Конструктивные особенности трехслойных наружных стеновых панелей с дискретными связями Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Научно-технический и производственный журнал

-------ЖИЛИЩНОЕ ---

СТРОИТЕЛЬСТВО

УДК 69.056.53

Е.Ф. ФИЛАТОВ, главный технолог ([email protected])

ООО УК «Брянский завод крупнопанельного домостроения» (241031, г. Брянск, ул. Речная, 99А)

Конструктивные особенности трехслойных наружных стеновых панелей с дискретными связями

В статье приведены конструктивные особенности трехслойных наружных стеновых панелей с дискретными связями, существенно повысивших технологичность их изготовления на имеющемся на предприятии технологическом оборудовании, выпуск теплоэффективных. ограждающих конструкций, обеспечивая тепловую защиту жилых домов в соответствии с нормативными требованиями. Приведены результаты теплотехнических исследований трехслойных наружных стеновых панелей с дискретными связями и результаты тепловизионного исследования ограждающих конструкций многоквартирного крупнопанельного жилого дома.

Ключевые слова: трехслойные наружные стеновые панели, дискретные связи, теплотехнические показатели.

Для цитирования: Филатов Е.Ф. Конструктивные особенности трехслойных наружных стеновых панелей с дискретными связями // Жилищное строительство. 2017. № 10. С. 35-40.

E.F. FILATOV, Chief Technologist OOO UK "Bryansk Large Panel Préfabrication Plant" (99A, Rechnaya Street, 241031, Bryansk, Russian Federation)

Structural Features of Three-Layer External Wall Panels with Discrete Constraints

The article presents structural features of three-layer external wall panels with discrete constraints which significantly improved the manufacturability of their production at the available equipment of the plant, production of thermal efficient enclosing structures providing the heat protection of residential buildings according to normative requirements. Results of the thermo-technical study of three-layer external wall panels with discrete constraints and results of the thermovision study of enclosing structures of a multi-flat large-panel residential building are presented.

Keywords: three-layer external wall panels, discrete constraints, thermo-technical indicators.

For citation: Filatov E.F. Structural features of three-layer external wall panels with discrete constraints. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2017. No. 10, pp. 35-40. (In Russian).

Коренные изменения в повышении тепловой защиты зданий положил ввод в действие СНиП 11-3-79** «Строительная теплотехника», предусматривающий резкое возрастание требуемого приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, например, для стен жилых зданий на первом этапе (до 2000 г.) этот показатель увеличивался примерно вдвое, а на втором - в 3-3,4 раза. Это вынудило радикально изменить подход к выбору материалов и конструкций наружных ограждений.

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) [1].

Рассматривая панельные конструкции, следует отметить, что повышенным теплотехническим требованиям в полной мере соответствуют трехслойные панели с гибкими связями или с дискретными связями (железобетонными шпонками).

При изготовлении трехслойных наружных стеновых панелей с гибкими связями на практике широко применяются три типа связей: подвески (анкеры), подкосы, распорки. На первом этапе внедрения трехслойных наружных стеновых панелей в качестве гибких связей в основном использовалась арматурная нержавеющая сталь [2].

10'2017 ^^^^^^^^^^^^^

В настоящее время на предприятиях крупнопанельного домостроения России широкое применение получили гибкие связи на основе стеклопластиковой и базальтопласти-ковой арматуры [3-6].

При изготовлении трехслойных наружных стеновых панелей на Брянском заводе крупнопанельного домостроения применяются горизонтально равномерно распределенные дискретные связи - распорки, работающие при эксплуатации на растяжение, что существенно повышает технологичность изготовления теплоэффективных ограждающих конструкций [2].

Наружные стеновые панели отличаются от других элементов полносборных домов наибольшим разнообразием конструктивных решений. Это связано с многофункциональным характером панелей - обеспечением требуемого микроклимата внутренних помещений, восприятием нагрузок и удовлетворением архитектурно-эстетических требований к внешнему виду здания.

Конструкторским бюро по архитектурно-строительным системам и новым технологиям им. А.А. Якушева (г. Москва) трехслойные наружные стеновые панели запроектированы для применения в строительстве жилых домов серии 90.СБ высотой до десяти этажей в г. Брянске и Брянской области (II B климатический подрайон с расчетной температурой наружного воздуха -26оС и обычными геологическими условиями, ТСН 23-327-2001 Брянской обл. «Энергетическая

- 35

Крупнопанельное домостроение

ц м .1

Научно-технический и производственный журнал

2

&

П / га_л_и-а

л—а—п п п , 2

и-о-п—~П-П-(Г

315

620

—!-----Г- __ 8

Вид А

315

-д-□-с- Т~

0 2

л-

R=20

1

ДС-1

-4-

Рис. 1. Дискретная связь ДС-1 2-2

11 /

Отд.ст.

08АШ

ч " !1

чЛиЛ--^—I—I-

тптт

—ТТ 1Г ¡1 .'

1 II 5 II

1-1

Отд.ст. 08АШ

II л 120 150 40 80

350

0

2

1

0 0

5 5

3

0 0 8

60

Рис. 2. Деталь установки дискретной связи ^^^^^^^^^^ И02017

А

Научно-технический и производственный журнал

t„=-26°C; ан=23 Вт/(м2.°С)

tB=-20°C; ав=8,7 Вт/(м2.°С)

Расчетные теплотехнические показатели материалов ограждающих конструкций

Таблица 1

;вми„=17,8°> -18,5 >tp=10'7 °С

5 К/Б

~ т г.....

Дискретная связь (шпонка) сеч. 60x140 мм

тв.ср.ш=18,4° „а FBm=0,052 м2

Рис. 3. Распределение температуры на поверхности панели в зоне расположения дискретной связи (шпонки)

Г„=-26°С; ан=23 Вт/(м2.оС)

Наименование материала Плотность в сухом состоянии у0, кг/м3 Коэффициент теплопроводности Вт/(моС)

Керамзитобетон (К/Б) 1400 0,65

Тяжелый бетон (Т/Б) 2400 1,86

Теплоизоляционные слои и вкладыши из пенополистирола (ПСБ) 40 0,0412 по расчету влажностного режима

Железобетон несущих конструкций (Ж/Б) 2500 2,04

Цементно-песчаный раствор 1800 0,93

Оконные и дверные заполнения из дерева (Д) 500 0,18

Стеклянные заполнения светопроемов 2500 0,76

Герметики, водозащитные прокладки 1200 0,2

Пористые прокладки заполнений швов оконных (дверных) коробок 40 0,05

-18,7 -18,7 -18,6 -18,4 -18,5

20°С; ав=8,7 Вт/(м2.°С)

=15,1>tp=10,7 °С

около оконной коробки

Рис. 4. Распределение температуры на поверхности панели в зоне соединения с окном

эффективность жилых и общественных зданий. Нормативы по энергопотреблению и теплозащите»).

По статической работе наружные стеновые панели - несущие. Нагрузка от вышележащих этажей воспринимается только внутренним бетонным слоем [7, 8].

Наружные стеновые панели запроектированы при варианте применения монтажных кранов грузоподъемностью до 8 т и состоят из трех слоев по толщине: наружного - 80 мм, утепляющего - 150 мм и внутреннего - 120 мм. Общая толщина наружных стеновых панелей, а также панелей крыши - 350 мм.

Бетонные слои наружных стеновых панелей, в том числе панелей крыши, соединяются между собой железобетонными шпонками (дискретными связями), образуемыми в процессе формования панелей.

Наружный и внутренний слои панелей выполняются из керамзитобе-тона средней плотностью 1400 кг/м3 и класса по прочности на сжатие В 15. Марка по морозостойкости бетона панелей - F 35. Утепляющий слой панелей выполняется из плит полисти-рольного пенопласта типа ППС-25 по ГОСТ 15588-2014 «Плиты пенополи-стирольные теплоизоляционные. Технические условия».

Наружные стеновые панели имеют наружный защитно-декоративный слой из цементно-песчаного раствора марки 200 толщиной 20 мм, а также внутренний отделочный слой из це-ментно-песчаного раствора марки 200 толщиной 15 мм [9-13].

Наружные стеновые панели поверху имеют противодождевой барьер в виде гребня.

Дискретная связь (ДС-1) и ее установка приведены на рис. 1 и 2.

Теплотехнические параметры наружных стеновых панелей определены на основе расчета температурных полей.

Приведенное сопротивление теплопередаче наружных стеновых панелей с учетом влияния дискретных связей, стыковых соединений панелей и элементов ограждающих конструкций (внутренних стеновых панелей, лоджий и балконных плит, примыканий оконных и дверных блоков) находится в пределах от 3,08 до 3,6 м2оС/Вт, что соответствует требованиям СНиП 11-3-79** (II этап) в климатических условиях г. Брянска Я0пр>Я;,р'2=3 м2-"С/Вт (СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»).

Первоначально наружные стеновые панели были запроектированы с учетом заполнения проемов столярными блоками с трехслойным остеклением деревянных раздельно-

т

Крупнопанельное домостроение

------ЖИЛИЩНОЕ ---

строительство

Научно-технический и производственный журнал

Таблица 2

Теплотехнические показатели наружных стен при расчетных температурах воздуха гв=20°С и ^=-26°С

Марка панели Средняя температура на поверхности, оС Расчетный тепловой поток драсч, Вт/м2 Приведенное сопротивление теплопередаче Ир, м2.оС Коэффициент теплотехнической однородности Яппр г Яусл*

внутренней гвср наружной Гнср

ЗН-35.29.35-16 (ЗН-1б) 18,33 -25,37 14,52 3,167 0,771

ЗНР1-36.29.35-29 (ЗН-29) 18,34 -25,37 14,48 3,177 0,774

ЗН-29.29.35 (ЗН-89) 18,31 -25,36 14,71 3,127 0,762

ЗН-30.29.35 (ЗН-5) 18,3 -25,36 14,73 3,122 0,76

ЗНР1-42.29.35-27и (ЗН-27и) 18,32 -25,36 14,67 3,136 0,764

ЗЫР1-36.29.35-29 (ЗН-29) 18,31 -25,36 14,71 3,127 0,761

ЗН-35.27.35 (ЗН4-4-1) 18,3 -25,35 14,87 3,093 0,753

ЗН-29.27.35 (ЗН-91б) 18,29 -25,37 14,91 3,085 0,751

ЗН-30.27.35 (ЗН5-3б) 18,28 -25,44 14,94 3,078 0,75

ЗН13.29.44-176 (ЗН-176) 17,93 -25,22 17,91 2,56 0,803 с ВС и воз. прослойкой

ЗНТ-68.29.35-130 (ЗН-130) 18,51 -25,44 12,92 3,56 0,867

ЗНТ-59.29.35-98 (ЗН-986) 18,52 -25,45 12,76 3,604 0,878

* Условное сопротивление теплопередаче (без учета влияния теплопроводных включений) R°рпр°д 4,106 м2.оС/Вт и R°рт°р 3,188 м2.оС/Вт - для панелей боковых стен лоджии (с учетом ВС и замкнутой воздушной прослойки).

ан=23 Вт/(м2.°С) а=12 Вт/(м2.°С)

-25,6

-25,5

-25,3

-25,2

-24,7

^=-20°С; ав=8,7 Вт/(м2.°С) а =8 Вт/(м2.°С)

см Ж/Б

30

-24,7

-25,1

-25,3

-25,5

>р=10,7°С

80 150 120 ~/Г~-г—--

350

---яг

Рис. 5. Распределение температуры на поверхности ограждающих конструкций в зоне горизонтального стыка панелей с плитой лоджии

спаренных переплетов по ГОСТ 16289-86 «Окна и балконные двери деревянные с тройным остеклением для жилых и общественных зданий. Типы, конструкция и размеры», а в настоящее время в оконные проемы монтируют окна из ПВХ.

Расчетные теплотехнические показатели материалов ограждающих конструкций приведены в табл. 1.

Теплотехнические показатели наружных стен при расчетной температуре воздуха t р=20оС и t р=-26оС приведены в табл. 2.

Распределение температуры на поверхности панели в зоне расположения дискретной связи (шпонки) представлено на рис. 3.

Распределение температуры на поверхности панели в зоне соединения с окном представлено на рис. 4.

Распределение температуры на поверхности ограждающих конструкций в зоне горизонтального стыка панелей с плитой лоджии представлено на рис. 5.

Распределение температуры на поверхности ограждающих конструкций в зоне вертикального стыка представлено на рис. 6.

Средние значения температуры на поверхности наружных стен (твср, тнср, оС), расчетные тепловые потоки (драсч, Вт/м2), приведенное сопротивление теплопередаче (Я^, м2-оС/Вт) наружных стен приведены в табл. 2.

По данным табл. 2, приведенное сопротивление теплопередаче конструкций наружных стен (Я^, м2-оС/Вт) находится в пределах от 2,56 до 3,6.

Среднее приведенное сопротивление теплопередаче наружных стен (Я0ср, м2-оС/Вт) и коэффициент теплотехнической однородности г равны:

38

10'2017

Научно-технический и производственный журнал

170

t„=-26°C; а„=23 Вт/(м2.°С) -25,5 -25,6

Рис. 6. Распределение температуры на поверхности ограждающих конструкций в зоне вертикального стыка

- рядовой секции - Я0Рряд=3,12; гРяд=0,76;

- торцевой секции - Я0ртор=3,2; гтор=0,78.

Проведенные многочисленные тепловизионные обследования трехслойных наружных стеновых панелей в многоэтажных крупнопанельных жилых домах подтверждают отсутствие мостиков холода.

Выводы.

На основании исследований теплотехнических качеств наружных ограждающих конструкций из трехслойных стеновых панелей с дискретными связями жилого дома серии 90 СБ можно сделать следующие выводы.

1. Минимальная температура на поверхности наружных стеновых панелей в местах расположения теплопроводных включений при расчетных температурах воздуха внутреннего ?в=20оС, наружного ^=-26оС и относительной влажности внутреннего воздуха фв=55% выше точки росы, равной

t=10,7оС.

р

2. Приведенное сопротивление теплопередаче трехслойных наружных стеновых панелей (Я^р, м2оС/Вт) находится в пределах от 2,56 до 3,6.

Среднее приведенное сопротивление теплопередаче трехслойных наружных стеновых панелей Я0рср, м2оС/Вт) и коэффициент теплотехнической однородности г равны:

- рядовой секции - Я0|р,Яд=3,12; ^=0,76;

- торцевой секции - Яп0ртор=3,2; гтор=0,78.

Приведенное сопротивление теплопередаче трехслойных наружных стеновых панелей соответствуют нормативным требованиям теплотехнических норм.

Список литературы

1. Граник Ю.Г. Теплоэффективные ограждающие конструкции жилых и гражданских зданий // Энергосбе-

режение и новейшие технологии теплозащиты зданий: Материалы семинара 20 марта 2001 г. / Под ред. А.А. Матвиевского. С. 35-37.

Граник Ю.Г. Заводское производство элементов полносборных домов. М.: Стройиздат, 1984. 222 с. Матвеев А.В., Овчинников А.А. Разработка энергоэффективных крупнопанельных ограждающих конструкций // Жилищное строительство. 2014. № 10. С. 19-23. Ковригин А.Г., Маслов А.В., Вальд А.А. Факторы, влияющие на надежность композитных связей, применяемых в КПД // Строительные материалы. 2017. № 3. С. 31-34. Ковригин А.Г., Маслов А.В. Учет требований нормативной документации при проектировании трехслойных панелей // Строительные материалы. 2016. № 3. С. 25-30. Блажко В.П., Граник М.Ю. Гибкие базальтопластиковые связи для применения в трехслойных панелях наружных стен // Строительные материалы. 2015. № 5. С. 56-57. Николаев С.В., Шрейбер А.К., Этенко В.П. Панельно-каркасное домостроение - новый этап развития КПД // Жилищное строительство. 2015. № 2. С. 3-7. Тихонов И.Н., Мешков В.З., Звездов А.И., Саврасов И.П. Эффективная арматура для железобетонных конструкций зданий, проектируемых с учетом воздействия особых нагрузок // Строительные материалы. 2017. № 3. С. 39-45.

Ярмаковский В.Н. Ресурсоэнергосбережение при производстве элементов конструктивно-технологических систем зданий, их возведении и эксплуатации // Строительные материалы. 2013. № 6. С. 1-3. Беляев В.С., Граник Ю.Г., Матросов Ю.А. Энергоэффективность и теплозащита зданий. М.: АСВ, 2012. 396 с. Николаев С.В. Возрождение домостроительных комбинатов на отечественном оборудовании // Жилищное строительство. 2015. № 5. С. 4-8. 12. Гагарин В.Г., Дмитриев К.А. Учет теплотехнических не-однородностей при оценке теплозащиты ограждающих

10

11

Крупнопанельное домостроение

------ЖИЛИЩНОЕ ---

строительство

Научно-технический и производственный журнал

конструкций в России и европейских странах // Строительные материалы. 2013. № 6. С. 14-16.

13. Филатов Е.Ф. Снижение материалоемкости изделий крупнопанельного домостроения // Жилищное строительство. 2016. № 10. С. 30-33.

References

1. Granik Yu.G. The heateffective protecting structures of residential and civil buildings. Energy saving and the newest technologies of a heat-shielding of buildings: Seminar materials on March 20, 2001. Under the editorship of A.A. Matviyevsky, рр. 35-37. (In Russian).

2. Granik Yu.G. Zavodskoe proizvodstvo jelementov polnosbornyh domov. [Factory production of elements of prefabrication houses]. Moscow: Stroyizdat, 1984. 222 p.

3. Matveev A.V., Ovchinnikov A.A. Development of the energy efficient large-panel protecting designs. Zhilishchnoe Stroi-tel'stvo [Housing Construction]. 2014. No. 10, pp. 19-23. (In Russian).

4. Kovrigin A.G., Maslov A.V., Vald A.A. Factors influencing on reliability of composite ties used in large-panel housing construction. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2017. No. 3, pp. 31-34. (In Russian).

5. Kovrigin A.G., Maslov A.V. Composite Flexible Bracing in Large-Panel House Building. Stroitel'nye Materialy [Construction Materals]. 2016. No. 3, pp. 25-30. (In Russian).

6. Blazhko V.P., Granik M.Yu. Flexible bazaltoplastikovy communications for application in three-layer panels of

external walls. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2015. No. 5, pp. 56-57. (In Russian).

7. Nikolaev S.V., Shreiber A.K., Etenko V.P. Panel and frame housing construction - a new stage of development of efficiency. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2015. No. 2, pp. 3-7. (In Russian).

8. Tikhonov I.N., Meshkov V.Z., Zvezdov A.N., Savrasov I.P. Efficient reinforcement for reinforced concrete structures of buildings designed with due regard for impact of special loads. Stroitel'nye Materialy [Construction materials]. 2017. No. 3, pp. 39-45. (In Russian).

9. Yarmakovskii V.N. Energy-resources-saving under manufacturing at the elements of structural-technological building systems, their rising and exploitation. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2013. No. 6, pp. 1-3. (In Russian).

10. Belyaev V.S., Granik Yu.G., Sailors Yu.A. Energoeffektivnost and heat-shielding of buildings [Jenergojeffektivnost' i teplozashhita zdanij]. Moscow: ASV, 2012. 396 p.

11. Nikolaev S.V. The Revival of house-building factories in the domestic equipment. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2015. No. 5, pp. 4-8. (In Russian).

12. Gagarin V.G., Dmitriyev K.A. Accounting of heattechnical not uniformity at assessment of a heat-shielding of the protecting designs in Russia and the European countries. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2013. No. 6, pp. 14-16. (In Russian).

13. Filatov E.F. Reduction in Material Consumption of Products of Large-Panel House Prefabrication. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2016. No. 10, pp. 28-33. (In Russian).

_ИНФОРМАЦИЯ

Стартовал международный конкурс проектов стандартного жилья и жилой застройки

Министерство строительства и жилищно-комму-нальногохозяйства Российской Федерации совместно с АИЖК запустили открытый международный конкурс проектов стандартного жилья и жилой застройки.

Конкурс организован во исполнение поручения, данного 11 августа 2017 г. Председателем Правительства РФ Д.А. Медведевым. Оператором конкурса выступает КБ Стрелка.

К участию в конкурсе приглашены архитекторы из различных регионов России и зарубежных стран для реализации проектов, которые призваны изменить не только строительство жилья, но и представление о жилье в будущем. В первую очередь конкурс направлен на формирование стандартов качественного жилья.

В настоящее время Минстроем России ведется большая работа над пополнением реестра проектов повторного применения в социальной сфере, в кото-

рый вошли проекты детских садов, школ и др. Сейчас этим реестром пользуется вся страна, потому что проекты уже прошли госэкспертизу.

По итогам конкурса будут выбраны лучшие проекты повторного применения, которыми потом смогут воспользоваться застройщики. Реализация типовых проектов жилья позволит минимизировать затраты на всех стадиях, включая эксплуатацию, упростить процесс управления и снизить сроки проектирования.

По итогам конкурса организаторы рассчитывают получить порядка 80 качественных проектов стандартного жилья.

Все желающие могут подать заявку на участие в конкурсе и ознакомиться с конкурсной документацией на сайте: конкурс-дом.рф.

По материалам Минстроя России

40

102017