РСН 58-86 Руководство по проектированию наружных стен панельных жилых зданий для северной строительно-климатической зоны
6.3. Расчет нестационарного температурного поля трехслойной наружной стены с эффективным утеплителем на зимне-весеннем и летне-осеннем периодах года дли прогнозирования ее долговечности без применения ЭВМ . 20
6.4. Определение характеристик климатической активности района строительства, влияющих на долговечность наружных ограждающих конструкций, при ее прогнозировании без применения ЭВМ 22
Приложение 1 . 23
Приложение 2 . 24
Приложение 3 . 25
Приложение 4 . 25
Приложение 5 . 34
Приложение 6 . 37
Приложение 7 . 41
В "Рекомендациях" изложены основные принципы выбора материалов, расчета и конструирования наружных бетонных стен, панелей и их соединений, а также технологические требования к антикоррозионной защите связей и герметизации стыков.
"Рекомендации" разработаны кандидатами техн. наук-Г.В. Косой, А.В. Копацким, Г.М. Зайцевой, инж. И.Н. Сидько, Ю.Ф. Медведевой, В.А. Чуркиной, О.Л. Федотовым (ЛенЗНИИЭП), д-ром техн. наук проф. С.В. Александровским (НИИСФ) и лауреатом Государственной премии Совета Министров СССР, Заслуженным строителем РСФСР А.Н.Вожовым (Госстрой РСФСР).
При этом были использованы материалы НИИЖБа (кандидаты техн. наук Л.И. Карпикова, Б.П. Филиппов), ЦНИИЭП жилища (инженер А.В. Кривакин), СибЗНИИЭПа (инженер А.И. Аронов), Норильского вечернего индустриального института (канд. техн. наук Т.В. Златинская), ЛатНИИ строительства (канд. техн. наук Г.С. Кобринский).
"Рекомендации" предназначены для инженеров проектных организаций и домостроительных предприятий и отражают требования к типовому и экспериментальному проектированию наружных стен полносборных жилых зданий массовой застройки в северной строительно-климатической зоне.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящие "Рекомендации" разработаны на основании и в развитие СНиП II-3-79* [ 1], СНиП 2.03.01-84 [ 2] и ВСН 32-77 [ 3].
1.2. Рекомендации распространяются на проектирование наружных стен из бетонных материалов для надземных этажей жилых зданий, строящихся в северной строительно-климатической зоне, исключая сейсмические районы.
1.3. Рекомендации предназначены для проектирования стен жилых зданий на основе конструктивных систем с поперечными и продольными несущими стенами, с поперечными несущими стенами, с продольными несущими стенами, высотой не более 9 этажей, однорядной и горизонтальной полосовой разрезки.
1.4. Конструкции стеновых панелей должны отвечать требованиям СНиП II-3-79* [ 1], СНиП 2.03.01-84 [ 2], ГОСТ 11024-84 [ 4] и других нормативных документов.
1.5. Выбор конструкции наружных стен производится с учетом климата района строительства, наличия или возможностей доставки строительных материалов и изделий, имеющейся базы строительной индустрии и технико-экономических показателей вариантов конструктивных решений с целью снижения приведенных затрат, в том числе затрат на отопление.
1.6. Конструкции панелей, их соединений между собой, с перекрытиями и внутренними стенами должны обеспечивать их совместную работу со зданием в условиях температурно-влажностных воздействий и неравномерной осадки основания.
1.7. Стены могут быть несущими или ненесущими. Панели из ячеистого бетона следует проектировать ненесущими.
1.8. Панели стен выполняется однослойными или трехслойными с эффективным утеплителем, с высокой степенью заводской готовности, с учетом требований надежности и унификации конструкций.
1.9. Вновь разрабатываемые типовые проекты зданий должны предусматривать однослойный и трехслойный варианты наружных стен.
1.10. Проектирование стен, панелей и их стыков выполняется на основе теплофизических. расчетов и расчетов по предельным состояниям первой и второй групп, а также расчетов долговечности.
1.11. При выборе типа ограждения предпочтение следует отдавать, при равноценных прочих условиях, более долговечной конструкции, отвечающей требованиям по долговечности раздела 6 настоящих "Рекомендаций".
1.12. Материалы для наружных стен (компоненты бетонной смеси, арматура, арматурные и закладные изделия, отделочные и теплоизоляционные материалы) должны удовлетворять требованиям действующих нормативных документов и раздела 2 настоящих "Рекомендаций".
2. МАТЕРИАЛЫ
2.1.Бетон
2.1.1. Для бетонных слоев трехслойных панелей и для однослойных панелей следует применять бетоны видов, структур и классов или проектных марок по прочности на сжатие, принимаемых, в соответствии с ГОСТ 11024-84 [ 4]. При этом для трехслойных панелей с жесткими связями следует применять легкие бетоны марок по средней плотности D 1200- D 1500 .
2.1.2. Однослойные панели изготавливаются из следующих видов бетонов (в том числе поризованных) на пористых заполнителях: керамзитобетона, шлакопемзобетона, шунгизитобетона, керамзитоперлитобетона, керамзитополистиролбетона, бетона на зольном гравии, а также из ячеистых бетонов вида А.
В качестве мелкого заполнителя следует преимущественно применять пористые пески.
Допускается при технико-экономическом обосновании изготовление панелей из других видов бетонов на местных пористых заполнителях, удовлетворяющих требованиям действующих стандартов и технических условий.
2.1.3. Конструкционно-теплоизоляционные бетоны на пористых заполнителях должны соответствовать требованиям ГОСТ 25820-83 [ 5], а ячеистые бетоны вида А - ГОСТ 25485-82 [ 6].
Ячеистый бетон должен приниматься марок по средней плотности: D 600, D 700, D 800, D 900, D 1000 .
2.1.4. Тяжелый бетон наружных слоев трехслойных панелей на гибких связях должен соответствовать требованиям ГОСТ 25192-82 [ 7].
2.1.5. Нормативные и расчетные сопротивления бетонов, а также коэффициенты условий работы принимаются по СНиП 2.03.01-84 [ 2].
2.1.6. Марку бетона по морозостойкости для панелей наружных стен следует назначать в соответствии с результатами расчета их долговечности по методике, приведенной в разделе 6 настоящих "Рекомендаций". При этом марка бетона по морозостойкости должна быть не менее приведенной в табл. 10 СНиП 2.03.01-84 [ 2] и в ГОСТ 11024-84 [ 4].
2.1.7. В пояснительной записке к проектам должны быть учтены положения "Руководства" [ 8].
2.2. Растворы для монтажных швов и бетоны для замоноличивания стыков
2.2.1. При выборе вида, проектных марок и состава раствора для монтажных швов необходимо учитывать требования СН 290-74 [ 9].
Замоноличивание стыков следует осуществлять с учетом требований СНиП III -15-76 [ 10] и СНиП III -16-80 [ 11].
2.2.2. Рекомендуется применять растворы марок по средней плотности не более D 1600, изготовленные на легких заполнителях (фракция не более 5 мм).
2.2.3. Для заполнения стыков и швов следует применять растворы и бетоны марок по морозостойкости F не ниже принятых для панелей.
2.2.4. Применение бетонов с противоморозными добавками для замоноличивания стыков панелей наружных стен должно осуществляться в соответствии с указаниями "Руководств" [ 12, 13], "Пособия" [ 14].
2.2.5. Электропрогрев бетона с противоморозными добавками производится только при температуре воздуха ниже минус 25 °С в соответствии с требованиями "Руководства" [ 15].
2.3. Арматура
2.3.1. Для армирования панелей следует применять арматурную сталь видов и классов, указанных в ГОСТ 11024-84 [ 4 ].
При выборе вида и марок арматурной стали должны учитываться температурные условия эксплуатации конструкций и характер их нагружения согласно приложению 1 СНиП 2.03.01-84 [ 2 ].
2.3.2. Для гибких связей рекомендуется применять арматурную строительную сталь, указанную в работе [ 16], с учетом п .2.3.1 и 2.3.7 настоящих "Рекомендаций".
2.3.3. Для закладных деталей, воспринимающих нагрузки при температуре наружного воздуха от -40 до -60°С, следует применять стали в соответствии с табл. 50 СНиП II-23-81 [ 17].
2.3.4. Монтажные петли должны изготовляться из стали классов и марок, указанных в п. 2.24 СНиП 2.03.01-84 [ 2], с учетом расчетной зимней температуры при монтаже конструкций.
2.3.5. Сварку арматуры и закладных деталей следует осуществлять в соответствии с СН 393-78 [ 18].
Типы сварных соединений арматуры должны приниматься с учетом приложений 3 и 4 СНиП 2.03.01-84 [ 2].
2.3.6. Закладные и накладные металлические детали должны быть защищены от коррозии в соответствии со СНиП II -28-73* [ 19].
2.3.7. При типовом проектировании защиту от коррозии гибких связей из стали классов А I и AII в панелях с утеплителем из пенопласта полистирольного ( ГОСТ 15588 -70*) [ 20 ] следует предусматривать цинкованием с толщиной слоя покрытия не менее 100 мкм или в соответствии с подпунктами а) и б).
При экспериментальном проектировании защиту от коррозии гибких связей из стали классов А I и AII в средах утеплителей из феноло-резольного пенопласта ФРП-1 ( ГОСТ 20916 -75) [ 21 ], минеральной ваты на синтетическом связующем ( ГОСТ 9573-82 [ 22 ]) следует предусматривать:
а) покрытием из эпоксидных порошковых композиций П-ЭП-971 (ТУ-6-10-1604-77 [ 23 ]), П-ЭП-534 (ТУ-6-10-1090-83 [ 24 ]) толщиной не менее 300-350 мкм;
б) комбинированными покрытиями, состоящими из полимерной пленки толщиной 250-300 мкм на основе порошкового полиэтилена высокого ПЭВД (ТУ-6-05-1866.78 [ 25 ]) или низкого давления ПЭНД ( ГОСТ 16338 -77 [ 26 ]) по цинковому покрытию толщиной не менее 50 мкм, нанесенному металлизацией или гальваническим способом.
2.3.8. Рекомендуемые защитные покрытия на основе порошковых полимеров должны наноситься в заводских условиях методом электростатического осаждения порошковой полимерной композиции на предварительно очищенную и обезжиренную поверхность гибких связей с последующим оплавлением композиции и охлаждением расплавленного покрытия в соответствии с приложением 1.
2.4. Утеплители
2.4.1. Для утепления трехслойных панелей следует применять эффективные теплоизоляционные материалы с плотностью не более 200 кг/м 3 .
2.4.2. В качестве наиболее эффективного теплоизоляционного материала для трехслойных панелей наружных стен и для теплопакетов в стыках рекомендуется пенопласт полистирольный ПСБ ми ПСБ-С, отвечающий требованиям ГОСТ 15588-70* [ 20].
Утеплитель из пенополистирола на торцах панелей должен быть защищен несгораемыми материалами толщиной 25 мм, расположенными либо в панели, либо в стыке между панелями. В качестве таких материалов следует применять: асботкань, асбокартон или слой цементно-песчаного раствора толщиной не менее 25 мм.
2.4.3. В качестве теплоизоляции в трехслойных панелях и для теплопакетов в стыках рекомендуется применять жесткие плиты и блоки из пенопласта на основе резольных формальдегидных смол ( ГОСТ 20916-75* [ 21].
2.4.4. Допускается применение в качестве утеплителей, в трехслойных панелях и для теплопакетов в стыках, жестких плит из минеральной ваты на синтетическом связующем марки не ниже 125 при условии их соответствия требованиям ГОСТ 9573-82* [ 22], а также плит минераловатных повышенной жесткости на синтетическом связующем, соответствующих требованиям ГОСТ 22950-78 [ 27].
3. КОНСТРУКЦИИ ПАНЕЛЕЙ И СТЫКОВ
3.1. Стены
3.1.1. Конструкции стен технических этажей и теплых чердаков принимаются аналогичными конструкциям стен рядовых этажей.
3.1.2. Применение панелей из ячеистого бетона в цокольной части зданий или в технических этажах не допускается.
3.1.3. Разрезка стен температурными и осадочными швами осуществляется в той же плоскости, что и внутренних конструкций.
В зданиях, возводимых на вечномерзлых основаниях, используемых по II принципу, поперечные стены в зоне швов должны иметь конструкцию, аналогичную конструкции наружных стен.
3.1.4. Конструкция торцевых стен должна, как правило, предусматривать опирание на них перекрытий. Допускается в случае необходимости постановка в торцах дополнительных поперечных несущих стен.
3.1.5. В рабочих чертежах элементов наружных крупнопанельных стен должны указываться: вид материала, его плотность и влажность в изделиях при отпуске их с завода, а также его основные характеристики, класс бетона по прочности на сжатие, марка бетона по морозостойкости. Кроме того, должны быть указаны вид, класс и марка стали арматуры и закладных деталей и предусмотрена их защита от коррозии.
3.1.6. С целью экономии стали, в панелях наружных стен рекомендуется применять закладные крепежные и строповочные детали со штампованными полосовыми анкерами, проектирование которых следует осуществлять в соответствии с РСТ Латв. C CP 944-84 [ 28] и с учетом требований "Пособия" [ 29].
3.1.7. Все горизонтальные наружные участки стен, выступающие за внешнюю плоскость более чем на 50 мм, а также другие части стен, подверженные прямому воздействию атмосферной влаги (например, подоконные сливы), должны иметь уклон не менее 10%, капельники и оцинкованные металлические окрытия, с выносом не менее 40 мм, обеспечивающие отвод атмосферной влаги от стен и защиту их от увлажнения.
Оцинкованные окрытия, устраиваются на парапетах, подоконниках, за водосточными желобами и лотками, под козырьками, у обрезов цоколя, на балконах, лоджиях, эркерах и т.п.
Подоконные отливы должны иметь по бокам отвороты высотой не менее 50 мм. Высота примыкающей к стене части металлических окрытий, должна быть не менее 50 мм.
3.2. Трехслойные панели
3.2.1. В районах с низкими температурами наружного воздуха наиболее целесообразны трехслойные панели с эффективным утеплителем.
3.2.2. Связь между наружным и внутренним бетонными армированными слоями трехслойных панелей осуществляется либо одиночными металлическими стержнями (гибкие связи), либо обетонированными стальными сварными каркасами, образующими железобетонные ребра (жесткие связи).
Соединение слоев может осуществляться армированными отдельными связями-шпонками из бетона.
3.2.3. Предпочтение следует отдавать панелям с гибкими связями, обеспечивающими свободу температурно-влажностных деформаций наружного железобетонного слоя относительно внутреннего.
3.2.4. Применение трехслойных панелей с жесткими связями между наружным и внутренним слоями допускается только при отсутствии технической возможности применения трехслойных панелей с гибкими связями.
3.2.5. По конструктивному решению трехслойные панели выполняются однорядной разрезки.
3.2.6. С целью обеспечения наиболее благоприятных санитарно-гигиенических условий жилища, улучшения влажностного режима конструкций стен трехслойные панели предпочтительно изготавливать из бетона на пористых заполнителях.
3.2.7. Толщина панели и ее слоев принимается на основании теплотехнического расчета и расчета на прочность и раскрытие трещин, но не менее значений, оговоренных ГОСТ 11024-84 [ 4].
3.2.8. Сопротивление паропроницанию внутреннего слоя трехслойной панели должно быть больше, чем наружного, не менее чем на 20 %.
3.2.9. Ориентировочные значения сопротивления теплопередаче трехслойных панелей в зависимости от их конструкции и условий эксплуатации приведены в табл. 1 и 2. Требуемое и экономически целесообразное сопротивление теплопередаче в зависимости от расчетных температур наружного воздуха приведено в табл. 3.
Сопротивление теплопередаче трехслойных наружных стен R о в условиях эксплуатации А
Сечение трехслойной панели, мм
и внутреннего слоев панели
теплопроводности бетонных слоев
теплопроводности слоя утеплителя
теплопередаче Ro , м 2 × ° С/Вт
Пенополистирол ( g о =40 кг/м 3 )
Резольно-фенолформальдегидный пенопласт ( g о =75 кг/м 3 )
Жесткие плиты из минеральной ваты ( g о =200 кг/м 3 )
на пористых заполнителях
Пенополистирол ( g о =40 кг/м 3 )
Резольно-фенолформальдегидный пенопласт ( g о =75 кг/м 3 )
Жесткие плиты из минеральной ваты ( g о =200 кг/м 3 )
Сопротивление теплопередаче трехслойных наружных стен Rо в условиях эксплуатации Б
Сечение трехслойной панели, мм
и внутреннего слоев панели
теплопроводности бетонных слоев l ,
теплопроводности слоя утеплителя l , Вт/(м × ° С)
теплопередаче Ro , м 2 × ° С/Вт
Пенополистирол ( gо=40 кг/м 3 )
Резольно-фенолформальдегидный пенопласт ( gо=75 кг/м 3 )
Жесткие плиты из минеральной ваты
на пористых заполнителях
Пенополистирол ( gо=40 кг/м 3 )
Жесткие плиты из минеральной ваты
Сопротивления теплопередаче и трехслойных наружных стен с гибкими связями
Сопротивления теплопередаче, м 2 × °С/Вт
3.2.10. По периметру трехслойных панелей с гибкими связями следует делать утолщение с наружной или внутренней стороны наружного слоя с целью образования профиля, необходимого для размещения в монтажных швах герметизирующих и уплотняющих материалов.
Предпочтение следует отдавать утолщениям с наружной стороны ( рис. 1) для сохранения одинаковой толщины утеплителя по всей плоскости стены и соответственно для обеспечения равного сопротивления теплопередаче стен по полю панели и в зоне стыков, для защиты вертикальных и горизонтальных стыков от затекания воды с поверхности панели, а также для упрощения технологии формования панелей "лицом вниз".
3.2.11. Армирование трехслойных панелей осуществляется, в соответствии с расчетом, каркасами, расположенными по контуру панели и проемов во внутреннем слое, и сетками, расположенными у наружных и внутренних поверхностей соответствующих слоев.
3.2.12. В зоне углов оконных и дверных проемов на участках панелей шириной 300 мм размер ячеек сеток рекомендуется принимать вдвое меньшим, чем по полю панелей, или укладывать в этих местах дополнительные сетки.
3.2.13. Конструкции гибких связей и их сечения следует принимать в соответствии с "Рекомендациями" [ 30].
Гибкие связи трехслойных панелей могут устанавливаться отдельно или в виде элементов каркасов.
Рис 1. Стыки трехслойных панелей наружных стен с ребрами наружу:
а - вертикальный стык; 6 - горизонтальный стык
1 - панель наружной стены; 2 - панель внутренней стены; 3 - теплоизоляционный вкладыш; 4 - бетон; 5 - оклеечная воздухоизоляция; 6 - уплотняющая прокладка; 7 - герметизирующая мастика; 8 - панель перекрытия; 9 - цементно-песчаный раствор
3.2.14. Соединение элементов гибких связей трехслойных панелей с каркасами следует осуществлять вязальной проволокой или электросваркой - в случае применения связей из нержавеющих сталей, не требующих антикоррозионных покрытий.
3.2.15. Подъемные петли в трехслойных панелях с гибкими связями рекомендуется располагать во внутреннем бетонном слое. Анкерующие крюки подъемных петель должны быть развернуты в плоскости бетонных слоев и соединены с арматурой этих слоев.
3.2.16. Выпуски стержней и закладные детали для устройства связей в стыках трехслойных панелей должны размещаться во внутреннем слое панелей.
3.2.17. Бетонные ребра панелей с жесткими связями должны обеспечивать защиту арматуры от коррозии и быть толщиной не менее 50 мм.
3.2.18. Трехслойные панели с местными связями (шпонками) рекомендуется выполнять из двух ребристых железобетонных слоев с взаимно перпендикулярными ребрами и заключенных между ними двух слоев плитного утеплителя ( рис.2) [ 65].
Внутренний несущий железобетонный слой проектируется с вертикальными ребрами, наружный железобетонный слой - с горизонтальными.
Места пересечения вертикальных и горизонтальных ребер армируются для образования шпонки размером не менее 60 ´ 60 мм, соединяющей внутренний и наружный слои.
Фасад Вид с внутренней стороны
Рис. 2. Трехслойная панель со шпонками в местах пересечения ребер наружного и внутреннего слоев:
1 - сетка наружного слоя; 2 - сетка внутреннего слоя; 3 - каркас ребра; 4 - арматура шпонки; 5 - утеплитель
3.2.19. Теплоизоляционные плиты или блоки должны быть расположены в один или несколько слоев плотно друг к другу. При их расположении в несколько слоев, они должны быть уложены со смещением швов в смежных слоях на величину не менее их толщины.
3.2.20. Влагоемкие утеплители должны быть защищены от увлажнения водонепроницаемой пленкой в процессе изготовления и при транспортировании панелей.
3.2.21. В трехслойных панелях с утеплителем, не защищенным в торцах от проникновения воздуха бетонными ребрами, должна быть предусмотрена воздухоизоляция верхней и нижней горизонтальных граней панелей, осуществляемая путем оклейки воздухо-защитными лентами. Воздухоизоляция вертикальных торцевых граней таких панелей обеспечивается с помощью оклеечной изоляции в стыках.
3.3. Однослойные панели
3.3.1. По конструктивному решению однослойные панели из легкого бетона выполняются цельными однорядной разрезки или горизонтальной полосовой разрезки, из автоклавного ячеистого бетона - однорядной разрезки и горизонтальной полосовой разрезки цельными или составными.
Укрупнительную сборку составных панелей из поясных элементов и простенков следует производить в соответствии с "Руководством" [ 3 l].
3.3.2. Рекомендуемые толщины однослойных панелей в зависимости от применяемых материалов для различных условий эксплуатации приведены в табл. 4 и 5.
Рекомендуемые толщины однослойных панелей наружных стен для условий эксплуатации
Расчетная температура наружного воздуха
t н , ° С
D 600
l = 0,22 Вт/(м × ° С)
D 700
l = 0,28 Вт/(м × ° С)
D 1000
l = 0,3 Вт/(м × ° С )
D 900
l = 0,32 Вт/(м × ° С)
D 800
l = 0,33 Вт/(м × ° С)
D 1000
D 1000
Керамзитобетон на керамзитовом песке
D 1000
l = 0,33 Вт/(м × ° С)
Керамзитобетон на перлитовом песке
D 1000
l = 0,35 Вт/(м × ° С)
Бетон на зольном гравии D 1200
Керамзитобетон на кварцевом песке
D 1200
Керамзитобетон на керамзитовом песке
D 1200
l = 0,44 Вт/(м × ° С)
Рекомендуемые толщины однослойных панелей наружных стен для условий эксплуатации Б, мм
Расчетная температура воздуха tн, °С
l =0,26 Вт/(м °С)
l =0,32 Вт/(м °С)
l =0,35 Вт/(м °С)
l =0,37 Вт/(м °С)
D 1000 Перлитобетон
l =0,38 Вт/(м °С)
Керамзитобетон на керамзитовом и перлитовом песке
l =0,41 Вт/(м °С)
3.3.3. Армирование однослойных панелей из легкого бетона осуществляется в соответствии с расчетом или конструктивно каркасами, расположенными по контуру панелей и окон. Перемычки армируются пространственными каркасами.
В углах оконных и дверных проемов с фасадной стороны необходимо устанавливать Г-образные сварные сетки с ячейками 50 ´ 50 мм, заводя их за грани углов проемов на 300 мм.
3.3.4. Закладные элементы в панелях из ячеистого бетона, следует устанавливать в изделия до термообработки или замоноличивать в полости, рассверленные после термовлажностной обработки изделий, или крепить винтовыми анкерами с редкой и глубокой нарезкой.
3.3.5. Арматура и закладные детали в панелях из ячеистого бетона должны быть защищены от коррозии.
3.4. Стыки панелей для массового строительства
3.4.1. Стыки наружных стен должны удовлетворять требованиям прочности, долговечности, тепло - и звукоизоляции и быть воздухо - и влагонепроницаемыми. Закладные детали и соединительные элементы должны быть расположены таким образом, чтобы исключалась возможность их разрушения от коррозии в течение общего срока службы здания.
3.4.2. Стыки однослойных и трехслойных панелей наружных стен следует осуществлять с обязательной установкой теплоизоляционных вкладышей из эффективных материалов и заливкой полости стыков бетоном или раствором с противоморозными добавками.
3.4.3. Соединение панелей осуществляется путем сварки закладных деталей, расположенных вне зоны замоноличиваемой полости стыка, а также установки соединительных скоб в петлевые выпуски панелей ( рис. 3) или в штампованные закладные детали ( рис. 4) с последующим их бетонированием. Все металлические соединения защищаются слоем цементного раствора.
Рис. 3. Стык трехслойных панелей наружных стен с гибкими связями, с петлевыми выпусками, заполненный бетоном и термовкладышем:
1 - панель наружной стены; 2 - панель внутренней стены; 3 - бетон; 4 - теплоизоляционный вкладыш; 5 - арматурные выпуски с монтажными диафрагмами; 6 - соединительные детали; 7 - несгораемый утеплитель
Рис.4. Стык однослойных панелей наружных стен со штампованными закладными деталями:
1 - панель наружной стены; 2 - панель внутренней стены; 3 - штампованная закладная деталь; 4 - соединительная деталь; 5 - бетон; 6 - уровень поверхности бетона
3.4.4. Установка теплоизоляционных вкладышей в полость стыка должна производиться после монтажа смежных панелей наружных стен и приклейки воздухо-защитной пленки, перед установкой панели внутренней стены.
3.4.5. Конструкция узлов соединения трехслойных панелей наружных стен с перекрытиями должна обеспечивать передачу вертикальных нагрузок на внутренний бетонный слой панели шириной не менее 100 мм.
3.4.6. Горизонтальный стык однослойных и трехслойных панелей наружных стен из легкого или тяжелого бетонов следует проектировать с противодождевым барьером и с укладкой тепло пакета в уровне перекрытия. Высота противодождевого барьера должна приниматься не менее высоты подъема водяного столба, эквивалентного скоростному нормативному напору ветра и не менее 80 мм ( рис. 1,б).
3.4.7. Для применения в сухой зоне, а также в районах Севера, где ветровой напор (с учетом повышающего коэффициента, учитывающего высоту здания) не превышает 60 кгс/м 2 , разрешается горизонтальные стыки выполнять без противодождевого барьера, но с декомпрессионной камерой в виде треугольной выемки высотой 60 мм в вышестоящей панели ( рис. 5) [ 50].
Рис. 5. Горизонтальный стык панелей наружных стен с декомпрессионной камерой:
1 - панель наружной стены; 2 - панель перекрытия; 3 - цементно-песчаный раствор; 4 - декомпрессионная камера
3.5. Стыки панелей для экспериментального строительства
3.5.1. При экспериментальном строительстве вертикальные стыки рекомендуется выполнять "сухими" или с заполнением полости стыков заливочным пенопластом.
3.5.2. При заполнении полости стыков заливочным пенопластом соединение панелей наружных и внутренних стен следует осуществлять с помощью сварки металлических закладных и накладных деталей, расположенных вне зоны пенопласта (рис. 6). Заливка пенопласта производится в "чулок" из синтетической пленки во избежание растекания заливочной композиции.
Рис. 6. Стык трехслойных панелей наружных стен с гибкими связями, заполненный заливочным пенопластом:
а - в уровне верха панели; б - в уровне низа панели
1 - панель наружной стены; 2 - панель внутренней стены; 3 - заливочный пенопласт; 4 - оклеечная воздухоизоляция; 5 - закладная деталь; 6 - соединительная накладная деталь; 7 - несгораемый утеплитель; 8 - цементно-песчаный раствор
3.5.3. Рекомендуется применять "сухие" стыки "внахлестку" с заведением концов панелей наружных стен смежных пролетов друг за друга (рис. 7). Соединение панелей наружных и внутренних стен при этом может осуществляться с помощью электросварки или накладок, прикрепленных болтами к гайкам, приваренным к закладным деталям.
Рис. 7. "Сухой" стык панелей наружных стен внахлест:
1 - панель наружной стены; 2 - панель внутренней стены; 3 - пакля, смоченная в гипсовом растворе; 4 - гипсовый раствор; 5 -уплотняющая прокладка; 6 - герметизирующая мастика; 7 - закладная деталь; 8 - накладная соединительная деталь
3.5.4. Для обеспечения сохранности противодождевого барьера и повышения воздухо-защитных свойств горизонтального стыка целесообразно выполнять его лабиринтным, располагая нижнюю грань "зуба" в одном уровне с горизонтальной плоскостью внутреннего, несущего слоя панели (рис. 8) или выше его [ 63].
Рис.8. Лабиринтный горизонтальный стык трехслойных панелей наружных стен с гибкими связями:
1 - наружный слой; 2 - внутренний слой; 3 - панель перекрытия; 4 - теплоизоляционный вкладыш; 5 - уплотняющая прокладка; 6 - герметизирующая мастика; 7 - цементно-песчаный раствор
3.6. Водо - воздухозащита стыков панелей наружных стен
3.6.1. Стыки между панелями наружных стен следует применять закрытого типа.
3.6.2. В снегозаносимых районах (при объеме снегопереноса более 400 м 3 /м, см. рис.1 СНиП 2.01.01-82 [ 32] и во влажной зоне (см. приложение 1 СНиП II-3-79* [ l ]) рекомендуется применять стыки панелей "внахлестку" ( рис. 7) или стыки с нащельниками (рис. 9).Нащельники могут быть изготовлены из алюминия и алюминиевых сплавов ( ГОСТ 24767-81 [ 33]).
Узел А
Рис. 9. Стык трехслойных стеновых панелей с нащельником:
1 - панель наружной стены; 2 - панель внутренней стены; 3 - бетон; 4 - арматурные выпуски; 5 - соединительные детали; 6 - теплоизоляционный вкладыш; 7- оклеечная воздухоизоляция; 8 - нащельник; 9 - мастика; 10 - герметик; 11 - шпилька с резьбой; 12 - упорная планка
3.6.3. Водо - и воздухоизоляция стыков обеспечивается герметизацией устья стыка мастикой "Тегерон" (ТУ 21-29-87-82 [ 34]) на основе бутилкаучуков по упругой прокладке "Бутапор" (ТУ-550-2-123-80 [ 35]) или других морозостойких прокладок ( ГОСТ 19177-81 [ 36]). При этом на чертежах следует указывать на необходимость применения грунтов КН-2 ( ГОСТ 24064-80 [ 37]) или 51-Г-18 для покрытия поверхности стыка, а также подосновы из "Бутапора" перед нанесением мастики. Герметизация устья стыков производится в соответствии с "Рекомендациями" [ 38] и приложением 3 настоящих "Рекомендаций".
3.6.4. Допускается применение мастики "Эластосил 11-06" (ТУ 6-02-775-76 [ 39]) и уплотняющих прокладок "Вилатерм-С" (ТУ 6-05-221-653-84 [ 40]).
3.6.5. Рекомендуется применение двухступенчатой герметизации, при которой уплотняющие прокладки заводятся не только снаружи, в устье стыка, но также устанавливаются во внутренней зоне стыка: в горизонтальных стыках - по верху противодождевого гребня; в вертикальных стыках однослойных панелей - в монтажном шве непосредственно за воздухо-защитной лентой; в вертикальных стыках трехслойных панелей - в монтажных швах между внутренним слоем наружных стен и боковыми гранями поперечных внутренних стен.
Пористые прокладки, устанавливаемые изнутри помещений, обеспечивают дополнительную защиту от инфильтрации воздуха к защиту стыка от проникновения пара из помещения.
3.6.6. В колодцах вертикальных стыков следует устраивать оклеечную воздухоизоляцию с внутренней стороны устья воздухо-защитными лентами "Герлен" (ТУ 400-1-165-79 [ 41]); "Герволент" (ТУ 21-29-46-76 [ 42]) или "Ликален" (ТУ 21-29-88-80 [ 43]).
3.6.7. Защитное покрытие мастики в стыках снаружи следует предусматривать из полимерцементного состава или краски ПХВ.
3.6.8. Указания по герметизации швов панелей наружных стен в проектах следует давать дифференцированно в зависимости от расчетных температур наружного воздуха.
3.6.9. Указания по герметизации стыков в проектах должны быть составлены с учетом "Инструктивного письма" [ 44].
3.6.10. Герметизация мест примыкания оконных и дверных блоков к элементам стен производится мастикой "Тегерон".
3.7. Защитные слои и отделка панелей
3.7.1. Отделка многослойных и однослойных панелей, формуемых в горизонтальном положении, должна производиться в соответствии с ВСН 66-89-76 [ 45] и ГОСТ 11024-84 [ 4].
3.7.2. Однослойные и многослойные панели должны иметь защитные слои надлежащей долговечности. Их марка по морозостойкости должна быть на одну ступень выше, чем материал стены, но не ниже F 50 .
3.7.3. Класс или марка бетона и раствора наружного защитно-декоративного слоя по прочности на сжатие должны быть: для однослойных панелей из легкого бетона - В 7,5 или М 100, для сплошных трехслойных панелей - равными классу или марке бетона наружного слоя панели или отличающимися от них не более, чем на одну ступень, но не ниже В 7,5 или М 100 и не выше В 15 или М 200.
3.7.4. Отделка осуществляется долговечными паропроницаемыми декоративными покрытиями, выбираемыми с учетом возможностей базы стройиндустрии, а именно: цветными поризованными бетонами и растворами, бетонами на пористых заполнителях с вскрытием их замедлителями твердения, каменными дроблеными материалами, нанесенными по свежеуложенному раствору или по клеющей подложке, а также пневматическим нанесением полимерцементных или полимер минеральных паст.
3.7.5. Адгезия отделочных покрытий должна составлять не менее 0,7 МПа.
3.7.6. Стеновые панели из ячеистого бетона должны иметь долговечные наружные защитно-декоративные слои из эластичных паропроницаемых материалов. При выборе наружной отделки таких панелей следует учитывать СН 277-80 [ 46].
3.7.7. Применение различных видов отделки панелей наружных стен следует осуществлять в соответствии с приложением 2.
4. ИЗГОТОВЛЕНИЕ, ПЕРЕВОЗКА И МОНТАЖ ПАНЕЛЕЙ
4.1. Составы бетонов, режимы тепловой или автоклавной обработки изделий и последующих операций с ними на заводах должны выбираться с учетом ограничения образования и раскрытия технологических трещин в панелях.
4.2. Формование панелей может осуществляться как лицевой поверхностью вниз, так и вверх. Однако предпочтение следует отдавать изготовлению панелей лицевой поверхностью вниз для получения более долговечного наружного слоя и повышения качества фасадной поверхности изделий.
4.3. На заводах должен соблюдаться строгий контроль за качеством изделия в соответствии с требованиями ГОСТ 11024-84 [ 4] и ГОСТ 8829-85 [ 47]. Должны соблюдаться правила хранения и транспортирования изделий в соответствии с требованиями ГОСТ 13015.0-83 [ 48]. Не допускается глубокая разделка трещин под затирку раствором.
4.4. При изготовлении трехслойных панелей с гибкими связями их подъем из горизонтального в вертикальное положение рекомендуется производить с помощью кантователя.
4.5. Транспортные средства для перевозок панелей должны быть соответствующим образом оборудованы для обеспечения их сохранности при перевозках.
4.6. Транспортировка и хранение панелей должны производиться в вертикальном положении, в закрепленном состоянии с зазором между панелями не менее 10 см и на необходимом числе (не менее трех) упругих прокладок.
4.7. При транспортировке и складировании панели должны быть защищены от увлажнения.
4.8. Монтаж крупнопанельных стен при температуре наружного воздуха ниже минус 50°С не допускается.
4.9. При производстве монтажных работ в зимних условиях для заделки швов и стыков панелей наружных стен рекомендуется применение растворов с начальной подвижностью, соответствующей хорошей водоудерживающей способности.
Каждый стык должен быть замоноличен без перерывов во времени.
4.10. Необходимо исключать превышения ширины растворных швов в стыках над проектной шириной, неравномерное нанесение растворного слоя и применение частично затвердевших или промороженных растворов.
4.11. При монтаже стен должны применяться ограничители, гарантирующие минимальную ширину стыка, требуемую для заполнения его герметиком. В процессе строительства должен соблюдаться строгий контроль за качеством герметика.
Допуск ширины монтажных швов между стеновыми панелями следует назначать в соответствии с расчетом по методике ГОСТ 21780-83 (СТ СЭВ 3740-82) [ 49].
4.12. Монтаж стен должен осуществляться с учетом требований СНиП III -16-80 [ 50].
4.13. При монтаже стен антикоррозионная защита стальных соединительных элементов должна осуществляться с учетом положений СНиП III -3-76 [ 51]
5. РАСЧЕТ СТЕН НА НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ
5.1. Общие положения расчета
5.1.1. При проектировании стен должны быть произведены: теплофизический расчет, расчет на все виды нагрузок и воздействий с учетом их работы в системе здания.
5.1.2. Значения нагрузок и параметры воздействий, значения коэффициентов перегрузок, коэффициентов сочетаний, а также подразделение нагрузок и воздействий на постоянные и временные (длительные, кратковременные, особые) должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП II -6-74 [ 52].
5.2. Расчет прочности, деформативности и трещиностойкости
5.2.1. При расчете на нагрузки учитываются все статические и динамические усилия, возникающие в панелях на стадии их изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации.
5.2.2. Расчет стены в системе элементов здания выполняется на температурно-влажностные воздействия, неравномерную осадку здания при строительстве на вечномерзлых грунтах по II принципу их использования и на ветровые нагрузки.
Постоянные нагрузки собственной массы стен и опирающихся на них перекрытий и покрытий, временные нагрузки на перекрытия (масса мебели, перегородок, людей) и покрытия (масса снегового покрова) определяются без учета взаимодействия панелей стен с другими элементами здания.
5.2.3. Расчет стен на температурно-влажностные воздействия выполняется в соответствии с "Рекомендациями" [ 53].
Расчет выполняется для двух стадий: монтажной и эксплуатационной. Определение температурных усилий на стадии монтажа следует выполнять с учетом изменения расчетной схемы стены вследствие ее наращивания.
5.2.4. Проверку величин усилий в сварных стыках и ширины раскрытия трещин в бетоне панелей, а также проверку величин температурных деформаций и ширины раскрытия трещин вертикальных стыков между панелями следует осуществлять в соответствии с "Рекомендациями" [ 54]. При этом расчет температурных деформаций вертикальных стыков между стеновыми панелями производится для зоны герметизации и зоны замоноличивания.
5.2.5. Расчет усилий в стенах, вызванных неравномерной осадкой зданий, расположенных на оттаивающих вечномерзлых основаниях, производится в соответствии с рекомендациями "Руководства" [ 55].
5.2.6. Расчет наружных стен на ветровые воздействия выполняется только для жилых зданий точечного типа. При этом наружные стены рассматриваются как диафрагмы, жестко соединенные с перекрытиями.
5.2.7. Расчет стен в системе здания рекомендуется выполнять по программам:
" STEP " (ЛенЗНИИЭП) - на температурные воздействия;
АПЖБК (НИИАС) и ИТ-К-51 (ЛенЗНИИЭП) - на неравномерные осадки оттаивающего основания;
"Парад-ЕС" (ЦНИИЭПжилища) и ИТ-К-4В (ЛенЗНИИЭП) - на ветровые воздействия.
5.2.8. Расчет стен следует производить по методикам, содержащимся в ВСН 32-77 [ 3] и "Рекомендациях" [ 30].
5.2.9. При расчете панели в своей плоскости ее расчетная модель принимается в виде рамы.
5.2.10. Расчет элементов панели (простенков, перемычек), ее связей и стыков по предельным состояниям первой и второй групп осуществляется в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84 [ 2] и с учетом рекомендаций B C H 32-77 [ 3].
5.2.11. При расчете панелей на усилия, возникающие при подъеме, транспортировании и монтаже, собственную массу элемента следует вводить в расчет с коэффициентом динамичности, равным при транспортировании 1,8; при подъеме и монтаже - 1,5; при этом коэффициент перегрузки к собственной массе элемента не вводится.
5.2.12. Расчет трехслойных панелей с жесткими связями должен производиться с учетом совместной работы внутреннего и наружного железобетонных слоев. При этом должна быть проверена прочность и трещиностойкость этих слоев.
Проверку прочности внутреннего наиболее нагруженного слоя допускается производить без учета его совместной работы с наружным слоем.
5.2.13. Расчет закладных деталей производится с учетом требований СНиП 2.03.01-84 [ 2] и "Пособия" [ 29].
5.3. Теплофизический расчет
5.3.1. По теплозащитным свойствам, а также по паропроницанию и воздухопроницанию панели наружных стен должны удовлетворять требованиям СНиП II-3-79* [ 1].
5.3.2. Сопротивление теплопередаче R о наружных стен, следует принимать равным экономически целесообразному сопротивлению теплопередаче , определенному по методике СНиП II-3-79* [ 1] и в соответствии с "Руководствами" [ 56], [ 64]. При этом сопротивление теплопередаче Ro должно быть не менее требуемого сопротивления теплопередаче по санитарно-гигиеническим условиям, определенного по формуле [ l ] СНиП II-3-79* [ 1].
При вариантном проектировании конструкций допускается определение экономически целесообразного сопротивления теплопередаче путем введения повышающего коэффициента Кэк к значению требуемого сопротивления теплопередаче .
Величина коэффициента Кэк принимается равной для трехслойных панелей:
с жесткими связями - 1,3;
с гибкими связями - 1,5;
для однослойных панелей:
из бетонов на пористых заполнителях - 1,1;
из ячеистых бетонов - 1,3.
5.3.3. Расчет сопротивления паропроницанию выполняется по СНиП II-3-79* [ l ] из условия недопустимости накопления влаги в конструкции в период эксплуатации с учетом сопротивления паропроницанию наружных защитно-декоративных слоев и водонепроницаемой пленки, в которую оборачиваются влагоемкие утеплители при изготовлении трехслойных панелей.
5.3.4. Термическое сопротивление наружных стен с оконными проемами и теплопроводными включениями следует определять как приведенное термическое сопротивление R пр неоднородной ограждающей конструкции, в соответствии со СНиП II-3-79* [ l ].
6. РАСЧЕТ ДОЛГОВЕЧНОСТИ НАРУЖНЫХ СТЕН
6.1. Общие положения расчета
6.1.1. Долговечность наружных ограждающих конструкций определяется сроком их службы с сохранением в требуемых пределах эксплуатационных качеств в данных климатических условиях при заданном режиме эксплуатации зданий.
Для наружных ограждающих конструкций жилых зданий установлены следующие степени долговечности:
I степень - со сроком службы не менее 100 лет;
II степень - со сроком службы не менее 50 лет;
III степень - со сроком службы не менее 20 лет.
6.1.2. Требуемая степень долговечности наружных ограждающих конструкций для жилых зданий устанавливается в зависимости от их класса по капитальности.
6.1.3. По СНиП II-Л.1-71* [ 57] жилые здания подразделяются на четыре класса по капитальности в соответствии с требованиями главы СНиП II-А.3-62 [ 58] и по степени огнестойкости в соответствии с требованиями главы СНиП II-А-80 [ 59]. Жилые здания следует проектировать:
I класса - по долговечности и огнестойкости основных конструкций не ниже 1 степени;
II класса - по долговечности и огнестойкости основных конструкций - не ниже II степени;
III класса - по долговечности основных конструкций не ниже II степени и огнестойкости - не ниже III степени;
IV класса - по долговечности основных конструкций не ниже III степени, степень огнестойкости не нормируется.
6.1.4. Жилые здания следует проектировать: I класса - любой этажности; II класса - высотой не более девяти этажей; III класса - высотой не более пяти этажей и IV класса - высотой не более двух этажей.
6.1.5. Жилые панельные здания для северной строительно-климатической зоны должны проектироваться II и III классов с наружными ограждающими конструкциями II степени долговечности.
6.1.6. Требуемую долговечность наружных стен следует обеспечивать применением материалов, имеющих надлежащие прочность, морозостойкость и влагостойкость, а также соответствующими конструктивными решениями, предусматривающими, в случае необходимости, специальную защиту элементов конструкции, выполняемых из недостаточно стойких материалов.
6.1.7. Срок службы отдельных элементов, от которых зависит долговечность наружных стен (стальные закладные и крепежные детали, связи, узлы и их сопряжения), должен быть не ниже срока службы всей конструкции.
6.1.8. Наружные панели стен должны иметь защитные слои надлежащей долговечности. Их марка по морозостойкости должна быть на 1-2 ступени выше, чем у материала стены.
Панели наружных стен без защитного слоя не экономичны, так как по условиям их долговечности должны в целом изготавливаться из материала с более высокой маркой по морозостойкости по сравнению со стеной с защитным слоем.
6.1.9. Обеспечение требований долговечности наружных крупнопанельных стен является обязательным этапом их проектирования, а при выборе типа ограждения предпочтение следует отдавать более долговечной конструкции.
6.1.10. Долговечность наружной ограждающей конструкции оценивается по ее сравнительному или фактическому значениям. Под долговечностью понимается продолжительность в годах первого до ремонтного периода эксплуатации ремонтируемой ограждающей конструкции или ее элемента, например, защитного слоя (сравнительная долговечность) или продолжительность срока службы ремонтируемой конструкции, а также неремонтируемой конструкции или ее неремонтируемой части, например, простенка.
Сравнительная долговечность ограждающей конструкции не должна быть ниже нормативной периодичности комплексных капитальных ремонтов, предусмотренной "Положением" [ 60] и равной для зданий с крупнопанельными стенами 30 годам.
Фактическая долговечность ограждающей конструкции не должна быть ниже требуемой степени ее долговечности (см. п. 6.1.1) для жилых зданий II класса (см. п. п. 6.1.3 и 6.1.4) равной 50 годам.
6.1.11. Наружная ограждающая конструкция, долговечность которой прогнозируется, должна удовлетворять всем требованиям СНиП 2.03.01-84 [ 2] и СНиП II-3-79 * [ l ].
6.1.12. Долговечность q , лет, наружной стены или ее наружного защитного слоя определяется по формуле
где N - выдерживаемое материалом стены или соответственно ее наружным защитным слоем число циклов попеременного замораживания при стандартных испытаниях на морозостойкость, численно равное цифровому индексу устанавливаемой в них его марки по морозостойкости (например, 35 при F 35 );
w н - массовое отношение влаги в материале, соответствующее его полному водонасыщению без вакуумирования, принимаемое по табл. 6;
w р - равновесное массовое отношение влаги в материале, ниже которого при температуре минус 20 ° С лед не образуется, принимаемое по табл. 7;
w э (з) , w э (л) - массовые отношения влаги в материале в зоне промерзания ограждения в условиях его эксплуатации на зимне-весеннем (з) и летне-осеннем (л) периодах года соответственно при расчетах на долговечность;
x ( ti ) - соответствующие данному - зимне-весеннему или летне-осеннему периоду года переменные коэффициенты, принимаемые по табл. 8 в зависимости от достигаемой материалом отрицательной температуры t i в каждом отдельном случае i ее перехода через 0 ° C ниже температуры начала замерзания t нз в нем жидкой влаги (см. табл. 6);
ni (з) , ni (л ) - число таких случаев i достижения температуры в году на этих периодах соответственно.