., заведующий отделом ограждающих конструкций
УП "Институт БелНИИС"
Сажнев Н.П., директор ИТЦ ОАО "Забудова"