Секция СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА

4. Современные строительные материалы

Головешко О.І., магістр, Ужегова О.А., к.т.н., доцент,

(Луцький державний технічний університет, м. Луцьк)

Аналіз вибору матеріалу для заповнення зовнішніх стін у будівлі з монолітним каркасом

Стіна - один з основних конструктивних елементів будівлі, вертикальна несуча і огороджуюча конструкція. До зовнішніх стін висувають вимоги міцності, стійкості, жорсткості, вогнестійкості, довговічності та забезпечення необхідних якостей із термічного опору, опору повітро- і паропроникнення.

Зовнішні стіни каркасних монолітних будинків є ненесучими, тобто сприймають навантаження лише від власної ваги та вітрового навантаження в межах одного поверху, і далі передають навантаження на інші несучі конструкції (колони, балки або плити перекриття). Тому постає важливе завдання – зменшення власної ваги стіни зі збереженням міцнісних характеристик та її теплоізоляційних властивостей.

Цегляні стіни завтовшки 510 мм зі звичайної глиняної цегли на цементно-піщаному розчині, оштукатурені зсередини будівлі, мають термічний опір 0,81 м²∙К/Вт, що значно менше нормативних показників і не відповідає теплотехнічним вимогам, що діють в Україні. Збільшення товщини такої стіни є неефективним з точки зору використання матеріалу. Виходом із цієї ситуації є проектування багатошарових конструкцій із застосуванням ефективних утеплювачів. Використання багатошарових конструкцій зовнішніх стін передбачає можливість розташування утеплювачів у трьох варіантах: всередині конструкції стіни; із зовнішнього боку стін – по фасаду або із внутрішнього боку стін – зсередини конструкцій.

Для ненесучих зовнішніх кам’яних стін, які спираються на монолітні залізобетонні перекриття, поширеними є такі рішення:

двошарові конструкції із зовнішнім фасадним шаром завтовшки 120…250 мм з високоякісної лицьової глиняної або силікатної цегли „під розшивку” швів та внутрішнім утеплювальним шаром завтовшки 200…300 мм із пінобетону, що має середню густину 300…400 кг/м³;

тришарові конструкції із зовнішнім фасадним шаром завтовшки 120 мм, шаром утеплювача (пінополістирольних листів, мінераловатних плит тощо) завтовшки 60-100 мм та шаром пінобетону завтовшки 200 мм з внутрішньої сторони стіни.

а

б

в

Рис. 1. Варіанти утеплення зовнішніх стін: а) утеплювач по фасаду;

б) утеплювач всередині конструкції стіни з повітряним прошарком;

в) утеплювач всередині конструкції стіни без повітряного прошарку

Як внутрішній шар стіни пінобетон вибраний недаремно. Він має високий термічний опір, невелику щільність, а отже легкий, міцність на стиск достатня для ненесучих стін у виробів з густиною 400 кг/м³, легкий в механічній обробці, володіє високою здатністю до поглинання звуку. При експлуатації пінобетон не виділяє токсичних речовин і за своєю екологічністю поступається тільки дереву. Великі розміри блоків у порівнянні зі звичайною цеглою дозволяють у декілька раз збільшити швидкість виконання кладки. Вироби з пінобетону надійно захищають від розповсюдження пожежі і відповідають першому ступеню вогнестійкості.

За своїми характеристиками пінобетону мало поступається газобетон, але оскільки на виробництво газобетону витрачається більше енергоресурсів, то, відповідно, ціна його вища.

Порівняльні характеристики пінобетону і традиційних стінових матеріалів

Матеріал	Густина, кг/м^3	Коефіцієнт теплопровідності, Вт/мК	Товщина стіни, м	Маса 1м^2 стіни, кг
Керамічна цегла	1800	0,80	0,64	1190
Силікатна цегла	1850	0,85	0,64	1250
Вапняк пиляний	1600	0,35	0,35	880
Шлакоблок	1400	0,65	0,55	880
Пінобетон	400	0,09	0,15	150

Глиняна цегла як внутрішній шар зовнішньої стіни в каркасних будівлях зустрічається все рідше, оскільки не має достатніх теплоізоляційних якостей і створює значно більше навантаження на несучі конструкції, ніж пінобетон.

Середній шар тришарової конструкції стіни має суто теплоізоляційне призначення. Як теплоізолятор можна використовувати різноманітні матеріали. Найчастіше застосовують пінополістирольні листи, пінополіуретани (теплопровідність 0,031-0,035 Вт/(м∙К), мінераловатні або скловатні плити фірм АКСІ, БАСК, ROCKWOOL, URSA, ISOVER (теплопровідність яких становить 0,035-0,04 Вт/(м∙К). Кожна фірма представляє широкий асортимент матеріалів різних розмірів, з різними характеристиками, пристосованими до певних умов експлуатації.

Зовнішній шар стіни виконують найчастіше з облицювальної цегли, густина якої 1200-1400 кг/м³. Можливе влаштування повітряного прошарку між теплоізоляцією і зовнішнім шаром стіни. В каркасних будівлях практикують влаштування вентильованих фасадів, в цьому випадку використовують жорсткі утеплювачі – жорсткі мінераловатні плити, скловату або пінополістирольні листи.

Проте в кожному випадку ізоляція лише стін не вирішує проблеми зберігання енергії. Одночасно необхідно приймати специфічні інженерні рішення систем вентиляції та теплопостачання. Без комплексного підходу до зберігання енергії ефективність утеплення стін значно зменшується .