CC BY
39
ПОВЫШЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕМЕНТОВ ПОКРЫТИЯ ПОВЫШЕННОЙ СТЕПЕНИ ЗАВОДСКОЙ ГОТОВНОСТИ
E.H. Быков
МГСУ
В статье приводится описание способа повышения технологической эффективности производства многослойных панелей повышенной степени заводской готовности.
This article describe the way of increasing technological efficiency production of semi-layer panels raised degree to factory readiness.
Ha современном этапе экономика России характеризуется высокой энергоемкостью, в 2,3 раза превышающей среднемировой уровень, ив 3,1 раза превышающей средний уровень энергоемкости по странам ЕС. Не смотря на то, что Российская Федерация является одним из основных обладателей и поставщиков на мировой рынок энергетических ресурсов стратегия развития энергетической безопасности страны заключается не в наращивание добычи нефти и газа, и строительстве новых энергетических мощностей, а в эффективном использовании полученной энергии[10].
Здания и сооружения потребляют около 45 % всей вырабатываемой в стране тепловой энергии и относятся к числу ее основных потребителей. Согласно данным Министерства экономического развития РФ промышленность и строительство могут обеспечить одну третью часть (31 %) энергосбережения за счет технических средств
Уже сегодня результаты внедрения энергосберегающих норм и технологий в практику строительства очевидны. Благодаря нововведениям энергопотребление на отопление вновь построенных и реконструируемых зданий за последние 15 лет снизилось на 35-45 % в зависимости от типов зданий [6].
Несмотря на то, что основная доля теплопотерь в зданиях происходит через стены, комплексное решение проблемы теплосбережения зданий и сооружений связано с необходимостью повышения сопротивления теплопередаче чердачных перекрытий и покрытий, тем более, что нормативные требования к ним значительно выше чем для стен.
На сегодняшний день существует достаточное количество разнообразных технологий и конструктивных решений панелей покрытия. Разница заключается в функциональных свойствах, технологичности их применения, объемах прямых и сопутствующих работ на устройство готовой конструкции и как следствие затрат трудовых и материальных ресурсов.
Использование плитных и насыпных теплоизоляционных материалов позволяет решить вопросы повышения энергоэффективности конструкций покрытия, но существенно повышает трудоемкость и стоимость работ (теплоизоляционный материал нуждается в дополнительной защите, требуется подготовка под гидроизоляционное покрытие). Поэтому для зданий со сборными элементами конструкций покрытий и перекрытий перспективным представляется использование трехслойных панелей повышенной заводской готовности, обладающих улучшенными тепло- и звукоизоляцион-
2/2010 ВЕСТНИК
ными свойствами, а также внедрение новых технологических решений, обеспечивающих надлежащее качество при существенном уменьшении трудозатрат.
Начиная со второй 1990-х годов, в связи с известными изменениями требований к энергоэффективности ограждающих конструкций на предприятиях индустриального домостроения произошел массовый переход на производство многослойных ограждающих конструкций. Типовая конструкция представляет собой трехслойную сборную железобетоную панель, с наружными слоями из тяжелого бетона и теплоизолирующим слоем из плитного пенополистирола.
Данная конструкция кровельной панели сегодня широко используется в сборных сериях жилых домов ГСМ-2001, разрабатываемых ЦНИИЭП жилища для строительства в г. Москве и внедряется в жилых блок-секциях П3М, производства ОАО «ДСК-3», разрабатываемых МНИИТЭП. Отличительной особенностью данных панелей является трехслойная конструкция с дискретной связью слоев продольными железобетонными ребрами, армированными каркасами.
К достоинствам данных панелей относятся: высокая степень заводской готовности; низкая трудоемкость работ по возведению конструкции покрытия. К недостаткам стоит отнести: низкую ремонтопригодность; теплотехническую неоднородность конструкции; горючесть и ухудшение эксплуатационных качеств из-за старения полимерного утеплителя. Значительным недостатком конструкций многослойных плит с дискретной связью слоев является присутствие трудоемких операций в процессе заводского производства панелей по раскрою и укладке плит, снижающих технологичность работ и индустриальность изделия целом.
С целью повышения технологичности изготовления, энергетической эффективности и эксплутационных характеристик ограждающих конструкций покрытий, предлагается применение индустриальных изделий [5, 9] представляющих собой трехслойный элемент с теплоизоляционным слоем из бетона низкой теплопроводности, монолитно связанного с наружными слоями из конструкционного или конструкционно-теплоизоляционного бетона (рис. 1). Трехслойные панели с теплоизоляционным слоем из низкотеплопроводных бетонов являются экспериментальными в гражданском и промышленном строительстве, представляя конкурентноспособный, перспективный вариант существующим конструкциям массового применения.
Наружный слой конструкционно - теплоизоляционного бетона Внутренний слой из теплоизоляционного структурно-устойчивого бетона Наружный слой конструкционно - теплоизоляционного бетона
каркасами
Рисунок 1. Схема трехслойной монолитнослоистой панели, армированной объемными каркасами
Отличительная особенность данных изделий заключается в том, что заводское производство элемента многослойной конструкции - последовательная укладка в форму слоев, выполняется в едином технологическом цикле. Благодаря этому достигается:
- значительное снижение трудоемкости изготовления элемента строительной многослойной конструкции [1];
- повышение степени теплотехнической однородности конструкции, за счет отсутствия дискретных связей (позволяет исключить влияние теплопроводных включений) и близких значений плотности материалов составляющих многослойную конструкцию;
- повышение конструкционной прочности и эксплутационной надежности за счет монолитной связи слоев элемента многослойной конструкции [1, 5].
Исследования в области создания многослойных панелей с монолитной связью слоев проводились научно-исследовательскими коллективами НИИЖБ, Московского Государственного Строительного Университета, НИПТИ «Стройиндустрия», Кубанского Государственного Технологического Университета, Братского Индустриального Института, Мордовского Государственного Университета и др. Различный аспекты данной темы разрабатываются, начиная с первой половины 70-х годов минувшего столетия.
Основными требованиями предъявляемыми к бетонам монолитнослоистой конструкции панели, являются: однородность структуры; достаточная прочность в свеже-уложенном состоянии для выдерживания нагрузки от вышележащего слоя; гидравлическая активность вяжущих; безавтоклавное твердение; низкая степень начальной эксплуатационной влажности. По этим показателям невозможно применение полимербе-тонов на легких пористых заполнителях, твердение, которых происходит в течении нескольких часов и ячеистых бетонов скорость снижения влажности которых равняется 2,5% весовой влажности в год [1].
К основным видам бетонов пригодных для использования в качестве теплоизоляционного слоя относятся: крупнопористый керамзитобетон (керамзитопенобетон) [8], перлитобетон, арболит [8], бетоны на стекловидных заполнителях [2], полистиролбе-тон [5, 7, 9, 10] и их модификации.
По совокупности эксплуатационных качеств и изученных свойств совместной работы весьма перспективными для индустриального изготовления многослойных конструкций панелей с монолитной связью слоев представляются поризованный керамзитобетон средней плотностью 800 - 1400 кг/м3 и полистиролбетон средней плотностью 200 - 400 кг/м3 [5, 8, 9]. Данным видам бетонов присущи стабильность заданных свойств, низкая степень начальной эксплуатационной влажности, положительные показатели совместной работы [1, 5, 8].
На сегодня практика изготовления трехслойных монолитнослоистых панелей с теплоизоляционным слоем из легких бетонов не значительна. Большинство конструкций изготовлено ограниченными опытными партиями с использованием имеющейся на заводах оснастки. Между тем, отмечаются положительные примеры использования слоистых конструкций покрытий с использованием в теплоизоляционного слоя из по-листиролбетона [7].
В настоящее время научно-исследовательским коллективом на базе МГСУ проводятся комплексные исследования в области индустриально изготавливаемых энергоэффективных элементов ограждающих конструкций здания, повышенной степени заводской готовности. Исследования направлены на разработку и совершенствование
2/2010
ВЕСТНИК _МГСУ
решений, позволяющих повысить технологическую эффективность индустриального изготовления ограждающих конструкций, и их возведения на строительной площадке.
Проведенный сравнительный анализ трудоемкости заводского изготовления трехслойных панелей покрытия с дискретной связью слоев и трехслойных монолит-нослоистых панелей покрытия позволяет говорить о технологическом преимуществе последних (рис. 2) [3]. Значительное снижение трудоемкости работ (на 35%) при производстве монолитнослоистых панелей, в соответствии с представленной организационной схемой (рис. 3), достигается за счет исключения трудоемких операций по раскрою и укладке плит полистирольного пенопласта, а также за счет сокращения трудозатрат на устройство пространственного арматурного каркаса панели, устанавливаемого за один технологический цикл сразу на всю высоту панели [4].
Стоит отметить, что изменение номенклатуры выпускаемых монолитнослоистых изделий, даже при организации поточной схемы производства, не повлечет за собой значительных изменений ритма и состава технологических операций. Вместе с тем, использование крупноразмерных модульных арматурных каркасов позволяет выпускать широкую номенклатуру монолитнослоистых плит покрытий различной несущей способности.
Список литературы:
1. Аль Зуби Мазен Сайд. Полистиролбетон для монолитнослоистых конструкций: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук./М.:МГСУ, 1994 г.
2. Давидюк А. Н. Прочностные свойства легких бетонов на стекловидных заполнителях для многослойных ограждающих конструкций// Бетон и железобетон - 2008. - № 6.]
3. Единые ведомственные временные нормы и расценки на изготовление сборных бетонных и железобетонных конструкций и деталей для жилищного строительства (конвейерная и кассетная технология). Управление организации труда и заработной платы министерства.-1986 г. Центральная нормировочно-исследовательская станция ; Единые нормы времени и расценки на изготовление железобетонных и бетонных изделий и конструкций. Выпуск 1. Формовка изделий. М.1985. Министерство энергетики и электрофикации.
4. Кац Г. Л. Заводское производство конструкций общественных зданий / Г. Л. Кац. - М. : Стройиздат, 1988. - 194 с.
5. Король Е. А.. Трехслойные ограждающие конструкции из легких бетонов и особенности их расчета: Монография./М.: Издательство АСВ, 2001. - 256 с.
6. Матросов Ю. A.//Academia 5, 2009, стр. 283-290.
7. Садович М. А. Пенополистиролцементные композиции в строительных материалах: результаты исследования и внедрения в строительство. - Братск: БрГТУ, 2000. - 147 с.
8. Совершенствование легких бетонов и конструкций из них / ред. Путляев И.Е. - М. : 1988. - 123 с. : ил., табл. - Б. ц.
9. Чиненков Ю. В., Король Е. А. Особенности расчета изгибаемых трехслойных ограждающих конструкций с теплоизоляционным слоем из полистиролбетона // Изв. вузов. Стр-во. — 1997. — №9. — с. 80-86: ил. Рекомендации по расчету трехслойных изгибаемых железобетонных ограждающих конструкций с теплоизоляционным слоем из полистиролбетона.
10. «Энергетическая стратегия России на период до 2020 года». Утв. распоряжением Правительства Российской Федерации № 1234-р от 28 августа 2003 года.
Ключевые слова: энергоэффективность, трехслойные, полистиролбетон, монолитнослои-стые, панели, технология, эффективность, производство панелей
Key words: semi-layer panels, polystyrene aggregate concrete, technology efficiency, lightweight concrete panels, precast concrete.
Рецензент: д.т.н., проф. EA. Король
e-mail автора: [email protected].
