Практика применения автоклавного ячеистого бетона в наружных ограждениях каркасных зданий

Применение кладки из мелких ячеистых газобетонных блоков в наружных стенах монолитных каркасных зданий широко распространилось в конце 1990-х — начале 2000-х годов. Произошло это благодаря запуску газобетонного цеха в составе 211 КЖБИ МО РФ и, с увеличением спроса, поставкам блоков из Беларуси.

Сегодня мы можем подвести предварительные итоги и описать установившуюся практику проектирования и строительства, обоснованность которой подтверждена десятью годами безаварийной эксплуатации. Можем описать и ошибочные решения, которые принимались без учета некоторых факторов.

Опыт применения

Практически всегда наружные ограждения выполняются в виде поэтажно опертых стен. В редких случаях, по архитектурным соображениям, кладка выполняется в виде самонесущих (а в крышных надстройках — и несущих) фрагментов высотой в 3–5 этажей.

Наружная отделка

В случаях, когда ячеистые автоклавные блоки выполняют функцию основного теплоизолятора, в качестве наружной отделки выступают:

• кирпичная кладка толщиной 120–250 мм;
• тонкослойные штукатурки или перетирка поверхности с последующей окраской (особенно при отделке стен остекляемых балконов и лоджий);
• облицовка листовыми материалами на относе (навесные фасадные системы с воздушным зазором за вычетом утеплителя).

Весьма широко (до 10 % от общего объема газобетонных наружных стен) применяются системы наружного утепления по газобетонному основанию. Наиболее распространенные варианты: 200–250 мм стеновых блоков D400–500, минераловатный утеплитель и «мокрая» отделка или навесные фасадные системы.

Внутренняя отделка — это, как правило, перетирка поверхности слоем до 5 мм. Редко, но встречаются слабо мотивированные случаи применения для внутренней отделки гипсокартона.

Ошибки

Сразу оговоримся, что большинство ошибочных проектных решений, приведших к механическим повреждениям, касаются не недостаточного учета особенностей ячеистого бетона, а являются общими конструктивными просчетами.

Первая ошибка. Опорой облицовочному слою в полкирпича в проекте был объявлен стальной уголок 100*100 мм, приваренный в построечных условиях к закладным в торце перекрытия. Расчетные характеристики сварных соединений на объекте обеспечены не были. Результат — обрушение лицевого кирпичного слоя.

Вторая ошибка. План производства работ предусматривал опережающее монолитные работы ведение кладки наружных стен. Кладка выводилась на высоту этажа, затем отливалось монолитное перекрытие, служившее опорой для кладки стен следующего этажа. Деформационный шов между вышерасположенным перекрытием и кладкой предусмотрен не был. Произошло защемление кладки, передача вертикальных нагрузок на блоки автоклавного ячеистого бетона и лицевой кирпич. Результат — растрескивание лицевого кирпича, множественные случаи местного смятия и сдвиговых трещин в простенках ячеистобетонной кладки.

Третья и четвертая ошибки тесно связаны друг с другом и касаются защиты от переувлажнения ограждающих конструкций и проектных решений в части обеспечения достаточной вентиляции эксплуатируемых помещений.

Защита от переувлажнения. В первые 2 года после введения жестких поэлементных требований к теплозащите лихорадочный поиск решений, обеспечивающих требуемое сопротивление теплопередаче, приводил к созданию курьезных, на наш взгляд, «пирогов» наружных стен. Например: трехслойная кладка «ячеистый бетон 200 мм — пенополистирол ПСБ-С-15 50 мм — лицевой кирпич 120 мм» без воздушных прослоек с гибкими связями между внутренним и внешним слоями.

Построенные таким образом здания эксплуатируются без нареканий со стороны собственников жилья, выход показателей наружных стен на расчетные теплотехнические параметры занял не стандартные год-полтора, а до 3 лет. В отдельных случаях в квартирах на верхних этажах к неграмотной защите от переувлажнения добавилась наиболее частая ошибка, приводящая к основному количеству жалоб от собственников жилья, — необеспечение требуемой кратности воздухообмена.

Вентиляция и строительные работы, связанные с мокрыми процессами. Полагаем, что нижеизложенные соображения касаются не только Санкт-Петербурга. Проблеме около 10 лет. Отсутствие неплотностей в притворах современных заполнений оконных и дверных проемов имеет следствием низкую эффективность вентиляции с естественным побуждением (особенно на верхних этажах). Изредка предусматриваемые в проектах системы «микропроветривания», приточные клапаны или функция щелевого открывания в поворотно-откидных механизмах окон требуют от жителей культуры эксплуатации жилья. В противном случае возникает обратная связь: некомфортность переувлажненных помещений вызывает сознательное стремление к минимизации скорости воздуха путем герметизации притворов, что, в свою очередь, ведет к дальнейшему переувлажнению. Результат — обильный конденсат при разнице температур наружного и внутреннего воздуха всего в 8–15 °C. То есть переувлажнение воздуха является следствием недостаточного воздухообмена, а жалобы идут на «промерзание» или «намокание» наружных стен.

Проблема гарантированного обеспечения вентиляции многоэтажных жилых зданий в Петербурге пока не имеет общепринятого решения. Приточные клапаны решают ее лишь частично. Видится только два выхода: полностью автоматическое регулирование воздухообмена или всеобщее повышение культуры эксплуатации.

Второй дешевле и надежней, но более сложен в реализации. При этом для обеспечения оптимального влажностного режима работы кладки необходимо предусматривать либо вентилируемый зазор между ячеистым бетоном и наружной облицовкой, либо обеспечивать предписанное еще в СН 277-80 требование к ограничению сопротивления паропроницанию отделочных покрытий (Rⁿ ? 0,5 м²•ч•Па/мг), которое для низкоплотных бетонах должно быть еще жестче.

От ошибок к перспективам

Два года нашей работы привели к тому, что в проектах каркасных зданий наружные ограждения из бетонов марки D500 больше не проектируются. Повсеместно используется марка D400 и постепенно растет интерес к бетону D350 В2,0.

Необходимо отметить, что применение самых передовых, наиболее качественных ячеистых бетонов низких плотностей сдерживается в России не просто отсутствием регулирующей их применение нормативной базы, но и, что важнее, отсутствием четкой процедуры их узаконивания. В СНиП «Каменные и армокаменные конструкции» к стеновым блокам, допущенным к прочностным расчетам, предъявляются минимальные требования по прочности (класс В1,5). Но при этом и марка по плотности должна быть не менее D500. Такое ограничение не соответствует современному уровню производства ячеистого бетона, когда класс В1,5 может быть обеспечен при марках по плотности D400 и D350.

С учетом вышеизложенного в текущем году на Северо-Западе России будет применено в конструкциях более 0,5 млн куб. м стеновых блоков марки по средней плотности не более D400. На более плотные марки придется менее 300 тыс. куб. м.

По состоянию на сегодня спрос и предложение на ячеистые автоклавные блоки в Северо-Западном регионе сбалансированы. Кроме того, в ближайшие 1,5 года ожидается удвоение выпуска ячеистого бетона, что позволит впервые перейти от регионального импорта к экспорту за пределы региона. Дефицитным сегментом рынка строительных материалов в последнее время стал лицевой кирпич, нехватка которого ограничивает применение самого распространенного варианта наружных ограждений — ячеистобетонной кладки с облицовкой в полкирпича.

По этой причине мы активно работаем над уточнением расчетной несущей способности (в том числе под действием пульсационной составляющей ветрового давления) различных анкеров для крепления навесных фасадных систем к ячеистобетонной кладке.

В настоящее время здания с навесными фасадами по газобетонному основанию в Петербурге эксплуатируются уже более 5 лет без обнаруживаемого снижения несущей способности креплений. Однако высота таких зданий пока не превышает 30 м. Целью наших усилий является массовое внедрение навесной облицовки поэтажно опертых ячеистобетонных стен для зданий любой этажности и увеличение доли ячеистобетонных наружных ограждений за счет снижения доли систем наружного утепления.

Автор: Г. И. Гринфельд