Стены
- Потребительские свойства газобетона 2

Потребительские свойства газобетона 2

Продолжение статьи. Начало: https://termocalc.ru/catalog/Steni/28


На некоторых объектах наружные стены из газобетона могут пересекать поперечные железобетонные стены или железобетонные колонны.

Ухудшение теплозащитных свойств стеновых конструкций в виде кладки газобетонных блоков выявлено и в эксплуатируемых зданиях [9]. В обследованных зданиях все наружные стены выполнены с наружной облицовкой кирпичной кладкой, без дополнительного слоя эффективной теплоизоляции. Анализ результатов показал, что более половины обследованных конструкций (62 %) имеют дефекты, что указывает на их массовость. Все дефекты являются трудноустранимыми и требуют демонтажа строительных конструкций. Подавляющее большинство дефектов (90 %) отмечается в узлах примыкания оконных блоков к стеновым проемам, что объясняется несоответствием оконных блоков нормативным требованиям по теплозащите, неправильной установкой оконных блоков, ненадлежащим качеством теплоизоляции монтажных швов. Дефекты в узлах сопряжения наружной стены с колонной (10 %) объясняются наличием теплопроводных включений в виде железобетонных колонн каркаса здания вследствие отклонений от проекта. Практически половина обследованных конструкций (51 %) подвержена конденсации влаги и образованию плесневых грибов при расчетных условиях. 11 % обследованных конструкций имеют сквозное промерзание в узлах.



Рисунок 6. Теплотехнические дефекты в узлах примыкания оконного блока к стеновому проёму


Рисунок 7. Теплотехнический дефект в узле сопряжения наружной стены с железобетонной колонной

При правильной геометрии блоков изделия оказываются достаточно хрупкими. Это означает, что при транспортировке, особенно при подъезде грузового транспорта к объекту (где дороги часто бывают разбитыми, а съезды с них – не подготовленными), в процессе разгрузки поддонов стропами, при падении блоков в процессе переноски и монтажа, многие изделия оказываются поврежденными (рис. 8, 9). Понятно, что все они идут в кладку, а трещины и выбоины заделываются кладочным раствором. Иногда кладка настолько пестрит растворными швами, что говорить о какой-либо ее однородности весьма затруднительно (рис. 10, 11). Понятно, что при наружной отделке стен все эти дефекты кладки не будут видны, но теплопроводные включения (мостики холода) при этом никуда не исчезнут. Для повышения теплотехнической однородности и общего уровня теплозащиты наружных стен из газобетонных блоков необходимо устройство сплошного наружного слоя теплоизоляции.

Сплошной наружный слой теплоизоляции, помимо прочего, увеличит долговечность внутреннего слоя стены, так как при внешнем утеплении блоки окажутся в области положительных температур. В результате, в процессе эксплуатации, они не будут испытывать циклы замораживания-оттаивания.


Рисунок 8. Повреждение блоков стропами при разгрузке поддонов


Рисунок 9. Повреждение нижних рядов изделий при нарушении условий транспортировки


Рисунок 10. Укладка поврежденных изделий в стену (узел сопряжения кладки газобетонных блоков с железобетонным каркасом)


Рисунок 11. Укладка поврежденных изделий в стену (узел сопряжения кладки газобетонных блоков с фундаментом)

Таким образом, для большинства регионов, расположенных в центральной и северной частях Российской Федерации толщины блоков 375–400 мм без дополнительного утепления оказывается недостаточно для обеспечения требуемых значений приведенного сопротивления теплопередаче.

Необходимо сказать и о специфике проектирования тепловой защиты зданий с наружными стенами из газобетонных блоков. Многочисленные обсуждения этой проблемы на последних конференциях и в научных публикациях показывают наличие важных задач, решение которых крайне необходимо в сегодняшних условиях.

Во-первых, о чем уже было сказано выше, это увеличение неравноэффективности теплозащиты элементов оболочки. Значительно возрастает влияние двух- и трехмерных элементов в конструкции, неравномерность распределения температуры на ее внутренней поверхности, снижается теплотехническая однородность ограждающих конструкций. Необходимы расчеты трехмерных температурных полей и разработка новых конструктивных решений.

Во-вторых, значительно увеличивается роль влажностного режима. Причем, если по глади стены распределение влажности может быть более благоприятным, чем раньше, то в краевых зонах ограждающих конструкций влажностный режим значительно ухудшается и главное в том, что существенно возрастает сложность расчета процессов совместного нестационарного влаготеплопереноса в трехмерных областях ограждающих конструкций.

В-третьих, кладка газобетонных блоков является воздухопроницаемой, особенно в зоне вертикальных швов. Инфильтрация наружного воздуха приводит к ухудшению теплозащитных свойств ограждающих конструкций. Эксфильтрация внутреннего воздуха в стеновые конструкции также чрезвычайно опасна.

Все перечисленные выше особенности важно учитывать как во вновь строящихся, так и в реконструируемых зданиях с наружными стенами из газобетонных блоков. Это улучшение температурно-влажностного режима наружных стен, разработка эффективных конструктивных решений узлов сопряжений ограждающих конструкций с целью выравнивания температуры на внутренней поверхности, снижение сквозной воздухопроницаемости через швы кладки, повышение комфортных условий среды в помещениях, энергосбережение и повышение энергоэффективности зданий.

2.5 Надежность крепления гибких связей

Если продолжить сравнение газобетонных блоков с керамическими и силикатными стеновыми изделиями, то следует отметить, что в части обеспечения надежности анкерных креплений и гибких связей газобетон значительно уступает керамическому и силикатному кирпичу. Усилия связей из газобетона на вырыв оказываются меньше усилий на вырыв из более плотных стеновых изделий.

Кроме того, наблюдается несовпадение горизонтальных швов внутреннего слоя из газобетона и облицовочного кирпича. Многие производители показывают в своих технических решениях совпадение, варьируя толщиной швов внутреннего и наружного слоя многослойных стен с облицовочным слоем из лицевого кирпича. Однако на строительном объекте далеко не всегда удается так же совместить швы, как это легко бывает сделать на чертеже. При этом согласно требованиям п. 9.31 СП 15.13330 рекомендуется предусматривать применение облицовочного кирпича или камней, имеющих высоту, равную или кратную высоте ряда основной кладки. А согласно требованиям п. Д.8 Приложения Д СП 15.13330 связи между внутренним и облицовочным слоем многослойных стен должны устанавливаться только под прямыми углами к поверхности стен. В случае несовпадения горизонтальных швов внутреннего и наружного слоев стеновой конструкции данное требование в построечных условиях выполнить становится невозможно. При использовании крупноформатной керамики толщина камней подбирается таким образом, чтобы швы совпадали. С учетом того, что в крупноформатной керамике толщина швов оказывается больше, чем в кладке стен из газобетонных блоков, выполнить требование СП 15.13330 становится проще. Если связь выполнена под углом, то она не может обеспечить передачу усилия от облицовки основанию, что снижает эксплуатационную надежность стеновой конструкции.

Согласно требованиям п. 6.3.9 РМД 52-01 гибкие металлические связи между кирпичными наружным и внутренними слоями и ячеистобетонным слоем должны выполняться из нержавеющей стали (в виде скоб, полос, планок, забивных или вклеенных нагелей, саморезов) или стеклопластика, устанавливаться в швы и забиваться (врезываться) в тело блоков в количестве не менее 3-х с площадью поперечного сечения связей не менее 0,5 см2 на 1 м2 стены. В практике строительства, когда кладка внутреннего и наружного каменных слоев часто осуществляется в разное время, выполнить данное условие проблематично. Поэтому чаще в швы закладывают сетки, скобы, устраивают жесткие связи, когда через каждые 500 мм по высоте в толще газобетонных стен прокладываются тычковые ряды, жестко связанные с облицовкой. Однако иногда и гибкие связи встречаются на объектах. На рисунке 12 видно, как в результате смещения каменного лицевого слоя относительно внутреннего гибкая связь оказалось вырванной из газобетонной кладки, а в месте ее установки во внутреннем слое образовалась выбоина в результате вырыва анкера.

Отдельно следует отметить, что и гибкие связи и анкера для крепления слоя теплоизоляции являются теплопроводными включениями. В этой связи, в местах расположения связей возрастает вероятность конденсации влаги. Вокруг анкера или связи может возникнуть зона, влажность которой будет выше, чем на удалении от включения. При этом прочность газобетонных изделий, как на сжатие, так и на растяжение, зависит от их влажности. Чем выше влажность, тем ниже оказываются прочностные показатели изделий и кладки. В этой связи надежность креплений уменьшается, а вероятность их вырыва возрастает.


Рисунок 12. Выбоина в месте установки гибкой связи в слое кладки из газобетонных блоков двухслойной стеновой конструкции


2.6 Как правильно производить экономическую оценку технических решений?

Как было указано во введении, низкая стоимость изделий из автоклавного газобетона (3100–4500 рублей/м3 применительно для северо-западных и центральных районов страны) является существенным их преимуществом по сравнению с иными стеновыми каменными материалами и изделиями. Можно уверенно утверждать, что именно экономический фактор оказался определяющим для столь впечатляющего распространения данного типа изделий в практике строительства жилых и общественных объектов на территории Российской Федерации.

Однако, при сравнительной экономической оценке того или иного технического решения обычно принимается стоимость квадратного метра стенового ограждения. Такой подход далеко не всегда оказывается справедливым.

Для более полного пояснения данного предположения рассмотрим заполнение наружных стен железобетонных монолитно-каркасных зданий газобетонными блоками толщиной 375 мм. Пусть площадь фасадов проектируемого жилого многоквартирного здания составляет 10 000 м2. Это означает, что при высоте этажа 3 м (от уровня пола до уровня пола вышерасположенного этажа) периметр наружных стен составит примерно:

10 000 / 3 = 3 333 (п.м.).

Тогда при толщине блоков 375 мм, под ними окажется площадь, равная:

3 333 × 0,375 = 1 250 (м2).

При стоимости квадратного метра жилья 80 000 руб/м2 это будет означать потерю под блоками:

1 250 м2 × 80 000 руб/м2 = 100 000 000 (рублей).

И далее оказывается, что при заполнении наружных ограждений монолитно-каркасных зданий выгоднее применить каменные изделия толщиной 250 мм, и даже несмотря на последующее утепление стен, получить количественный выигрыш в полезной площади. Этот количественный выигрыш окажется еще более значительным. Если правильно посчитать транспортные расходы и погрузочно-разгрузочные затраты непосредственно на объекте.

В этой связи оказывается, что на себестоимости строительства в большей степени сказывается не низкая стоимость применяемых изделий, а неумение правильно спланировать работы и рассчитать баланс расходов на строительство и доходов с продаж.

3. Применение газобетонных изделий в странах Европы

Газобетон, как строительный материал для возведения стеновых конструкций, за последние 15 лет получил широкое распространение в России, Республике Беларусь, на Украине. Материал остается популярным, хотя и применяется не столь широко в странах Восточной Европы (Польше Чехии, Румынии и др.). В странах Западной Европы и Скандинавии его использование в настоящее время крайне незначительно.

Основные ограничения для его более широкого использования связаны с невозможностью обеспечения нормативных показателей по уровню теплоизоляции (для наружных стен) и уровню звукоизоляции (для внутренних стен и перегородок), принятых в странах Западной Европы, высокая начальная влажность и высокий вес влажных изделий. В любом случае, для северных стран Западной Европы использование газобетона в качестве конструкционного основания наружных стен требует, согласно законодательствам этих стран в области энергосбережения, дополнительного утепления стен с использованием эффективных теплоизоляционных материалов. В этом случае для обеспечения надежности крепления слоя теплоизоляции к основанию, а также крепления внутреннего (конструкционного) и наружного (облицовочного) слоев более эффективными оказываются материалы с более высокой плотностью (керамический кирпич, керамические камни, силикатный кирпич, силикатные и бетонные блоки и пр.). Использование в качестве основания более плотных материалов позволяет обеспечить более высокую надежность анкерных креплений и, как следствие, более высокую долговечность наружных стен. Незначительная начальная влажность керамических изделий и более низкая начальная влажность силикатных стеновых изделий (кирпич, крупноформатные камни) предупреждает возможность перетопов в первые годы эксплуатации зданий и повышает стойкость фасадной отделки.

Заключение

Газобетон, как материал, применяемый для кладки наружных и внутренних стен зданий, имеет неоспоримые достоинства, среди которых необходимо особо выделить следующие:

- газобетон относится к группе негорючих строительных материалов;

- изделия имеют высокую точность габаритных размеров;

- изделия технологичны при строительстве (изделия легко пилятся, штробятся, режутся, сверлятся);

- по сравнению с другими типами каменных материалов (керамические камни, керамический и силикатный кирпич, керамзитобетонные блоки) кладка стен из газобетонных блоков характеризуется повышенной производительностью в связи с незначительной плотностью и большим объемом блоков.

Однако материал обладает и рядом ограничений в применении, которые следует учитывать при проектировании и строительстве стеновых конструкций с использованием изделий из автоклавного газобетона (блоков). К таковым следует отнести:

- наличие критической влажности, при достижении которой и последующем замораживании кладки может происходить ее постепенное повреждение вплоть до полного разрушения;

- высокая начальная влажность изделий, из-за которой в зданиях, построенных из газобетонных блоков, в первые годы эксплуатации может наблюдаться значительный перетоп;

- низкая теплотехническая однородность стеновых конструкций, обусловленная наличием большого количества теплопроводных включений в составе наружных стен, выполненных кладкой из газобетонных блоков без дополнительного утепления;

- изделия достаточно хрупкие, поэтому при падении, а также при транспортировке и погрузочно-разгрузочных работах могут раскалываться на части, на изделиях могут появляться трещины, выбоины и сколы, которые при монтаже, как правило, замазываются строительным раствором, что в еще большей степени понижает теплотехническую однородность стен;

- ввиду низкой теплотехнической однородности стен в виде кладки из газобетонных блоков для климатических районов с ГСОП ≥ 4200 °С∙сут/год толщина блоков 375–400 мм без дополнительного утепления оказывается недостаточной для обеспечения требуемых значений приведенного сопротивления теплопередаче;

- кладка стен из газобетонных блоков, особенно при эксплуатации зданий без наружной отделки, а также при незаполненных раствором вертикальных пазогребневых швов, характеризуется высокой воздухопроницаемостью, что повышает расход тепловой энергии при эксплуатации в отопительные периоды;

- при учете стоимости полезной площади, которая при заполнении блоками на толщину 375–400 мм наружных ограждений каркасно-монолитных зданий, относительно низкая стоимость изделий далеко не всегда оказывается экономически обоснованной в многоэтажном строительстве.

Распространенные стереотипы о том, что газобетон «боится» воды или о том, что он «сосет» влагу из воздуха, следует охарактеризовать не более чем мифы. Однако при кладке наружных стен из блоков следует избегать условий, при которых существует риск полного или частичного увлажнения стеновых конструкций, особенно опасное при достижении газобетоном критического значения влажности, при котором происходит заполнение водой не только капилляров, но и резервных пор.

Рекомендации по применению

Не рекомендуется использование изделий из автоклавного газобетона в помещениях с влажным (с влажностью внутреннего воздуха свыше 60 до 75 %) и мокрым (с влажностью внутреннего воздуха свыше 75 %) режимами эксплуатации.

Не рекомендуется использование газобетонных блоков без дополнительного утепления в климатических районах с ГСОП ≥ 4200 °С∙сут/год.

При соответствующем теплотехническом и прочностном обосновании допускается применение изделий толщиной 300-400 мм без дополнительного утепления для районов с ГСОП < 4200 °С∙сут/год. Коэффициент теплотехнической однородности наружных стен, выполненных кладкой из газобетонных блоков на цементных составах без дополнительного утепления, без соответствующего теплотехнического обоснования следует принимать не выше 0,65.

Не рекомендуется при определении расчетных теплотехнических показателей ячеистых бетонов автоклавного твердения использовать данные таблиц 1 и А.1 ГОСТ 31359, как недостаточно обоснованные.

Основную область применения газобетонных блоков рекомендуется сосредоточить в сегменте малоэтажного (коттеджного) строительства. При этом при возведении индивидуальных жилых домов с сезонным (летним) режимом проживания допускается возведение наружных стен из газобетонных блоков толщиной от 300 мм без дополнительного утепления. При строительстве индивидуальных малоэтажных жилых домов, предназначенных для круглогодичного проживания (в том числе в отопительные периоды), рекомендуется дополнительное утепление стен с использованием эффективных теплоизоляционных материалов (например, изделий теплоизоляционных из стеклянного или каменного волокна, пенополистирола фасадных марок и пр.). Толщину кладки из газобетонных блоков при этом следует назначать только из обеспечения требований по прочности и устойчивости.


http://unistroy.spbstu.ru/index_2016_40/7_gorshkov...