Конструкции панелей наружных и внутренних стен пятиэтажных зданий

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. 224, а показана несущая однослойная стеновая панель бескаркасного дома, изготовленная ив керамзитобетона марки 75 с объемным весом 900—1100 кг/м³. Толщина панели 340 мм. Наружная поверхность панели имеет фактурный слой 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.

На рис. 224, 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 или бетоном для защиты их от коррозии и от воздействия на них огня в случае пожара.

Небольшой объемный вес имеют однослойные стеновые панели, изготовленные из армопенобетона 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 к г/м³. Толщину панелей в зависимости от климатического района принимают от 240 до 320 мм (рис. 224, г). Торцовые стены домов этой серии состоят из двух степ: внутренняя несущая запроектирована на железобетоне, а наружная самонесущая — из ячеистого бетона.

Стеновые панели из ячеистых бетонов в первых построенных домах имели снаружи фактурный слой из плотного раствора толщиной 30—35 мм. Поскольку этот слой затрудняет выход водяных паров из помещения и 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 же время предохраняет наружную поверхность от атмосферного увлажнения.

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 их можно легко механизировать.

При отсутствии заполнителя, пригодного для получения легкого бетона объемным весом менее 1000 кг/м³, можно применять двухслойные напели, несущий слой которых состоит из плотного легкого или тяжелого бетона марки 150—200 с объемным весом 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 одновременно 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. 225 показана конструкция двухслойной панели наружной стены из легкого бетона.

Трехслойные стеновые панели состоят из двух железобетонных плит и слоя утеплителя между ними (рис. 226). 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, пенокералит, пеносиликат.

Наружную и внутреннюю железобетонные плиты соединяют между собой сварными арнатурными каркасами, предварительно обетонированными 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 ранее 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 обетонировании 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 150 мм и общая толщина трехслойной стеновой панели составит 80+150+50=280 мм. Толщину обетонированных соединительных ребер панели принимают пе 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 крупнопанельных 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. 227, о), пустотелыми (рис. 227, б), часторебристыми (рис. 227, в) и с ребрами по контуру (рис. 227, г, д).

К числу прогрессивных ограждающих конструкций степ 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. 228, а) состоит из двух асбестоцементных листов: наружного толщиной 10 мм, внутреннего — 8 мм и каркаса между ними из асбестоцементных брусков специального профили (рис. 228, 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 минераловатный войлок па фенольной связке (рис. 228, б, в) или изоляционные древесноволокнистые плиты толщиной 12,5 мм в 2—3 слоя с воздушными прослойками (рис. 228, г, д).

Чтобы предотвратить осадку войлока, первый слой его приклеивают к асбоцементной обшивке пароизоляционной обмазкой, например железным суриком на сланцевой олифе, и закладывают несколько противоосадочных полос (через 400—500 мм), прижимающих основную массу утеплителя. Противоосадочные полосы располагают либо с одной наружной стороны (рис. 228, б), либо с обеих сторон (рис. 228, 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. 228, г) или в три с двумя прослойками (рис. 228, д).

Бескаркасная панель состоит из наружного асбестоцементного листа толщиной 10 мм, которому придана коробчатая форма, и второго плоского асбестоцементного листа также толщиной 10 мм, образующего внутреннюю поверхность панели. Между листами укладывают утеплитель (минераловатные плиты). Толщина панели 140 мм, масса 1 мг около 70 кг. Масса каркасной панели толщиной 140 мм с каркасом из асбестоцементных брусков и минераловатным утеплителем достигает 80 кг/м².

К бескаркасному типу относится также трехслойная панель, например, типа «сэндвич» из трех слоев фибролита, склеенных цементным раствором и облицованных с обеих сторон плоскими асбестоцементными листами.

При использовании 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 кремний-органическая жидкость»). ГКЖ-10 представляет собой водный раствор этилсиликоната натрия, ГКЖ-11 — водный раствор метилсиликоната натрия.

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. 229, 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 древесно-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.

На рис. 229, б изображен другой вариант стеновой панели из пластмасс, примененной в Москве в экспериментальном жилом доме в 10-м квартале Новых Черемушек. 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 стеклопластика (см. рис. 174). К поперечным железобетонным балкам-стенкам панели прикрепляют па болтах.

Конструкция крепления балконных плит а панельных зданиях более сложна, чем в кирпичных, из-за незначительной толщины панельных стен. На рис. 230 показано сопряжение балконной плиты с панельной стеной из двухслойных панелей с наружной железобетонной плитой. Консольная балконная плита защемлена между стеновыми панелями и крепится к стальным соединительным планкам, приваренным к закладным деталям панелей стен и перекрытия.