Рекомендации Рекомендации по проектированию наружных трехслойных стеновых панелей с теплоизоляционным слоем из плит полистирольных вспененных экструзионных ПЕНОПЛЭКС® для жилых и общественных зданий

3. Требования к теплоизоляционному слою

6.3.1. В качестве
теплоизоляционного слоя панелей следует применять плиты полистирольные
вспененные экструзионные ПЕНОПЛЭКС® тип 35 (далее плит ПЕНОПЛЭКС®
35), отвечающие требованиям ТУ 5767-006-56925804-2007.

Плиты ПЕНОПЛЭКС®
35 имеют санитарно-эпидемиологическое заключение о соответствии государственным
санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам при использовании в качестве
теплоизоляционного материала для ограждающих конструкций жилых и общественных
зданий, а также сертификат пожарной безопасности.

https://www.youtube.com/watch?v=zG5UF3VsIsM

6.3.2. Номинальные размеры
плит ПЕНОПЛЭКС® 35 составляют:

– длина: 1200, 2400, 3000,
4000, 4500 мм;

– ширина: 600 мм;

– толщина: 20, 22, 30, 40, 50,
60, 80, 100, 120 мм.

По согласованию с потребителем
допускается изготавливать плиты других размеров по толщине, ширине и длине.

6.3.3. Физико-технические
свойства плит ПЕНОПЛЭКС® 35:

– средняя плотность – 28,0 …
38,0 кг/м (марка плотности П35);

– прочность на сжатие при 10 %
линейной деформации, МПа, не менее:

– 0,18 для плит толщиной 20
мм;

– 0,20 для плит толщиной 30
мм;

– 0,25 для плит толщиной 40
… 100 мм;

– предел прочности при
статическом изгибе, МПа, не менее:

– 0,7 для плит толщиной 20 и
30 мм;

– 0,6 для плит толщиной 40 мм;

– 0,5 для плит толщиной 50 мм;

– 0,4 для плит толщиной 60 …
100 мм;

– водопоглощение за 24 часа, % по объему, не более:

– 0,4 для плит толщиной 20 …
80 мм;

– 0,5 для плит толщиной 100
мм;

– коэффициент теплопроводности
при (25 ± 5)°С не более – 0,030 Вт/(м∙°С);

– время самостоятельного
горения, не более 2 с;

– диапазон рабочих температур
– минус 50° C … плюс 75°С.

6.3.4. Теплотехнические
показатели плит ПЕНОПЛЭКС® 35 приведены в СП 23-101-2004.

Характеристики материала в сухом
состоянии:

– плотность – 35 кг/м;

– удельная теплоемкость – 1,65
кДж/(кг·°С);

– коэффициент теплопроводности
при (25 ± 5) °С – 0,028 Вт/(м·°С). Расчетные коэффициенты (при условиях
эксплуатации по СНиП 23-02):

– массового отношения влаги в
материале при условиях А – 2 %;

– массового отношения влаги в
материале при условиях Б – 3 %;

– теплопроводности при
условиях А – 0,029 Вт/(м·°С);

– теплопроводности при
условиях Б – 0,030 Вт/(м·°С);

– теплоусвоения (при периоде
24 часа) при условиях А-0,36 Вт/(м2·°С);

– теплоусвоения (при периоде
24 часа) при условиях Б-0,37 Вт/(м2·°С);

– паропроницаемости – 0,018
мг/(м·ч·Па).

6.3.5. Пожарно-технические
характеристики плит ПЕНОПЛЭКС® 35:

– группа горючести – Г1
(слабогорючие);

– группа воспламеняемости – В2
(умеренновоспламеняемые);

– группа дымообразующей
способности – Д3 (высокая дымообразующая способность);

– группа распространения
пламени по поверхности – РП1 (нераспространяющие).

6.3.6. Биостойкость
утеплителя: плиты ПЕНОПЛЭКС® 35 не подвержены биологическому
разрушению.

6.3.7. Проектную толщину
теплоизоляционного слоя следует определять в соответствии с требованиями СНиП
23-02-2003 и СП 23-101-2004.
Толщина теплоизоляционного слоя назначается кратной 10 мм с учетом номинальных
толщин плит «ПЕНОПЛЭКС» и не должна превышать 250 мм.

Ориентировочные значения толщин теплоизоляционных
слоев панелей, характеризующихся различной теплотехнической неоднородностью,
при использовании их для строительства жилых и общественных зданий в различных
городах РФ приведены в Приложении
1 (таблица 1).

6.3.8. В рабочей документации
на панели следует указывать раскладку теплоизоляционных плит ПЕНОПЛЭКС®
и расположение отверстий для образования жестких железобетонных дискретных
связей и пропуска гибких связей.

6.3.8.1. Теплоизоляционные плиты
ПЕНОПЛЭКС® в панелях с дискретными железобетонными связями могут
располагаться в один или несколько слоев.

При расположении теплоизоляционных плит в
несколько слоев швы между плитами в каждом из слоев должны быть смещены по
отношению к швам между плитами в смежных слоях не менее чем на толщину слоя.

6.3.8.2. В панелях с гибкими
связями теплоизоляционные плиты ПЕНОПЛЭКС® следует располагать в
один слой, без образования стыков, параллельных верхней грани панели. Длина
плит должна соответствовать высоте панели или высоте утепляемых участков под и
над оконными проемами.

6.3.8.3. Стыки
теплоизоляционных плит ПЕНОПЛЭКС® должны быть защищены от затекания
бетонной смеси и ее растворной составляющей клейкой лентой.

6.3.9. По периметру оконных и дверных
проемов и в стыках панелей необходимо устраивать в соответствии с ГОСТ
31310-2005 огнезащитные преграды в виде:

– минераловатных плит на
базальтовой основе толщиной не менее 100 мм;

– цементно-песчаного раствора
толщиной не менее 10 мм;

В ряде случаев в качестве огнезащитной
преграды можно использовать деревянную антисептированную и антипирированную
доску толщиной не менее 40 мм.

Конструктивные решения, вид и толщина
огнезащитных преград в панелях конкретных видов рекомендуется назначать в
зависимости от требуемых для данных панелей значений пределов огнестойкости и
классов пожарной опасности.

Приложение
1 ориентировочные
значения толщин теплоизоляционных слоев плит пеноплэкс при различной
теплотехнической неоднородности панелей

Примечание:

Тип здания и помещения 1 –
жилые, лечебно-профилактические и детские учреждения, школы, интернаты.

Тип здания и помещения 2 –
общественные, кроме указанных в типе 1, административные и бытовые, за
исключением помещений с влажным и мокрым режимом.

Таблица 1

3.7. Гарантийный срок
эксплуатации связей – по техническим условиям, срок службы – не менее 50 лет.

4. ОБОСНОВАНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ,
НАДЁЖНОСТИ И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОДУКЦИИ

Соответствие характеристик панелей
требованиям нормативных документов, а также назначению и области применения,
указанных в разделе 3 настоящего документа, установлено на
основе представленных заявителем документов [7.1.
– 7.7.],
анализа и оценки результатов:

– комплексных исследований прочности и
деформативности трёхслойных железобетонных панелей с гибкими связями из
стеклопластиковой арматуры (далее – панели), выполненных: Бийским заводом
стеклопластиков, Сибирским государственным университетом путей сообщения, 211
комбинатом ЖБИ МОРФ, Красноярским ПромстройНИИпроектом и Сибирским зональным
НИИ экспериментального проектирования [7.8.
– 7.14.];

– испытаний по пожарной безопасности
панелей наружных стен жилых зданий [7.15.].

5. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ
ТРЕБОВАНИЯ К ПРОДУКЦИИ

5.1. Панели должны соответствовать требованиям ГОСТ
11024-84, СНиП 2.03.01-84* инастоящего документа.

5.2. Отклонения от основных
проектных размеров не должны превышать следующих величин:

– по длине и высоте слоя
панели ± 4 мм;

– по толщине слоя панели ± 5
мм;

– по толщине слоя утеплителя ±
5 мм;

– по положению связей:

– в плоскости панели ± 10
мм

– из плоскости панели ± 3
мм.

5.3. Вид и количество связей
определяют расчетом в соответствии с [7.6.].

Связи рассчитывают на нагрузки
и воздействия:

– от собственного
веса железобетонных конструкций и утеплителя (на всех стадиях возведения и
эксплуатации);

– ветровой нагрузки;

– температурного воздействия.

При этом должны быть учтены рекомендуемые
нормами коэффициенты безопасности, надежности и условий работы для каждого расчетного
случая.

5.4. Независимо от результатов
расчета при площади панели до 10
м2 в ней должно быть установлено не менее 4
подвесок, а при площади панели более 10
м2- не менее 6 подвесок.

5.5. Подвески должны
располагаться в верхней части панели, преимущественно в одном горизонтальном
ряду. Допускается устанавливать подвески в двух горизонтальных рядах,
расположенных в верхней трети панели. Для повышения надежности их работы в
каждой стеновой панели следует устанавливать на 1-2 подвески больше, чем это требуется
по расчету. Дополнительные подвески следует устанавливать в наиболее
ответственных местах.

5.6. Суммарная площадь
распорок должна быть не менее 0,5 см2 на 1
м2 площади панели.

5.7. Подкосы (не менее
четырех) располагают в верхней и нижней частях панели симметрично относительно
вертикальной оси панели.

5.8. Для расчета связей
необходимо использовать физико-механические характеристики стеклопластиковой
арматуры, приведенные в табл. 2 и 3.

Таблица 2

Таблица 3

Расчетные характеристики стеклопластиковой арматуры
диаметрам 7,5 мм

5.9. Значения усилий при
выдергивании связи из бетона в зависимости от класса бетона и глубины анкеровки
даны в табл. 4.

Таблица 4

5.10. Значения коэффициентов
условий работы, учитывающих влияния кратковременных и периодически действующих
нагрузок, приведены в табл. 5.

Таблица 5

5.11. При расчете гибких связей необходимо учитывать:

–
коэффициент старения γс6 в зависимости от климатического района
(табл. 6);

–
коэффициент долговременной прочности γс7, учитывающий влияние
длительного воздействия на связи постоянных усилий и температуры эксплуатации
обусловленной климатическим районом (табл. 7);

–
коэффициент надежности связей в зависимости от их количества γс8
(табл. 8);

–
коэффициенты условий работы анкерного уширения связи в бетоне (табл. 9) –
γсв2, γсв6, γсв9, γсв13,
γсв14.

Таблица 6

Таблица 7

Таблица 8

Таблица 9

5.12. Совместное влияние
факторов для конкретных расчетных случаев производится с помощью обобщенного
коэффициента сочетаний γу,
представляющего собой произведение соответствующих коэффициентов условий работы
(табл. 10).

Таблица 10

5.13.
Требования к расчету связей

При проектировании панелей,
как правило, может использоваться упрощенная расчетная схема (рис.
7) для определения усилий в связях.

При проверочных расчетах
целесообразно использовать метод конечных элементов (МКЭ).

5.14. Требования к входному
контролю

При входном контроле связей
проверять:

– целостность упаковки связей и наличие
маркировки на упаковке;

– наличие документа о качестве
на полученную партию связей;

– соответствие полученной
партии связей заказу и проектной документации на панель.

5.15. Требования к точности
установки связей в соответствии с [7.4.
– 7.5.].

5.16. Требования к хранению,
транспортированию, эксплуатации и ремонту панелей с гибкими связями аналогичны
требованиям к трехслойным панелям со стальными
гибкими связями, выпускаемыми по ГОСТ
11024-84.

6. УСЛОВИЯ БЕЗОПАСНОГО И
НАДЁЖНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ПРОДУКЦИИ

6.1. Изготовление панелей и
установка связей должны производится в соответствии с технической документацией
и технологическим регламентом, согласованным и утверждённым в установленном
порядке.

6.2. Каждая партия связей
должна иметь документ о качестве, в котором кроме общих сведений о партии
должны быть приведены конкретные сведения об использованных материалах и
результатах приемочных испытаний партии.

6.3. При формировании
железобетонных слоев панелей должны соблюдаться требования ГОСТ
13015.0-83, в том числе требования к бетону, а также к его отпускной
прочности, к арматурным сталям и закладным изделиям, к точности изготовления, к
качеству поверхностей и внешнему виду изделий.

Требования к теплоизоляционному слою
должны соответствовать ГОСТ
11024-84.

6.4. При монтаже панелей
должны соблюдаться требования СНиП 3.01.01-87, в том числе
отклонения окончательно смонтированных конструкций от проектного положения.

6.5. Конструкция швов между
панелями Должна обеспечивать свободу перемещений панели при всех внешних
воздействиях.

7. ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ
ДОКУМЕНТОВ И МАТЕРИАЛОВ

7.2. Техническое свидетельство
Госстроя России № ТС-07-0637-02 от 27.12.2002 г. на арматуру стеклопластиковую
для гибких связей сборных железобетонных трехслойных стеновых панелей,
бетонных, каменных, комбинированных стен и для армирования бетонных и каменных
конструкций.

7.3. ТУ 2296-001 -20994511 -02
“Арматура стеклопластиковая. Технические условия”.

ГОСТ 11024-84 Панели стеновые наружные бетонные и железобетонные
для жилых и общественных зданий. Общие технические условия.

7.9. Заключение по результатам
испытаний железобетонных конструкций по ГОСТ
8829-94. Испытание опытной трехслойной панели ЗНС 30.28.35-200-0 с гибкими
стеклопластиковыми связями на прочность, жесткость и трещиностойкость.
Красноярский ПромстройНИИПроект, 1998.

7.10. Заключение по
результатам испытаний по определению несущей способности, гибких
стеклопластиковых связей. Определение несущей способности гибких
стеклопластиковых связей в составе опытной трехслойной панели ЗНС
30.28.35-200-0. Красноярский ПромстройНИИПроект, 1998.

7.11. Заключение по
результатам испытаний опытной стеновой панелей ЗНС 30.28.35-200-0 с гибкими
связями из стеклопластика диаметром 7
мм, изготовленной БЗС, при передаче на нее собственного
веса вышестоящей панели. Красноярский ПромстройНИИПроект, 1998.

7.12. Заключение по
результатам испытаний опытной стеновой панели ЗНС 30.28.35-200-0 с гибкими
связям из стеклопластиковой арматуры диаметром 7,5
мм, изготовленными БЗС. Красноярский ПромстройНИИПроект,
1998.

7.13. Заключение по
результатам испытаний фрагмента трехслойной стеновой панели с гибкими связями
из стеклопластиковой арматуры, изготовленной БЗС. СибЗНИИЭП, г. Новосибирск,
1998.

7.14. Протокол контрольного
испытания стеновой панели марки Н2-1 (со стеклопластиковыми связями). 211
Комбинат ЖБИ МО РФ, 1999.

Настоящий документ действителен до 27 декабря 2003
г.

Рис. 1 – Схема расположения гибких связей в
стеновой панели

1 – растянутые подвески; 2 – наиболее
сжатые распорки; 3 – рядовые распорки; 4-подкосы.

Рис. 2Гибкая связь – стеклопластиковая арматура типа 2 по ТУ 2296-001-20994511

Рис. 3Гибкая связь с технологическим ограничителем под углом 90° к оси

Рис. 4Гибкая связь с технологическим ограничителем под углом 45° к оси

Рис.5Упорный (защитный) колпачок

Рис. 6Гибкая связь с установленным упорным наконечником

G = G1 G2 F3 = F2 = G∙tgα

Рис. 7

Утепление стен дома минераловатными плитами

Минераловатные плиты закрепляют на несущей стене с устройством воздушного вентилируемого зазора между поверхностью плит и кирпичной облицовкой, или без зазора, Рис.1.

Зачем нужен вентилируемый зазор и о влагонакоплении в стене подробно написано в статье «Точка росы, пароизоляция и вентилируемый воздушный зазор».

Проведенные расчеты влажностного режима стен показывают, что в трехслойных стенах  конденсат в утеплителе выпадает в холодное время года практически во всех климатических зонах России.

Количество выпадающего конденсата различно, но для большинства регионов укладывается в нормы, установленные СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».  Накопления конденсата в конструкции стены при круглогодичном цикле не происходит за счет высыхания в теплое время года, что также является требованием указанных СНиП.

В качестве примера, на рисунках представлены графики количества конденсата в утеплителе по результатам расчетов для различных вариантов облицовки трехслойных стен жилого дома в г. Санкт-Петербург.

Рис. 2. Результат расчета влажностного режима стены c минераловатным утеплителем в качестве среднего слоя (керамзитобетон — 250 мм, утеплитель —100 мм,  кирпич —120 мм). Облицовка — кирпич керамический без вентзазора.

Рис. 4. Результат расчета влажностного режима стены, утепленной минераловатными плитами с вентилируемым зазором и покрытием типа «сайдинг» (кирпич — 380 мм, утеплитель —120 мм, сайдинг). Облицовка — вентилируемый фасад.

Из приведенных графиков наглядно видно, как барьер из облицовки, препятствующий  вентиляции наружной поверхности минераловатного утеплителя, приводит к увеличению количества конденсата в утеплителе. Хотя в годичном цикле накопления влаги в утеплителе не происходит, но при облицовке кирпичом без вентзазора в утеплителе ежегодно зимой конденсируется и замерзает значительное количество воды,Рис.2. Влага накапливается и в примыкающем к утеплителю слое кирпичной облицовки

Увлажнение утеплителя снижает его теплозащитные свойства, что увеличивает расходы на отопление здания.

Кроме того, вода ежегодно при замерзании  разрушает утеплитель и кирпичную кладку облицовки. Причем циклы замораживания и размораживания за сезон могут происходить неоднократно. Утеплитель постепенно осыпается, а кирпичная кладка облицовки разрушается.

Замена утеплителя, закрытого кирпичной облицовкой, дорогое удовольствие. Более долговечны в этих условиях  гидрофобизированные минераловатные плиты высокой плотности. Но эти плиты имеют и более высокую стоимость.

Количество конденсата сокращается или конденсация совсем отсутствует если обеспечить лучшую вентиляцию поверхности утеплителя — рис.3 и 4.

Другой путь устранения конденсации — увеличение сопротивления паропроницанию несущей стены. Для этого поверхность несущей стены закрывают пароизоляционной пленкой или используют теплоизоляционные плиты с нанесенной на их поверхность пароизоляцией. При креплении на стену поверхность плит, покрытая пароизоляцией, должна быть обращена к стене.

Устройство вентилируемого зазора, герметизация стен паронепроницаемыми покрытиями усложняет и удорожает конструкцию стены. К чему приводит увлажнение утеплителя в стенах зимой написано выше.  Вот и выбирайте. Для районов строительства с суровыми зимними условиями устройство вентилируемого зазора может быть экономически оправдано.

В стенах с вентилируемым зазором применяют минераловатные плиты плотностью не менее 30-45 кг/м3, оклеенные с одной стороны ветрозащитным покрытием. При использовании плит без ветрозащиты по наружной поверхности теплоизоляции, следует предусматривать ветрозащитные покрытия, например, паропроницаемые мембраны, стеклохолст и др.

В стенах  без вентилируемого зазора рекомендуется применять минераловатные плиты плотностью 35-75 кг/м3. В конструкции стены без вентилируемого зазора теплоизоляционные плиты устанавливаются свободно в вертикальном положении в пространстве между основной стеной и облицовочным слоем кирпича.

В стене с вентзазором утеплитель и ветрозащитное покрытие крепят к стене с помощью специальных дюбелей из расчета 8 -12 дюбелей на 1 м2 поверхности. Дюбели должны быть заглублены в толщу бетонных стен на 35-50 мм, кирпичных — на 50 мм, в кладку из пустотного кирпича и легкобетонных блоков — на 90 мм.