Технические решения теплоэффективных кирпичных наружных стен жилых зданий

Теплоэффективные стены зданий

Ю. Г. Граник, канд. техн. наук, ЦНИИЭП жилища

В соответствии с выходом 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 конструкций наружных ограждений.

Расчеты и проектные проработки показали следующее.

Не удовлетворяют теплотехническим и экономическим критериям наружные стены сплошной (однородной) конструкции, в том числе легкобетонные, кирпичные, деревянные и ячеистобетонные. Последние, как показывает мировой опыт, могут оказаться экономически целесообразными, если будут внесены поправки в приложения 3 упомянутого СНиПа в части проведения расчетной теплопроводности в соответствии с фактически наблюдаемой в эксплуатируемых на протяжении многих лет конструкциях. По данным ЦНИИЭП жилища, НИИЖБа и ряда других организаций фактическая эксплуатационная влажность ячеистых бетонов значительно ниже установленных СНиПом 8 и 12 % для условий А и Б.

Это значит, что расчетную теплопроводность ячеистых бетонов следует назначать на существенно более низком уровне. В этом случае толщина наружных ячеистобетонных стен может составлять для центральных регионов России приемлемую толщину 55-60 см при плотности бетона 600 кг/м 3 .

Навесная трехслойная кирпичная стена

Следует сказать, что приложение 3 СНиПа 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. Хочется пожелать, чтобы она была завершена в кратчайшие сроки.

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/(м·К). Необходимо отметить, что выбор эффективных утеплителей для ограждающих конструкций существенно зависит от вида строительства. Для вновь строящихся зданий можно применять эффективные утеплители как на минеральной, так и синтетической основе.

Говоря о панельных конструкциях, следует отметить, что новым теплотехническим требованиям в полной мере соответствуют только трехслойные панели с гибкими связями или в отдельных случаях с железобетонными шпонками. На первом этапе в некоторых регионах (с ГСОП 2 ·К)/Вт.

Существенно меняется конструкция наружных стен из кирпича. По нашим данным, колодцевая кладка кирпичных стен толщиной 770 мм при использовании утеплителя с l=0,04 Вт/(м·К) обеспечивает приведенное термическое сопротивление теплопередаче не более 2,85 (м 2 ·К)/Вт, т. е. удовлетворяет для большинства регионов только требованиям 1 этапа.

При этом толщина внутреннего несущего слоя составляет 380 мм. Для II этапа внедрения такая стена пригодна для использования только при ГСОП 2 ·К)/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 поэтажно навесным фасадным слоем либо целиком навесные наружные стены.

Проблему утепления стен существующих зданий технически можно решать путем их утепления либо с наружной, либо с внутренней стороны. Выполненные расчетно-аналитические и проектные разработки показали, что устройство дополнительной теплоизоляции снаружи здания 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 отсыревание 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.

Недостаток этого способа состоит в необходимости устройства лесов снаружи здания.

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

Утепление кирпичной стены соштукатуриванием фасадов

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 теплоизоляции снаружи толщина слоя утеплителя может быть на 25-35 % меньше, чем для случая внутренней теплоизоляции.

Еще одним преимуществом наружной теплоизоляции является возрастание теплоаккумулирующей способности массивной части стены. Например, при наружной теплоизоляции кирпичных стен они при отключении источника тепла остывают в 6 раз медленнее стен с внутренней теплоизоляцией при одной и той же толщине слоя утеплителя. Из вышесказанного вытекает, что в первую очередь следует принимать наружную теплоизоляцию стен зданий.

Внутреннюю теплоизоляцию допустимо применять только при невозможности использования наружной при обязательном расчете и проверке годового баланса влагонакопления в конструкции.

Указанные соображения легли в основу технических решений утепления стен существующих зданий, выполненных ЦНИИЭП жилища, в частности, разработаны системы утепления с оштукатуриванием фасадов; системы утепления с защитно-декоративным экраном; системы утепления с облицовкой кирпичом или другими мелкоштучными материалами.

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 адгезионного (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, аналогичной адгезионному, и в него втапливают армирующую полимерную сетку или стеклосетку из щелочестойкого стекла. На базовый слой для его лучшего сцепления с накрывочным (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 пожаробезопасности применять утеплители из негорючих материалов, например, минераловатных плит.

Возможность использования утеплителей из полимерных и других горючих материалов должна подтверждаться соответственными стандартными огневыми испытаниями с выполнением дополнительных противопожарных мероприятий.

Система утепления с гибкими крепежными элементами включает теплоизоляционный слой из плит утеплителя необходимой толщины, закрепляемых насухо к утепляемой стене путем накалывания 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 пожаробезопасности. 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.

Крепежные элементы (винты, кронштейны, шпильки) выполняют из коррозионно-стойкой стали, а армирующую сетку с размером ячеек 20х20 мм — из стали с гальваническим оцинкованием поверхности. На поверхности плит утеплителя для сцепления с ним и закрытия армирующей сетки, шпилек и гибких кронштейнов наносят слой «обрызга» толщиной 7-8 мм из растворной смеси на цементно-известковом вяжущем. После затвердевания (схватывания) слоя «обрызга» на него наносят грунтовочный слой толщиной 10 мм, обеспечивающий защиту плит от атмосферных воздействий и металлических деталей от коррозии, а затем накрывочный защитно-декоративный слой.

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 эррозии, 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 плитных 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.

Системы утепления с облицовкой кирпичом или другими мелкоштучными материалами обладают достаточной паропроницаемостью и не требуют обязательного устройства вентилируемого воздушного зазора. В то же время из-за различных механических и температурно-влажностных деформаций основной стены и облицовочного кирпичного слоя высота последнего ограничивается 2-3 этажами. Поэтому при утеплении зданий большей этажности при облицовке кирпичом основная проблема заключается в организации поэтажно навешиваемого облицовочного слоя.

Утепление стен малоэтажных деревянных домов можно выполнять с использованием любой из вышеперечисленных систем. При этом практически нет пожарных ограничений к используемым материалам, что значительно расширяет их номенклатуру, позволяет использовать для отделки фасадов обшивочные доски, а в качестве утеплителей такие материалы, как пенополистиррл, пеноизол и т. п.

Переход на новые теплотехнические нормативы не сопряжен со значительным удорожанием стен строящихся зданий. На II этапе внедрения имеет место небольшое удорожание наружных стен на 0,5-1,5 %. Однако экономия тепла составляет 30-35 %.

Применение новых более теплоэффективных окон и балконных дверей вызывает более существенное удорожание, примерно на 16 у. е./м 2 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./м 2 общей площади), при облицовке же кирпичом стоимость работ по утеплению возрастает на 30 %, а при применении 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.

Источник

Технические решения теплоэффективных кирпичных наружных стен жилых зданий

Строительство и архитектура/ 3. Современные технологии строительства, реконструкции и реставрации

К. т.н. Рябико Г.Д., канд. архитектуры Лях В.М., к.т.н. Дмитренко А.Ю.

Полтавский национальный технический университет

имени Юрия Кондратюка

ТЕПЛОЭФФЕКТИВНЫЕ СТЕНЫ МАЛОЭТАЖНЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ

В настоящее время строительство малоэтажного жилья, в том числе инди-видуального , существенно отличается от того, что строили в конце прошлого столетия . Современные требования к энергосбережению, архитектурной выра-зительности, долговечности, комфортности малоэтажного жилья требуют новых подходов к разработке и выбору строительных систем, технологи й возведения и монтажа конструкций и инженерного обеспечения жилых домов.

Требования к повышению тепловой защиты зданий и сооружений – основ-ных потребителей энергии, являются важным объектом государственного регу-лирования в большинстве стран мира. Они рассматриваются также с точки зрения охраны окружающей среды, рационального использования невозоб-новляемых природных ресурсов и уменьшения влияния «парникового» эффекта и сокращения выделений двуокиси углерода и других вредных веществ в атмос-феру. Цены на энергоносители растут с каждым годом, а невозобновляемые источники энергоресурсов с каждым днем исчерпываются.

Более 50% мировых энергетических ресурсов расходуется на энергоснаб-жение зданий и сооружений. Именно поэтому для эффективного использования энергетических ресурсов прежде чем начать строить или проектировать здание, необходимо решить проблему максимального сбережения в нем тепла, которое уходит через пол , стены, окна, покрытие и крышу. В структуре теплового балан — са одноэтажного жилого здания теплопотери в холодный период года через сте — ны составляют 25 – 30% от общего их количества (рис.1).

Оптимальная толщина стены должна быть не менее предела, определяемого статическим и теплотехническим расчетами. Согласно новым нормам, требуемое сопротивление теплопередаче для жилых помещений в сравнении с 1997 годом увеличено в 3,45 раза [1]. Если следовать букве закона, то стены из одинарного кирпича должны возводиться толщиной в 1,5 м, поэтому целесообразно использовать комбинированные конструкции наружных стен: несущая часть стены минимальной толщины плюс эффективный утеплитель и декоративная отделка.

Рисунок 1 – Примерная структура теплового баланса жилого здания в холодный (а) и теплый (б) периоды года:

1 – теплопотери через пол; 2 – теплопоступления от отопительного прибора;

3 – теплопотери через окна; 4 – теплопотери через наружные стены; 5 – тепло-потери через покрытие и крышу; 6 – теплопотери за счет воздухообмена, включая инфильтрацию; 7 – теплопоступления через крышу; 8 – теплопоступ-ления через стены; 9 – теплопоступления от солнечной радиации через окна

Для выполнения современных требований по величине сопротивления теп-лопередаче не подходит даже древесина, являющаяся традиционным материа -л ом в однослойном варианте для малоэтажного строительства. Сложившаяся ситуация вызвала необходимость создания новых материалов, изделий и строи-тельных систем с их применением, которые бы отвечали требованиям, предъяв-ляемым к прочности, долговечности, теплозащите, и в то же время были бы эко-номически эффективны. В большинстве таких систем конструкции стен трех — слойные, которые могут выполняться в процессе возведения стен или состоять из трехслойных блоков, изготовленных в заводских условиях.

При строительстве малоэтажных домов с трехслойными стенами возводи-мыми по современным технологиям » RBS «; «VELOX»;»ЛЕГОСТРОЙ»; «ИЗОДОМ»; «ТИСЭ», наружные слои стен используются в качестве несъемной опалубки. Эти слои могут выполняться из кирпича, керамзитобетонных блоков, вибропрессованных бетонных и других мелкоштучных изделий, а также листовых композитных материалов. Внутренний (центральный) слой конструкции являет — ся теплоизоляционным , толщина его определяется теплотехническим расчетом. В качестве теплоизоляционных материалов в современных конструкциях стен используют плиты из пенополистирола, жесткие минераловатные плиты, блоки из пенополиуретана, ячеистого бетона, торфяные, фибролитовые плиты, эковата и др. Для устройства теплоизоляционного слоя применяются также заливочные смеси из легких бетонов (пенобетона, полистиролбетона, газобетона), которые заливаются в несъемную опалубку или колодцевую кладку.

В зависимости от условий эксплуатации стеновые трехслойные блоки изго — тавливаются из различных бетонов (тяжелого, керамзитобетона, легкого на по — ристых заполнителях, арболита, опилкобетона, ячеистого полистиролбетона и т.д.) на основе водостойких или неводостойких гипсовых вяжущих. В качестве теплоизоляции в этих блоках используют пенополистирол, ячеистый бетон, пеногипс и др. Однако такая технология производства блоков достаточно трудо-емка. Пустотелые блоки изготавливать проще. При возведении стен из пусто-телых блоков, изготовленных по технологиям » SIMPROLIT «; «ДЮРИСОЛ»; «ЛЕГОБЛОК»; «ТЕРМОДОМ», пустоты в блоках заполняют конструкционным тяжелым бетоном с дополнительным армированием для несущих стен. Однако такой метод создания теплоэффективных стен имеет ряд недостатков, главный из которых заключается в сложности получения прочного несущего слоя стены из монолитного бетона в зимний период.

В последние годы успешно развивается производство теплоэффективных стеновых блоков высокой заводской готовности. Так, строительной компанией «Первый камень», г. Санкт-Петербург, Россия, освоен выпуск трехслойных несущих стеновых блоков из керамзитобетона с внутренним утепляющим слоем их плитогного полистирола. Специалистами НИИ «ТЕПЛОСТЕН» г. Москва, Россия создан и внедрен в массовое промышленное производство новейший

строительный материал – теплоэффективный стеновой блок «Теплостен».

Применение блоков высокой заводской готовности позволяет возводить стены почти при полном отсутствии «мокрых» процессов, при минусовых температурах, а также избавляет строителей от таких трудоемких и дорого-стоящих операций, как утепление стены и декоративное ее оформление.

Несмотря на большое разнообразие современных типов теплоэффективных стен малоэтажных жилых зданий, проблему рациональной их конструкции и технологии возведения на сегодняшний день нельзя считать окончательно решенной.

В современной практике на основе опыта и теплофи зических исследований было установлено, что в многослойных конструкциях не учитывается в доста — точной мере факт значительного снижения эксплуатационных характеристик стен выполненных из композитных материалов. Так, материалы имеют различ-ные физико-механические свойства, начиная с различных коэффициентов рас- ширения и усадки, различия в прочности на сжатие и растяжение, разные характеристики износа в ходе эксплуатации каждого из композитов в отдель-ности, вплоть до разных коэффициентов воздухо- и паропроницаемости [2].

Стены современных малоэтажных жилых зданий должны соответствовать следующим требованиям:

● быть прочными и способными осуществлять функции несущих и самонесущих стен;

● обладать высокими тепло – и звукоизоляционными свойствами;

● соответствовать степени огнестойкости здания ;

● обладать долговечностью, соответствующей классу здания;

● быть энергосберегающим элементом сооружения;

● иметь экологическую чистоту;

● обеспечивать необходимый температурно-влажностный комфорт в помещениях;

● обеспечивать необходимые показатели паро- и воздухопроницаемости,

морозостойкости, соответствующие классу здания;

● иметь конструкцию, которая отвечала бы современным технологиям возведения стен, и не стеснять архитектурную выразительность здания.

К сожалению, в настоящее время ни один из материалов для возведения стен не в состоянии удовлетворить полному комплексу приведенных требований [3].

Целью работы является создание такой конструктивной структуры стено-вого блока, которая в наибольшей степени соответствовала бы комплексу приве-денных требований эксплуатационных характеристик стены при снижении стоимости и трудоемкости их возведения. Авторами были проведены исследо — вания, разработана, испытана и запатентована конструкция теплоэффективного стенового блока высокой строительной готовности (рис.2) .

Рисунок 2 – Теплоэффективный стеновой блок высокой строительной готовности:

а – блок рядовой; б – блок угловой; в – блок простеночный с четвертью для проемов; г – общий вид фрагмента стены из блоков: 1– защитный декоративный слой, 2 – 4 – конструктивно-теплоизоляционные слои, 3 – теплоизоляционный слой из монолитного полистиролбетона

Стеновой многослойный блок размерами: 500 х 400 х 200 мм предлагается изготавливать монолитным в кассетной опалубке из многокомпонентного модифицированного бетона. В предложенной конструкции стенового блока эффективно реализуется принцип разделения и сочетания функций однотипного материала – бетона, благодаря которому основные свойства (прочность и теплопроводность) в разных слоях используются рационально.

Внешний слой блока 1 толщиной 30 мм формируется в опалубке из тяжело-го морозостойкого бетона класса В – 15, плотностью 2400 кг/м 3 и имеет декора-тивную фактурную поверхность и цвет. Следующий сдой блока 2 толщиной 90 мм состоит из конструктивно-теплоизоляционного полистиролбетона плотнос-тью γ = 450 кг/м 3 с коэффициентом теплопроводности λ=0,115 Вт/мºС. Средний слой 3 толщиной 140 мм формируется из монолитного тепло-изоляционного полистиролбетона плотностью γ = 150 кг/м 3 с коэффициентом теплопроводности λ=0,055 Вт/мºС. Внутренний слой блока 4 толщиной 140 мм выполняется из монолитного ( класс прочности В 2,0 на сжатие) негорючего симпролит полис-тиролбетона плотностью 450 – 500 кг/м 3 с коэффициентом теплопроводности λ=0,115 – 0,118 Вт/мºС.

Особое внимание авторы уделили исследованиям, направленным на обеспечение несущей способности и теплоэффективности стен в процессе их эксплуатации в жилых малоэтажных зданиях.

1. Несущая способность

В многослойных конструкциях теплоэффективных несущих стен с внутрен-ним теплоизолирующим слоем из плиточного полистирола, минеральной ваты и других материалов. существует проблема обеспечения совместной работы двух несущих слоев, разделенных теплоизолирующей вставкой, по восприятию нагрузки от перекрытий. Жесткие (из кирпича, блоков) и гибкие (из арматуры) связи не всегда обеспечивают требуемую несущую способность стен, особенно при внецентренном характере приложения нагрузки от перекрытий, а также создают дополнительные «мостики холода» в стене.

По результатам испытаний, проведенных в Национальном техническом университете имени Ю. Кондратюка в г. Полтаве в рамках государственного научно-исследовательского проекта «Ресурсосберегающая технология уско-ренного строительства теплосохраняющих малоэтажных жилых домов с исполь-зованием местных строительных материалов», установлено, что прочность на сжатие многослойных полистиролбетонных блоков составила 107,2 т/м 1 блока или 26,8 кг /см 2 . Такая достаточно высокая несущая способность блоков позволяет с запасом воспринимать стенами нагрузку от 2 – 3 — х междуэтажных железобетонных перекрытий и объясняется совместной работой всех монолит-ных бетонных слоев на сжатие. Кроме этого, толщина стены в 400 мм обеспе-чивает пространственную жесткость стен и перекрытий.

2. Приведенное сопротивление теплопередаче стены

Приведенное сопротивление теплопередаче стеновых материалов нормиро-вано для стен без окон, балконных дверей, витражей и т.п. Учитывая, что толщина стены в жилых зданиях принимается постоянной, то проблемы потери тепла в помещениях с окнами и дверьми решаются с помощью дополнительных источников обогрева (секции радиаторов, электронагревателей), что на протяжении многих лет эксплуатации приводит к необоснованному расходованию значительного количества энергоресурсов.

Многослойные полистиролбетонные стеновые блоки имеют уникальную возможность, при той же самой толщине с помощью увеличения толщины среднего монолитного теплоизоляционного слоя на стадии изготовления повышать сопротивление теплопередаче стены на 20 – 25% от исходного значения коэффициента R ₀ пр = 4,073 м 2 ºС/Вт.

Конструкция теплоэффективного стенового блока была окончательно доработана после проведенных исследований, направленных на обеспечение стабильности показателя термического сопротивления теплопередаче стены в процессе долгих лет эксплуатации и недопущения сверхнормативного увлажнения утепляющего слоя. В современной практике на основе опыта и теплофи зических исследований установлено, что в результате увлажнения утеплителя на 2 – 3 % сверх нормативного его теплоизолирующие свойства снижаются на 30 – 37 %. В конструкции стенового блока несущие и теплоизо-ляционные слои скомпонованы таким образом, что нулевая температура ( при – 20 ºС) и точка росы находится с внешней стороны теплоизолирующего слоя и не оказывает существенного влияния на накопление в нем влаги (рис. 3). Стена накапливает тепло, точка росы при наружной температуре воздуха – 17 ºС переходит в наружный конструктивно-теплоизолирующий слой. Потери тепла через площадь стены значительно снижаются.

Рисунок 3 – Температурный график стены из теплоэффективных блоков:

1– защитно-декоративный слой; 2 – внешний слой из конструктивно-теплоизоляционного полистиролбетона; 3 – теплоизоляционный слой из монолитного полистиролбетона; 4 – внутренний слой из симпролит полистиролбетона; 5 – гипсовая шпатлевка

3. Паро-, воздухопроницаемость и морозостойкость

Паро- и воздухопроницаемость стен представляет собой одну из важнейших характеристик ограждающих конструкций здания. Известно, что у многослой-ных стен с плиточными утеплителями и несущими слоями их тяжелого бетона паропроницаемость в части конструкции нежелательна или отсутствует по при-чине защиты от конденсата и переувлажнения утеплителя, а также недостаточной проницаемости паров через плотные слои бетона.

Оптимальная паропроницаемость стен из полистиролбетонных блоков способствует тому, что стены «дышат», а опасности от конденсата и переувлажнения не существует.

Рисунок 4 – Влажностный режим стены из блоков по сечению конструкции

Из графиков, приведенных на рисунке 4, полученных в результате исследова-ний влажностных режимов фрагментов стен из полистиролбетонных блоков, установлено, что влажный воздух проходит в нормативных параметрах сквозь толщи слоев блоков, при этом не унося чрезмерно тепло из дома и не конденсируясь во влагу ни в одном из четырех слоев блока. Такой режим паро-и воздухопроницаемости создает благоприятную обстановку в доме, в отличие от зданий, построенных с паронепроницаемыми стенами, где обмен воздуха обеспечи-вается преимущественно приточной и вытяжной системой вентиляции.

Основной причиной разрушения материала под действием низких темпера-тур является расширение воды, заполняющей при замерзании связанные между собой поры материалов. Лед в порах максимально расширяется при его темпе-ратуре минус 18 – 20 ºС. Плотность защитного декоративного слоя из тяжелого бетона, специальные антиморозные добавки и «подогрев» наружного слоя стены прилежащими слоями стеновых блоков позволили при испытании на морозо-стойкость при амплитуде колебаний температуры с + 40 º до – 30 ºС превысить 50 циклов замораживания и оттаивания без потери их целостности и теплоизо-лирующей способности.

Таким образом, сформованный на высокотехнологичной линии стеновой блок обеспечивает высокую строительную готовность стены здания возведенной из блоков, благодаря точности габаритных размеров, внутренние стеновые поверхности требуют лишь гипсовой шпатлевки. Внешний декоративный прочный, морозостойкий слой блоков не требует дальнейшей отделки фасадов и надежно защищает стены от разрушающего атмосферного влияния.

Блок легкий и сравнительно большой (при массе в 21,6 кг блок равнознач-ный объему в 20,5 кирпича), благодаря своим точным геометрическим размерам (± 1 мм), укладывается на слой клея толщиной не более 2–4 мм. Высокая заводская готовность блоков позволяет возводить стены при отрицательных температурах, а также избавляет строителей от таких трудоемких и дорого-стоящих операций, как утепление стены, заливка в пустоты несущего бетонного слоя и декоративное ее оформление. Скорость возведения малоэтажных жилых домов из теплоэффективных блоков в несколько раз превосходит скорость строительства из любых других материалов.

Теплоэффективный блок с успехом может применяться и при возведении многоэтажных каркасных домов в качестве ограждающего самонесущего материала. В этом случае его несущая часть может быть даже уменьшена до 70–120 мм, что дает дополнительный источник экономии при производстве блока, снижает его себестоимость.

Конструкция и механизированный способ изготовления позволяет без значительных капиталовложений организовать высокопродуктивное производ-ство теплоэффективных стеновых блоков для строительства скоростными темпами теплосберегающих недорогих малоэтажных жилых домов.

Таблица 1 – сравнительного веса и стоимости 1м 2 стены малоэтажных зданий из различных материалов

Источник