Монолитные железобетонные ограждающие конструкции с применением несъемной опалубки из пенополистирола

основные виды разрешенного использования - организация парков, садов, аллей, малоэтажная усадебная застройка с морфотипом территории, сохраняющим ее озеленение не менее 50% с сохранением почвенного слоя (без запечатывания непроницаемыми покрытиями). Не допускать транзитного движения транспорта в водоохраной зоне. Застройка с учетом организации транзитной дороги по улице Дальневосточная. Не допускать мощения и застройки поймы и склонов с уклоном больше 15%, нежелательна высотная застройка на территории с уклоном больше 6%. Предлагаются вспомогательные виды разрешенного использования. Например, жилая застройка средней этажности с реализацией мер по снижению площадей замощенных территорий и с применением мероприятий по замещению природных функций стокозадержа-ния и стокоочистки техническими мерами (прокладка ливневой канализации с очистными сооружениями).

Требуется организация мониторинга за состоянием природных компонентов и процессов на территории по критериям поддержания качества вод поверхностного стока, а также почвенного и растительного покровов.

В качестве примера реализации методики создана интегральная целевая система развития исследуемой территории, которая отражает согласованные цели (сохранение, улучшение, развитие) с учетом природных, социальных и экономических задач развития территории (рисунок).

Библиограф

1. Ландшафтное планирование: инструменты и опыт применения / под ред. А.Н. Антипова. Иркутск: Изд-во Института географии СО РАН, 2005. 165 с.

2. Ландшафтное планирование: принципы, методы, европейский и российский опыт / А.Н. Антипов, А.В. Дроздов, В.В. Кравченко и др. Иркутск: Изд-во Института географии СО

Категория санация и сохранение подразумевает выполнение выше-приведенных регламентов использования. Категория умеренное развитие предполагает застройку малой и средней этажности. Категория интенсивное развитие допускает расположение общественно-деловых, промышленных зон и застройку повышенной этажности.

Данная схема (рисунок) может являться основой для разработки правил застройки и землепользования. Реализация мероприятий, перечисленных в регламенте использования территории, может быть возложена на собственников земельных участков с разработкой мер экономической стимуляции устойчивого землепользования (например, с помощью системы компенсаций, налоговых льгот и штрафов).

Таким образом, обеспечивается интеграция знаний о природных факторах и ландшафтных функциях природных систем в согласованную комплексную систему территориального планирования. Одно из основных требований к планировочной структуре -ландшафтосообразность с сохранением природного функционирования ландшафта либо с замещением или компенсацией основных природных функций ландшафта (продуцирование биомассы и кислорода, круговорот воды, регулирование природных явлений и т.д.). Предлагаемая методика территориального планирования основана на балансе ландшафтного и социально-экономического аспектов землепользования.

ский список

РАН, 2002. 141 с.

3. Солодянкина С.В Градостроительное проектирование в аспекте внедрения инструментов экологически ориентированного территориального планирования // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2009. №4 (40). С. 182-189.

УДК 624.016

МОНОЛИТНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ НЕСЪЕМНОЙ ОПАЛУБКИ ИЗ ПЕНОПОЛИСТИРОЛА

© Р.С. Федюк1

Дальневосточный федеральный университет, 690000, Россия, г. Владивосток, ул. Суханова, 8.

Приведены результаты исследований теплотехнических и эксплуатационных свойств монолитных железобетонных наружных стен с применением опалубки из строительного пенополистирола с учетом реальных условий эксплуатации, влажностного режима стеновых блоков в многолетнем цикле и их стойкости к знакопеременным тем-пературно-влажностным воздействиям. Разработана опалубка для стен с применением экструзионного пенополистирола (ЭППС). Несмотря на относительно высокую стоимость, несъемная опалубка из ЭППС обеспечивает больший срок эксплуатации, чем выпускающаяся в настоящее время опалубка. Ил. 5. Табл. 5. Библиогр. 6 назв.

Ключевые слова: домостроительная система «Изодом»; несъемная опалубка из пенополистирола; монолитная железобетонная стена.

1Федюк Роман Сергеевич, преподаватель учебного военного центра, аспирант, тел.: 89502817945, e-mail: roman44@yandex.ru

Fedyuk Roman, Lecturer of Training Military Center, Postgraduate, tel.: 89502817945, e-mail: roman44@yandex.ru

CAST-IN-SITU REINFORCED CONCRETE WALLING USING PERMANENT FORMWORK OF POLYSTYRENE FOAM R.S. Fedyuk

Far Eastern Federal University, 8 Sukhanov St., Vladivostok, 690000, Russia.

The article presents the results of studying thermal and performance characteristics of cast-in-situ reinforced concrete exterior walls made with the use of constructive polystyrene foam formwork considering actual-use environment, wall block humidity conditions in a long-term cycle and their resistance to alternant temperature and humidity impacts. The wall formwork with extruded polystyrene foam (EPF) is designed. Despite the relatively high cost, the stay-in-place EPF formwork provides longer service life than the formwork that is currently in production. 5 figures. 5 tables. 6 sources.

Key words: house-building system "Izodom"; permanent formwork of polystyrene foam; cast-in-situ reinforced concrete wall.

Президент России провозгласил в 2006 г. энергетическую безопасность России ключевым вопросом развития экономики России. Важнейшим элементом энергетической безопасности является снижение расхода энергии в сфере потребления [1]. Одной из наиболее энергоёмких отраслей экономики страны является капитальное строительство. Система теплоснабжения только гражданских зданий потребляет до 30% добываемого в нашей стране твердого и газообразного топлива [2]. Для снижения нагрузки на систему теплоснабжения необходима оптимизация конструкций с точки зрения энергоэффективности и теплозащиты, которая возможна только при использовании слоистых ограждающих конструкций с применением эффективного утеплителя.

Начиная с 90-х гг. ХХ века в нашей стране возводятся малоэтажные здания с использованием несъемной опалубки из вспененного пенополистирола («Изодом»). Будучи давно известной в странах Запада, эта теплосберегающая домостроительная система не получила развития в отечественном строительстве по ряду причин, связанных в основном с ее технологическими и эксплуатационными проблемами. Суть данной системы в том, что нужная ограждающая конструкция выкладывается из лёгких пустотелых блоков, изготовленных из специального строительного пенополистирола. Внутренняя часть блока армируется и заполняется бетоном. В результате получается монолитная бетонная стена, изолированная с двух сторон тепло- и звукоизоляционной оболочкой из пенополистирола (ППС) (рис.1).

Рис.1. Схематичное изображение домостроительной технологии «Изодом»

Несмотря на ряд преимуществ, декларируемых в рекламных буклетах, данная технология была разработана для природно-климатических условий Западной Европы (в 60-е гг. ХХ в). В то же время весьма разнообразные климатические условия регионов Российской Федерации вызывают необходимость исследования возможности применимости данных конструкций к конкретным региональным природно-климатическим условиям строительства. Очевидно, что конструкция в том виде, в каком она существует сегодня (рис.1), требует комплексного исследования и модернизации.

Для обоснованного поиска новых конструктивных решений необходимо было организовать и осуществить исследования теплофизических характеристик самого строительного пенополистирола и эксплуатационных свойств ограждающих конструкций, выполненных с применением данного материала.

В ходе работы над статьей были проанализированы материалы и технологии, применяемые крупнейшими российскими производителями пенополисти-рольной опалубки, и установлено, что единые нормативы на технологию «Изодом» отсутствуют (табл.1). Из зарубежных нормативных документов выделяется только украинский ДБН B.2.6-6-95 Проектирование, строительство и эксплуатация строительной системы «Пластбау».

В связи с этим вопросы исследований теплотехнических и эксплуатационных свойств монолитных железобетонных наружных стен с применением опалубки из строительного пенополистирола с учетом реальных условий эксплуатации, влажностного режима стеновых блоков в многолетнем цикле и их стойкости к знакопеременным температурно-влажностным воздействиям являются весьма актуальными. Решение данных вопросов позволит достичь оптимального уровня теплозащиты, что в конечном итоге приведет к экономии топливно-энергетических ресурсов.

В качестве базовых конструкций стеновой опалубки приняты блоки МСО-27 (производства ООО «Изодом, г. Уссурийск, рис.2,а) и фундаментные блоки из экструзионного ППС (производства ООО «Неомир», г. Курск, рис.2,б). Технические характеристики стеновых модулей (блоков) приведены в табл. 2.

Результаты проведенного автором комплекса теоретических и экспериментальных исследований были использованы при совершенствовании монолитных стен с применением несъемной опалубки из ППС.

Сравнительные характеристики несъемной пенополистирольной опалубки отечественных производителей

Таблица 1

№ п/п Производитель Торговая марка Плотность, кг/м3

1 ООО «Новый Изодом» (Москва) Изодом 22-25

2 ООО «СтройПрофиГрупп» (Москва) Изодом 25-27

3 ООО «Изодом-2000» (Москва) Изодом-2000 27-30

4 Тихоокеанская строительная компания (Владивосток) Легодом 25-27

5 Торговый дом «Евростройкомплект» GNS 35-37

6 ООО «Радомир» (Москва) Изодом 32-35

7 EPS (Астрахань) EPS 35-37

8 ООО «Изодом» (Уссурийск, Приморский края) Изодом 25-30

9 «Альфа-плюс» (Воронеж) Пластбау 25

10 ООО «ТермоДом» (Оренбург) Термодом 25

11 Производственно-строительная компания «Неомир» (Курск) Фундаментные блоки из экструзионного ППС 40

а) б)

Рис.2. Испытуемые стеновые модули: а - МСО-27; б - фундаментный блок из ЭППС

Технические характеристики испытуемых стеновых модулей

Таблица 2

Характеристика Фрагмент стены № 1 Фрагмент стены № 2

Марка МСО-27 Фундаментный блок из ЭППС

Размер, мм длина - 1000 ширина - 270 высота - 250 длина - 1180 ширина - 280 высота - 250

Толщина слоев, мм наружный ППС - 75 внутренний ППС- 50 бетон - 145 наружный ЭППС- 50 внутренний ЭППС- 50 бетон - 180

Выявленные недостатки имеющихся конструкций сведены в схему, представленную на рис.3.

В ходе устранения данных недостатков была разработана конструкция, приведенная на рис.4. На данную конструкцию оформлена заявка на патент.

Внутренний слой пенополистирола заменен на фибролитовую плиту (толщина 25 мм, плотность 350 кг/м ). Этой заменой решается сразу несколько задач: устраняем контакт пенополистирола с помещением (ГОСТ 15588-86 [3], ГОСТ Р 53785-2010 [4] и ГОСТ Р

53786-2010 [5] предписывают использовать вспененный пенополистирол исключительно «в качестве среднего слоя строительной ограждающей конструкции»), соответственно решаем проблему внутренних отделочных и крепежных работ.

Цементный фибролит благодаря малому объемному весу обладает высокими теплозащитными свойствами. Учитывая, что теплоизоляционные свойства фибролита все же ниже, чем пенополистирола, наружный слой ППС увеличиваем до 120 мм.

Недостаточная устойчивость и несущая способность

Необходимость модернизации

Необходимость защиты ППС от влаги

Сложность сварки

арматуры

Гвозди (шурупы) не закрепляются в стене

Сложность отделки по ППС

Не рекомендуется контакт пенополистирола с помещениями

Рис. 3. Необходимость модернизации современных конструкций «Изодом»

Рис.4. Разработанный блок несъемной опалубки

Наружный слой пенополистирола закрываем железобетонным слоем толщиной 50 мм на основе судостроительного бетона. Судостроительный бетон относится к высокопрочным бетонам. Применяя такой бетон с усиленным армированием, можно достигать высокой несущей способности тонкостенных конструкций. Следует отметить, что в России судостроительный бетон для защиты наружного слоя пенополистирола ранее не применялся. Имеется лишь опыт украинских строителей, применяющих модифицированный судостроительный песчаный бетон для панелей «Со-та» [6].

Данный железобетонный слой решает сразу несколько задач: повышает устойчивость конструкции не только за счет этого несущего слоя, но и за счет разнесения двух железобетонных слоев на расстояние ширины утеплителя; герметично защищает ППС от воздействия атмосферных осадков, солнечных лучей;

обеспечивает жесткость пенополистирольной опалубки при заливке бетонной смеси (нижние ряды уже не «плывут»); значительно упрощает отделку наружной стороны стены.

Наружный железобетонный слой и внутренний фибролитовый слой соединены стальной арматурой, что упрощает процесс устройства арматурного каркаса стеновых конструкций.

В качестве утеплителя применен экструзионный пенополистирол (ЭППС), что позволило значительно повысить долговечность конструкции (табл.3).

В табл. 3 приведены результаты проведенных автором изотермических испытаний различных видов конструкционного пенополистирола (здесь термином «конструкционный» обозначаем ППС, который обладая теплозащитными функциями, является еще и конструкционным материалом стеновой опалубки). Долговечность ограждающей конструкции с применением эффективных полимерных теплоизоляционных материалов по теплопроводности определяли по формуле

г = 0,3 А

где À0 - коэффициент теплопроводности материала в сухом состоянии; AÀ1 - приращение коэффициента теплопроводности первого слоя материала за год.

По данной формуле получены значения времени естественного старения при нормальных условиях эксплуатации для исследованных видов пенополистирола (табл.3). Значения от 18 до 24 лет представляют собой продолжительность эксплуатации образцов материалов до снижения их термического сопротивления на 30% при постоянной температуре.

Помимо долговечности были исследованы и теп-

лозащитные качества ЭППС (в сравнении с традиционно применяемыми для конструкций «Изодом» видами пенополистирола). Результаты определения коэффициентов теплопроводности различных пенопла-стов, применяемых для производства несъемной опалубки, приведены в табл. 4.

Следует отметить, что ЭППС в настоящее время применяется только для изготовления блоков фундаментной опалубки (см. рис. 2,б). В статье одной из задач стоит проверка возможности расширения области применения ЭППС, в частности, в качестве материала для блоков опалубки для наружных стен. В ходе исследований установлено, что коэффициент теплопроводности (как в сухом состоянии, так и в зависимости от влажности) для ЭППС незначительно отличается от традиционно применяемых в данных конструкциях видов безпрессового ППС.

Для более точного определения теплотехнических параметров теплоизоляционных слоев стен «Изодом»

были проведены экспериментальные определения водопоглощения по ГОСТ 12730 и ГОСТ 17177. При этом, образцы пенополистирола были вырезаны из наружного слоя стены «Изодом».

Кинетика водопоглощения пенополистирола за 28 суток, представленная на рис. 5, показывает, что во-допоглощение пенополистирола в большой степени зависит от продолжительности увлажнения.

Также были проведены натурные исследования влажностного режима монолитных стен «Изодом». Влажностный режим пенополистирола исследовали в трех однотипных коттеджах, построенных в Садгороде (г. Владивосток) в марте, июле и октябре, с выявлением влияния влажности на теплопроводность материала. Полученные результаты (табл.5) свидетельствуют о том, что средняя влажность пенополистирола через трое суток после штукатурных работ составляет 11,7%, что не превышает нормативного значения 12% по ГОСТ 15588-86.

Таблица 3

Время естественного старения конструкционного пенополистирола

Вид пенополистирола Время естественного старения, лет

ПСБ-С «Изодом» (ООО «Изодом», г. Уссурийск) 21

ПСБ-С «Изодом» (ООО «СтройПрофиГрупп», г. Москва) 24

ПСБ-С «Изодом» (ООО «Изодом-2000», г. Москва) 18

ПСБ-С «Легодом» (Тихоокеанская строительная компания, г. Владивосток) 20

ЭППС (Производственно-строительная компания «Неомир») 41

Таблица 4

Результаты определения коэффициентов теплопроводности различных пенопластов_

№ п/п Марка пенополистирола Плотность в сухом состоянии, кг/м 3 Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии А0 , Вт/м2 С Приращение коэффициента теплопроводности (на 1% увеличения влажности по массе) ДА, Вт/м2 0С

1 ППС (ООО «Новый Изодом») 25,2 0,027 0,0015

2 ППС (ООО «Изодом») 27,5 0,029 0,0016

3 ППС (ООО «СтройПрофиГрупп») 26,3 0,030 0,0015

4 ППС (Торговый дом «Евро-стройкомплект») 35,5 0,032 0,0016

5 ЭППС (Производственно-строительная компания «Неомир») 40,3 0,034 0,0015

Месяц производства штукатурных работ Влажность пенополистирола, %

ы2 W3

Март 14,8 13,7 11,1

Июнь 15,3 14,2 12,4

Октябрь 15,2 14,0 11,6

Среднее 15,1 14,0 11,7

Таблица 5

Результаты натурного исследования влажностного режима стен

Рис.5. Зависимость водопоглощения от продолжительности увлажнения пенополистирола: 1 - «Новый изодом»; 2 - «Изодом»; 3 - «СтройПрофиГрупп»; 4 - «Неомир»

Выводы

1. ГОСТ 15588-86, ГОСТ Р 53785-2010 и ГОСТ Р 53786-2010 предписывают использовать вспененный пенополистирол исключительно «в качестве среднего слоя строительной ограждающей конструкции». В статье доказана возможность применения конструкционного пенополистирола в наружных слоях стен малоэтажных зданий при условии требуемой влагозащиты.

2. Установлено, что в климатических условиях прибрежной и континентальной части юга Дальнего Востока использование пенополистирола в качестве опалубки (и соответственно теплоизоляционных слоев) позволяет обеспечить нормативную теплозащиту за счет утепления железобетонного слоя с двух сторон слоями пенополистирола 7,0 см (внешний слой) и 5,0 см (внутренний слой). Данную конструкцию можно заменить на однослойное размещение пенополисти-рола толщиной 12 см.

3. Экспериментальные исследования теплофизи-ческих свойств пенополистирола (плотностью 25-40 кг/м3) позволяют признать наилучшим вариантом экс-трузионный пенополистирол плотностью 40 кг/м3 для применения в качестве несъемной опалубки.

4. Установлено, что расчетное время эксплуатации с учетом изменения коэффициента теплопроводности конструкционного пенополистирола ПСБ-С различных производителей находится в пределах от 18 до 24 лет. В то же время расчетное время эксплуатации экструзионного пенополистирола выше в 2 раза и составляет 41 год.

5. Разработана опалубка для стен с применением ЭППС. На данную опалубку подана заявка на оформление патента на изобретение. Несмотря на высокую стоимость, несъемная опалубка из ЭППС обеспечивает больший срок эксплуатации, чем выпускающаяся в настоящее время опалубка.

Библиографический список

1. Матросов Ю.А. Энергоэффективность и экология - основа современных требований к теплозащите зданий // ACADEMIA. 2009. №5. С.283-290.

2. Береговой А.М. Здания с энергосберегающими конструкциями: дис. ... д-ра техн. наук. Пенза, 2005. 344 с.

3. ГОСТ 15588-86 Плиты пенополистирольные. Технические условия. М., 1988.

4. ГОСТ Р 53785-2010. Системы фасадные теплоизоляцион-

ные композиционные с наружными штукатурными слоями. М., 2011.

5. ГОСТ Р 53786-2010 Системы фасадные теплоизоляционные композиционные с наружными штукатурными слоями. Термины и определения. М., 2011.

6. Модифицированный песчаный судостроительный бетон [Электронный ресурс]. Адрес доступа: Ь|Мр://ора1иЬка-info.ru/technology-shipbuilding-concrete.html

УДК 628.218

ДВИЖЕНИЕ СТОКОВ В КОЛЬЦЕВЫХ КАНАЛАХ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ © Р.В. Чупин1

Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Предложено моделировать движение стоков по улицам и площадям потоками, транспортируемыми по кольцевым каналам прямоугольного сечения, которые могут иметь как прямые, так и обратные уклоны. Приведены методика и пример расчета таких каналов, получены основные гидравлические соотношения и формулы растека-

1Чупин Роман Викторович, кандидат технических наук, докторант кафедры городского строительства и хозяйства, тел.: (3952) 405145, e-mail: chupinvr@istu.edu

Chupin Roman, Candidate of technical sciences, Doctoral Candidate of the Department of Civil engineering and Economy, tel.: (3952) 405145, e-mail: chupinvr@istu.edu