Здравствуйте, Уважаемый Подписчик/Уважаемая Подписчица!
Сейчас мы предложим Вашему вниманию иллюстрированную статью, посвещённую фактору плотности для применения продуктов из экструзионного (экструдированного) пенополистирола различных марок между собой.
Автор статьи - Веселов В. В.. Кандидат технических наук.
ОАО "УралНИИАС".
Иллюстрации для этого выпуска созданы Нефедьевым А. В..
Ведущая выпуска Зобова Мария...
* * *
**О чём эта статья**
Статья сфокусирована на двух областях применения XPS (экструдированного пенополистирола), где плотность экструзионных теплоизоляционных материалов приобретает немаловажное значение.
Тематика статьи представляется весьма актуальной в связи с появлением на российском рынке теплоизоляционных материалов марки 30, т.е. продукта, являющего собой плиты из экструзионного (экструдированного) пенополистирола с плотностью 30 кг/м3 и менее.
Ниже будут рассмотрены строительные конструкции, испытывающие
давление со стороны грунта: стены подвалов и цокольных этажей, а также стены заглубленных в грунт сооружений. Дополнительно рассмотрим и покрытия с инверсионными (как правило, эксплуатируемыми) кровлями, также испытывающие значительное давление.
**Почему внимание заостряется на плотности материалов**
При проектировании ограждающих конструкций зданий и сооружений необходимо учитывать физико-механические свойства материалов, входящих в состав конструкции.
Теплоизоляционные материалы не являются исключением, при их выборе также необходимо учитывать особенности работы конкретной конструкции.
Чем выше плотность грунта и глубже сооружение, тем большее давление будут испытывать ограждающие конструкции заглубленных сооружений. И именно плотность материала во многом определяет, насколько большое давление и как долго будет выдерживать теплоизоляция без разрушительных деформаций.
Высокая плотность - ключевой фактор, определивший победную
экспансию XPS на рынках теплоизоляционных материалов (о чём мы ещё расскажем в выпусках нашего интернет-издания).Недаром марки экструзионных теплоизоляционных материалов
обозначаются, исходя из плотности материала. Так, число 40 в названии марки говорит о том, что нормальная плотность материала этой марки около 40 кг/м3. У 45-ой - соответственно, 45 кг/м3...
**Что требуется от теплоизоляции стен подвалов и заглубленных сооружений**
Ограждающие конструкции заглубленных сооружений (стены подвалов и прочее) воспринимают давление со стороны грунта - так называемого грунта обратной засыпки пазух котлованов. И зачастую такое воздействие со стороны грунта испытывает как раз материал теплоизоляции, располагаемый с наружной стороны стен заглубленных в грунт частей зданий и сооружений.
К примеру, в Свердловской области России теплоизоляцию обычно располагают на глубину не менее 2.0-2.5 м (глубина сезонного промерзания грунта для наших природно-климатических условий), при необходимости (отапливаемое сооружение, снижение теплопотерь, нормализация температурно-влажностного режима) до подошвы фундаментов, то есть на всю высоту стен подвала.
Величина давления на стены заглубленных сооружений зависит от различных факторов: глубина подземных вод, наличие вблизи сооружения (по верху котлована) нагрузок в виде автодорог, монтажных кранов, и даже нагрузки от проезда груженого пожарного автомобиля (которая учитывается при расчётах заглубленных сооружений), вида и характеристик грунта (глинистый грунт, дресвяно-щебенистый, скальный) и других...
Для дальнейшего расчёта возьмём среднюю плотность насыпного суглинистого грунта, составляющую 1.7 тонны на кубический метр. У скального и дресвяно-щебенистого грунта плотность может достигать 2.5 тонны на кубический метр.
В общем случае, величина давления «Р» со стороны грунта возрастает с глубиной, средние нормативные значения давления увеличиваются от 1 тонны на квадратный метр или 0.01 МПа (на глубине до 1 м), до 10..12 тонн на квадратный метр или 0.1-0.12 МПа (на глубине 3-4 м и более). Точное значение «Р» определяется при проектировании сооружения с учётом всех исходных данных и требований нормативных документов.
Таким образом, при выборе материала теплоизоляции стен подвалов и заглубленных сооружений необходимо учитывать величину нормативного давления грунта (Р, МПа) и закладывать в проект материалы, имеющие прочность на сжатие при 10% линейной деформации не ниже величины "Р".
Читайте это так: именно давление со стороны грунтов физически определяет, какой материал годится для теплоизоляции стен подвалов и заглубленных сооружений, что закреплено юридически действующими нормативными документами.
**Что требуется от покрытий зданий и сооружений**
Конструкции покрытия зданий и сооружений при эксплуатации воспринимают давление со стороны снежного покрова в течение зимнего периода. Величина снеговой нагрузки нормируется, СНиП 2.01.07-85* "Нагрузки и воздействия" (смотрите таблицу 4) и составляет: от 0.8 кПа для 1-го снегового района до 5.6 кПа в 8-ом районе.
Екатеринбург, к примеру, находится в 3-ем снеговом районе с нормативной снеговой нагрузкой S = 1.8 кПа, города Свердловской области и УрФО севернее Первоуральска - в 4 снеговом районе с величиной S = 2.4 кПа и даже в 5! (смотрите таблицу и карту СНиП).
Кроме того, материал теплоизоляции воспринимает полезные нагрузки, которые также нормируются СНиП 2.01.07-85* (смотрите таблицу 3) для покрытий, и составляют от 0.5 до 4 кПа.
В общем случае, суммарная нагрузка на покрытие (материал теплоизоляции) определяется путём суммирования снеговой нагрузки, полезной нагрузки и нагрузки от собственного веса материала покрытия (в том числе грунтовой засыпки, материала балластного слоя или пригруза) с учётом коэффициентов запаса.
В конструкциях эксплуатируемых покрытий, проездов над гаражами, автостоянками и пешеходными зонами, собственный вес грунта обратной засыпки и конструкций покрытия составляет значительную часть от суммарной нагрузки, и в среднем изменяется в пределах от 0.06 до 0.08 МПа.
Таким образом, суммарная нагрузка на покрытие (материал теплоизоляции) в подобных конструкциях может достигать 0.10-0.12 МПа и даже более... Т. е. по своей величине является сопоставимой с давлением «Р», оказываемым на заглубленные конструкции зданий типичными для Свердловской области России суглинистыми грунтами.
При этом необходимо учитывать существенную неоднородность грунтов (различных засыпок) и наличие в них различных включений, из-за которых при значительной величине давления (см. выше) может произойти механическое повреждение материала теплоизоляции. Устройство же защитных стенок с наружной стороны материала теплоизоляции является дорогостоящим мероприятием, несопоставимым с выбором материала теплоизоляции требуемой марки по плотности.
Данные особенности позволяют говорить о плотности теплоизоляционных материалов как одном из ключевых факторов, определяющих их пригодность в кровлях зданий и сооружений. Особенно в эксплуатируемых инверсионных кровлях.
**Какой экструзионный теплоизоляционный материал предпочтительнее**
В указанных выше областях применения плотность материала весьма важна... Но, как часто фактор плотности материалов диктует выбор? Ответ на этот вопрос вычисляем с трудом и ещё труднее проверяем...
Зато мы можем предоставить Вам проверяемые данные для сопоставления нескольких марок XPS...
Выборка материалов, с указанием их характеристик, представлена ниже в таблице 1... Которую Вы можете закачать, если кликните по ссылке: http://extrol.izdanie.biz/table1.zip.
Экструзионные плитные материалы, производимые российскими и зарубежными фирмами, имеют близкие по значению физико-механические характеристики. Различие их свойств обусловлено широким диапазоном областей применения данного материала.
Действующие нормативные требования и данные, подобные приведённым в этой таблице, упрощают проектировщикам и заказчикам выбор среди марок теплоизоляционных материалов, для их применения в вышеупомянутых конструкциях, и во многих других случаях.
Однако, в областях применения, где плотность экструзионных теплоизоляционных материалов приобретает решающее значение, необходимо подбирать материал теплоизоляции, для которого минимальные значения плотности составляют 35-40 кг/м3, а в отдельных случаях даже 45 кг/м3!
* * *
Соавторы этого выпуска признательны Вам за внимание, Дорогой Читатель, Читательница Дорогая!
И мы говорим Вам: "До свидания!"
Комментариев нет:
Отправить комментарий