ПРОЕКТИРОВАНИЕ МАЛОЭТАЖНОГО ДОМОСТРОЕНИЯ ИЗ ЛЕГКИХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

Современное состояние российского строительного рынка характеризуется ростом потребления современных эффективных материалов [1,2]. Интерес к домостроению связан в первую очередь с общей неудовлетворенностью населения России своими жилищными условиями. По оценкам специалистов, от 30 до 70 % жилищного фонда страны требует капитального ремонта и реконструкции, объем ветхого и аварийного жилья составляет сейчас около 100 млн м². Очевидно, что для удовлетворения потребности российских граждан в жилье необходимо значительно увеличить объемы ежегодного строительства домов.

Сравнивая показатель обеспеченности населения жильем в России и в других странах (рис. 1), можно сделать вывод о назревшей необходимости решения жилищной проблемы. Так, по состоянию на 2006 год общая жилая площадь в м², на одного жителя составляла: в России – 21,1; Швеции – 44,4; США – 65 Норвегии – 74 [3].

Рисунок 1. Обеспеченность жильем в странах мира [8]

Для увеличения объемов строительства, в т. ч. малоэтажного, в соответст­вии с программными решениями Правительства РФ необходимо повысить эф­фективность производства  новых конкурентоспособных строительных материалов.

Масса кирпичного дома, отнесенная к площади плана, составляет 2,0 т/м²; панельного – в нашей стране составляет 1,5 т/м², а за рубежом – 1,0 т/м². Вес утеплённых легких стеновых панелей с эффективными утеплителями в отдельных случаях не превышает 10–12 кг/м, что в 20–25 раз легче стен из железобетона на легких заполнителях [4]. Применение легких конструкций позволяет уменьшить массу строительных конструкций, увеличить размер монтажных элементов, добиться экономии материалов, уменьшить расходы на их транспортирование и трудовые затраты как в производстве материалов, так и при монтаже строительных конструкций, сократить сроки возведения зданий.

Одним из важнейших путей экономии топливно-энергетических ресурсов является сокращение тепловых потерь через ограждающие конструкции как эксплуатируемых, так и вновь строящихся зданий и сооружений.  При решении проблемы экономии энергоресурсов посредством улучшения теплозащиты зданий и сооружений  в развитых странах учитываются затраты энергии на получение самой теплоизоляционной конструкции [5].  Применение высокоэффективных теплоизоляционных материалов не только позволяет создавать наружные ограждающие конструкции, отвечающие современным требованиям архитектуры и строительства, но и сократить эксплуатационные затраты зданий за счет  снижения теплопотерь через наружные ограждения в зимнее время или умень­шить перегрев помещений в летнее время [6].

В связи с этими фактами целью работы является разработка заводской технологии изготовления легких панелей с полистиролцементной композицией.

В соответствии с целью работы были определены следующие задачи:

1. Анализ построения монолитного домостроения с результатом выявления дефектов утеплителя и узлов соединения панелей и др.    

2. Разработать и исследовать характеристики полистиролцементной композиции с физико-механическими свойствами, обеспечивающими при рациональных составах требуемых качеств легких панелей.

3. Разработать конструктивное решение легких панелей с полистиролцементной композицией, с учетом выявленных дефектов.

4. Разработка решений технологических линий изготовления полистиролцементной композиции для легких панелей.

После сильного землетрясения в 2003 году на Горном Алтае были разрушены дома, объекты социального назначения, электрические и телефонные линии. ООО «Абаканский ДОК «Русь» выиграл тендер на строительство нового посёлка после стихии. В этой связи были разработаны панели с применением полистиролцементной композиции по специальному заказу.

Разработано конструктивно-технологическое решение однослойной стеновой панели для домов каркасно-панельной схемы, представляющих собой однослойные элементы из полистиролцементной композиции (рис. 2). По толщине панели утеплитель имеет различную плотность (рис. 2 а,б,в,г,д).

Рисунок 2.  а – номенклатура стеновых панелей [8], б,в, – изготовленные каркасы  панелей без добавления утеплителя, г –изготовленный каркас панели с добавленным утеплителем из полистиролцементной композиции, д - Стеновая панель с полистиролцементным утеплителем на деревянном каркасе с фанерными облицовочными листами [8].

Формование утеплителя из полистиролцементной композиции различной плотности производится как непосредственно во внутренней полости  легких стеновых панелей, так и в виде отдельных плит и блоков, которые закладываются во внутреннюю полость панели или используются при сборке листами самих легких ограждений, а также путем  укладки монолитного  утеплителя на кровельное ограждение. [9]

Панели изготовляются за одну технологическую операцию путем формования и твердения композиции в формах, в которых предварительно размещены конструктивные, закладные и крепежные элементы. Форма заполняется рабочей массой таким образом, чтобы эти элементы оказались замоноличенными в объеме полистиролцементной композиции, после чего на поверхность только что отформованного композита наносится композиция, образующая при отвердении наружный защитный слой панели. Изготовленная панель полной заводской готовности фиксируется в контейнеры  и отправляется на стройплощадку.

Производство панелей может быть организовано как на непрерывных технологических линиях, так и стендовым методом. Номенклатура стеновых панелей включает рядовые и доборные глухие панели и панели с проемами (рисунок 2,а).

Монтаж ограждающих конструкций может осуществляться двумя различными вариантами: поэлементная сборка из несущих конструкций и ограждающих модулей непосредственно на строительной площадке без привлечения кранового оборудования; сборка или монтаж крупноразмерных (на длину стены) конструкций, собранных на заводе из элементов. Основная область применения однослойных панелей – малоэтажное домостроение, а также одноэтажные здания различного назначения.

Эффективность использования однослойных панелей конструктивной системы ограждающего модуля была обследована на примере полистиролцементной композиции конструктивно-теплоизоляционного назначения (плотностью 600–160 кг/м³) в сочетании с конструктивными деревянными и металлическими элементами и защитно-декоративным слоем из высоконаполненной карбамидной смолы [7].

Область применения крупноразмерных облегченных панелей с теплоизоляционным полистиролцементным утеплителем, встроенным каркасом – стены гражданских и производственных зданий преимущественно одноэтажных каркасной конструктивной схемы, относящихся к IV–II степени огнестойкости [8,9].

Список литературы:

1. Концепция структурной перестройки предприятий домостроения при реализации нового этапа государственной целевой программы «Жилище» и Федеральной целевой программы «Свой дом». – М., Минстрой России, 1997. – 7с.
2. Концепция федеральной целевой программы «Жилой дом 21 века» в составе Государственной целевой программы «Жилище» (проект) / М.: Госстрой России, 1999. – 13 с.
3. Титунин, А. А, Зайцева, К. В. Проектирование и производство строительных материалов из древесины. Комплексный подход // Калининград: КГОУ, 2009 – С.185.
4. Губенко, А. Б. Трехслойные панели с металлическими обшивками и средним слоем из фенольного пенопласта в отечественном строительстве / А. Б. Губенко, Д. П. Артемов, Н. П.  Боровикова // Обзор ЦНИИСК, М., 1978. 
5. Батраков, В. Г.,  Каприелов, С. С., Шейнфельд, А. В. Эффективность применения ультрадисперсных  отходов ферросплавного производства // Бетон и железобетон, 1989, № 8 – С. 24–25.
6. Обзорная информация. Развитие противопожарных норм проектирования зданий и сооружений // Строительные конструкции серия 8, выпуск 2 М., 1985. – С.3–4.
7. Башкирцев, М. П. Основы пожарной теплофизики / М. П. Башкирцев, Н. Ф. Бутырь, Н. А. Минаев, Д. Н. Ончуков. – М.: Стройиздат, 1978. – С.45
8. Нагрузова Л. П., Проектирование и производство полистиролцементного энергоэффективного материала в строительстве. Комплексный подход – Абакан 2013. – с.113[Narusova L. P., Design and production polistirolbetona energy efficient materials in construction. An integrated approach – Abakan 2013. – p. 113]
9. Нагрузова Л.П., Технология изготовления теплоэффективных легких наружных ограждений с применением слабогорючего полимеркомпозитного утеплителя. Москва – 2004, 285 с. [Nagruzova L. P. The technology of manufacturing heat-efficient light outer enclosures with the use of low-flammable polymer composite heater Moscow-2004, 285 p. (in Russian)]