ВВЕДЕНИЕ 3
1 Анализ технологических решений межпанельных швов панельных зданий
в городе Тольятти 8
1.1 Обзор строительства панельных домов в Автозаводском районе г.
Тольятти 8
1.2 Методики решений герметизации межпанельных швов 20
1.3 Применяемая технология в г. Тольятти 22
2 Конструктивные решения и компьютерное моделирование межпанельного
шва 23
2.1 Конструктивные решения 23
2.2 Организация и технология выполнения работ 25
2.3 Контроль качества 26
2.4 Компьютерное моделирование межпанельного шва 27
3 Экспериментальное исследование монтажной пены на растяжение и
сжатие. Разработка рекомендаций 34
3.1 Испытание монтажной пены 34
3.2 Визуальное обследование 42
3.3 Инструментальное обследование 47
3.4 Рекомендации по обеспечению эксплуатационных показателей при
ремонте межпанельных швов 59
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 70
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 72
ПРИЛОЖЕНИЕ А 76
На сегодняшний день в Российской Федерации значимую часть построенных жилых объектов составляют панельные дома. Панельное домостроение является наиболее быстровозводимым за счет механизированного процесса. Стоимость возведения панельного дома на 25-35% дешевле нежели кирпичное и на 50-60% дешевле монолитно-каркасного домостроение, что делает жилье более доступным.
История массового строительства панельных домов начинается с 1955 года с вводом постановления «Об устранении излишеств в проектировании и строительстве» под руководством Н. Хрущева. Первые выпускаемые серии, такие как ОД и 355, имели недостатки в виде продуваемости квартир с недостаточными теплоизоляционными характеристиками и носили название «хрущевки».
В середине 70-х годов на смену пятиэтажному панельному домостроению приходят дома с этажностью в 9 и 16 этажей с бытовым название «брежневки».
С развитием технологий и материалов при возведении домов вопрос об их теплоизоляционных характеристиках и продуваемости в межпанельных швах остается открытым. Следовательно, вопрос об обеспечении эффективности их при эксплуатации не должен стоять на месте.
Согласно СП 54.13330.2016 «Здания жилые многоквартирные», возведенное здание должно обеспечивать эффективное и экономичное расходование энергетических ресурсов и поддерживать требуемые параметры микроклимата помещений, данному требованию необходимо уделить особое внимание так как участилась проблема с промерзанием наружных ограждающих конструкций панельных зданий.
Уязвимым местом при потере тепла из жилых помещений в зданиях панельного типа являются межпанельные стыки, которые согласно ТР 196-08 п.3.5 должны обеспечивать -сопротивление теплопередаче не ниже значения сопротивления теплопередачи для наружных ограждающих конструкций.
Таким образом необходимо разработать мероприятия по обеспечению эксплуатационных показателей панельных зданий при ремонте межпанельных швов, которые будут отвечать действующим нормативным документам в области энергоэффективности зданий и сооружений и обеспечат долговечность конструкций и нормализацию микроклимата внутри помещения.
Актуальность работы. В Автозаводском районе г.о. Тольятти в период с 1969 по 2002 гг., 84% построенных домов составляет панельное домостроение. Столь высокому проценту строительства способствовал технологический процесс панельного домостроения, который являлся самым быстрым методом строительства, за счет изготовления всех несущих и ограждающих конструкций механизированным способом на территории завода, что позволило в кратчайшие сроки возвести не только отдельно стоящие зданий, но и целые кварталы.
Ответственным элементом при строительстве и эксплуатации являются межпанельные швы. Основными критериям предъявляемыми к конструкции шва, являются целостность, работоспособность герметизации и низкая теплопроводность. При нарушении технологии герметизации швов, могут возникнуть области замокания, трещины и отслоения по конструкции панели. Следствием образовавшихся дефектов является промерзание, возникновение конденсата на внутренней поверхности ограждающих конструкций и появление грибковых образований, что приводит к несоответствию данного жилья санитарно-гигиеническим требованиям.
Вследствие чего возникает вопрос о свойствах, работоспособности и сохранению целостности межпанельных швов с разработкой рекомендаций по обеспечению эксплуатационных показателей при ремонте межпанельных швов.
Объектом исследования являются межпанельные швы зданий серии 121Т.
Предметом исследования являются работоспособность межпанельных швов с сохранением целостности в период эксплуатации.
Цель исследования. Моделирование работоспособности межпанельного шва под температурными воздействиями и разработка рекомендаций по обеспечению эксплуатационных показателей по сохранению ее целостности.
Задачи исследования. Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие основные задачи:
- Компьютерное моделированию по определению максимальных и минимальных деформаций межпанельного шва;
- Экспериментальное исследование заполнителя устья шва
(пенополиуретан) на растяжение и сжатие;
- Инструментальное (тепловизионное) обследование объектов
исследования (дома серии 121Т, 2000-х годов постройки);
- Разработка рекомендаций по обеспечению эксплуатационных показателей при ремонте межпанельных швов.
Методы исследования:
- Теоретическое исследование, основанное на компьютерном моделировании стеновой панели по определению линейных деформаций наружного слоя трехслойной ограждающей конструкции под температурными воздействиями;
- Экспериментальное исследование монтажной пены на сжимающие и растягивающие усилия;
- Инструментальное (тепловизионное) исследование межпанельных швов на объектах исследования (дома серии 121Т).
Научная новизна. Научная новизна заключается в получении экспериментальных данных путем проведения испытаний монтажной пены (пенополиуретан) на растяжение и сжатие, моделирующее период эксплуатации. Оценка работоспособности заполнения устья межпанельного шва базируется на теоретических данных компьютерного моделирования с сопоставлением полученных данных в ходе визуального и инструментального обследования.
Практическая значимость работы. Полученные результаты, отраженные в магистерской диссертации, предназначены для использования/ознакомления эксплуатирующими организациями жилых зданий при осуществлении работ по ремонту герметизации межпанельных швов для уменьшения теплопотерь ограждающих конструкций и обеспечению эксплуатационных показателей панельных зданий.
Личный вклад автора.
Компьютерное моделирование в ПК ЛИРА САПР наружного слоя трехслойной ограждающей конструкции для определения линейных деформаций под температурными воздействиями.
Разработка модели образца с изготовлением их в натуре по типу заполнения межпанельного шва.
Проведение испытаний образцов на растяжение и сжатие.
Инструментальное обследование межпанельных швов панельных зданий по серии 121Т 2000-х годов постройки.
Степень достоверности и апробация результатов:
Участие в XXIV Международная научно-практическая конференция на тему: «Фундаментальные и прикладные научные исследования»
Участие в научно-практической конференции «Студенческие Дни науки в ТГУ» с призовым 2-м местом.
По теме диссертации опубликованы две научные работы:
1. Ищенко А.И., Новиков С.Н. Влияние температурного воздействия на деформации стеновых панелей и межпанельных швов в домах серии 121Т / «Студенческие дни науки в ТГУ»,: науч - практич. Конфер. (Тольятти 2018 года, электронный сб. студ. Работ, - Тольятти: Изд-во ТГУ, 2018.
2. XXIV Международная научно-практическая конференция «Фундаментальные и прикладные научные исследования. Актуальные вопросы, достижения и инновации». Ищенко А.И., Новиков С.Н. «Исследование работоспособности межпанельного шва панельного здания серии 121Т в период эксплуатации» - В сборнике: Фундаментальные и прикладные научные исследования. Актуальные вопросы, достижения и инновации. - Пенза, МЦНС. 2019.
Структура и объем диссертации.
Объем диссертации составляет 81 лист и состоит из трех глав. Первая глава включает в себя обзор технологических решений межпанельных швов и выявление массовой серии строительства в г. Тольятти. Вторая глава включает в себя изучение конструктивных решений межпанельных швов с изучением и моделированием их работоспособности под температурными воздействиями. Третья глава включает в себя разработку образцов, подготовку и проведений испытаний на растяжение и сжатие в специализированной лаборатории.
В Автозаводском районе г. Тольятти самым распространенным типом застройки являются панельные дома серии 121Т. Данная конструкция предусматривает закрытое устье шва с заполнением пенополиуретаном.
В результате компьютерного моделирования в ПК Лира САПР 2017 на растяжение (охлаждение конструкции до -30оС) установлена предельная температурная деформация устья шва которая достигает 9,9% от проектного значения.
Однако произведя экспериментальное исследование, на основании ГОСТ 32603-2012 и ГОСТ 17177-94 образцов пенополиуретана на растяжение и сжатие, моделирующие период эксплуатации, установлено, что разрушение материала наступает при достижении линейных деформаций в 6,75% от проектного значения.
При проведении визуального обследования домов серии 121Т было установлено, что деформации межпанельных швов на объектах исследования сопоставимы с характером разрушения образцов при проведении испытаний. Данный факт доказывает точность результатов проведенных испытаний образцов пенополиуретана при моделировании фактических условий в лаборатории.
Так же при проведении инструментального (тепловизионного) обследования зафиксирована утечка тепла из подверженной разрушению части межпанельного шва на объектах исследования.
На основании проведенного исследования, изучив проблемы тематики данной магистерской диссертации, в качестве рекомендации было предложено проведение единовременных ремонтных работ торцов панельных зданий серии 121Т путем применения технологии наружного утепления всего торца здания в целом. Наружное утепление позволит учесть:
- утечку тепла через межпанельные швы;
- сохранить внутреннюю полезную площадь квартиры при наружном утеплении;
- защиту стеновых панелей от атмосферных воздействий;
- увеличение срока службы конструкций;
- увеличение звукоизоляции;
- повышение энергоэффективности здания обусловленное меньшим потреблением энергоресурсов;
- изначальные большие (нежели текущий ремонт швов) финансовые затраты на реализацию данной технологии обуславливаются дальнейшей экономией на резком снижении затрат на теплоэнергию и текущий ремонт фасада.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
