Эффективность применения порогипсобетона в строительно-технологической системе "Гитор"

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПОРОГИПСОБЕТОНА В СТРОИТЕЛЬНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ "ГИТОР"

, , ГУЗ, Москва

Федеральной программой "Жилище" и национальным проектом "Доступное и комфортное жилье – гражданам России" важное значение отводится применению местных строительных материалов, среди которых особое значение в малоэтажном домостроении занимают древесина и гипсовые материалы, отличающиеся высокими эколого-эксплуатационными и экономическими показателями. Положительным фактором является также удачное сочетание свойств древесины и гипсобетона, позволяющие создавать эффективные ограждающие конструкции.

Для обеспечения комфортного микроклимата малоэтажных жилых домов, снижения опасности переохлаждения жилых помещений в зимнее время и перегрева в летний период их наружные ограждающие конструкции должны обладать как требуемым сопротивлением теплопередаче в зависимости от градусосуток отопительного периода (ГСОП) района строительства до 4,6 м2 оС/Вт, так и величиной тепловой инерции, не менее 4,0 единиц, то есть значениями одного порядка [1].

На кафедре строительства ГУЗ разработаны деревогипсобетонные ограждающие конструкции строительно-технологической системы "Гитор", состоящие из несущей деревокаркасной оставляемой опалубки с пенополистирольным плитным утеплителем и внешних монолитных гипсобетонных слоев, наносимых методом торкретирования на оставляемую опалубку [2]. Гипсобетонный слой со стороны помещения играет роль теплоаккумулирующего слоя и выполняется толщиной 10 см из гипсобетона плотностью 1200 кг/м3, фасадный защитный гипсобетонный слой толщиной 5 см выполняется из водостойкого гипсобетона. Общая толщина стенового ограждения составляет 30 см.

Оставляемая опалубка системы "Гитор" возводится из заранее изготовленных деревокаркасных панелей размером 1,2 х 2,7 м толщиной 250 мм, состоящих из несущих вертикальных ребер составного сечения, поперечных ребер и теплоизоляционного слоя из пенополистирольных плит толщиной 150 мм.

В последнее время в нашей стране разработаны и находят все более широкое применение особо легкие теплоизоляционные бетоны (ОЛТБ), в том числе на основе гипсовых вяжущих – порогипсобетоны [3]. Плотность порогипсобетона (r) изменяется в широких пределах от 200 до 800 кг/м3, коэффициент теплопроводности (l) соответственно от 0,1 до 0,21 Вт/ м оС, а коэффициент теплоусвоения (S) от 1,16 до 3,73 Вт/м2 оС. Значения этих показателей представлены в таблице 1.

Таблица 1

Расчетные значения теплотехнических показателей

порогипса (условия эксплуатации А)

Показатели, ед. изм.	Значения
Плотность, кг/м3.	200	400	600	800
Коэффициент теплопроводности, Вт/м оС	0,10	0,14	0,19	0,21
Коэффициент теплоусвоения, Вт/м2 оС	1,16	1,94	3,24	3,73

Согласно СНиП II-3-79**"Строительная теплотехника" термическое сопротивление отдельного слоя - Ri многослойной ограждающей конструкции определяется по формуле:

Ri = di / lI (м2 оС/Вт),

а его тепловая инерция - Di по формуле:

Di=Ri Si

где Si - толщина слоя, м.

Представляют практический интерес применение порогипсовых бетонов и их рациональное сочетание с пенопластом оставляемой опалубки системы "Гитор". Авторами проведен теплотехнический расчет составного комплексного утеплителя и определены значения его термического сопротивления и тепловой инерции.

На рис. 1 представлены графики зависимости термического сопротивления и тепловой инерции комплексного теплоизоляционного слоя общей толщиной 100 мм, состоящего из слоя порогипса различной плотности и толщины, и слоя полистирольного пенопласта плотностью 40 кг/м3, (l=0,04 Вт/м оС, S=0,41 Вт/м2 оС).

Как видно из представленных графиков, слой пенопласта толщиной 100мм обеспечивает высокую величину термического сопротивления равную 2,5 м2 оС/Вт и низкое значение тепловой инерции – 1,03.

Тепловая инерция комплексного теплоизоляционного слоя увеличивается до 1,78 единиц, а термическое сопротивление снижается при увеличении толщины и плотности порогипсобетона при общей толщине комплексной теплоизоляции, равной 100 мм. Точки пересечения графиков линейной зависимости термического сопротивления и тепловой инерции одинаковой плотности порогипсобетона соответствуют равенству их значений при определяемой толщине слоев порогипсобетона и пенопласта. Наибольший эффект повышения тепловой инерции достигается при порогипсе плотностью 800 кг/м3, при этом оптимальным является сочетание близких по толщине слоев пенопласта и порогипсобетона.

 

Рис. 1 Зависимость термического сопротивления – Rк и

тепловой инерции – D комплексной теплоизоляции толщиной 100мм от относительной толщины – n и плотности – r слоя порогипса.

Теплоаккумулирующий и фасадный слои ограждения также целесообразно выполнять из порогипсобетона плотностью 800 кг/м3 с минимальной толщиной по 50 мм. На рис. 2 представлено конструктивное решение стенового ограждения толщиной 300 мм с применением комплексной оставляемой опалубки толщиной 200 мм и внешних порогипсобетонных слоев, толщиной по 50 мм, наносимых на оставляемую опалубку методом торкретирования. Оставляемая опалубка изготовляется методом заполнения деревянного каркаса пенопластом и порогипсобетонной смесью плотностью 800 кг/м3. Порогипсобетонная смесь заполняет пространство между ветвями составных ребер каркаса, и после твердения смеси образуется монолитное соединение гипсобетона с каркасом и пенопластом. Термическое сопротивление предлагаемого ограждения составляет 3,46 м2 оС/Вт, а тепловая инерция 4,58. При этом термическое сопротивление оставляемой опалубки равно 2,98 м2 оС/Вт или 86% от термического сопротивления ограждения, а тепловая инерция оставляемой опалубки составляет соответственно 2,8 или 61%, то есть оставляемая опалубка с применением порогипсобетона выполняет теплозащитную и теплоаккумулирующую функцию.

При тех же условиях при плотности порогипсобетона комплексной теплоизоляции оставляемой опалубки, равной 200 кг/м3, тепловая инерция ограждения составит 4,01, а термическое сопротивление возрастет до 4,04 м2 оС/Вт, что соответствует климатическим районам России с величиной ГСОП до 8000, то есть большинству районов РФ.

Таким образом, оставляемая деревокаркасная опалубка с применением порогипсобетона позволяет уменьшить толщину как теплоаккумулирующего торкретбетонного слоя с 10 см до 5 см, так и теплоизоляционного слоя из пенополистирольного пенопласта с 15 см до 10 см и обеспечить требуемые теплотехнические показатели ограждения малоэтажного жилого дома для большинства районов России.

 

Рис. 2 Конструкция стенового ограждения системы "Гитор"

1 – каркас панели оставляемой опалубки; 2 – теплоаккумулирующий порогипсобетонный слой; 3 – защитный порогипсобетонный слой; 4 - комплексная теплоизоляция оставляемой опалубки.

Литература

1.  СНиП II-3-79** "Строительная теплотехника"

2.  , "Деревокаркасные ограждающие конструкции малоэтажного домостроения строительно-технологической системы "Гитор". "Технологии бетонов" № 5, 2007. с. 44.

3.  "Перспективы применения теплоизоляции из пеногипса в ограждающих конструкциях зданий. Материалы семинара "Повышение производства и применения гипсовых материалов и изделий". М.: НИИСФ, 2002. с.159 – 165.