Конструкции панелей наружных и внутренних стен

Основным конструктивным элементом круп­нопанельного здания является стеновая па­нель. В связи с многообразием требований, которым должны удовлетворять наружные стеновые панели, проектирование их являет­ся довольно сложной задачей. Помимо общих требований, предъявляемых к наружным стенам (прочность, устойчивость, малая теп­лопроводность, морозостойкость, огнестойкость, небольшой вес, экономичность), изго­товление и монтаж конструкции наружных стеновых панелей должны вестись с миниму­мом трудовых затрат; в них должны быть за­ложены совершенные конструкции стыков и высокая степень заводской готовности. Форма и отделка панелей должны соответствовать эстетическим требованиям, предъявляемым к зданиям в данном районе строительства.

Оптимальные конструктивные решения па­нелей найти трудно и потому, что они непре­рывно видоизменяются и совершенствуются. В настоящее время разработано много ва­риантов стеновых панелей. Ниже дано описа­ние наиболее применяемых из них и перспек­тивных. На рис. 14, а показана несущая од­нослойная стеновая панель бескаркасного до­ма, изготовленная из керамзитобетона мар­ки 75 с объемным весом 900 -1100 кг/мя. Тол­щина панели 340 мм. Наружная поверхность панели имеет фактурный слои толщиной 20 мм из декоративного бетона, а внутрен­няя - отделочный слой толщиной 10 мм из раствора, укладываемого в форму при бетони­ровании панели, После монтажа панели ос­тается произвести шпаклевку и окраску ее внутренней поверхности.

Рас. 14. Однослойные стеновые панели:

а — конструкция керамзитобетонной панели; б — сопряжение наружное панели с внутренней;; в — то же, внутренних между собой; 1 — подъемная петля; 2- температурный шов; 3 — декоративный бетон; 4 — аффективный утеплитель; 5 — панель отопления; 6 — закладные стальные детали; 7 — стальные соединительные стержни; 8 — панель наружной стены; 9 — то же, внутренней; 10 — отделочный слой; г — из ячеистых бетонов; 1 — арматурная сетка; 2- подъемные петли; 3 — сварные каркасы; 4 – пазы для установки кронштейнов под подоконные доски

На рис. 14, б, в показано сопряжение и крепление керамзитобетонных панельных стен - наружной и внутренней и внутренних между собой. Панели скрепляют между собой приваркой стальных стержней или планок к закладным стальным деталям панелей наруж­ных и внутренних стен. После сварки крепеж­ные детали замоноличивают раствором идя бетоном для защиты их от коррозии и от воздействия на них огня в случае пожара. Небольшой объемный вес имеют однослой­ные стеновые панели, изготовленные из армобетонных автоклавного твердения.

В типовом проекте жилых крупнопанель­ных домов серии 1-468 предусмотрено применение стеновых панелей размером на ком­нату, изготовленных из ячеистых бетонов объемного веса 600 -700 кг/м3. Толщину па­нелей в зависимости от климатического райо­на принимают от 30 до 320 мм (рис. 14,з). Торцовые стены домов этой серии состоят из двух стен: внутренняя несущая запроектиро­вана на железобетоне, а наружная самонесу­щая - из ячеистого бетона.

Стеновые панели из ячеистых бетонов в первых построенных домах вмели снаружи фактурный слой из плотного раствора толщи­ной 30 -35 мм. Поскольку этот слой затруд­няет выход водяных паров из помещения а усложняет технологию изготовления панелей, теперь в панелях домов серии 1-468 вместо фактурного слоя производят гидрофобную окраску наружной поверхности панелей, ко­торая пропускает водяные пары и в то дав время предохраняет наружную поверхность от атмосферного увлажнения.

Рис. 15. Пример конструкции двухслойной стеновой панели из легкого бетона:

I — каркасы; 2 — несущий слой; 3 — отделочный слой; 4 — подоконная доска; 5 — слив; 6 — подъемные петли; 7 — крупнопористый (теплоизоляционный) бетон; 8 — закладные детали; 9 — закладные детали для крепления радиатора

Однослойные стеновые панели можно счи­тать наиболее перспективными: по сравнению со слоистыми панелями они имеют много пре­имуществ вследствие простоты конструктив­ного решения и технологии изготовления, меньших затрат труда; кроме того, производ­ство В.Х можно легко механизировать.

При отсутствии заполнителя, пригодного для получения легкого бетона объемным ве­сом менее 1000 кг/м³, мощно применять двух­слойные панели, несущий слой которых со­стоит из плотного легкого или тяжелого бето­на марки 150 -200 с объемным несом более 1000 кг/м3, а утепляющий слой - из тепло­изоляционного легкого или ячеистого бетона или жестких термоизоляционных плит. Тол­щина несущего слоя для стеновых панелей должна быть не менее 60 мм.

Несущий слой рекомендуется располагать с внутренней стороны помещения, чтобы он од непременно являлся и пароизоляционным. Теплоизоляционный слой снаружи защищают слоем декоративного бетона или раствора мар­ки 50 -75 толщиной 15 -20 мм. В случае при­менения утеплителя в виде полужестких тер­моизоляционных плит или укладываемых способом заливки железобетонные несущие плиты двухслойных панелей проектируют с ребрами по контуру или часторебристыми. Высоту вертикальных ребер назначают в пре­делах 1/20 -1/15 от высоты панели, толщину плиты между ребрами - не менее 35 мм.

Ши­рину железобетонных ребер принимают не ме­нее 40 мм, а в несущих панелях ширину гори­зонтальных ребер следует принимать 60 мм. На рис. 15 показана конструкция двух­слойной панели наружной стены из легкого бетона. Трехслойные стеновые панели состоят и; двух железобетонных плит и слоя утеплителя между ними (рис. 16). В качестве утепли­теля применяют полужесткие минераловатные плиты, минеральную пробку, цементный фибролит, асбестоцементные плиты, минераловатные маты на фенольной связке, маты из стекловолокна, а также жесткие утеплители - пеностекло, пенокерамические, пеносиликат.

Рис. 106. Трехслойная стеновая панель:

1 — сварные каркасы, покрытые бетоном; 2 — подъемные детали; 3 — тяжелый бетой; 4 — утеплитель; 5 — сварные сетки; в — накладные детали

Наружную и внутреннюю железобетонные плиты соединяют между собой сварными арматурными каркасами, предварительно о бетонированными легким или тяжелым бетоном. Предполагалось до сих пор, что применение легкого бетона должно исключать образова­ние теплопроводных включений, вызывающих появление конденсата. Однако практика при­менения трехслойных панелей с соединитель­ными ребрами, обетонированными легким бе­тоном, показала, что в зимнее время в зоне отрицательных температур арматурные стержни ребер увлажняются и корродируют.

Внутреннюю плиту трехслойной панели ре­комендуется делать толщиной 80 мм вместо рамы применявшейся 40-50 мм. В этом слу­чае утолщенная теплопроводная железобетон­ная плита становится как бы тепловым насо­сом, нагнетающим тепло из отапливаемого по­мещения внутрь панели. В результате точка росы перемещается в сторону наружной час­ти панели, и соединительные ребра всегда оказываются в зоне положительных темпера­тур, что исключает возможность их коррозии при бетонировании тяжелым, а не легким бе­тоном.

Толщина - наружной плиты трехслойной па­нели должна быть не менее 50 мм. Толщину слоя утеплителя определяют теплотехниче­ским расчетом. Если в качестве утеплителя принять цементный фибролит, то его тол­щина для Москвы будет 450 мм и общая тол­щина трехслойной стеновой панели составит 80 + 150 + 50 = 280 мм. Толщину обстонированных соединительных ребер панели принимают не менее 40 мм, а расстояние между ними - не более 1200 мм.

В зарубежном строительстве соединительные связи между наружной и внутренней плита­ми трехслойных панелей начали изготовлять из нержавеющей стали, что весьма целесооб­разно с точки зрения долговечности конст­рукции.

В строительной практике наиболее распро­странены одно- и трехслойные наружные сте­новые панели, применение же двухслойных панелей весьма ограничено.

Несущие панели внутренних стен крупно панельных зданий Выполняют из огнестойких материалов: тяжелого и легкого бетона (шла­кобетона, керамзитобетона, термозитобетона и др.); можно так же применять ячеистые и силикатные бетоны.

По конструкции несущие панели внутрен­них стен могут быть сплошными (рис. 17, я), пустотелыми (рис. 17, б), часторебристым (рис. 17, в) и с ребрами по контуру (рис. 17, г, 9). К числу прогрессивных ограждающих кон­струкций стен относятся панели из асбесто­цемента, а также из полимерных материалов. Преимуществом этих панелей по сравнению с железобетонными является их легкость.

Асбестоцементные стеновые панели могут иметь каркасную и бескаркасную конструк­ции. Каркасная стеновая панель (рис. 18, а) состоит из двух асбестоцементных листов: на­ружного толщиной 10 мм, внутреннего каркаса между ними из асбестоцементных брусков специального профиля (рис. 18,б).

Каркас асбестоцементных панелей можно монтировать также из деревянных брусков. Внутрь панели закладывают утеплитель. Об­лицовочные асбестоцементные листы крепят к каркасу на прочном водостойком полимерном клее.

Асбестоцементная панель размером на комнату имеет каркас по своему контуру и по пе­риметру оконного проема, причем горизон­тальные оконные бруски каркаса устанавли­вают на всю ширину панели. Для повышения механической прочности брусков их армиру­ют полосой прочного листового асбесто­цемента.

Для усиления теплоизоляции панели в ее полость закладывают минераловатные войлок на связке (рис. 18,-б, в) или изо­ляционные древесноволокнистые плиты тол­щиной 12,5 мм в 2 -3 слоя с воздушными про­слойками (рис. 18, г, д).

Чтобы предотвратить осадку войлока, пер­вый слой его приклеивают к асбоцементной обшивке пароизоляционной обмазкой, напри­мер железным суриком на сланцевой олифе, и закладывают несколько противо осадочных полос (через 400 -500 мм), прижимающих основную массу утеплителя. Противоосадочные полосы располагают либо с одной наруж­ной стороны (рис. 18,6), либо с обеих сто­рон (рис. 18, в). В последнем случае вслед­ствие волнистой формы утеплитель меньше подвержен осадке.

Если панели утепляют древесноволокни­стыми плитами, последние укладывают в два слоя с тремя воздушными прослойками (рис. 18, г) или в три с двумя прослойками (ряс. 18,5).

Бескаркасная панель состоят из наружного асбестоцементного диета толщиной 10 мм, ко­торому придана коробчатая форма, в второго плоского асбестоцементного листа также толщиной 10 мм, образующего внутреннюю поверхность панели. Между листами уклады­вают утеплитель (минераловатные плиты).

Рис. 17. Несущие панели внутренних стен:

а — сплошная однослойная; б — многопустотная; в — часторебристая; г — с ребрами по контуру; д — опирания перекрытий на нижнее ребро стены; 1 — сварные каркасы; 2 — подъемные петли; 3 — закладные детали; 4 — сварные сетки; 5 — деревянные пробки для крепления плинтуса; в — то же, для крепления коробки; 7 — круглые или овальные пустоты; 8 — звукоизоляционная прокладка из древесноволокнистых плит

Толщина панели 140 мм, масса 1 м* около 70 кг. Масса каркасной панели толщиной 140 мм с каркасом из асбестоцементных брус­ков и минераловатные утеплителем достига­ет 80. К бескаркасному ткну относится также трехслойная панель, например, типа «сэндвич» из трех слоев фибролита, склеенных цемент­ным раствором и облицованных с обеих сто­рон плоскими асбестоцементными листами.

При использования асбестоцементных па­нелей необходимо учитывать, что асбестоцементные листы в панелях при одностороннем их увлажнении и высушивании коробятся. Чтобы уменьшить водопоглощение и короб­ление листов, рекомендуется покрывать их гидрофобной жидкостью ГКЖ-10 или ГКЖ-11 (буквы ГКЖ означают «гидрофобная кремнийорганическая жидкость»). ГКЖ-10 представ­ляет собой водный раствор этилсиликоната натрия, ГКЖ-11 - водный раствор метилсиликоната натрия.

Рис. 18. Асбестоцементные стоповые панели с асбестоцементным каркасом:

а — общий вид панели; б — конструкция утопления панели минераловатным войлоком с противоосадочными полосами с одной стороны; в — то же, с Двух сторон; г — утепление древесноволокнистыми плитами в два слоя; 6 — то же, в три слоя; 1 — элементы каркаса; 3 — асбестоцементные листы; 3 — минераловатный войлок; 4 — противоосадочные полосы; 5 — древесноволокнистые плиты; 6 — прокладка из древесноволокнистых плит.

Вопрос о применении для стеновых панелей пластических масс пока еще мало изучен, и такие панели применяют лишь в эксперимен­тальном порядке. При проектировании стено­вых панелей и других конструкций из пласт­масс необходимо учитывать, что многие поли­мерные материалы сгораемы, причем образу­ющиеся при их горении продукты разложения токсичны. Более безопасны в пожарном отно­шении пенополихлорвинил, который относит­ся к трудносгораемым материалам, а также материалы, изготовленные с применением мочевино-формальдегидных полимеров.

На рис. 19, а показана конструкция стено­вой панели из полимерных материалов, кото­рая была применена в жилом доме, построен­ном в Москве в 4-м Вятском переулке. Панель имеет следующие слои, считая от внутренней к наружной поверхности: гипсовую сухую штукатурку 10 мм, алюминиевую фольгу 0,1 мм, твердую древо волокнистую плиту 4 мм. Далее заложен утеплитель - фанерные соты с пенопластовой крошкой на клеевой связке 80 мм, древесноволокнистая плита 4 мм. Наружная облицовка состоит из двух слоев мешковины и слоя стеклоткани, пропи­танных полиуретановым связующим. Оконные коробки и переплеты изготовлены из алюми­ниевых сплавов.

Рис. 19. Стеновые панели из полимерных материалов:

а — с оконными переплетами из алюминиевого сплава; 1 — сухая штукатурка; 2 – твердая древесноволокнистая плита; 3 — утеплитель; 4 — древесноволокнистая плита; 5— мешковина и стеклоткань; 6 — алюминиевый оконный переплет; 7 — уплотнительная прокладка на резины; б — с оконными переплетами из пластмасс: 1 — наружный слой из стеклопластика толщиной 5 мм; газ — слои утеплителя; 4 — элемент оконной пробки; 9 — упругая прокладка ал пенополиуретана; б — декоративные вставки из цветного стеклопластика (вариант решения).

На рис. 19, б изображен другой вариант стеновой панели из пластмасс, примененной в Москве в экспериментальном доме в 10-м квартале Новых Черепушек. Панель эта - трехслойная: наружный слой выполнен из стеклопластика толщиной 5 мм, слой утеп­лителя - из пенополихлорвиниловых плит толщиной 103 мм и внутренний - из древес­ностружечных плит толщиной 12 мм. Оконные коробки и переплеты изготовлены из стекло-властика (см. рис. 174). К поперечным желе­зобетонным балкам-стенкам панели прикреп­ляют на болтах.

Рис. 20. Сопряжение балконной плиты со стеной:

а — разрез; б — фасад; в — план; 1 — стеновая панель; 2 — балконная плита; 3 — стальные; планки; 4 — утеплитель; 5 — вырез в панели для балконной плиты.

Конструкция крепления балконных плит в панельных зданиях более сложна, чем в кирпичных из-за незначительной толщины панельных стен. На рис. 20 показано сопряже­ние балконной плиты с панельной стеной из двухслойных панелей с наружной железобе­тонной плитой. Консольная балконная плита между стеновыми панелями и кре­пится к стальным соединительным планкам, приваренным к закладным деталям панелей стен и перекрытия.