Кирпичные страдания в свете СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника. Нормы проектирования»

Вполне аргументированные доказательства отечественных ученых и специалистов в области строительной теплотехники и строительных материалов необоснованности СНиП II-3-79 совершенно не воспринимаются теми, кто по сути должен нести ответственность за всю политику отечественной строительной отрасли [4]. В результате создания упомянутых норм традиционные, образованные тысячелетней эволюцией, выверенные климатом, геологией и географией, естественные материалы для стен, такие как кирпич из обожженной глины, поставлены измененным СНиП вне закона. Но этот результат знаменателен тем, что он уже выходит за рамки только энергосбережения, — это обыкновенное отторжение материалов и конструкций русского национального зодчества, что для всякого здравомыслящего гражданина России странно и даже дико [5]. Нет никаких оснований не доверять результатам исследований, проведенным в 2001 г. Н��СФ с привлечением специалистов Российского общества инженеров строительства (РО�С) и Ассоциации «Росстройматериалы» [6]. В результате этих исследований установлено, что, эффективная на первых порах, теплоизоляция из пенополистирола подвергается существенному изменению в результате: естественной замены газа в порах на воздух в стадиях изготовления панелей из ДСК; воздействия несовместимых материалов; и случайных эксплуатационных факторов, выражающихся в применении для ремонтов фасадов красок, содержащих летучие углеводородные соединения. Т. е. на естественную деструкцию пенополистирола накладывается дополнительное влияние технологических и эксплуатационных случайных факторов. Естественный процесс старения пенополистирола, медленно происходящий, во времени сильно ускоряется. При ускорении окислительного или теплового процессов в результате деструкции макромолекул образуются новые функциональные группы. Они создают возможность протекания разнообразных химических реакций, из-за чего наблюдается резкое снижение физико-механических свойств не только пенополистирольных плит, но и прилегающих материалов. Хорошим примером этого процесса служит покрытие зданий и сооружений с применением гидроизоляционных материалов, несовместимых по своей химической основе с пенополистиролом. В условиях эксплуатации они выделяют летучие химические вещества. В результате — разрушается не только теплоизоляционный материал, но и гидроизоляционный ковер. Если в первом случае долговечность пенополистирола в какой-то степени может быть прогнозируема, то во втором случае, отражающем случайный фактор воздействия, предсказание срока службы пенополистирольных плит (как теплоизоляционного материала в наружном ограждении) сильно затруднено. � это связано, в основном, не только со случайным характером таких воздействий, но и с невозможностью учета и регистрации их в условиях эксплуатации. Хорошо известно, что пенополистирол имеет низкую огнестойкость. Даже введение антипиренов не спасает этот материал от сгорания при пожаре. Но главная опасность для конструкций стен заключается не в низкой огнестойкости пенополистирола, а в его низкой теплостойкости, равной 80—110 оС. При этих температурах до возгорания в пенополистироле начинают развиваться процессы термоокислительной деструкции. В результате пенополистирол сильно изменяется в объеме, а в окружающую среду выделяются вредные вещества. При пожаре эти газы могут явиться причиной отравления. Происходящие локальные пожары в отдельных квартирах домов в результате распространения температурной волны уничтожают утеплитель в стенах рядом расположенных квартир. Проведенные исследования на бетонных, растворных и керамических образцах (30х30х20 см) с внутренними полостями, заполненными пенополистиролом (20x20x10 см), показали, что их выдерживание при температуре 100—110 оС в течение 2 час. приводит практически к полной деструкции пенополистирола с уменьшением в объеме в 3—5 раз. При этом отобранный из полостей газ содержал вредные вещества: стирол (0,50 мг/куб. м), этилбензол (0,35 мг/куб. м), ортоксилол (0,45 мг/куб. м), т. е. в дозах, значительно превышающих ПДК для жилых помещений. Установлено также присутствие толуола и бензола. Нельзя считать, что приведенные вещества соответствуют полному перечню выделяющихся соединений и тем более их концентрации, т. к. некоторая их часть была поглощена бетоном, раствором, керамикой. Зависимость теплотехнических свойств пенополистирола от воздействия неконтролируемых случайных эксплуатационных факторов может проявляться при ремонте квартир, фасадов зданий, неосторожного обращения жильцов с бытовыми веществами и приборами [6]. В истории, пожалуй, останется загадкой, кто первый придумал обжигать глину, чтобы получить кирпич. Были ли это народы Месопотамии в колыбели земной цивилизации, индусы или египтяне? В любом случае неизменным остается тот факт, что искусство обжига кирпича относится к старейшим достижениям человечества. Тысячелетиями из элементов огонь, вода, воздух и земля создается строительный материал, несравнимый ни с чем по своему целевому назначению и долговечности. Кирпич как стеновой материал занимает доминирующее положение благодаря доступности сырья, долговечности и архитектурной выразительности возводимых из него зданий, а также комфортности жилья. За эталон комфортности зданий (по двадцатибальной шкале) принята стена: из деревянного бруса — 1 балл, из керамического кирпича — 3—4 балла, из ячеистого бетона — 6—7 баллов, из силикатного кирпича — 10—12 баллов, из железобетона — 18—20 баллов. При возведении домов из керамики (к примеру, частных) сохраняется лесная зона, а для возведения 1 кв. м стены из дерева толщиной 20 см требуется 0,2 куб. м деловой древесины, а это значит, что из одного дерева диаметром 25 см и высотой около 25 м выходит 0,3 куб. м деловой древесины. Чтобы построить коттедж размером 12х12 м и высотой 6 м, потребуется около 200 вышеуказанных деревьев. Кирпичи и камни не горят — их обжигают, за счет чего у них вырабатывается «иммунитет» на огонь. Сейчас в России производится большой спектр кирпичей для несущих и не несущих стеновых конструкций. Это в целом современные, экологически чистые, керамические изделия, изготовленные из глины. Особенность и приоритет среди керамических изделий имеет поризованная керамика, структура пор которой выполняет функцию воздушной подушки, способствует высоким теплотехническим характеристикам при малом весе стеновой конструкции и прежде всего благоприятному климату жилья. Так что же это такое — кирпич керамический? Приводимые в литературных источниках определения не полностью отражают его свойства. По нашему определению, следует считать, что керамический кирпич — это искусственно производимый строительный материал, который получают обжигом сырца, сформованного из глинистого сырья. Керамический кирпич не теряет своих прочностных свойств при его водонасыщении. Каменные стеновые изделия являются в России основными видами строительных материалов. Кладка стен из кирпича, керамических и бетонных камней и мелких блоков широко используется как при строительстве новых зданий, так и при реконструкции старых [7]. Однако здесь не обошлось без волюнтаризма. Так, в ГОСТе 530-71 «Кирпич глиняный обыкновенный» и ГОСТе 530-80 «Кирпич и камни керамические» указывалось, что размер цилиндрических сквозных пустот по наименьшему диаметру должен быть не более 16 мм, ширина щелевидных пустот — не более 12 мм. Эти ограничения были в свое время экспериментально и теоретически обоснованны как в Н��СФе, так и во ВН��СТРОМе. �менно при таких размерах сквозных пустот происходило минимальное проникновение в пустоты цементно-песчаного раствора при укладке кирпичей в стены. В 90-е гг., после ввода в эксплуатацию кирпичных заводов на импортном оборудовании, выяснилось, что при соблюдении требований ГОСТа к размерам сквозных пустот заводы не смогут выпускать качественный кирпич в количествах, заявленных поставщиками технологического оборудования. Ну и как нетрудно уже догадаться, выход из этого положения был принят весьма простой — с точки зрения чиновников, и совершенно непонятный — ученым и специалистам строительной теплотехники и непосредственно строителям. Уже в ГОСТе 530-95 «Кирпич и камни керамические» в п. 3.3.2 указано, что ширина щелевидных пустот должна быть не более 16 мм, а диаметр цилиндрических сквозных пустот и размер стороны квадратных пустот не более 20 мм. А в настоящее время ряд таких заводов выпускают кирпич по своим ТУ, в которых размер стороны квадратных пустот допускается до 22 мм. Основным критерием таких действий считается снижение себестоимости керамического кирпича и повышение его теплотехнических свойств. При этом не сделано ничего, чтобы предотвратить попадание избыточного количества строительного раствора в пустоты кирпича. Установлено, что теплозащитные качеств кирпичных стен зависят не только от теплотехнических свойств кирпича, но и от кладочного раствора, расход которого составляет от 0,2 до 0,4 куб. м на 1 куб. м стены. Следует отметить, что если в сухом состоянии теплопроводность кирпича и раствора почти одинакова, то при эксплуатационной влажности в стене ее величина у этих материалов отличается приблизительно на 50%. Такое различие объясняется большей предрасположенностью цементно-песчаного раствора к сорбционному и сверхсорбционному увлажнению в кладке стены. Наблюдаемое в результате контакта с влажным раствором дополнительное увлажнение кирпича только на 1% приводит к снижению теплозащитных качеств стены на 25—30%. При этом установлено, что чем больше пористость черепка, тем меньше влаги кирпич поглощает из воздуха и из раствора. �так, влажностное состояние керамического материала в стене в основном формирует не его сорбционные свойства, а высокое влажностное состояние цементно-песчаного раствора. Для снижения эксплуатационной влажности керамики необходимо стремиться к снижению расхода цементно-песчаного раствора в кладке [8]. Кроме чрезмерного перерасхода раствора, стена, возведенная из такого кирпича, по теплотехническим и комфортно-климатическим условиям сродни стене из плотного бетона. В результате благие намерения привели к сильной дискредитации прекрасного строительного материала. Какой же можно найти выход из сложившейся ситуации? Если взамен утолщения стен использовать дополнительное утепление кладки минеральными, формальдегидными и др. искусственными материалами, то это приведет к ухудшению внутри помещений экологической чистоты, обусловленной природой используемого материала и технологией изготовления керамических стеновых материалов. Все вышеизложенное подтверждает острую необходимость создания новых высоко пустотных или пористых керамических материалов, позволяющих в 2—3 раза повысить теплозащитные качества наружных стен без увеличения их толщины и ухудшения экологии внутри помещений. Решение этого вопроса нашло свое воплощение в создании и освоении выпуска крупноформатных керамических пустотелых поризованных камней на заводе ЗАО «Победа/Кнауф». Для успешного применения высоко пустотных керамических кирпича и камней необходимо наладить выпуск и официально узаконить применение в строительстве сеток толщиной 0,1—0,5 мм с размерами ячеек 5—6 мм. Эти сетки могут быть изготовлены из различных материалов. Ширина сеток может быть 100—120 мм для исключения попадания строительного раствора в пустоты при облицовке стен высоко пустотными лицевыми керамическими изделиями и 500—520 мм для исключения попадания строительного раствора в пустоты при возведении стен из строительных высоко пустотных керамических изделий. Масса 1 кв. м таких сеток составит единицы грамм, а найти заводы, которые могут выпускать такие сетки, в настоящее время не составит никакого труда. Для решения этого вопроса не нужно изыскивать больших средств. В первую очередь необходимо иметь желание и волю всем занятым производством и применением в строительстве керамических стеновых материалов. Немалую помощь в этом деле могла бы оказать Ассоциация «Кирпичные Заводы», созданная по инициативе и при непосредственном участии ЗАО «Победа/Кнауф» 2 августа 2001 г. и возглавляемая председателем В. А. Крюковым. Литература: 1. СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника. Нормы проектирования». 2. МГСН 2.01-99 «Энергосбережение в зданиях». М.,1999. 3. Ю. А. Матросов , В. �. Ливчак , Ю. Б. Щипанов «Новые МГСН 2.01-99 требуют проектирования энергоэффективных зданий». Ж. «Энергосбережение», №2, 1999. 4. О. �. Лобов , А. �. Ананьев, П. А. Вязовченко «В защиту отечественного строительства и промышленности строительных материалов». «Строительный эксперт», № 10, 2001г., стр. 4—5; № 11, 2001 г., стр. 10—12. 5. В. �. Прохоров «Облик энергосбережения. Актуальные проблемы строительной теплофизики». VII научно-практическая конференция 18—20 апреля 2002 года, академические чтения. Сборник докладов. М. Н��СФ, 2002. 6. А. А. Ананьев, Т. Н. Гояева, А. �. Ананьев «Долговечность и теплозащитные качества наружных ограждающих конструкций, утепленных пенополистиролом. Актуальные проблемы строительной теплофизики». VII научно-практическая конференция 18—20 апреля 2002 года, академические чтения. Сборник докладов. М. Н��СФ, 2002. 7. В. А. Кондратенко, к. т. н., Почетный строитель России, В. Н. Пешков, инженер, Почетный строитель России, Д. В. Следнев, инженер. «Проблемы кирпичного производства и способы их решения». Ж. «Строительные материалы», № 3, 2002. 8. А. �. Ананьев, Л. В. �ванов, В. М. Комов «Теплообмен наружных стен жилых зданий». Сб. научных статей. Апрель 2000 г., С. Петербург, изд-во В�ТУ.