Публикации

На строительном рынке неминуемо растет востребованность крупнопанельного домостроения. Сегодня крупнопанельные конструкции позволяют проектировать и возводить здания самых смелых архитектурных и конструкторских решений. А их главным преимуществом будет энергоэффективность и экологичность.

Немного истории

Свердловская и другие области Урала стали пионерами крупнопанельного домостроения в России. Впервые в СССР одноэтажные жилые дома из сборных железобетонных панелей с утеплением из шлаковаты были построены в 1945 г. трестом «Уралэнерго­строй» в г. Березовском Свердловской области. Первый жилой дом с крупными элементами размерами «на комнату» в начале 1958 г. был построен  в г. Первоуральске по серии 1-468, разработанной «Горстройпроектом» с участием НИИ Москвы, Ленинграда и Свердловска. В конце 1958 г. в г. Краснотурьинске трест «Базстрой» начал строительство дома на основе серии 1-468 с наружными панелями из пенозолобетона с использованием золы уноса ТЭЦ. Комплексная серия 1-468 включала несколько вариантов конструкций, которые объединены единым планировочным решением и конструктивной схемой. Основной пролет между осями поперечных несущих – 6 м, ширина лестничной клетки – 3 м, высота этажа – 2,8 м. На Южном Урале самой распространенной серией была 1-464, которую «Челябинскгор­проект» откорректировал для местных условий, присвоив нумерацию 1-464А-4, а переработка Пермскими проектными институтами и привязка позволили использовать, начиная с 1966 г., проекты серии 1-464А-14-18. Материалы для наружных стеновых ограждений используются в зависимости от местного сырья. Если в Свердловской и Пермской областях для изготовления наружных стеновых панелей использовался ячеистый бетон, то в Челябинске для домов серии 1-464 применялся вермикулитобетон. Ограждающие конструкции крупнопанельных жилых домов в городах Урала меняются каждое десятилетие.

Целым рядом теплофизических исследований жилых домов серии 1-464 и 1-468 (монографии Т. Г. Маклаковой и др.) подтверждено, что в климатических условиях Урала требования по морозостойкости и долговечности занижены. Практика крупнопанельного строительства требовала изменения этого норматива в сторону завышения. Были пересмотрены разделы СНиП
в части повышения требований, предъявляемых к качеству теплоизолирующих материалов (вышел СНиП 11-3-79*). Последовала реконструкция заводов стройиндустрии с учетом новых требований теплотехники, началась разработка новой серии 1-141 ЦНИИЭП жилища, взамен 1-468, которая удовлетворяет всем сегодняшним нормативам: СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», СП 23-107-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».

Величина приведенного сопротивления теплопередаче стеновых панелей серии 1-141 КУ, изготавливаемых КУЗ ЖБИ г. К.-Уральский, составляет R=4,36 м2 0С/Вт (при нормативном R=3,51 м2 0С/Вт для Екатеринбурга), что позволяет использовать их даже на Крайнем Севере. Теплотехнические и прочностные расчеты выполнялись ОАО «УРАЛНИИАС».

Наружные стеновые панели серии 1-141 являются самонесущими, вся нагрузка воспринимается внутренним несущим слоем, в т. ч. принята нормативная нагрузка от ветра qw=35 кг/м2, от снега qs=100 кг/м2. Конструктивные расчеты панелей выполнены в соответствии с положениями СНиП 52-07-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции». Минимальный коэффициент запаса средних сечений равен с=1,75, опорных сечений (в горизонтальных стыках) с=1,24. Толщина конструкций трехслойной наружной стеновой панели равна 400 мм:

– внутренний несущий слой – 180 мм;

– наружный защитный слой – 70 мм;

– внутренний теплоизоляционный слой – 150 мм.

Внутренний и наружный слои выполняются из керамзитобетона на керамзитовом гравии с предельной крупностью 20 мм. Класс бетона на сжатие: В 7,5 для панелей I-VI этажей и В 3,5 для VII-XVI этажей. Марка бетона по морозостойкости не ниже F 50. Марка бетона по средней плотности – D1000, коэффициент теплопроводности бетона панелей не выше l=0,301 м2 оС/Вт.

Для повышения влагопроницаемости керамзитобетона без увеличения его объемной массы введена специальная поверхностно-активная пластифицирующая гидрофобизирующая добавка. Средний слой панелей выполняется из пенополистирольных плит марки ПСБ-С-25 с коэффициентом теплопроводности l=0,041 м2 оС/Вт. Теплотехнические свойства крупнопанельных жилых зданий во многом зависят от качества вертикальных и горизонтальных стыков стеновых панелей. За последние годы на конструирование стыков домов различных серий, включая 1-141 и 1-137С, и на поиски необходимых теплоизолирующих материалов и герметиков было обращено большое внимание не только проектных, но и научно-исследовательских институтов, в т. ч. и испытательных лабораторий. Предлагаемые и используемые материалы, такие как полистиролбетон, мастики и герметики, позволяют с уверенностью сказать, что многолетняя проблема теплоизоляции стыка уже не актуальна, главное – правильно и целесообразно решить конструкцию узла.

Серия 1-137 была разработана институтом «ЛенНИИпроект» для г. Ленинграда и откорректирована «Уралгражданпроектом» для строительства в зоне Урала, ей было присвоено название 1-137С. При корректировке серия 1-137 претерпела большие изменения: увеличение толщины наружной стеновой панели, уменьшение номенклатуры изделий, изменение системы разводки и т. д.

Для выпуска комплекта сборных изделий серии 1-137С был построен завод КПД в г. Свердловске, первая очередь которого была завершена в 1986 г. Особенностью серии 1-137С стала планировка квартир, приближенных к квадрату в плане, создающая оптимальные условия для размещения мебели. Основная номенклатура плит перекрытия рассчитана на комнату, что в пределах одного помещения исключает потолочные швы. Опирание перекрытий предусмотрено по трем сторонам: двум поперечным и внутренней продольной, что позволяет поэтажно опирать ограждающие панели, а при необходимости – заподлицо с продольными осями зданий отставлять их в глубину корпуса для организации лоджий. Ограждающий контур здания выполняется из трехслойных панелей с сопротивлением теплопередаче, удовлетворяя требованиям не только для Среднего Урала, но и для северных широт. В Екатеринбурге домами серии 1-137С застроены микрорайоны Московская горка, Ботанический, Заречный, Синие камни, Пионерский поселок и др.

С уверенностью можно сказать, что крупнопанельные здания относятся к новому типу энергоэффективных и экологически безопасных для проживания типов домов. Все конструкции изготовлены в заводских условиях, проверены перед отгрузкой на стройплощадку специалистами по качеству, подвергнуты по каждому виду изделий лабораторным испытаниям. Все это ставит сборные здания в особую категорию качества, в отличие от тех зданий, конструкции которых выполняются в условиях строительной площадки в разных погодных условиях. Особенно это относится к т. н. «монолитному домостроению», которое связано с неизбежными технологическими перерывами, сложными и трудоемкими операциями по технологии и организации производства – от извлечения и перестановки опалубки до электропрогрева всех конструкций в зимнее время.

В состав бетонной смеси для конструкций монолитного домостроения, особенно в зимнее время, обязательно входят противоморозийные добавки, модификаторы, ингибиторы, пластификаторы, необходимые для быстрого набора прочности, уменьшения водоцементного отношения и для защиты арматуры от коррозии. Существует несколько моделей изменения структуры цементного камня (теория Пауэрса-Браунауэра, Фельдмана и др.), в которых делается попытка объяснить явление, происходящее в материале в зависимости от ряда факторов в период формирования коагуляционной структуры в кристаллизационную в несоответствующих температурных условиях. Это приводит к ненормируемому влагоотделению, деструкции конструкций в длительный период (до 7-8 лет). Например, процесс водоотделения конструкций наружных стен через 2,5-3 года составляет около 18-20% вблизи осевого сечения и 7-10% во внутренних стенах, что становится причиной появления различного вида трещин, которые практически невозможно ликвидировать простыми способами.

Во множестве вариантов конструкций жилых зданий: от заводского изготовления до индивидуальных комплексов и пентхаусов – за красивым фасадом не всегда оказывается удобное, экологически безопасное жилье. Как с точки зрения сроков строительства (от отрывки котлована до сдачи «под ключ» от 6 до 11 месяцев), так и с точки зрения стандартов качества и ценовой политики наиболее оптимальным представляется сборное домостроение.

Галина Злыдникова

Директор по технологии и качеству «NOVA-GROUP», руководитель экспертной группы
Союза предприятий строительной индустрии Свердловской области