44855 Диссертация+на+отправку (1). Особенности конструктивного решения быстровозводимых зданий
 Скачать 108.94 Kb.
|
|
Глава 3 3.1.Покрытия. В обшивках сэндвич панелей используется оцинкованная сталь, алюцинк и окрашенная оцинкованная сталь с полимерным покрытием полиэстер. Популярностью у заказчиков пользуются сэндвич панели с комбинированными обшивками: оцинкованная сталь/алюцинк, оцинкованная сталь/окрашенная сталь, алюцинк/окрашенная сталь. Возможно использование под заказ покрытий пластизол (поливинилхлорид), пурал, PVF2 (полидифторинад). 3.2 Оцинкованная сталь. Это материал, привлекающий заказчиков своей невысокой ценой, легкостью в обращении и распространенностью на рынке строительных материалов. Долговечность стали с цинковым покрытием определяется, в первую очередь, толщиной слоя цинкового покрытия. Изготовитель применяет оцинкованную сталь с цинковым покрытием толщиной 23-24мкм (275 – 278 г/кв.м.), долговечность которой составляет не менее 10-15 лет. 3.3 Алюцинк. Aluzinc - это сталь, имеющая покрытие на 55% состоящее из алюминия, на 43,4% из цинка и на 1,6% из кремния. Толщина алюцинкового покрытия 20 мкм (150 г/кв.м.). Алюцинк демонстрирует непревзойденную коррозионную стойкость! При взаимодействии алюминия с кислородом возникает оксидная пленка, препятствующая коррозии стали. Благодаря оксидной пленке, Aluzinc имеет высочайшую коррозионную стойкость и стойкость внешнего вида. В отличие от оцинкованной стали не темнеет и не выцветает а, в отличие от стали с покрытием полиэстер, не царапается! Он дешевле полиэстера. Aluzinc имеет специальное покрытие Easyfilm S, на котором не остаются отпечатки пальцев. 3.4 Полиэстер. Наиболее распространенное полимерное покрытие, применяемое в производстве сэндвич панелей. Это недорогой качественный материал, подходящий для практически любых климатических поясов. Полиэстер стоек к механическим и атмосферным воздействиям. Толщина покрытия 25 микрон. Отличительной особенностью является высокая цветостойкость и пластичность. Теплостойкость покрытия составляет +1200 градусов. Использование полиэстера наиболее выгодное из полимерных покрытий при строительстве зданий, которые не находятся в агрессивных средах. Пластизол. Это декоративный полимер поливинилхлорид, состоящий из поливинилхлорида и пластификаторов. Толщина полимерного покрытия 175 и 200 микрон, благодаря чему данное покрытие является одним из самых устойчивых к механическим повреждениям и коррозии. Но стойкость к температурам и ультрафиолету у него очень низкая, поэтому не рекомендуется использовать пластизол в условиях повышенных температур и прямого попадания солнечных лучей. Цветостойкость его существенно ниже полиэстера. Стоимость на порядок выше. 3.5 Пурал Полимерное покрытие на полиуретановой основе модифицированной полиамидом. Хорошо устойчив к химическим воздействиям, высоким температурам и перепадам температур, ультрафиолетовому излучению, пластичен. Толщина покрытия – 50 микрон. Часто применяется при производстве профилированных листов из-за их удобной обработки при профилировании и монтаже. 3.6 PVF2 Полидифторионад состоит на 20 % из акрила и на 80 % из пластизола. Толщина покрытия 25 и 27 микрон. Прочное, морозостойкое, практически не выцветающее, устойчивое к ультрафиолету и агрессивным средам. Это самое дорогое и качественное из полимерных покрытий. Глава 4. Определение качества сэндвич-панелей. Материалы, предназначенные для использования в строительстве, сравнивались только по одному показателю - по плотности, поскольку считалось, что плотность определяет все. Однако жизнь внесла свои коррективы и доказала, что кроме плотности важны такие показатели утеплителя, как теплопроводность, паро- и воздухопроницаемость, прочность на сжатие, сжимаемость, упругость, группа горючести, гидрофобность, водостойкость, биостойкость и т. д. Поэтому современные производители, как правило, градацию делают не по плотности, хотя это тоже еще встречается, а по области применения или по какому-то из перечисленных показателей, например, по теплопроводности, по прочности, по воздухопроницаемости, что максимально приближает потребителя к пониманию того, для чего существует тот или иной теплоизоляционный материал или теплоизоляционное изделие. В ситуациях, когда речь идет о кровле традиционной конструкции, кроме коэффициента теплопроводности большое значение имеет прочность теплоизоляционного материала. Если в качестве утеплителя предполагается использование волокнистых материалов, то нельзя забывать и про прочность основания, на которое Вы укладываете этот утеплитель. Прочность основания под рулонную кровлю должна быть не меньше 0, 06 МПа. В варианте с инверсионной кровлей, особенность которой заключается в том, что теплоизоляция монтируется поверх гидроизоляционного ковра, кроме прочностных характеристик и теплопроводности первостепенное значение имеет показатель водопоглощения утеплителя. Материал, способный набирать влагу, работать в теплоизоляционном слое покрытий инверсионного типа не может. Вот почему в таких конструкциях в качестве утеплителя используется, как правило, экструдированный пенополистирол. Основные критерии, которых необходимо придерживаться, выбирая теплоизоляционный материал при проектировании кровли.2 Однако существует ряд особенностей, которые тоже следует учитывать. Многое зависит от того, какой вид финишной отделки предусмотрен проектом. Если это будет рулонная кровля, это один вопрос. Если же в качестве кровельного покрытия планируется применить материалы из листовой стали, меди или, например, из профилированного листа, который имеет промежуточные опоры в виде дистанционных прогонов, в системе теплозащиты можно использовать очень мягкий утеплитель. В частности, это могут быть маты, изготовленные из стеклянного или базальтового волокна, поскольку в данном случае прочность утеплителя никакого значения не имеет. Другое дело, что придется подумать о том, как обеспечить вентиляцию такой кровли, чтобы не образовывался конденсат, и не увлажнялась теплоизоляция. Вот почему при подобном конструктивном решении обязательным компонентом системы утепления является ветрогидрозащитная мембрана. Процентов на 90-95 долговечность кровли зависит от качества монтажа. Какими бы замечательными характеристиками не обладали материалы кровельного пирога, заложенные в проект архитектором, на получение достойного результата. Вряд ли можно рассчитывать, если работы по устройству кровли будут выполнять монтажники, профессионализм которых вызывает хотя бы малейшее сомнение. Многое зависит от того, какой материал используется в системе для устройства гидроизоляционного ковра. Современные рулонные кровельные материалы классифицируют по следующим основным признакам: - по структуре полотна: материалы могут быть основные (одно- и многоосновные) и безосновные; - по виду основы: материалы могут быть на картонной, асбестовой, стекловолокнистой, полимерноволокнистой, комбинированной основе; - по виду основного компонента покровного состава, вяжущего или материала: битумные, битумно-полимерные, полимерные (эластомерные вулканизированные и невулканизированные, термопластичные) ; - по виду защитного слоя: с посыпкой, с фольгой, с пленкой. На сегодняшний день на отечественном рынке представлены рулонные материалы практически всех видов, перечисленных в классификации. Так вот, анализ результатов испытаний, позволяет сделать вывод о том, что срок службы кровельного ковра, выполненного из материалов на битумном вяжущем, не превышает 10-12 лет, битумно-полимерные кровли могут прослужить 15-20-25 лет в зависимости от того, какие полимерные добавки использовались с целью модификации битума. К категории наиболее долговечных рулонных материалов относятся полимерные мембраны. Испытания показали, что кровельные покрытия на основе эластомеров и термопластов обладают способностью сохранять свои потребительские характеристики в течение 25 - 50 лет эксплуатации. Основной эксплуатационный показатель, по которому определяется долговечность кровельного ковра, это гибкость рулонных материалов, применяемых при устройстве мягких кровель. Результаты, которые имеются, свидетельствуют о том, что срок службы теплоизоляционного материала из стекловолокна или на основе минеральной ваты составляет 25-30 лет. По прошествии этого срока начинает возрастать коэффициент теплопроводности. Поэтому при проектировании теплозащиты объектов, рассчитанных на срок эксплуатации больше 50 лет, в теплотехнические расчеты надо вводить поправку 1, 3 или 1, 5 к тому коэффициенту теплопроводности, который Вы закладываете вначале, то есть увеличивать толщину теплоизоляции в среднем на 30-35 %. Если ориентироваться на данные зарубежных производителей, а за рубежом, уже давно и очень широко применяются минераловатные изделия на долговечной синтетической связке с высоким модулем кислотности волокна и достаточно хорошими теплотехническими показателями, то они дают на свою продукцию 15-летнюю гарантию. Это только гарантийный срок службы, стало быть, долговечность составляет приблизительно 30-40 лет. Есть одно замечание по поводу экструдированного пенополистирола. К сожалению, некоторые фирмы-производители предоставляют потребителю неверную информацию относительно теплофизических характеристик пенополистирола. В свое время в казахстанском стандарте было записано, что "теплопроводность ячеистых пластмасс следует определять через 90 суток после их изготовления" Такие сроки выдержки свежеизготовленного пенополистирола обусловлены тем, что в течение этого времени происходит частичное замещение порообразующего газа воздухом. Если же испытания на теплопроводность производить раньше оговоренных сроков, можно получить чрезвычайно заниженные цифры. Некоторые наши производители экструдированного пенополистирола, рекламирующие свою продукцию, оперируют именно такими цифрами. Вот почему в технических свидетельствах на подобные материалы мы обязательно говорим о том, что теплопроводность должна определяться через 90 суток после изготовления, не раньше. В противном случае при расчете толщины теплоизоляции могут быть допущены серьезные ошибки. К сожалению, такие случаи в строительной практике действительно встречаются. Но чаще всего необъективную информацию предоставляют не производители, а компании, которые занимаются продажами. Делается это, я думаю, с одной целью: привлечь к себе, точнее к предлагаемой продукции, внимание потенциальных потребителей. Дело в том, что фреоны, которые раньше очень часто использовались в качестве материала для вспенивания полимерной массы, действительно обладали очень хорошей теплоизоляционной способностью. Поэтому при исследованиях получался коэффициент теплопроводности в районе 0, 026 Вт/мК. Иногда продавцы, заявляя теплотехнические характеристики материала, случайно или умышленно забывают упомянуть о том, по какой методике производились испытания на теплопроводность. Например, в Казахстане пенополистиролы исследуются при плюс 20 С, а в Германии - при плюс 10 С. При такой температуре получаются более низкие значения коэффициента теплопроводности. Долговечность кровли определяется долговечностью каждого конструктивного элемента кровельной системы в отдельности, и наиболее недолговечный из этих элементов ограничивает срок службы всей системы. То есть в каких-то случаях "слабым звеном" может оказаться гидроизоляционный ковер, в каких-то - пароизоляция и т. д. Если какой-то элемент системы по той или иной причине перестает выполнять свои функции, нормальный режим работы утеплителя нарушается, и теплоизоляционная система выходит из строя. Анализ снятого теплоизоляционного материала показал, что модуль кислотности плит, отслуживших более 20 лет, составляет 1, 6-1, 8. Сам материал, несмотря на то, что непосредственно на него укладывался 4-слойный гидроизоляционный ковер из рубероида, видимых изменений вообще не претерпел. Это при всем при том, что в течение всего срока эксплуатации капитальный ремонт кровли не производился ни разу. Места протечек ликвидировались в рабочем порядке. Кроме того, в ходе испытаний было установлено, что теплотехнические характеристики материала практически не изменились: при 25 С коэффициент теплопроводности составлял 0, 044-0, 045 Вт/мК. В 80-х годах для материалов этой группы такие показатели считались нормой. Проверяли и влажность утеплителя. Избыточное увлажнение теплоизоляционного материала отмечалось только в местах повреждения гидроизоляционного ковра. Всем известно, что первыми строительный рынок начали осваивать технологии утепления мокрого типа. Может быть, поэтому в отношении подбора теплоизоляционных материалов для систем с наружным штукатурным слоем особых проблем нет. Выработаны абсолютно понятные критерии выбора. Это прочность на отрыв слоев, прочность на сжатие, хотя на сжатие утеплитель в штукатурной системе почти не работает, и, естественно, определенные требования к качеству волокна. Поскольку в качестве волокнистых материалов в штукатурных системах применяются только минераловатные изделия, то можно говорить о высоком модуле кислотности и соответственно о низком показателе рН (нейтральной) водной вытяжки. Во многих системах мокрого типа используется пенополистирол, что, в общем-то, не удивительно: материал относительно дешевый, с ним легко работать - крупногабаритные плиты почти ничего не весят и так далее. Но вот паропроницаемость любого пенополистирола- и блочного, и тем более экструдированного ниже, чем у известных стеновых материалов. Поэтому удаление влаги в случаях применения пенополистирола затруднено. Может быть, это не столь принципиально, когда имеем дело с достаточно плотной бетонной стеной. Но использование пенополистирола на кирпичной кладке, на легкобетонных заполнителях может оказаться весьма проблематичным. Ведь всем известно, что влагу из ограждающих конструкций, особенно из "свежих", надо удалять как можно быстрее. В какой-то мере проблема повышения паропроницаемости теплоизоляционного слоя решается установкой рассечек из минераловатных плит, но, к сожалению, это не всегда делается. Мне доводилось бывать на 4-5-этажных объектах, полностью "упакованных" в пенополистирол без каких бы то ни было рассечек. Как будет дышать вся эта конструкция - я, честно говоря, не представляю. А ведь есть системы, в которых в качестве утеплителя предлагается экструдированный пенополистирол. И уж совсем неожиданная область применения пенополистирола - фасадные системы с воздушным зазором. А ведь именно такая система была представлена относительно недавно на выставке Мосбилд. Настораживает следующая достаточно опасная тенденция: использование в системе очень легких материалов. Легкие материалы, благодаря своим структурным особенностям, обладают большой воздухопроницаемостью и могут быть подвержены подсосу воздуха в них или в промежуток между ограждающей конструкцией и теплоизоляционным материалом, что приводит к формированию конвективных потоков и соответственно к неоправданным потерям тепла. Поэтому в системах вентфасадов легкие минераловатные или стекловолокнистые плиты следует комбинировать с более плотными материалами. Несколько слов относительно плотности. Плотность действительно является определяющим параметром для теплоизоляционных материалов, но на современном этапе, не единственным. Представим себе ситуацию: два материала неодинаковой плотности обладают разной степенью деформативности, разной теплопроводностью и т. д. В этом случае все понятно мы выбираем материал с лучшими характеристиками. А если два рассматриваемых материала обладают разной плотностью, но характеризуются совершенно идентичными теплотехническими и физико-механическими свойствами, какому материалу мы отдадим предпочтение? Думаю, что в большинстве случаев - материалу с меньшей плотностью. При этом следует учитывать, что высокая плотность это, помимо всего прочего, - дополнительная нагрузка на конструкции и, как следствие, повышение стоимости строительства. Не надо забывать, что две трети территории нашей страны находится в зонах с очень низкими температурами, и у нас опасность замерзания конденсированных паров в слое утеплителя значительно выше, чем в любой другой стране мира. Если исходить из того, что в прослойке нет движения воздуха, тогда можно использовать утеплитель любой плотности, не боясь его эрозии. Если же система спроектирована грамотно, то есть имеет вентилируемый зазор, в котором воздух все-таки движется, очень легкий утеплитель применять, безусловно, нельзя. В крайнем случае, его следует комбинировать с более плотным материалом, например, с минераловатной плитой плотностью не менее 100 кг/м 3, или проводить какие-то другие мероприятия, защищающие утеплитель от конвекции. Как эту проблему решают за рубежом? Ряд иностранных производителей исходит из показателя воздухопроницаемости. Существуют верхняя и нижняя границы этого показателя. Утеплители с воздухопроницаемостью более 50 x 10 6 м 3/сек Па в вентсистемах применять не рекомендуется, по крайней мере, в качестве материала для наружного слоя. Если поверхность волокнистого материала ничем не защищена, а материал достаточно пористый, то при больших скоростях воздуха может наблюдаться унос волокна. Это называется эрозией. Что можно сказать относительно вопроса расслоения утеплителя. Показатель прочности на отрыв слоев, о котором мы говорили (15 кПа), относится только к наклеенному материалу, то есть незакрепленному при помощи дюбелей или подвесных кронштейнов. Но наклейка в чистом виде допускается лишь при строительстве зданий высотой до 8 м. И то, на углах здания, где аэродинамические нагрузки увеличиваются в 2 раза, даже при наклейке, плиты следует закреплять дюбелями. Любая модель вентилируемого фасада должна иметь воздушный зазор. Если такой зазор отсутствует, то есть облицовка смонтирована вплотную к минераловатному утеплителю, то утеплитель увлажняется, и система перестает соответствовать своему функциональному назначению. Наличие воздушного зазора - необходимое условие нормальной работы вентфасада, но недостаточное. В зазоре обязательно должен осуществляться воздухообмен. Однако для того, чтобы зазор выполнял лишь возложенные на него функции, то есть обеспечивал эффективное удаление диффундирующей влаги, а не способствовал утечке тепла, нужно четко себе представлять, какие процессы протекают за навесным экраном и понимать их физическую сущность. Почти все вентсистемы, которые в настоящее время применяются, никто не просчитывает. Толщина прослойки, как правило, назначается наугад. Будет ли двигаться воздух, если будет, то с какой скоростью, какой температурно-влажностный режим будет возникать за экраном - никто не знает. А ведь от этого зависит работоспособность утеплителя, а, стало быть, и всей системы. Кстати говоря, в навесных фасадных системах воздушная прослойка активно вентилируется лишь в том случае, когда наружный защитно-декоративный экран представляет собой сплошную поверхность, без межплиточных швов. То есть когда в качестве облицовки применяются, например, профилированные листы или кассеты с четырехсторонней отбортовкой. Если же навесной экран монтируется из отдельных плит или панелей, между которыми необходимо оставлять зазоры для восприятия температурных деформаций, то картины, строго говоря, надлежащей естественной вентиляции не получится. Режим работы такой системы будут определять только порывы ветра. Очень часто мокрый фасад устраивают по кладке из ячеисто-бетонных блоков или из кирпича. Подобные ограждающие конструкции, как известно, обладают хорошей паропроницаемостью. В результате диффундирующая влага имеет возможность беспрепятственно проникать в толщу минераловатного утеплителя и со временем скапливается у поверхности штукатурки, что, как правило, ведет к нарушению целостности декоративного слоя, его отслоению и т. д. Если предполагается использование пенопластов, то перед монтажом системы следует каким-то образом просушить несущую стену, в противном случае выход влаги из нее будет затруднен. При движении воздуха вдоль поверхности минеральной ваты на приповерхностные волокна действует аэродинамическая сила, вызывающая напряжения растяжения в сечении волокна и касательные напряжения в капельках связующего, которое закрепляет волокно в материале. Средняя составляющая аэродинамической силы пропорциональна в некоторой степени средней скорости потока. Пульсационная составляющая связана с хаотическими турбулентными пульсациями, которые всегда присутствуют в потоке воздуха около шероховатой поверхности. Чем меньше силы сцепления волокон в материале, тем больше их эмиссия. Кроме того, под действием вибраций в волокнах материала и в связующем могут накапливаться усталостные повреждения, снижающие силу сцепления волокон. Одним словом, этот вопрос подлежит научному исследованию. Особенно внимательно следует относиться к определению ширины вентилируемого зазора при проектировании теплозащиты высотных зданий. Дело в том, что воздух, по мере продвижения по зазору, постепенно увлажняется. На уровне верхних этажей он насыщается водяным паром и при определенных условиях, например при недостаточной ширине зазора, может начаться конденсация пара в зазоре. В этом случае в фасадных конструкциях верхних этажей минеральная вата и облицовка будут находиться в неблагоприятных условиях эксплуатации. Забывают при строительстве высотных зданий еще про одно явление: про эксфильтрацию воздуха. Суть этого явления состоит в том, что на определенной высоте за счет разницы давлений внутреннего и наружного воздуха может происходить фильтрация внутреннего воздуха через ограждающую конструкцию в утеплитель. В результате утеплитель увлажняется и его долговечность снижается. Наиболее доступный метод борьбы с увлажнением вследствие эксфильтрации - снижение воздухопроницаемости стен на верхних этажах здания при увеличении толщины воздушного зазора. Методика расчета требуемого сопротивления воздухопроницанию стены у нас разработана. Чтобы проблема была понятнее, приведу пример. Для фасада здания высотой 200 м для условий января в Москве при толщине воздушного зазора 2,5 см требуемое сопротивление воздухопроницанию, рассчитанное по этой методике, составило 2450 м 2 ч Па/кг. Анализ результатов обследования 3-слойных стеновых панелей в зданиях, построенных более 30 лет назад, позволяет сделать вывод о том, что вспененный пенополистирол, использовавшийся в качестве теплоизоляционного слоя, изменений потеплопроводящим свойствам не претерпел. Что касается деструкции минеральной ваты. Опираясь на данные, полученные в ходе мониторингов, могу сказать, что ни при одном вскрытии вентилируемых фасадов не было обнаружено признаков разрушения слоя минераловатного утеплителя на основе базальтового волокна по основному объему. Отмечалось лишь потемнение тонкого поверхностного слоя. (Все сказанное справедливо при условии своевременной установки декоративно-защитного экрана и, конечно, охватывает срок эксплуатации не более 10 лет). |