Несъемная теплоизоляционная опалубка системы «ТеРем»

Среди многочисленных опалубочных систем, применяемых в моно­литном домостроении, хотелось бы выделить новую систему «ТеРем» (полезная мо­дель №29737 от 27 мая 2003 года), которая отличается от известных систем «Lite Form», «Фортмастер», «VELOX», «PLASTBAY», «Симпролит», «Теплый Дом» и других характерными свойствами и особенностями возведения монолитных зданий в теплоизоляционной несъемной опалубке.

Система «ТеРем» рассчитана на применение в монолитных бескаркасных зданиях различной этажности, возводимых с использованием несъемной опалубки с перекрестно-стеновой и поперечно-стеновой схемами, с шагом попе­речных стен не более 6 м и с минимальной толщиной железобетонных стен 160 мм. Количество этажей определяется расчетом в соответствии с принятой кон­структивной схемой здания. Для возведения наружных стен применяются эле­менты несъемной опалубки (ЭНО) из плит утеплителя – экструдированного пенополистирола (ЭПС) (плотность до 35 кг/м3, теплопроводность 0,038–0,041 Вт/м*К) и «Пеностекла» (плотность 170–190 кг/м3, теплопроводность 0,035–0,08 Вт/м*К) – которые имеют следующие размеры: длина 120 см, ширина 40 см, толщина 6 см. Отличительной особенностью системы «ТеРем» является возможность приме­нения ЭНО только из «Пеностекла». Пеностекло является уникальным тепло­изоляционным материалом: блок толщиной 120 мм обладает такими же тепло­изоляционными свойствами, как и кирпичная кладка толщиной до 950 мм.

Система «ТеРем» – новое энергосберегающее решение, которое по теплозащите, звукоизоляции, комфортности, простоте, скорости и стоимости строительства может быть отнесено к высоким технологиям в области строительства. Главными особенностями системы являются: лёгкость и простота монтажа конструкций, низкая трудоёмкость строительно-монтажных работ, возможность отказа от использования тяжёлой строи­тельной техники, возможность обеспечения необходимой степени тепло- и звукоизоляции зданий, соответствие требованиям действующих нормативных документов, снижение теплопотерь при эксплуатации зданий и сооружений, высокая степень архи­тектурно-дизайнерских решений по внешнему и внутреннему облику зданий и соору­жений. Конструктивные решения системы «ТеРем» обеспечивают минимум приведенных затрат и разнообразие объемно-планировочных решений, выполнение требований по огнестойкости конструкций, качеству и безопасности работ.

Размеры и габариты зданий и сооружений определяются геометриче­скими размерами и формой элементов несъемной опалубки (ЭНО): 1,2 х 0,4 м х 0,06 м; высота помещений (от пола до потолка) минимум 2,96 м.

В статье рассмотрен вариант возведения наружных стен с опалубоч­ными элементами из плит «ЭПС» с наружной стороны стены и из плит «Пеностекло» толщиной 60 мм – с внутренней. Элементы не­съемной опалубки (ЭНО) из плит «ЭПС» и «Пеностекло» объединены между собой с помощью связевых элементов (фиксаторов) из полипропилена (патент системы «ТеРем»), осуществляющих объединение элементов конст­рукции стены и фиксацию слоев опалубки между собой.

Гибкие связи из полипропилена коррозионно устойчивы. В мес­тах пересечения с арматурными стержнями они фиксируются кабельными нейлоновыми хомутами или вязальной проволокой. Количество связей оп­ределяется расчетом из условий соответствия их прочности нагрузкам от свежеуложенного бетона.

Конструктивное армирование стен выполняется вертикальными стерж­нями, которые устанавливаются с шагом не более 90 см, и отдельными гори­зонтальными стержнями. Стены в местах пересечений и у граней проемов рекомендуется армировать продольной арматурой диаметром не менее 8 мм, объединенной замкнутыми хомутами с шагом не более 50 см. Отдельные стержни (ОС) из арматуры класса A-I диаметром не менее 6 мм или из арма­туры класса Bp-I диаметром не менее 5 мм. Соединение отдельных стерж­ней (ОС) производится вязальной проволокой или специальными кабель­ными хомутами. Продольная арматура каркасов KB класса А-Ш (A-II) диа­метром 12 мм, хомуты из арматуры класса Bp-I диаметром 5 мм.

На уровне перекрытий по стенам устанавливается арматурный пояс из плоских каркасов, состоящих из продольных стержней d=10 мм класса A-I и поперечных d=6 мм класса A-I с шагом 250 мм.

Поверочный теплотехнический расчет многослойной конструкции наружной стены с применением несъемной теплоизоляционной опалубки «Пеноплекс» и «Пеностекло» выполнен на основании СНиП 2.08.01-89*. Конст­рукция стены представлена на рис.1, а исходные данные представлены в табл.1. Регион строительства – Санкт-Петербург. Этап строительства – по­сле 2005 года. Назначение – жилой дом. Расчетные данные: расчетная температура внутреннего воз­духа помещений 18 °С; продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С 220 суток; сред­няя температура наиболее холодной пятидневки -26 °С.

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче стены

R0mp=(n(tв–tн)/tнв))=(1(18–(–26))/4х8,7))=1,264(м2*°С/Вт) (СНиП–II–3–79*) п. 2.2*, где:

n=1

tв=18° – расчетная температура внутреннего воздуха в °C

tн=–26° – расчетная зимняя температура наружного воздуха в °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки

tн=4°С – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции

в=8,7 [Вт/(м2*°С)] – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции

Требуемое по условиям комфорта и энергосбережения R0тр=3,86 м2*°С/Вт Определяем приведенные сопротивления теплопередаче стены из условий энергосбережения:

ГСОП=(tb–tот.пер.)Zот.пер.=(18+1,8)*220=4356 °С/сутки, где

ГСОП – °С – сутки отопительного периода.

tот.пер.=-1,8 °С – средняя температура за время Zот.пер. периода со средней темпера­турой наружного воздуха ниже 8 °С;

Zот.пер.=220 сут. – период со средней температурой наружного воздуха ниже 8 °С, сутки.

Приведенное сопротивление теплопередачи этому периоду соответствует 1,6–2,0 м*°С/Вт. Соответственно из пропорции находим, что:

R*o=1,759 м*°С/Вт

Определяем фактическое тепловое сопротивление стены

R0=(1/в)+Rк+(1/н) [(м2*°С)/Вт], где

в=8,7 [Вт/(м2*°С)] – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции;

н=23 [Вт/(м2*°С)] – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции;

R0 – термическое сопротивление всех слоев стены, м2*°С/Вт.

В соответствии с исходными данными проекта имеем:

R=1/8,7+0,025/3,49+0,015/0,81+0,060/0,031+0,160/1,86+0,060/0,08+0,013/0,21+1/23=3,017 м2*°С/Вт.

Проверяем условие Ro>R (требуемое – первый этап энергосбережения):

Ro=3,017>Rтp=1,26 м2*°С/Вт

Ro=3,017>Rтp=1,759 м2*°С/Вт

Таблица1

№ слоя	Наименование слоев материала конструкции	Толщина слоя, мм	Теплотехнические характеристики СНИП-3-79*, ч.II гл.З
1	Панели искусственного кам­ня типа «TOP STONE»	25	3,49 Вт/(м2*°С)
2	Выравнивающий слой цементно-песчаного раствора по металлической сетки	15	0,81 Вт/(м2*°С)
3	«Пеноплекс» экструдированный	60	0,031 Вт/(м2*°С)
4	Бетон расчетной прочности	160	1, 86 Вт/(м2*°С)
5	«Пеностекло»	60	0,08 Вт/(м2*°С)
6	Листы ГКЛ	13	0,21 Вт/(м2*°С)

Рис. 1 (00077) Конструкция стены системы «ТеРем» с облицовкой камнем

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций наружных стен для жилых зданий равно 2,925 м2*°С/Вт.

Ro=3,017>Rтр=2,925

Таким образом, запроектированное конструктивное решение наружной стены для условий Санкт-Петербурга удовлетворяет условиям II-го этапа энергосбережения по СНиП–II–3–79*.

Расчет на паропроницаемость конструкции стены показал, что температура точки росы внутреннего воздуха tp=8,8 °C. Поэтому, ограждающая конструк­ция отвечает условию невыпадения конденсата на внутренней поверхности tвн>tp. Конструкция наружной стены удовлетворяет требованиям по сопро­тивлению воздухопроницаемости, т.к. выполнено условие: R=132>R=36,4 м2 ч Па/кг

Таким образом, рассматриваемая конструкция стены системы «ТеРем» отвечает современным требованиям СНИП по сопротивлению теплопередаче, паропроницанию и воздухопроницанию.

Пеностекло является экологически чистым и пожаробезопасным (негорю­чим) материалом с температурным интервалом применения от -30 °С до +500 °С. Этот материал обладает устойчивостью к органическим растворителям, ацетону, уксусно-этиловым эфирам, растворителям красок, скипидару и другим насыщенным углеводам (спирты, керосин, бензины, жидкий битум, смолы и другие нефтепроизводные продукты). Пеностекло не растворяется и не разбухает в воде, практически не впитывает влагу, обладает значительной долговечностью и стоек к гниению, не усваивается животными и микроорганизмами, не является питательной средой для грибков и бактерий. Имеет группу горючести Г-2 и воспламеняемости В2. Данные свойст­ва подтверждены сертификатом, выданным Академией Государственной противопожарной службы МЧС России 25.07.2002 года № ССПБ.1Ш.ОП.014.Н.0025. Размеры блоков пеностекла применяемых в технологии «ТеРем»: длина 1200 мм, ширина 400 мм, толщина 60 мм.

Проектная марка бетона для монолитных стен по прочности на сжатие должна быть не менее: для бетонных стен из тяжелого бетона – В 7,5, из об­легченного и легкого бетона на пористых заполнителях – В 5, для железобе­тонных стен из всех видов бетона – В 12,5.

Поверочные расчеты элементов опалубки на рабочие и монтажные нагрузки

Исходные данные:

Плотность бетона 2500 кг/м3;

Способ уплотнения – вибрирование глубинными вибраторами;

Способ подачи – бетононасосом;

Высота опалубки H=2,96 м

Гидростатическое давление Рmах= H=2500х2,96=7400 кг/м2

Результирующее давление P= Н2/2=2500х(2,96)2/2=10952 кг

При уплотнении бетонной смеси глубинными вибраторами

Рmах=(27V+0,78)K1K2

при: =2500 кг/м3 и скорости заполнения опалубки по высоте V=0,4 м/час (5 м3/час)

Рmах= 2500(0,27x0,4+0,78)x1,2x1=2664 кг/м2

K1=1,2 – коэффициент, учитывающий влияние подвижности (жесткости) бетонной смеси;

K2 =1 с температурой укладки бетона до 20 °С;

расчетная высота H=(P/)=(2664/2500)=1,06 м

Таблица 2

Наименование (вид) нагрузки	Норм. нагрузка	– коэффициент надежности нагрузки	Расчет. нагруз­ка
Постоянные нагрузки
Давление бетонной смеси, кг/м2	2664	1,3	3463
Динамическое давление при подаче бетононасосом, кг/м2	400	1,3	520
Итого, кг/м2	3064		3983

Подбор сечений элементов опалубки

Нормативная нагрузка qн=Н=2500x1,06+400=3064 кг/м2

Расчетная нагрузка qp=3064х1,3=3983 кг/м2

При расстоянии между стойками 1,2 м и треугольной эпюре нагружения

qн(мах)=3064х1,2=3677 кг/м; qр(мах)=3983х1,2=4780 кг/м;

В качестве связей в опалубке используются тяжи из полипропилена сечением площадью 0,78 см2

Рис. 2,3 (00104, 00069) Стяжка из полипропилена

Расчетное сопротивление материала стяжек при растяжении составля­ет 274–320 кг/см2.

Минимальное требуемое количество связей для удержания элемента опалубки при интенсивности бетони­рования 0,4 м/час и при разрывном усилии стяжки 300 кг/см2: 3983(1,2х0,6)/(300х0,78)=12,25 шт.

Конструкция ЭНО «ТеРем» конструктивно предусматривает 6 стяжек на 1 опа­лубочный модуль стены, т.е. для восприятия нагрузки от бокового давления бетонной смеси на элементы несъемной опалубки и предотвращения их изгиба в продольном направлении требуются дополнительные крепления в виде стоек и распределительных прогонов, монтируемых по боковым поверхностям стен.

Практика показала, что при бетонировании монолитных конструкций стен и перекрытий многоэтажных зданий самый простой способ укладки бетона – с помощью бетононасоса. Скорость укладки бетона не должна превышать преде­лы, указанные в табл. 3

Таблица 3

Рекомендуемые скорости укладки бетона

Температура, °C	Скорость укладки, мм/ч
4	670
10	840
15	920
21	1170
27	1340
32 и выше	1500

Производительность ручных вибраторов принимается 4–6 м3/ч. Литые бетонные смеси (П4), в том числе с добавкой пластификаторов, обладают пониженными величинами вязкости и сцепления. Для исключения эффекта расслоения их рекомендуется уплотнять при гармонических коле­баниях с частотой не более 25 Гц и ускорением до 1,5. ..2,0 g.

Количество вибраторов определяют из выражения:

Nв=Vc/Пв,

где Пв – часовая производительность вибратора, м3/час; принимается вибратор глубинный с гибким валом производительностью 4–6 м3/ч.

Пооперационный график производства работ. Расчет трудозатрат и по­требности в кадрах (на типовую блок-секцию)

Расчет трудозатрат на возведение блок-секции одного этажа представлен в табл. 4. Продолжительность работ составляет Тр= 996,5 чел./ч. Затраты машинного времени по данным ТЕР составляют 122 маш./ч. Численность комплексной бригады на возведении блок секции при двухсмен­ной работе при обслуживании одним монтажным краном и бетононасосом со­ставит:

N=(Q/1,15M)AB=(996,5/1,15x122)x2x1 = 14 чел., где

Q – общая трудоемкость по возведению одного этажа блок-секции;

M – сумма затрат машинного времени;

А – число смен в сутки;

В – количество единиц техники (бетононасос, миксер).

Численность бетонщиков Nб=(qб/Q)N=((121,44+35,29)/996,5)x14=2 чел.

Численность арматурщиков Na=(qа/QN=((130+102,5)/996,5)х14=4 чел.

Численность (плотников) монтажников Nм=(qм/Q)N=

((229+96+63+21+80+11+6)/996,5)х14=8 чел.

 

Таблица 4. Расчет трудоемкости и продолжительности работ на один этаж блок-секции площадью 18x12 (м)

№	Наименование работ	Единицы изм.	Кол-во	ЕНиР	Трудозатраты
					на единицу	всего, чел./ч	всего, чел./см
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Установка арматуры стен	т	6,5	Е4-1-46(п10.в)	20	130	16,25
2	Устройство неразбираемой опалубки стен	м2	818	Е4-1-37т4(а,1)	0,28	229,04	28,63
3	Установка поддерживающих конструкций опалубки стен	м2	818	Е4-1-34 (т.6 п1)	0,12	95,71	11,96
4	Устройство опалубки проемов	м2	36,8	Е4-1-34 (т.7)	1,7	62,56	7,82
5	Бетонирование стен (К=1,15)	м3	66	Е4-1-49(т.З)	1,84	121,44	15,18
	Разборка опалубки проемов	м2	36,8	Е4- 1-34 (т.7)	1,9	69,92	8,74
6	Установка поддерживающих лесов опалубки пе­рекрытий	100 м	2,75	Е4-1-33	7,80	21,45	2,68
7	Установка щитовой опалубки перекрытий	м2	216	Е4-1-34 (т.5)	0,37	79,92	9,99
8	Армирование перекрытий	т	4,88	Е4-1-46	21	102,48	12,81
9	Бетонирование перекрытий (К=1,2)	м3	34,6	Е4-1-49 (т.2)	1,02	35,29	4,41
10	Разборка лесов и подмостей (К=0,5)	100 м	2,75	Е4-1-33	3,9	10,73	1,34
11	Разборка опалубки перекрытий	м2	216	Е4-1-34 (т.5)	0,15	32,4	4,05
12	Монтаж лестничных маршей и площадок	шт.	4	Е4-1-10(т.5)	1,4	5,6	0,7
Итого:						996,53	125,442

Примечания: 1. Бетонирование стен в пределах этажа предусматривается в три яруса.

 

2. Армирование, опалубка и бетонирование первого яруса выполняется на высоту 1,2 м с отметки перекрытия. Длина арматурных стержней,
первого яруса армирования составляет 1,4 м. Соединение арматурных стержней выполняется внахлест на 200 мм.

3. Второй ярус с выставлением опалубки и армированием бетонируется до отм. 2,6 м с подмостей.

Рис. 4(1_G) Установка опалубки и арматуры первого яруса бетонирования (стойки и горизонтальные прогоны крепления не показаны)

Стойки и горизонтальные элементы крепления (прогоны) обеспечивают жесткость и неизменяемость конструкции стены, предотвращают изгиб конструкции в продольном и поперечном направле­нии при выполнении бетонных работ.

Выполняется следующая последовательность операций.

· Устанавливаются плоские вертикальные арматурные каркасы KB с подвязкой их к выпускам ар­матурных каркасов KB нижнего этажа или анкерных каркасов фундаментного пояса.

· Поярусно устанавливаются наружные и внутренние элементы несъемной опалубки, и выполняется горизонталь­ное армирование отдельными стержнями (ОС) - см. рис. 5

рис. 5 (REBAR2) Установка наружных и внутренних элементов несъемной опалубки

Рис. 6 (1_D) Установленные опалубки и арматуры первого и второго ярусов бетонирова­ния (дополнительные стойки и прогоны не показаны)

Рис. 7 (Pouring_04) Укладка бетона с подачей бетононасосом 2-го яруса бетонирования

Армирование, опалубка и бетонирование выполняются поярусно с отмет­ки перекрытия. Длина арматурных стержней первого яруса армирования со­ставляет 1,6 м.

Обеспечение устойчивости опалубки осуществляется путем установки временных горизонтальных связей и подкосов, сварки или вязки арматурных стыков, а креп­ления ЭНО – путем установки фиксаторов-связей (стяжек ЭНО) и металлических профилей – стоек К.

· Производится бетонирование конструкции стены по ярусам послойно на высоту 40 см по всему периметру здания (захватки, ячейки, блок-секции). Каждый последующий слой бетона укладывается после выдерживания бетона исходя из расчета по проекту в соответствии с темпом бетонирования и набором прочности бетона.

· Проверяется точность установки элементов несъемной опалубки и выполнение технологических операций по ярусам.

· Производится послойное бетонирование конструкции стены на 3-м ярусе и одновременное бетонирова­ние перекрытия.

· Производится выдерживание бетона.

Далее повторение всех технологических операций по монтажу несъемной опалубки стен, армированию и бетонированию и устройству межэтажного перекрытия на 2-м , 3-м этажах и т.д.

Для калькуляции трудозатрат, определения продолжительности работ на один этаж в качестве примера была выбрана блок-секция площадью 18 м х 12 м (см. табл. 4). При монтаже блоков нужно придерживаться вертикальной линии расположения связей-перемычек.

Бетонную смесь транспортируют на строительную площадку в автобетоносмесителях, а подают на рабочее место бетононасосом. Бетонирова­ние стен и перекрытий ведут по литьевой технологии.

Бетонирование стен ведется в три этапа :1) бетонирование до уровня низа оконных проемов; 2) бетонирование с уровня простенков и стен до уровня низа оконных перемычек; 3) бетонирование до уровня низа опалу­бочных элементов перекрытия. Перед заливкой бетона нужно проверить еще раз стены по отвесу и произвести их корректировку по вертикали с помощью струбцин выравнивающей системы, проверить жесткость и неизменяемость формы и размеров конструкции теплоизоляционной опалубки при бетониро­вании. Заливка бетона должна начинаться от оконных проёмов, чтобы при за­ливке остальных участков стены не оставалось пустого пространства под про­ёмами. Рабочие швы бетонирования для данной опалубочной системы допус­кается устраивать в следующих местах: для стен первого этажа – только в подоконном пространстве; для стен второго этажа – в межоконных про­стенках; при бетонировании перекрытий – в пределах 1/4 пролета бетони­руемого элемента.

Бетон, укладываемый в стеновую опалубку, должен отвечать следую­щим требованиям: минимальная прочность бетона на сжатие должна быть не менее 15 МПа после 28 дней выдержки; соотношение воды и цемента должно быть менее 0,60; осадка конуса бетонной смеси 12–15 см.