02/03/2017
Дом из термопанелей
(возведение несущих стен здания из термоструктурных панелей)
Термоструктурные несущие панели (ТНП) представляют собой конструкцию, состоящую из металлического каркаса и монолитно связанного с ним внутреннего заполнения из вспененного полистирола. Выпускает их предприятие " по запатентованной технологии на лицензионном оборудовании корпорации Radva (США).
Наш рассказ начнем с описания конструкции панелей и связанных с ней особенностей производства панелей и сооружения зданий, иначе для читателей многое может остаться непонятным в дальнейшем повествовании о новой методике строительства. Ее мы рассмотрим на примере возведения строительной компанией дома общей площадью 183м2 в одном из поселков.
Все начинается с каркаса
Номенклатура выпускаемых панелей включает угловые и рядные изделия, как глухие, так и с проемами- оконными и дверными, а также специальные: радиальные, доборные ит.д. Металлический каркас панели каждого из перечисленных видов имеет свои конструктивные особенности, но в любом случае его выполняют из гнутых П- и Г-образных профилей, материалом для которых служит рулонная (ширина- 127 или 254мм) листовая сталь толщиной 0,7мм с антикоррозийным покрытием.
Изготовляют профили на автоматизированной гибочно-рубочной линии Roll Former в соответствии со спецификацией для каждой панели. Далее комплекты поступают на линию нанесения термоактивного клея, представляющего собой дисперсию каучуков и смол в смеси растворителей. Его наносят на внутреннюю поверхность металлических профилей методом распыления на специальном станке. Затем профили высушивают и подают на участок изготовления панелей.
Для каждого типоразмера панелей имеется форма, в которой есть прямоугольная полость. Вней сделаны углубления, чтобы на длинных боковых торцах панели сформировать зеркально расположенные "четверти" в половину толщины панели- во время сборки они помогут создать непродуваемое соединение при стыковке элементов по вертикали. Внутри формы раскладывают с определенным шагом (по ширине панели он равен 400-700мм) элементы будущего каркаса. Располагают профили так, чтобы широкие полки П-образных профилей выходили на поверхность будущей панели. При этом профили наружной и внутренней сторон панели не связывают между собой металлом, что позволяет при эксплуатации избежать образования так называемых мостиков холода. На одном из длинных торцов по наружной стороне панели вместо П-образ-ного укладывают Г-образный профиль, причем так, чтобы его широкая полка выступала за торец панели- при монтаже она прикроет снаружи вертикальный стык соседних панелей.
Удерживают профили в заданном положении специальные упоры и магниты, вмонтированные в стенки формы. После укладки каркаса форму закрывают и подают в нее гранулы полистирола (используют самозатухающий пенополистирол марки ПСВ-С). Затем в замкнутое пространство пресс-формы по заданной программе пускают перегретый пар, необходимый для продувки, прогрева формы, пропаривания наполняющего каркас пенополистирола и одновременного его приклеивания к внутренним поверхностям профилей. Когда форма остывает, ее раскрывают и извлекают готовое изделие. Его проверяют на допуски, маркируют и отправляют на склад, где оно проводит несколько дней, в течение которых происходит окончательная стабилизация размеров (высота панели остается практически неизменной, а вот ее ширина может несколько уменьшиться- до 1%). Полная автоматизация работы формующей машины гарантирует качество продукции.
Освойствах панелей
По описанной технологии могут выпускать панели толщиной 140 и 89мм. Врассматриваемом нами случае при строительстве дома применяли первые из них. Ширина изделий- 305, 610, 915 и 1220мм; длина- 305-3660мм (шаг- 5мм). Масса изделия максимального размера не превышает 32кг.
Маленький секрет угловой панели
Понятно, что согнутую под углом панель и изготовить труднее, и транспортировать невыгодно- придется возить воздух. Поэтому разработчики технологии нашли простое решение: завод выпускает плоскую заготовку под будущий угловой элемент, а окончательную форму ей придают уже на стройплощадке. Процесс создания из плоской заготовки углового элемента выглядел так. Сначала в изготовленный на заводе паз строители ввели пену (а), которая является и клеем, и герметиком. Затем панель согнули по пазу на 90 (б) и, удерживая в таком состоянии (расширяющаяся в этот момент в пазу пена оказывает довольно мощное противодействие), скрепили части накладками и саморезами (в).
Панели обладают значительной несущей способностью. Так, при поперечном изгибе панели высотой 2,8м способны выдерживать нагрузку 300кг/м2, а высотой 3,6м- 195кг/м2. Стандартная панель шириной 1220мм выдерживает в вертикальной плоскости распределенную нагрузку 2200 кгс/м2, в горизонтальной- до 300 кгс/м2.
Панели не оказывают отрицательного влияния на здоровье человека- Московский НИИ гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана Госкомсанэпидемнадзора РФ рекомендовал их для жилищного, гражданского и промышленного строительства. Применять их можно преимущественно в зданиях V степени огнестойкости, но при облицовке несгораемыми материалами- гипсокартоном, кирпичом ит.п.- здания и сооружения приобретают III-IV степень огнестойкости (по отчетам испытаний РНИЦ ПБ ВНИИПО МВД РФ).
Возведенное сооружение способно выдержать землетрясение силой 9 баллов (испытания "ЦНИИЭП жилища") и ураганный ветер со скоростью 150км/ч (испытания корпорации Radva). Иконечно же, эти конструкции не поддаются разрушительному воздействию термитов и прочих насекомых, а также гниению (испытания корпорации Radva). Асамое, пожалуй, главное- панели "Радослав" обладают уникальными теплосберегающими свойствами. Собранные из них стены полностью отвечают требованиям СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий": слой пенополистирола (14см) без отделки по термическому сопротивлению эквивалентен стене из кирпича толщиной 2,11м.
Вот теперь, когда мы разобрались с технологией изготовления панелей и их свойствами, можно переходить к рассказу об использовании ТНП при строительстве дома.
Основание дома
Учитывая геологические условия места застройки, приняли решение о возведении мелкозаглубленного ленточного фундамента с устройством подушки из непучинистого материала. Для начала к будущему дому в траншеях подвели поселковые коммуникации: воду, электричество и канализацию (газ подведут позже наружным способом). Далее по площади дома сняли плодородный грунт до глубины 60см и произвели отсыпку песком (слой 30см), который тщательно утрамбовали. По периметру будущих лент фундамента уложили слой гидроизоляции (ПВХ-пленка высокой плотности) и установили металлическую щитовую опалубку, в нее уложили арматурный каркас (четыре продольных прутка диаметром 12мм связаны между собой через каждые 30см вертикальными и горизонтальными перемычками из той же арматуры при помощи вязальной проволоки). Вопалубку залили бетон марки М250, создав ленты фундамента шириной 420мм и высотой 500мм.
Далее демонтировали часть опалубки с внутренней стороны лент фундамента, расположенных под наружными стенами, а также полностью удалили ее с лент, находящихся под будущими внутренними несущими стенами и перегородками. Впространствах между лентами произвели обратную отсыпку песком. Поверх песка уложили полиэтиленовую пленку, над которой на расстоянии 50мм разместили дорожную сетку (диаметр проволоки- 4мм, ячейка- 100100мм), а затем из бетона М250 отлили плиту толщиной 120мм.
Процесс монтажа
По периметру будущих стен разложили П-образный обвязочный профиль (ширина- 140мм, высота полок- 80мм), изготовленный из того же материала, что и каркас стеновых плит. При этом по необходимости его нарезали в меру. Каждый профиль отдельно прикрепили к бетонному основанию: прямо сквозь профиль перфоратором с шагом 1м засверлили в бетоне необходимое количество отверстий под установку анкерных болтов (если сверлить отверстия в профиле и бетоне отдельно, существует риск их несовпадения). После этого профиль подняли и подложили под него ленту гидроизоляционного материала, в отверстия с помощью молотка вбили анкерные болты, а затем затянули венчающие их гайки с шайбами.
Как изготовляют проемы
В рядной стеновой панели армирующие ее с обеих сторон П-образные профили расположены с некоторым сдвигом (а), а в зоне окантовки будущих проемов они лежат друг напротив друга и совсем отсутствуют в площади проема. Строителям остается "струной" прорезать слой пенополистирола по контуру проема (б). Дальше, как говорится, дело техники (в).
Далее приступили непосредственно к монтажу панелей. Следует отметить, что под каждый проект дома выполняют свою раскладку панелей, изготовляемых в заводских условиях. Ина стройплощадку они приходят в комплекте, в котором каждая деталь соответствующе промаркирована. Естественно, прилагается и схема расположения панелей. Врезультате задача строителей сводится к тому, чтобы найти необходимую деталь и установить ее на отведенное именно ей место.
Сам процесс монтажа выглядит так. Сначала устанавливают угловую панель (окончательная сборка таких панелей происходит прямо на стройплощадке), а далее к ней последовательно, двигаясь в направлении против часовой стрелки, пристыковывают все последующие. При этом нижний торец панелей вставляют в обвязочный профиль и прикрепляют к нему с наружной стороны саморезами. Как при данной операции, так и при всех аналогичных применяют саморезы "со сверлом", что избавляет от предварительного засверливания отверстий. Друг с другом панели (точнее, их металлические каркасы) также скрепляют саморезами: снаружи их закручивают сквозь прикрывающую стык панелей полку Г-образного профиля, изнутри- с помощью перфорированных пластин. Вертикальный стык панелей с внутренней стороны запенивают. Панели внутренних стен пристыковывают к наружным, используя перфорированные уголки.
Когда стены этажа полностью собраны, приступают к монтажу деревянной обвязки. Ее задача- равномерно распределить нагрузки, действующие на панель, предот- вратив таким образом возможную деформацию пенополистирольного наполнителя. Для этой операции применяют калиброванную доску сечением 14050мм, обработанную антисептиком. Ее в обязательном порядке укладывают поверх стен, по периметру дверных проемов, а также окон, проемы под которые вырезают сразу в двух состыкованных панелях. Вособых случаях, например при оформлении проема под входную металлическую дверь или оконного очень большой ширины, для окантовки выбирают брус 140100мм. Однако деревянную окантовку с обеих сторон стены всегда прикрепляют к каркасу панелей с помощью перфорированных пластин и саморезов.
Перекрытие- обычное
Перекрытие монтировали практически так же, как и в любом деревянном доме. Материал- обработанные антисептиком доски сечением 25050мм, устанавливаемые на ребро. Кобвязке стены их прикрепили уголками и саморезами.
Поверх балок создали настил, собранный из двух укладываемых с нахлестом слоев водостойкой фанеры толщиной 12мм, что придало конструкции перекрытия общую жесткость (иными словами, получился один большой щит). Позднее проемы, образовавшиеся между балками перекрытия, со стороны улицы закрыли плитами пенополистирола общей толщиной 150мм, уплотнив зазоры по периметру монтажной пеной.
Что было дальше
На созданном перекрытии установили стены второго этажа. Все операции этого этапа аналогичны уже описанным процессам монтажа стен первого этажа, поэтому подробно на них мы останавливаться не будем, как, впрочем, и на монтаже стропильной конструкции, венчающей мансардный этаж, и на создании кровельного "пирога". Во всех случаях применяли ставшие уже стандартом технологии, а последовательность действий достаточно подробно показана на фотографиях.
Снаружи стены дома облицевали кирпичом (толщина кладки- полкирпича), который надежно предохранит созданную из термоструктурных панелей несущую конструкцию как от механического, так и от атмосферного воздействия. Стоит отметить, что возможен и любой иной вариант внешней отделки, например обшивка стен плитами ЦСП или магнелита с последующим оштукатуриванием ит.п.
Пожалуй, более тщательно стоит рассмотреть операции прокладки коммуникаций и утепления пола первого этажа, а также отмостки.
После того как были установлены пластиковые окна (монтаж окон трудностей не вызывает, так как крепят их к деревянному обрамлению проема) и появилась возможность постоянно поддерживать в доме плюсовую температуру, на фундаментную плиту в помещениях уложили слой рулонной гидроизоляции (ее наклеивали на горячую мастику), а поверх него- экструдированный пенополистирол слоем 40мм. Затем прямо по утеплителю проложили инженерные коммуникации: трубы отопления и водоснабжения, а также электрокабели. На второй этаж трубы подняли по техканалу, соединяющему санузлы обоих этажей, и развели по перекрытию. Электрокабели проводки второго этажа в предусмотренных проектом местах "продернули" сквозь перекрытие, а затем тоже развели по нему. Втех местах, где кабель должен проходить по стене, его уложили в штрабы, изготовленные в пенополистироле. По завершении этих работ на обоих этажах залили стяжку толщиной 100мм, армированную дорожной сеткой (проволока диаметром 3мм, ячейка 5050мм).
После этого приступили к внутренней отделке. Она почти по-спартански проста: стены обшили гипсокартоном, прикрепив его к металло- каркасу панелей саморезами, оклеили стеклообоями и окрасили водно-дисперсионными составами- каждую комнату в свой цвет. Кабели, которые были прикреплены к балкам перекрытия снизу, скрыл подвесной потолок из гипсокартона. Помещения обогревают радиаторы конвекторного типа.
В проекте дома изначально предусмотрена возможность возведения пристроек различного типа и назначения. Например, с правой стороны дома можно "прирастить" гараж, бассейн или дополнительные жилые помещения. (В наружной стене сделан дверной проем.) Осуществление идеи облегчат имеющиеся в фундаменте закладные элементы. Каркасы панелей пристройки и дома будут скрепляться друг с другом сквозь кирпичную облицовку.
Когда были завершены внешние отделочные работы (на свесах крыши установили софиты и придали деревянным колоннам веранды внешний вид "каменных"), строители приступили к отделке цоколя и созданию так называемой утепленной отмостки. Цоколь над землей утеплили экструдированным пенополистиролом толщиной 40мм, просто приклеив его к бетону. Аналогичный слой эффективного утеплителя уложили на грунт, а поверх него залили монолитную отмостку, армированную дорожной сеткой. Цоколь дома отделали искусственным камнем. Утепленная отмостка позволяет не только отвести дождевую влагу от фундамента (а следовательно, уменьшить вероятность ее проникновения под его основание), но и исключить промерзание грунта в этом месте.
Подведем итоги
Преимущества возведения зданий с использованием термоструктурных панелей очевидны:
затраты на строительство 1м2 общей площади дома (без учета стоимости наружной и внутренней отделки) примерно в 2 раза ниже по сравнению с традиционной кладкой в два кирпича (сам дом при этом в 4 раза теплее кирпичного);
сокращаются сроки строительства (коробку дома 200м2 собирают примерно за 1 нед);
нет необходимости примененять при монтаже тяжелую грузоподъемную технику;
отсутствие "мокрых" процессов позволяет проводить строительство при любых погодных условиях;
предельная простота строительно-монтажных работ (легкость резки плит и применение готовых металлоэлементов) сводит к минимуму количество занятых в процессе рабочих;
возможно использовать фундамент облегченного типа;
значительная экономия энергоресурсов при эксплуатации дома.
Недостатков, на наш взгляд, по крайней мере два. Во-первых, низкая паропроницаемость панелей, а значит, практически полное отсутствие естественной диффузии образующихся в доме паров влаги через стены. Следовательно, необходима эффективная приточно-вытяжная вентиляция, которая в зависимости от сложности технического обеспечения решения проблемы может обойтись недешево. Во-вторых, невозможно закрепить на стене достаточно тяжелые предметы мебели или интерьера в том месте, где хочется: крепить их допустимо исключительно таким образом, чтобы нагрузка передавалась на металлокаркас панелей.
Впрочем, такие недостатки свойственны многим технологиям строительства, и они нисколько не умаляют достоинств представленной нами сегодня новинки.
