Гибкие связи из волоконных полимерных композиционных материалов для теплоэффективных ограждающих конструкций
Изменения, внесенные в СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника» в 1995 году, повысившие требования к теплотехническим характеристикам зданий и сооружений, заставили инженеров нашей страны искать пути повышения энергоэффективности ограждающих конструкций.
Естественным способом решения задачи явилось создание трехслойных конструкций с введением между внешним (облицовочным) и внутренним (несущим) слоями ограждающей конструкции (железобетонной панели или кирпичной стены) слоя теплоизолирующего материала (утеплителя) с низкой теплопроводностью (высоким сопротивлением теплопередаче) (фото 1). Задача совместной работы облицовочного и несущего слоев решается введением гибких или жестких соединяющих элементов-связей. При этом вопрос обеспечения требуемой надежности и работоспособности такой конструкции является основным.
На заводах крупнопанельного домостроения в России и за рубежом распространены следующие варианты сцепления слоев трехслойных стеновых панелей:
- железобетонные шпонки, представляющие собой сквозное железобетонное включение, обычно размером 20 х 20 —
40 х 40 мм (таких шпонок может быть установлено до 10 шт. — для панели площадью 10 м2);
- гибкие связи из нержавеющей стали, представляющие собой металлические стержни с различного вида загибами на концах для обеспечения сцепления с бетоном (таких связей может быть установлено от 4 до 10 шт./м2 панели — в зависимости от толщины слоев бетона, действующих нагрузок и прочности сцепления анкерного узла с бетоном);
- гибкие связи из композитных материалов (стеклопластиковые, базальтопластиковые), представляющие собой стержни с образованным на поверхности волнообразным профилем либо без него и анкерующими узлами на концах связей, обеспечивающие надежное закрепление гибкой связи в бетоне (фото 2).
При этом очевидно, что композитные связи, способные обеспечить надежность конструкции, выигрывают у металлических и железобетонных вариантов связи слоев в теплоэффективности. Расчетные величины коэффициентов теплопроводности для композитных связей составляют не выше 0,35 Вт/м·°C против 1,69 Вт/м·°C у железобетонных шпонок и 50 Вт/м·°C у гибких стальных связей, что предполагает при применении композитных связей исключение так называемых «мостиков холода» и возможность повысить теплотехническую однородность трехслойной стеновой конструкции. [3]
Кроме теплоэффективности, гибкие связи из композитных материалов выгодно отличаются от других решений тем, что представляют собой готовое изделие и могут быть установлены в проектное положение без дополнительной обработки. Любые изделия из металла обычно требуют операций варки, изгибов, нарезки, привязки к арматурной сетке и тем самым повышают трудозатраты и увеличивают время на производство конечных изделий. Также, с точки зрения экономии средств на производство, следует учитывать постоянный рост цен на металл, особенно это касается нержавеющей стали. При этом необходимо понимать, что из сталей, подверженных ржавлению, изготовление связей недопустимо и может привести к обрушению значительных частей конструкций. Разумеется, надежность гибких связей из композитных материалов должна быть тщательно исследована.
В 1998 г. специалисты ООО «Бийский завод стеклопластиков» разработали стеклопластиковые гибкие связи СПА® 7,5 мм. К настоящему времени в отношении гибких связей СПА® проведен значительный комплекс исследований, позволяющий достаточно точно определить физико-механические и теплотехнические характеристики панелей. По программе, разработанной в 1998 г. специалистами Федерального центра сертификации строительной продукции (ФЦС) Госстроя РФ (в настоящее время это ФГУ ФЦС — Федеральное государственное учреждение по технической оценке продукции в строительстве Министерства регионального развития РФ), были определены:
- механические характеристики стеклопластика, из которого изготовлены связи (прочность при растяжении, сжатии, поперечном изгибе, сдвиге вдоль армирующих волокон и срезе поперек волокон, модуль упругости и модуль ползучести);
- стойкость данных гибких связей к воздействию агрессивных сред (кислот и щелочей) с определением коэффициентов надежности (коэффициентов условий работы) на срок эксплуатации до 100 лет;
- коэффициенты условий работы при воздействии на связи неблагоприятных факторов (воздействие влаги и температуры при тепловлажностной обработке бетона, в котором связи установлены, влияние попеременного замораживания-оттаивания, долговременная прочность при воздействии постоянной нагрузки и т. п.);
- прочности сцепления данных гибких связей с бетонами различных марок и строительными растворами.
Головным координатором данных исследований ФЦС назначил Сибирский государственный университет путей сообщения (СГУПС г. Новосибирска); руководители:
д. т. н. В. П. Устинов и д. т. н. В. С. Казарновский. К обширным исследованиям в течение 1998–1999 гг. было привлечено около 20 научных, научно-технических и производственных учреждений, организаций и предприятий: СГУПС, УралНИАСЦентр, СибНИА им. С. А Чаплыгина, СибЗНИЭП, Красноярский ПромстройНИИПроект, Алтайский государственный университет, Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова, КБ по железобетону им. А. А. Якушева, НИИЖБ, ВНИИПО, 201 ДСК МО РФ и др.
Дополнительно были проведены исследования по пожарной безопасности конструкций, изготовленных со стеклопластиковыми связями СПА® 7,5 мм, использованными в качестве гибких связей. Исследования проводились на базе лаборатории ИЛ НИЦ ПБ ФГУ ВНИИПО. По завершении испытаний был составлен отчет «Испытания на огнестойкость и оценка пожарной опасности наружных ненесущих стен из ленточных панелей типа ЛП-40-12», согласно которому вышеуказанные стены из ленточных панелей отнесены к классу пожарной опасности К0. При этом по окончании испытаний на гибких связях СПА® 7,5 мм
не выявлено каких-либо повреждений, а прочностные качества остались на уровне исходных значений (фото 3). [2]
Таким образом, на основании результатов многочисленных исследований Бийскому заводу стеклопластиков Министерством регионального развития было выдано Техническое свидетельство, допускающее к применению гибких связей СПА® диаметром 7,5 мм в качестве гибких связей для изготовления трехслойных теплоэффективных стеновых панелей. Кроме того, изменением № 1 от 01.06.2007 г., введенным Техническим комитетом 465 «Строительство», из ГОСТ 31310 «Панели стеновые трехслойные железобетонные с эффективным утеплителем. Общие технические условия» были исключены требования к трехслойным стеновым панелям с гибкими связями из композитных материалов. В результате, применение гибких связей СПА® допускается и регламентируется техническими свидетельствами на эти связи и панели с данными связями.
В настоящее время технология производства теплоэффективных панелей с использованием композитных гибких связей развивается бурными темпами, и на сегодняшний день более десяти заводов в России, ряд заводов в Белоруссии, Германии, Франции и Швейцарии применяют в своем производстве гибкие связи СПА® 7,5 мм производства ООО «Бийский завод стеклопластиков». При этом для многих предприятий гибкие связи СПА® 7,5 мм оказались единственно правильным, эффективным и выгодным решением при повышении норм по сопротивлению теплопередачи трехслойной панели. Вместо переоборудования производства на большую толщину панелей с увеличением толщины материала-утеплителя оказалось достаточным исключить теплопроводные включения, заменив их на гибкие связи СПА® 7,5 мм.
ООО «Бийский завод стеклопластиков» оказывает всю необходимую информационную и техническую поддержку заводам КПД в проектировании энергоэффективных трехслойных панелей с использованием композитных гибких связей.
Литература
1. «Подтверждение пригодности для применения в строительстве (в качестве гибких связей в трехслойных железобетонных панелях и стенах) стеклопластиковой арматуры ТУ 2296-001-20994511, изготавливаемой Бийским заводом стеклопластиков. Разработка рекомендаций по применению»: Итоговый отчет. СГУПС, г. Новосибирск, 1999 г.
2. Отчет об испытаниях «Испытания на огнестойкость и оценка пожарной опасности наружных ненесущих стен из ленточных панелей типа ЛП-40-12». ИЛ НИЦ ПБ ФГУ ВНИИПО от 26.04.2006 г.
3. «Энергоэффективные ограждающие конструкции зданий с гибкими композитными связями». В. Н. Ярмаковский, к. т. н, зав. лабораторией ГУП НИИЖБ; Г. И. Шапиро, инженер, гл. конструктор МНИИТЭП; С. Л. Рогинский, д. т. н., проф., ген. директор ЗАО «МАТЕК»;
В. Б. Тросницкий, зам. начальника технического управления ОАО «Моспромстройматериалы»; А. С. Залесов, д. т. н., проф., зав. лабораторией ГУП НИИЖБ; Н. К. Розенталь, к. т. н, зав. сектором ГУП НИИЖБ.
ООО «Бийский завод стеклопластиков»
659316 Россия, Алтайский край,
г. Бийск, ул. Ленинградская, 60/1
Тел./факс: (3854) 44-2444, 44-8000
E-mail: spa@bzs.ru
| Автор: А. Н. Луговой, А. Г. Ковригин Дата: 30.05.2011 Журнал Стройпрофиль 4-11 Рубрика: фасадные системы. фасады Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |  |