РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ СИСТЕМЫ «ЮНИКОН» 2002

ПРАВИТЕЛЬСТВО МОСКВЫ

МОСКОМАРХИТЕКТУРА

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ
ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ
ЗДАНИЙ СИСТЕМЫ «ЮНИКОН»

2002

1.Разработаны по заданию Управления экономической, научно-технической и промышленной политики в строительной отрасли (г Москва) коллективом в составе: проф. Рахманова В.А. (руководитель работы), с.н.с., к.т.н. Мелихова В.И. (зам. руководителя работы), с.н.с., к.т.н. Лемыша Л.Л. (ответственный исполнитель), с.н.с., к.т.н. Довжика В.Г., к.т.н. Мишукова Н.Е., к.т.н. Остринского Ю.С. (ВНИИжелезобетон), проф. Григорьева Ю.П., инж. Никитина Е.Е., инж. Гриневского А.А., к.т.н. Зурабяна А.С., инж. Суркова В.И., инж. Н.Н. Федорова (МНИИТЭП) и проф., д.т.н. Залесова А.С. (НИИЖБ) при участии проф., д.т.н. Горпинченко В.М., к.т.н. Пономарева О.И., к.т.н. Насонкина В.Д. (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко).

2.Согласованы Управлением экономической, научно-технической и промышленной политики в строительной отрасли, ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, НИИЖБ.

3.Подготовлены к изданию Управлением перспективного проектирования и нормативов Москомархитектуры.

4.Утверждены и введены в действие указанием Москомархитектуры от 15.07.02 г. № 53.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. 2 1. Классификация конструктивных решений системы «Юникон». 3 1.1. Общие положения. 3 1.2. Наружные стены из сплошных полистиролбетонных блоков. 4 1.2.1. Основные положения. 4 1.2.2. Стеновые конструкции из сплошных полистиролбетонных блоков средней плотности. 4 1.2.3. Стеновые конструкции из сплошных полистиролбетонных блоков повышенной плотности. 5 1.3. Сборно-монолитные конструкции несущих наружных стен. 5 1.4. Наружные стены из монолитного полистиролбетона. 5 1.5. Конструкции покрытий и перекрытий с утеплением из теплоизоляционных полистиролбетонных плит или монолитного полистиролбетона. 6 2. Основные положения по проектированию (конструированию) и расчету ограждающих конструкций системы «Юникон». 6 3. Физико-технические характеристики материалов и кладки из полистиролбетонных элементов. 8 3.1. Полистиролбетон и полистролбетонные изделия. 8 3.2. Клеевые композиции для склеивания полистиролбетонных изделий. 11 3.3. Физико-технические характеристики кладки из сплошных полистиролбетонных блоков. 12 4. Рекомендуемая номенклатура полистиролбетонных элементов. 13 4.1. Номенклатура сплошных полистиролбетонных изделий. 13 4.2. Номенклатуры перекрестно-пустотных блоков. 14 4.3 Номенклатура полупустотных блоков с трапециевидными выступами. 15 5. Конструирование и рекомендуемые технические решения ограждающих конструкций, узлов и деталей с применением полистиролбетона. 16 5.1. Общие положения. 16 5.2. Рекомендации по проектированию наружных стен. 17 5.3. Рекомендации по проектированию перемычек. 29 5.4. Рекомендации по проектированию утепленных покрытий и перекрытий. 30 5.5. Рекомендуемые узлы и детали наружных стен. 30 5.6. Рекомендации по креплению столярных изделий. 38 5.7. Рекомендации по креплению отделочных слоев. 42 5.8. Рекомендации по креплению криволинейных и ломаных в плане перемычек. 44 5.9. Рекомендации по креплению наружных навесных стен зданий из полистиролбетона на стадиях возведения и эксплуатации. 44 6. Расчет ограждающих конструкций по несущей способности. 48 А. Стены из сплошных полистиролбетонных блоков. 48 Ненесущие стены.. 48 Самонесущие стены.. 51 Несущие стены.. 52 Расчет креплений полистиролбетонных стен к несущим конструкциям здания и оконных (дверных) блоков к полистиролбетонным стенам.. 55 Расчет стен из сплошных полистиролбетонных блоков в стадии возведения. 57 Примеры расчета. 59 Б. Стены из монолитного полистиролбетона. Пример расчета. 68 В. Стены сборно-монолитные несущие. 70 Стены с применением полупустотных (с трапециевидными выступами) полистиролбетонных элементов. 70 Пример расчета. 74 Стены с применением перекрестно-пустотных полистиролбетонных блоков. 77 Пример расчета. 84 Г. Расчет прямолинейных перемычек, армированных плоскими горизонтальными каркасами в растянутой зоне. 86 Пример расчета. 88 7. Теплофизические расчеты и проектирование ограждающих конструкций по требованиям теплосбережения. 91 7.1. Общие положения и исходные данные. 91 7.2. Проектирование и оптимизация конструктивно-технических решений наружных стен по условиям теплосбережения и снижения их стоимости. 93 7.3. Теплотехнический расчет стеновых ограждающих конструкций из сплошных блоков. Примеры расчета. 94 7.4. Пример расчета сопротивления воздухопроницанию глухого участка наружной стены из полистиролбетонных блоков. 103 7.5. Теплотехнический расчет утепленных покрытий и перекрытий. Пример расчета. 104 8. Расчеты и оценка параметров звукоизоляции, пожарной и экологической безопасности ограждающих конструкций. 105 8.1. Расчет и оценка параметров звукоизоляции наружных стен. Пример расчета. 105 8.2. Оценка пожарной безопасности. Пример расчета. 107 8.3. Рекомендации по обеспечению и оценке экологической безопасности конструкций системы «Юникон». 110 Приложение 1Нормативные документы.. 111 Приложение 2Терминология. 112 Приложение 3 Заключение о пожарной безопасности системы «Юникон» от 25.12.2000 г.113 Приложение 4 Письмо Госсстроя РФ от 14.08.00 № ЛБ-3512/9. 115 О теплотехнических характеристиках полистиролбетона. 115 Приложение 5Общие рекомендации по архитектурным решениям фасадов и их примеры.. 116 Приложение 6Допускаемые нагрузки на крепежные элементы в стенах из полистиролбетонных блоков. 119 Приложение 7Экономические показатели. 120

ВВЕДЕНИЕ

Одним из основных направлений научно-технического прогресса в строительстве в условиях реформируемой экономики России является обеспечение повышенных требований к теплосбережению, экологической безопасности и комфортности жилых и общественных зданий. На решение этих задач направлено, в частности, использование нового вида высокоэффективных полистиролбетонов плотностью 150-550 кг/м³ в наружных ограждающих конструкциях системы «Юникон» для жилых и общественных зданий.

Теплоэффективные ограждающие конструкции с применением полистиролбетона системы «Юникон» включают наружные стены, утепленные покрытия, чердачные перекрытия, перекрытия над холодными подвалами, техподпольями, проездами, создающими в совокупности вокруг здания теплоизолирующую оболочку, которая обеспечивает высокое термическое сопротивление и экологическую безопасность.

Полистиролбетонные стеновые изделия за счет своих теплофизических и прочностных показателей выполняют одновременно функции стенообразующего материала и утеплителя.

Разработанные с применением полистиролбетонных элементов проектные решения зданий показали, что при соблюдении повышенных требований СНиП II-3-79* (изд. 1998 г.) «Строительная теплотехника» обеспечиваются значительные экономические преимущества от их использования.

Полистиролбетон и сборные конструкции из него (стеновые блоки, перемычки, плиты утеплителя) производятся в настоящее время по технологии ВНИИжелезобетона на его дочернем предприятии ЗАО «Юникон-ЗСК». Предусмотрено также возведение ограждающих конструкций из монолитного полистиролбетона.

Система «Юникон для жилых и многих типов общественных зданий может применяться в следующих вариантах:

сборный:

- кладка в ненесущих (навесных) наружных стенах из блоков плотностью 250-300 кг/м³ преимущественно для жилых зданий высотой до 25 этажей включительно, а также для общественных зданий различной этажности;

- кладка в самонесущих стенах из блоков плотностью 350-400 кг/м³ с опиранием в пределах 2-х этажей;

- кладка в несущих стенах из блоков плотностью 400-550 кг/м³ для зданий до 2-х этажей;

- утепление стен, перекрытий и покрытий плитами плотностью 150-200 кг/м³;

сборно-монолитный:

- кладка в несущих наружных стенах из пустотных или полупустотных блоков плотностью 250-350 кг/м³ с образованием каналов, армируемых и замоноличиваемых для создания несущего железобетонного каркаса зданий до 12 этажей;

монолитный:

- 2-х и 3-х слойные стеновые конструкции плотностью 200-300 кг/м³, элементы утепленных покрытий и перекрытий плотностью 150-200 кг/м³, перемычки ломаного и криволинейного очертания в плане из полистиролбетона плотностью 300-500 кг/м³.

Полистиролбетонные теплоизоляционные плиты плотностью 150-200 кг/м³ имеют прочность, достаточную для их использования в покрытиях зданий без устройства армированной стяжки из цементно-песчаного мелкозернистого бетона под гидроизоляционный ковер.

Полистиролбетонные изделия имеют высокую точность (допуски ±1,5÷3,0 мм), что позволяет их монтаж выполнять на клею при толщине швов неармированных 2-3 мм и армированных - 3-4(5) мм и при сниженном расходе клея существенно повысить теплозащитные свойства стены. Для монтажа полистиролбетонных блоков используется клеевая композиция КМК, разработанная институтом «ВНИИжелезобетон», клей на основе сухой смеси модифицированной рецептуры 26-ЯМ, выпускаемой Московским опытным заводом сухих смесей, или сухой смеси марки ТМ-17М, выпускаемой ОАО «Фирма «Бера» (г. Москва).

К настоящему времени полистиролбетонные изделия системы «Юникон» применены на нескольких десятках построенных и строящихся объектах, в т.ч. на 25-ти этажных жилых домах в Братеево (5 зданий), на 18 зданиях до 15 этажей в Куркино, 2-х этажных коттеджах в Жулебино (г. Москва), в Красногорском р-не Московской области, в Тульской и Пермской областях.

Перспективность ограждающих конструкций системы «Юникон», основанной на применении изделий из полистиролбетона, подтверждается ее высокими технико-экономическими показателями, нарастающим использованием в различных регионах России, а также разработкой ГОСТа, нормалей на проектирование и строительство и других нормативных документов.

Технико-экономическое сравнение стоимости стен из полистиролбетонных блоков с показателями стен из ячеистого бетона и из кирпича с утеплением подтверждает высокую эффективность системы «Юникон» (см. Приложение 5).

Настоящие «Рекомендации...» содержат классификацию ограждающих конструкций этой системы, основные положения по их расчету и проектированию, физико-технические характеристики материалов и кладки из полистиролбетонных элементов, рекомендуемую номенклатуру полистиролбетонных элементов, рекомендации по расчету и конструированию ограждающих конструкций, примеры прочностных, теплофизических расчетов и расчетов по пожарной безопасности и звукоизоляции.

В «Рекомендациях...» рассмотрены наружные ограждающие конструкции: стены из сплошных, пустотных и полупустотных (с трапециевидными выступами) блоков; монолитные стены; прямолинейные, криволинейные и ломаные в плане перемычки; покрытия и перекрытия с применением монолитного и плитного полистиролбетонного утеплителя. Они относятся к проектированию жилых, общественных, административных и бытовых зданий, расположенных в ветровых районах 1а и 1 (для районов с большей ветровой нагрузкой требуется уточнение допустимой этажности зданий).

Система ограждающих конструкций «Юникон» включает теплоэффективные конструкции наружных стен, покрытий (чердачных перекрытий), перекрытий над неотапливаемыми подвалами (техподпольями) и проездами, создающими в совокупности вокруг здания теплоизолирующую оболочку из особо легкого бетона - полистиролбетона, обеспечивающую выполнение требований СНиП II-3-79* (изд. 1998 г.) «Строительная теплотехника» и МГСН 2.01-99 «Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и тепловодоэлектроснабжению», а также необходимую прочность и экологическую безопасность.

Ограждающие конструкции системы «Юникон» разделяют по нескольким классифицирующим признакам: назначению, статической функции, технологии возведения и конструктивному решению.

По назначению разделяют конструкции для наружных стен и для утепления перекрытий и покрытий.

По статической функции стены могут быть ненесущими (поэтажно опираются на перекрытие в пределах одного этажа и воспринимают преимущественно ветровую нагрузку), самонесущими (имеют высоту до 2-х этажей и опираются на одно перекрытие, воспринимают нагрузку от собственного веса и ветровую с передачей нагрузки на 2 перекрытия), несущие высотой до 2-х этажей включительно (воспринимают нагрузки от перекрытий, перегородок, крыши и др., собственного веса и ветрового давления).

По технологии возведения различают сборные конструкции (кладка из сплошных блоков), сборно-монолитные конструкции (кладка из перекрестно-пустотных и полупустотных блоков с последующим армированием и бетонированием пустот), монолитные конструкции.

Система «Юникон» включает следующие конструктивные решения:

- наружные стены (ненесущие, самонесущие и несущие) с применением сплошных полистиролбетонных блоков;

- сборно-монолитные конструкции несущих наружных стен;

- наружные стены (ненесущие, самонесущие и несущие) из монолитного полистиролбетона;

- конструкции покрытий и перекрытий с использованием теплоизоляционных полистиролбетонных плит или монолитного полистиролбетона.

Ограждающие конструкции системы «Юникон» используются в зданиях с различными несущими конструктивными системами - каркасными, каркасно-стеновыми, стеновыми из различных материалов (железобетонные - сборные и монолитные, стальные, кирпичные и др.).

Конструкции системы «Юникон» применяют в зданиях с нормальным температурно-влажностным режимом и неагрессивной средой. Применение стен из полистиролбетона в помещениях с влажным режимом допускается при наличии на внутренней поверхности стен пароизоляционного покрытия.

Стеновые ограждающие конструкции выполняются в виде кладки из сплошных полистиролбетонных блоков на клеевой композиции с облицовкой наружной стороны лицевым пустотелым кирпичом толщиной в 1/2 кирпича, а с внутренней стороны, как правило, в виде армированного штукатурного слоя. Также возможна облицовка кладки с обеих сторон отделочно-защитными слоями в виде армированной штукатурки. С внутренней стороны допускается облицовка кладки гипсоволокнистыми листами (ГВЛ).

Для условий Москвы и Московской области полистиролбетонные блоки могут иметь толщину В=250*, 300*, 295 и 375 мм. Возможно также использование блоков большей толщины. Этот набор блоков позволяет получить номинальную толщину стены (без учета отделочных и облицовочных слоев), отвечающую дробную модулю М/2=50 мм и унифицированному ряду толщин стен из панелей и блоков. При этом по толщине стены укладывается, как правило, один блок.

Высота блоков составляет 295, 296*, 375, 371* и 446 мм, что позволяет получать необходимые параметры стен здания при уменьшении числа теплопроводных горизонтальных кладочных швов.

Длина стеновых блоков L принимается из условия ограничения массы блоков 40-50 кг, что связано с их укладкой «вручную» двумя рабочими. В зависимости от плотности полистиролбетона и размеров поперечного сечения длина стеновых блоков L равна 595, 598*, 895, 898* и 1195, 1198* мм. Длина перемычек составляет 1195, 1198*, 1495, 1498*, 1795, 1798*, 2095, 2098*, 2395, 2398*, 2695, 2698* и 2995, 2998* мм.

* Размеры даны для осваиваемой ОАО «Юникон-ЗСК» новой номенклатуры изделий, изготавливаемых по резательной технологии.

Для перемычек используются блоки с арматурой в растянутой зоне полистиролбетона, заанкеренной в нем с помощью специальных устройств (уголков, поперечных стержней и др.). Размеры анкерных приспособлений определяют из условия недопущения смятия полистиролбетона при растяжении арматурных стержней.

Выбор конструкции наружных стен из полистиролбетонных блоков, характеризуемых маркой по плотности полистиролбетона, с которой связаны показатели прочности и теплопроводности, толщина стен и способы их усиления, определяется из расчета прочности на действие вертикальных и горизонтальных нагрузок в зависимости от высоты стены и этажности здания, а также из теплотехнического расчета и минимизации стоимости ограждающих конструкций.

По плотности применяемых сплошных полистиролбетонных блоков наружные стены разделяются на две основные группы: стены из полистиролбетона средней плотности марок D250-D350 и стены из полистиролбетона повышенной плотности марок D400-D550.

Монтаж блоков производится на клеевых композициях. Толщина клеевых швов 2...4 мм. Блоки могут укладываться горизонтально или устанавливаться вертикально.

Минимальная толщина стен жилых зданий из полистиролбетона средней плотности (без учета толщины облицовочных слоев) для климатических условий г. Москвы составляет 250/300 (295) мм (при D250), 325/350 мм (при D300) и 350/375 мм (при D350), где цифры в числителе относятся к модифицированному полистиролбетону, а знаменателе - обычному полистиролбетону по ГОСТ Р 51263-99.

Стеновые конструкции из полистиролбетонных блоков средней плотности применяют в качестве ненесущих (навесных) стен в зданиях до 25 этажей. Эти стены поэтажно опираются на междуэтажные перекрытия и крепятся к ним или (и) к внутренним наружным стенам.

Толщина стен из полистиролбетона повышенной плотности (без учета облицовочных слоев) для климатических условий г. Москвы составляет 425 мм (при D400), 475 мм (при D450), 525 мм (при D500), 600 мм (при D550).

Стеновые конструкции из полистиролбетонных блоков повышенной плотности применяются в качестве самонесущих стен в зданиях до 7 этажей и несущих стен в зданиях до 2-х этажей.

Самонесущие стены высотой до 2-х этажей из этих блоков воспринимают свой собственный вес и ветровую нагрузку. Несущие стены высотой 1-2 этажа, кроме собственного веса и ветровой нагрузки, воспринимают нагрузку от перекрытий и покрытий (крыши) со всеми постоянными и временными нагрузками, действующими на них.

В сборно-монолитных стенах используются полистиролбетонные блоки и монолитный железобетон.

В сборно-монолитных стенах полистиролбетонные блоки выполняют следующие функции:

- обеспечивают требуемую теплоизоляцию стен;

- являются несъемной опалубкой для тяжелого несущего бетона.

В системе ограждающих конструкций «Юникон» для сборно-монолитных стен применяют два вида блоков:

- перекрестно-пустотные блоки, имеющие вертикальные и горизонтальные каналы-пустоты. После их монтажа на стройплощадке каналы образуют внутреннюю полую решетку. Ее армируют и заполняют монолитным, как правило, тяжелым бетоном, после чего в стене создается внутренний железобетонный несущий каркас, воспринимающий воздействующие на стену нагрузки;

- полупустотные блоки (блоки с трапециевидными выступами), имеющие открытые с одной стороны пазы. После их монтажа на стройплощадке, установки внутренней (со стороны помещений) съемной или несъемной опалубки, армирования и бетонирования образуется несущая железобетонная диафрагма, воспринимающая все действующие на стену нагрузки.

Наружная поверхность стены со стороны полистиролбетонных блоков имеет как правило защитно-декоративное покрытие из штукатурного слоя по стальной сетке. Для отделки фасадной стороны стены могут также применяться облицовка лицевым пустотелым кирпичом или плиткой из мелкозернистого бетона, а для внутренней - влагостойкие гипсоволокнистые плиты, одновременно играющие роль несъемной опалубки при бетонировании несущей диафрагмы.

Сборно-монолитные конструкции системы «Юникон» могут применяться в жилых и общественных зданиях с несущими стенами, воспринимающих значительные вертикальные нагрузки, в домах до 7-12 этажей.

Стены из монолитного полистиролбетона могут быть ненесущими, самонесущими и несущими. Они применяются в зданиях со сложной конфигурацией наружных стен.

Одним из преимуществ наружных стен из монолитного полистиролбетона является отсутствие вертикальных и горизонтальных швов, которые снижают термическое сопротивление стены (уменьшают коэффициент теплотехнической однородности). При применении монолитного полистиролбетона отпадает необходимость резки полистиролбетонных блоков на строительной площадке и исключаются, связанные с ней, отходы (обрезки).

Бетонирование монолитных стен может производится либо с применением «товарного» полистиролбетона, производимого централизованно на специально оборудованных бетоносмесительных узлах, либо с использованием полистиролбетона, изготовляемого в построечных условиях на мобильной установке.

Для утепления покрытий, чердачных перекрытий и перекрытий над неотапливаемыми подвалами, техподпольями и проездами может применяться как сборный (в виде теплоизоляционных плит), так и монолитный полистиролбетон.

Полистиролбетон, применяемый для этих целей, имеет марку по средней плотности D150 и D200.

Толщина теплоизоляции определяется теплотехническим расчетом. Сборные теплоизоляционные плиты утеплителя имеют толщину 80 и 100 мм. При устройстве теплоизоляции в несколько слоев швы между плитами устраивают в разбежку.

В покрытиях зданий при устройстве гидроизолирующего ковра по верху теплоизоляционных полистиролбетонных плит не требуется устраивать специальную армированную стяжку из мелкозернистого бетона, а при использовании монолитного полистиролбетона достаточно иметь выравнивающую неармированную стяжку толщиной не более 5мм и при этом можно устраивать уклоны для внутреннего водостока.