Повышение энегоэффективности зданий за счет повышения теплотехнической однородности наружных стен в зоне сопряжения с балконными плитами Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 699.86

Н.П. УМНЯКОВА, канд. техн. наук, зам. директора по научной работе НИИСФ РААСН (Москва); Т.С. ЕГОРОВА, региональный директор по Восточной Европе и России, В.Е. ЧЕРКАС, П.Б. БЕЛОГУРОВ, инженеры-конструкторы, ООО «Шёкк^/Schöck Bauteile GmbH (Германия), К.С. АНДРЕЙЦЕВА, инженер, ООО «Служба строительного мониторинга» (Москва)

Повышение энергоэффективности зданий за счет повышения теплотехнической однородности наружных стен в зоне сопряжения с балконными плитами

Современные требования по энергосбережению в зданиях привели к появлению так называемого «синдрома больного здания», выражающегося в ухудшении микроклимата помещений и плохого воздухообмена в помещениях, развитию грибков и плесени на внутренней поверхности наружных ограждений и несоблюдении санитарно-гигиенических требований. Известно, что ухудшение качества внутренней среды приводит к снижению работоспособности и жизнеспособности человека. Одной из причин появления «больных зданий» является стремление уменьшить расход тепла на отопление здания всеми, не всегда рациональными, способами. Низкая кратность воздухообмена в помещениях в сочетании с небольшой теплотехнической однородностью наружных ограждений приводит к снижению температуры на поверхности наружных стен помещений ниже точки росы; вызывает образование конденсата; развитию плесени и превращению здания в категорию «больных».

Одним из путей улучшения качества внутренней среды является внедрение в практику строительства

конструктивных решений с высоким коэффициентом теплотехнической однородности и минимальными мостиками холода, в частности в зоне сопряжения наружных стен с междуэтажными перекрытиями и выступающими за плоскость фасада балконными плитами [1]. Традиционное решение сопряжения наружной стены с монолитным перекрытием и балконной плитой предполагает наличие отверстий в зоне перекрытия, в которые устанавливаются вкладыши из теплоизоляционного материала, а расположенные между ними монолитные участки перекрытия интенсивно армируются. В результате через сильно армированные участки перекрытия происходят интенсивные теплопо-тери, а на поверхности стены помещения, опирающейся на монолитный участок, температура опускается ниже точки росы, образуется конденсат и создаются условия для развития плесени (рис. 1).

Повысить теплотехническую однородность наружных стен в зоне выступающих балконных плит возможно с помощью несущих теплоизоляционных элементов фирмы «Шёкк», разработанных специально

для этих целей [2]. В данной статье использованы результаты экспертных заключений д-ра техн. наук профессора Й. Эйбля (Изменение и дополнение общего строительного допуска № Z-15.7-86.2 с бетонным опорным элементом для восприятия давления, Карлсруэ, 03.03.2003) и д-ра техн. наук профессора Д. Хайнца (G8/02, MPA BAU, Мюнхен 14.05.2002).

Элемент Schöck Isokorb® тип K (рис. 2) является закладным элементом для соединения железобетонных балконных консолей с железобетонными перекрытиями. Он одновременно жестко соединяет конструкции и обеспечивает эффективную теплоизоляцию, позволяя создать непрерывный тепловой контур здания. Бетон с высокой теплопроводностью и арматура с еще более высокой теплопроводностью заменяются в области действия нагрузок элементом, состоящим из изоляционного материала Neopor® (является зарегистрированной торговой маркой фирмы BASF) и корозионно-стойкой стали, обладающей в сравнении с обычной арматурной сталью очень низкой теплопроводностью. Кроме того, структура эле-

Рис. 1. Сопряжение наружной стены с балконной плитой: а - общий вид; б - температурное поле узла в зоне монолитного армированного участка

rj научно-технический и производственный журнал

Ш июнь 2012 19

Балкон

Стержень, работающий на растяжение (нержавеющая сталь)

У

Стержень, воспринимающий поперечные силы (нержавеющая сталь)

Рис. 2. Элемент всИоск !зокогЬ® тип К

Перекрытие

Изоляционное тело Опорный элемент (модуль НТЕ)

Рис. 3. Стык балконной плиты с наружной стеной с использованием теплоизоляционного элемента Schöck Isokorb® тип K30-CV30 для системы с теплоизоляцией: а - конструктивное решение стыка; б - характер распределения температур в зоне стыка

Рис. 4. Соединение стальной балки НЕА 140 с использованием всИоск !вокогЬ® тип Кв14 для системы с теплоизоляцией: а - конструктивное решение узла; б - температурное поле узла

Рис. 5. Соединение стальной балки НЕА 200 с использованием всИоск !вокогЬ® тип КвИв: а -конструктивное решение узла; б - температурное поле узла

мента содержит усовершенствованные опорные элементы из высокопрочного фибробетона в пластиковой несъемной опалубке.

В области стыка балкона элемент Schöck Isokorb® отсекает желе-

зобетонную плиту, которая в ином случае проходит насквозь (рис. 3). Бетон с высокой и железобетон с еще более высокой теплопроводностью заменяются в области действия нагрузок элементом, состоя-

щим из изоляционного материала Neopor® (является зарегистрированной торговой маркой фирмы BASF) и высококачественной нержавеющей стали, обладающей в сравнении с обычной арматурной сталью очень низкой теплопроводностью. Структура элемента содержит усовершенствованные опорные элементы из высокопрочного мелкозернистого бетона. Благодаря применению элемента Schöck Isokorb® тип К50 в сравнении с панелями со сплошным бетонированием обеспечивается снижение теплопроводности примерно на 94% (по данным фирмы «Шёкк»).

Система Schöck Isokorb® соединения и одновременного термического отсечения балконов из стальных конструкций и железобетонных перекрытий. В узле соединения сталь с высоким коэффициентом теплопроводности заменяется благодаря использованию элемента Schöck Isokorb® теплоизоляцией и коррозионно-стойкой сталью, обладающей теплопроводностью почти в четыре раза ниже, чем обычная арматурная. Применение элемента Schöck Isokorb® тип ^14 (рис. 4) обеспечивает снижение теплопроводности примерно на 94% в сравнении с неизолированным стыком (по данным фирмы «Шёкк»).

Система Schöck Isokorb® для соединения и одновременного термического отсечения несущих стальных конструкций. В узлах соединения стальных конструкций обычная «черная» сталь с очень высоким коэффициентом теплопроводности заменяется изоляционным материалом и конструкцией из нержавеющей стали, обладающей в сравнении с обычной сталью очень низкой теплопроводностью. Можно отметить, что применение, в частности, элемента Schöck Isokorb® тип ^T16 обеспечивает снижение теплопроводности примерно на 90% в сравнении со стальной неразрезной балкой (по данным фирмы «Шёкк»).

Новые конструктивные решения постепенно находят все большее применение в наружных ограждающих конструкциях здания. В настоящее время ведутся строительно-монтажные работы по возведению зданий для Корпоративного университета Сбербанка, расположенного на р. Истра в Московской области. Комплекс состоит из десяти учебных корпусов, отвечающих самым современным требованиям по уровню комфортности внутри зданий, а также по энергоэффективности. Почти все здания имеют балконы, что делает применение элементов Isokorb обязательным для дости-

20

научно-технический и производственный журнал

июнь 2012

jVJ ®

7-7

4-4

Рис. 6. Варианты всИоск 1зокогЬ, служащие для крепления балконных плит к различным конструктивным частям зданий: 1 - крепление к ж/б перекрытию; 2 - крепление к несущей ж/б стене в зоне второго света

жения поставленных амбициозных задач. В отдельных случаях вылет балконных плит достигает 3,2 м.

Другим примером использования данных несущих теплоизоляционных элементов является здание «Гиперкуб» в Сколково, который по замыслу архитекторов должен сочетать в себе энергоэффективность, экологичность, удобство и комфорт. Здание имеет размеры в плане 36x31 м. По всему периметру здания, на всех его этажах предусмотрены балконы, имеющие вылет для 1,3 м. В качестве несущих теплоизоляционных элементов были использованы изделия Schöck Isokorb типа KXT с толщиной теплоизоляционного слоя 120 мм. В здании имеется большое количество помещений со вторым светом, что, однако, не является препятствием для наличия балконов. Наряду со стандартными элементами типа KXT30-CV35-V8-H250 для присоединения бал-

конных плит к стенам в зоне второго света использованы элементы KXT30-WU-CV35-H250, имеющие загибы арматуры вниз (рис. 6).

Исходя из вышеописанных примеров можно сделать вывод, что использование элементов Schöck Isokorb позволяет не только решить проблему мостиков холода, но и дает возможность инженерам, архитекторам и проектировщикам воплотить в жизнь самые смелые идеи (альбом «Техническая информация Schöck Isokorb», Schöck Bauteile GmbH, август 2008 г.; «Альбом технических решений Schöck Isokorb», Schöck Bauteile GmbH, март 2011 г.). В заключение следует отметить, что в 2011 г. ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко выпустил технические условия ТУ 5285-299-36554501-2011 «Закладные элементы Schöck Isokorb для устройства терморазъемов в монолитных железобетонных конструкциях».

Ключевые слова: несущий теплоизоляционный элемент Schöck Isokorb®, энергоэффективность, мостик холода, снижение теплопроводности.

Список литературы

Умнякова Н.П. Особенности проектирования энергоэффективных зданий, уменьшающих негативное влияние на окружающую среду // Известия Юго-Западного государственного университета. 2001. № 5. Ч. 1. С. 33-38.

Егорова Т.С., Черкас В.Е. Повышение энергоэффективности зданий благодаря устранению критических мостиков холода и непрерывной изоляции выступающих строительных конструкций // Вестник МГСУ. 2011. № 3. Т. 1. С. 421-428.

rj научно-технический и производственный журнал

М ® июнь 2012