Особенности применения крупнопанельных ячеисто%бетонных конструкций в современном строительстве

Материалы ^ТШЩТГ Научно-технический

и конструкции '' и производственный журнал

УДК 691.327.33

Р.Б. КАЦЫНЕЛЬ, заслуженный строитель Беларуси, главный инженер ОУПП «Гродногражданпроект»

Особенности применения крупнопанельных ячеисто-бетонных конструкций в современном строительстве

Рассмотрены пути дальнейшего совершенствования конструкций жилых зданий. Показана необходимость и возможность применения крупнопанельных ячеисто-бетонных конструкций в жилищном строительстве, обусловленные задачами резкого повышения энергоэффективности домов, снижения потребления энергоресурсов в процессе их эксплуатации и трудозатрат при возведении. Предложены пути реализации этих решений.

Республика Беларусь еще 40 лет назад достигла на территории бывшего СССР приоритета в строительстве зданий из ячеистого бетона, прошла длительный путь его развития. В 70-80-е гг. началось активное строительство домов с ограждаемыми конструкциями из силикатобетон-ных панелей. Первым опытом по инициативе главного архитектора института И.Н. Мазнички стали жилые 5-и и 9-и, а затем и 13-этажные дома с несущими стенами из кирпича и наружными газосиликатными панелями. Это позволило уйти от жесткой прямоугольной планировочной схемы и создать интересные по форме здания, которые стали лучшими объектами для застройки городских магистралей и создания городского силуэта. Особенно это характерно для ул. Горького в Гродно (рис. 1). Ее застройка в свое время стала одним из символов Беларуси на общесоюзном телевидении. В то время это была единственная в республике «гродненская школа» жилищного силикатобетонного строительства.

Очень интересным был опыт создания дома, в котором использованы внутренние стеновые панели и панели перекрытия из железобетона домостроительного комбината, а наружные панели выполнены из газосиликата размером на одну и две комнаты (рис. 2). Эти панели типа бублика собирались на КСМ из более мелких штучных панелей на клею и тяжах, а затем в готовом виде поставлялись на стройку для монтажа. Опыт удался, дом прекрасно существует уже более 30 лет. Этот опыт достоин продолжения и распространения и сегодня, когда на стройке остро не хватает рабочей силы и очень желательно иметь на площадке готовые элементы с готовой наружной отделкой. Их можно было бы собирать на комбинате из мелких блоков.

Нельзя было обойти вниманием и строительство каркасных зданий, где взамен неэффективных панелей из керамзитобетона и трехслойных из железобетона были применены газосиликатные панели, более эффективные по теплозащите и лишенные промокаемости. Выпуск таких панелей организовал Сморгонский КСМ. Данные конструкции стали широко применяться для строительства каркасных зданий школ, административных и других зданий, а также для использования в качестве наружных стен детсадов с кирпичными несущими стенами.

Таким образом, представить Гродненщину без ячеистого бетона стало просто невозможно. Находили здесь воплощение и другие технические решения с использованием ячеистого бетона как очень прогрессивного и эффективного материала. Отработанные новшества совпали по времени с повышением нормативов по теплозащите зданий, когда сопротивление теплопередаче стен Р) было повышено до R=2 м2оС/Вт. Здесь уже не было необходимости и целесообразности погони за изготовлением массовых форм для изделий стен большей толщины. Поэтому было решено перейти на применение стен толщиной 400 мм из мелких блоков со средней плотностью 400 кг/м3. Это позволило реально достичь R>2. Такие стены применяются везде - в каркасных зданиях и в домах с несущими стенами из кирпича. Именно эта система сейчас массово используется трестами №30, «Гроднопром-строй» и «Гродносельстрой».

Сейчас в Беларуси практически нет строек, где не применялись бы наружные стены из газосиликатных блоков. Трехслойные стены с эффективным утеплителем используются редко, они трудоемки и, как оказалось, имеют ряд существенных недостатков.

Снижение темпов жилищного строительства в 1990-е гг., повышение норм теплозащиты зданий и желание иметь более выразительную архитектуру фасадов послужили причиной полного прекращения выпуска панельных домов серии 88 из ячеистого бетона. Однако в нынешних условиях для успешного выполнения программы быстрорастущего жилищного строительства жизнь вынуждает искать пути резкого повышения производительности труда строителей исходя из выхода 1 м2 площади жилья на одного работающего.

Это тем более важно, что для энергоэффективных домов (они должны строиться в Беларуси повсеместно), фактически в два раза повышается теплозащита. Чтобы получить годовой расход тепловой энергии 60 кВтч/м2, нужно иметь наружную стену для 5-этажных и более низких домов уже не с R = 3,2 м2оС/Вт, а R=4, а то и более.

При нехватке кадров строителей и в условиях жесткой экономии энергетических ресурсов нужно решить следующие задачи: резко снизить трудоемкость строительства

жилья и увеличить вдвое теплозащиту наружной оболочки зданий.

Для решения стоящих перед республикой задач требуется нарастить объемы строительства жилья из ячеистого бетона, мощности выпуска которого в стране превышают потребление. При этом возможны следующие пути:

- превращение наружных ячеисто-бетонных стен из газосиликатных мелких блоков в крупнопанельные одно-или двухрядной разрезки;

- широкое внедрение сборного железобетонного каркаса в строительство жилья;

- индустриализация строительства перегородок путем выпуска на заводах ячеистого бетона мелких панелей высотой на комнату;

- внедрение плит перекрытий из ячеистого бетона с омоноличенными ригелями;

- внедрение цокольных панелей из ячеистого бетона.

Однако есть проблема совершенствования организации производства изделий на предприятиях и потребность активного участия науки в производстве ячеисто-бетонных изделий нового поколения.

Для первого шага институтом разработана планировка прообраза каркасного дома с применением внутренних несущих кирпичных стен, но с панельными наружными стенами (рис. 3). Этот тип дома похож на традиционные здания со стенами из газосиликатных блоков. Однако и здесь встал один теоретический вопрос. До сих пор по старой 40-летней традиции наружные стены, как панельные 24 и 30 см толщиной, так и из мелких блоков (до 40 см толщиной), навешивали на перекрытия, не задумываясь, нужно ли это. Стены толщиной 60 см навесить уже не получится. Значит, нужно уходить на самонесущие стены с гибкими связями с каркасом дома. Такое решение возможно! Простые расчеты показывают, что при модуле деформации в два раза меньшем у газосиликата, чем у кирпичной кладки, напряжения в нем меньше в четыре раза. Тогда и деформация в газосиликатной стене меньше, чем в несущей кирпичной, в два раза. Зачем навешивать, если есть альтернатива? Построен 12-этажный дом с самонесущими (без навески) наружными стенами из мелких газосиликатных блоков, по которому вот уже 20 лет нет никаких замечаний (рис. 4). Навеска, по мнению специ-

Рис. 1. Дома с несущими стенами из керамического кирпича и наружными стенами из газосиликатных панелей

алистов Гродногражданпроекта, появилась от испуга, как когда-то и латексный замок в наружной отделке газосиликатных панелей, препятствующий всякому пароп-роницанию.

Создан соответствующий проект дома, в котором успешно сочетаются сборный каркас и наружные ячеис-то-бетонные панели. Планировки таких домов Гродног-раждан-проект уже разработал (рис. 5). Понятно, что излишняя «издерганность» фасадов неприемлема как для каркасов, так и для панелей и от нее следует уходить еще и в целях снижения теплопотерь здания. Значит, нужно отказаться от лоджий, которые вообще-то являются изобретением, подходящим для южных широт. Путь замены лоджий балконами в этом смысле весьма приемлем. При этом даже фасад с балконами выглядит лучше по сравнению с «лоджиевым» решением, да и жильцы при застеклении лоджий превращают фасад в «доску».

Важно решить также проблему комплектации газосиликатными и железобетонными изделиями с одного предприятия по типу домостроительного комбината. Приветствуется инициатива руководства Сморгонского КСМ, которое уже активно прорабатывает как производство новых ячеисто-бетонных изделий, так и железобетонного каркаса. Причем каркас должен быть проще, без излишних нагромождений. Есть надежда вскоре получить эти разные изделия от одного производителя, а пустотные плиты перекрытий есть практически везде.

Крепким орешком стало производство газосиликатных панелей для наружных стен. При нынешних требованиях по теплозащите зданий ^ = 3,2 и более) нецелесообразно разрезание газосиликатного монолита на комбинате на блоки, а затем сборка стены из них на объектах. При этом возникают очередные проблемы: раствор или клей, легкие или тяжелые перемычки и т. д. Но если учесть, что для 3-5-этажных энергоэффективных домов требуется уже R = 4 и более, то зачем разрезать монолит толщиной 60 см на блоки? Ведь 60 см газосиликата - это и есть R = 4!

Таким образом, мы имеем практически готовую панель из цельного массива и никаких дополнительных затрат на стройке. Значит, нужно идти этим путем. Но здесь, как оказалось, подстерегают сложности технологического цикла. При затвердевании в автоклаве и охлаждении в

Рис. 2. Первый дом с наружными панелями из газосиликата на одну и две комнаты и высотой на этаж

ШШКШ

цельном массиве появляются трещины. Нужно совместно с наукой отработать технологию производства.

Планировалось собирать на заводе крупные панели стен размером на одну-две комнаты из более мелких, по образу дома-гибрида, построенного в 1976 г. в Гродно. Но эта идея не имеет смысла при переходе на толщину стен в 60 см. Здесь вполне подойдет двухрядная разрезка. При этом нет нужды и в перемычках. Нужно путем испытаний решить вопрос необходимости армирования блок-массивов. Можно было бы получить хорошую экономию.

В отношении газосиликатных панельных стен еще один очень важный опыт получен в Гродно. В морозные дни зимы 2009 г. была проведена тепловизионная съемка ряда панельных домов и домов из ячеистого бетона, где наружные стены выполнены из панелей и мелких блоков.

Главный фасад

Причем для эксперимента выбраны как старые, так и новые дома. Интересный результат был получен на 12-этажном доме, построенном 25 лет назад, с наружной стеной из газосиликатных панелей толщиной 30 см. При 12-градусном морозе на поверхности панелей температура была минус 10-10,5оС. Поэтому при стенах 60 см и окнах с R = 1 получается очень теплый дом.

Решен вопрос в ОАО «Сморгоньсиликатобетон» и с производством из газосиликата панелей перегородок высотой на комнату, что значительно снизит трудоемкость на стройке. Нужно только совместно с наукой решить вопросы защиты их от увлажнения в санитарных помещениях квартир.

Вопрос перекрытий из ячеистого бетона тоже нужно решать. Представляется перспективным омоноличивание

ш

ЕЕ ЕЕ

НИ ггт

-III III-

ни 1! Н

н 1

Н 11 п 1-

ЕЕ

ЕЕ

ЕЕ

Ш Е

ш ш

ЕЕ И

ш ш

Е Ш

Ж,

т

Б

Б

Б

Б

ГГ

1Г

тт

Ш Ш

ш ш

ш

ю ш ш

ч-чот

в ©

План типового этажа

О

© <9

©

© <0

© © ©

Рис. 3. Экспериментальный пятиэиажный 40-квартирный жилой дом с внутренними несущими стенами из кирпича и наружными стеновыми панелями из газосиликата

плит скрытыми ригелями по типу каркаса МВБ-1, изобретенного в БелНИИС. Это позволит снизить общую массу конструкций, комплектовать строительство с одного завода, повысить звукоизоляцию квартир и другие технико-экономические показатели.

Следует заняться экспериментом с цокольными панелями из ячеистого бетона. Когда-то приняли решение не опускать газосиликат до отметки ниже, чем 45 см. Однако опыт показывает, что лежащие на земле на открытом воздухе газосиликатные блоки не разрушаются десятилетиями. Использование газосиликата ниже нулевой отметки здания позволит снизить трудоемкость, уменьшить расход цемента, обеспечить требуемое по нормам утепление цоколей и снизить стоимость. Таким образом, поле деятельности для эксперимента с ячеистым бетоном и дальнейшим повышением эффективности строительства огромно. И есть надежда сделать следующий шаг на пути к домам нового поколения, в которых будет приятно жить и легче дышать.

Рис. 4. 12-этажный дом с внутренними конструкциями стен и перекрытий из плотного силикатобетона и наружными стенами из мелких газобетонных блоков

Главный фасад

План типового этажа

О  Ф

© ©

Рис. 5. Экспериментальный пятиэтажный 40-квартирный жилой дом на основе сборного каркаса с наружными стеновыми панелями из газосиликата в г. Сморгонь