Роль материалов в обеспечении качества зданий

1.2.1. Проблемы строительства и эксплуатации зданий

Современное отечественное и зарубежное строительство развивается на следующих принципах строительного производства: первый - каркасно-монолитные варианты строительства зданий; второй - поточная сборка зданий и сооружений из конструкций и элементов заводского изготовления; третий - комбинации на основе первого и второго принципов.

Несущие элементы зданий изготавливают из железобетонных и металлических изделий и конструкций, в которых используют высокопрочные материалы. Наружные ограждающие конструкции, так как они выполняют не только несущую функцию, преимущественно изготавливают слоистыми из разных материалов, которые выполняют несколько функций: несущую, тепло- и звукоизолирующую, а также декоративную. В каркасных зданиях наружные стены могут работать в пределах высоты этажа как не несущий элемент, т. е. на него не передаются вертикальные нагрузки от вышерасположенных этажей и крыши. В то же время несущий слой такой конструкции должен воспринимать горизонтальные ветровые воздействия и навешенные на него другие слои ограждающей конструкции. Поэтому материалы этого слоя могут иметь существенно меньшую прочность.

В отделке фасадов и интерьеров зданий находят широкое применение декоративные покрытия на основе окрасочных и пастовых составов, а также индустриальные изделия многоцелевого назначения с улучшенными физико-техническими свойствами. Эти изделия по своим конструктивным особенностям обладают одновременно теплоизоляционными, огнезащитными и другими свойствами. Они широко используются при отделке фасадов в России и зарубежных странах.

Индустриальная система отделки интерьеров жилых и общественных зданий, начало массового применения которой было положено в 1960-х гг., прочно заняла ведущие позиции, потеснив традиционные «мокрые» способы отделки - штукатурно-малярные работы. Эта система включает «сухие» методы отделки интерьеров.

Все облицовочные материалы в зависимости от технологии их применения можно условно разделить на две группы:

  • - материалы «мокрой» облицовки фасадов и интерьеров зданий, предназначенные для выполнения штукатурно-малярных работ непосредственно на месте строительства здания;
  • - изделия полной заводской готовности для «сухой» облицовки фасадов и интерьеров зданий (панели, плиты, листы, пластины, доски), которые устанавливаются в рабочее положение на месте производства облицовочных работ с помощью различных крепежных соединений.

Суть «сухой» системы сводится к отделке строительных конструкций унифицированными элементами с учетом модульного использования материалов и изделий полной заводской готовности, монтируемых с помощью различного рода крепежных соединений.

Современные конструкции перегородок и подвесных потолков основаны на принципе сборности, простоты монтажа и демонтажа. В качестве наборных элементов служат гладкие, рельефные, перфорированные элементы.

Панели, плиты, листы, пластины легко и быстро устанавливаются (монтируются) с помощью шпунтирования, их можно привинчивать, прикреплять скобами к стене, а также наклеивать.

Предпочтение отдают «сухим» методам облицовки, особенно при ремонте помещений и фасадов зданий. Строители наряду с индустриальной отделкой используют и «мокрые» методы, однако подход к ним также претерпел эволюцию. Их выполняют в условиях строительной площадки, с использованием индустриально приготовленных основных и вспомогательных материалов или полуфабрикатов в виде сухих смесей, применяя рациональные механизированные методы производства.

Для выполнения отделочных работ отечественными и зарубежными фирмами освоен выпуск широкой номенклатуры средств малой механизации, в том числе ручных машин и мелкого инвентаря, позволяющих сократить трудозатраты.

Важным аспектом применения материалов в архитектурно-строительной практике является их безопасность.

В последнее время из-за сильного загрязнения воздушной окружающей среды, вызванного бурным развитием промышленности и увеличением количества автотранспорта, фасадные поверхности зданий подвергаются сильной коррозии. Например, здания, облицованные естественным камнем, под воздействием агрессивных газов (в особенности сернистого ангидрида SO2) сильнее пострадали за последние 20 лет, чем за предыдущие 300 лет. Раньше оцинкованные стальные изделия на фасадах подвергались коррозии и разрушались за 20 лет, а теперь - за 5.

Бетонные фасадные поверхности прежде не нуждались в окрашивании защитными составами, а теперь вследствие сильного загрязнения воздуха они подвергаются интенсивной коррозии, действие которой распространяется на арматуру, что снижает несущую способность здания, приводит к аварийному состоянию. Результатом коррозии является разрушение защитного слоя бетона с образованием трещин, в которые проникает вода, и резкое снижение морозостойкости бетона.

В связи с повышением требований к теплоэффективности ограждающих конструкций зданий и соответствующим совершенствованием и разработкой новых слоистых конструкций наружных стен с использованием теплоизоляционных материалов их толщина стала меньше, соответственно, и масса наружных ограждающих конструкций уменьшилась. Экономия тепла - важная проблема, и она должна решаться не только путем использования современных конструкций при возведении зданий, но и путем внедрения в строительство покрытий, выполняющих гидроизоляционные, антикоррозионные, теплозащитные и другие функции. Опытным путем доказано, что при увеличении влажности ограждающих конструкций зданий на 10-20 % теряется до 50 % их тепловой изоляционной способности. Фасады подвергаются воздействию влаги (в виде дождя, инея, конденсата), резких перепадов температур, выхлопных газов, ультрафиолетового облучения и механических нагрузок. Необходимо учитывать еще одно важное обстоятельство: отделочные покрытия фасадов подвергаются действию щелочей, которые выносит влага из материала самих стеновых конструкций (высолы).

Принимая во внимание все проблемы, связанные с отделкой фасадов зданий, приходится решать сложные задачи по разработке и применению многофункциональных декоративных покрытий, обладающих высокими эксплуатационными свойствами. Такие фасадные покрытия, с одной стороны, должны обладать высокой степенью адгезии к различным основаниям, с другой - должны иметь достаточную паропроницаемость и в то же время быть влагонепроницаемыми для сохранения теплозащитных свойств ограждающей конструкции. Они должны быть: эластичными, стойкими к ультрафиолетовому облучению, атмосферо-, щелоче- и кислотостойкими. Воздействия и факторы, вызывающие старение и износ конструкций зданий, представлены на рис. 1.1.

Дождь, град, снег _

Температура, влажность, химические вещества

Солнечная радиация

Ветер

Нагрузки: (собственная масса, снег, люди и т.д.)

Шум

Вибрации

Подземные толчки

Грунтовая вода

Рис. 1.1. Воздействия на здание окружающей среды, вызывающие старение и износ конструкций

1.2.2. Виды свойств материалов, обеспечивающих качество зданий

Требования, которым должны отвечать все современные строительные материалы и изделия, определяются в основном назначением этих материалов, областью их использования и режимами эксплуатации зданий, сооружений, конструкций. Свойства материалов, обеспечивающие качество архитектурных конструкций, помещений и зданий, представлены в табл. 1.1, 1.2.

Таблица 1.1

Свойства материалов, обеспечивающие качество архитектурных конструкций, помещений и зданий

Показатели

качества

Параметры конструкции здания

Свойства материала, изделия

Санитарные и гигиенические показатели качества

Зрительный комфорт

  • • Художественная выразительность интерьеров и фасадов.
  • • Освещенность помещений
  • • Цвет, форма, фактура, рисунок (текстура).
  • • Белизна.
  • • Блеск

Микроклимат

• Температурно-влажностный режим помещений

Т = 20-22 °C, W = 40-70 %; ВОЗ

• Перепад температур у внутренней поверхности для стен: зимой -3 °C, летом +3 °C;

для пола - 22-24 °C.

• Тепловая инерция.

  • • Теплопроводность.
  • • Теплоемкость.
  • • Гигроскопичность.
  • • Водопоглощение

Звуковой комфорт

  • • Шумоизоляция.
  • • Реверберация.
  • • Артикуляция
  • • Звукопоглощение.
  • • Звукоизоляция.
  • • Вибропоглощение

Другой физиологический комфорт

  • • Нескользкость.
  • • Неэлектростатичность.
  • • Светоотражающая способность
  • • Фактура.
  • • Электризуемость.
  • • Блеск

Удобство обслуживания

  • • Незагрязняемость.
  • • Легкость чистки
  • • Фактура.
  • • Пористость,
  • • Электризуемость.
  • • Наличие швов

Надежность

Работоспособность.

Состояние нормального функционирования элементов здания

  • • Несущая способность.
  • • Теплофизические параметры.
  • • Акустические параметры
  • • Прочность на сжатие и растяжение.
  • • Упругость и деформативность.
  • • Ударная прочность.
  • • Прочность на продавливание.
  • • Водостойкость

Окончание табл. 1.1

Показатели

качества

Параметры конструкции здания

Свойства материала, изделия

Долговечность.

Срок нормального функционирования элементов здания

  • • Физическое старение и износ.
  • • Моральное старение
  • • Коррозионная стойкость.
  • • Биостойкость.
  • • Атмосферостойкость.
  • • Морозостойкость.
  • • Стойкость к истиранию.
  • • Светостойкость

Безопасность

Экологичность

  • • Токсичность при нормальных условиях эксплуатации.
  • • Токсичность во время пожара.
  • • Радиоактивность
  • • ПДК выделяющихся газов.
  • • Содержание тяжелых металлов.
  • • Содержание радионуклидов

Пожаробезопасность

  • • Предел огнестойкости конструкций (мин.).
  • • Класс пожарной опасности (K0...K3)
  • • Горючесть.
  • • Воспламеняемость.
  • • Скорость распространения пламени.
  • • Дымообразующая способность

Таблица 1.2

Архитектурные требования к материалам элементов конструкций зданий

Требования

Несущий элемент

Тепло-, шумо-изоляция

Облицовка фасада

Внутренняя облицовка

Вид

Подвид

Параметр

стена

перекрытие

покрытие

стена

перегородки

перекрытия

покрытия

стена

кровля

пол

стены

потолок

Эксплуатационные

Механические

Прочность на сжатие и растяжение

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Прочность на продавливание

+

+

+

Истираемость

+

Ударная прочность

+

+

+

Физико-хи-мические

Водостойкость

+

+

+

+

+*

+

+

+

+

+

+*

+*

Влагостойкость

+

+

+

+

+

Морозостойкость

+

+

+

+

+

+

+

Химическая стойкость

+

+

+

Обслужи-вание

Чистка пыли

+

+

+

Мокрая уборка

+

Возможность обработки химическими средствами

+

Окончание табл. 1.2

Требования

Несущий элемент

Тепло-, шумо-изоляция

Облицовка фасада

Внутренняя облицовка

Вид

Подвид

Параметр

стена

перекрытие

покрытие

стена

перегородки

перекрытия

покрытия

стена

кровля

пол

стены

потолок

Санитарно-гигиенические

Теплофизи-ческие

Теплопроводность

+

+

+

+

Теплоемкость

+

+

Теплоусвояемость

+

Акустиче-ские

Звукоотражение

+

+

Звукопоглощение

+

+

+

+

+

+

Звукоизоляция

+

+

Физиологи-ческие

Электростатичность

+

+

+

Светоотражение

+

+

+

Нескользкость

+

Экологичность

Токсичность выделяемых газов**

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Содержание тяжелых металлов

+

+

+

Радиоактивность

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Пожаро-опасность***

Горючесть

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Скорость распространения пламени

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Дымовыделение

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Стойкость к загрязнению

Пылью

+

+

+

+

+

Бытовыми жидкостями

+

Эстетические

Цвет

Дизайнерское решение

+

+

+

+

+

Форма

Вид, размер

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Фактура

Тип

+

+

+

+

+

Текстура, рисунок

Дизайнерское решение

+

+

+

+

+

Примечания: * - для санитарных узлов; ** - для изделий из пластмассы, дерева и лакокрасочных материалов; *** - для горючих материалов.

1.2.3. Требования к архитектурно-дизайнерским материалам и изделиям

Требования к архитектурно-дизайнерским материалам и изделиям сгруппированы по следующим признакам: общестроительные, эксплуатационнотехнические, санитарно-гигиенические, экономические и эстетические.

Общестроителъные требования обусловлены назначением материала или изделия, технологичностью его применения в строительстве независимо от эксплуатационного режима той конструкции, в которой он будет применен. Например, к линолеуму, предназначенному для покрытия пола в помещении с любым режимом эксплуатации, можно предъявить следующие общестроительные требования: обеспечение возможности его транспортирования, хранения, распаковки, прирезки, укладки с помощью клея или «насухо» и при этом последующей надежной эксплуатации.

Эксплуатационно-технические требования относятся к качественным характеристикам материалов и изделий, определяемым почти исключительно режимом эксплуатации помещений, зданий, сооружений. Так, в зависимости от того, в каком здании и в каком помещении будет использован рассматриваемый нами материал для покрытия пола, будут различными требования к его сопротивлению различным видам физико-механических, химических и иных воздействий: истиранию, продавливанию, тепло-, огнестойкости, действию химических агентов и пр. Эксплуатационный режим помещений будет определять и требования к свойствам, обеспечивающим определенный комфортный уровень покрытия, т. е. его акустические, теплотехнические и другие параметры.

Санитарно-гигиенические требования к промышленной продукции приобрели особую значимость в последнее время, особенно в связи с разработкой и широким использованием в строительстве зданий различных видов полимерных материалов и изделий. Если прежде материалы должны были допускать легкую очистку, мытье, обработку дезинфицирующими составами (редко), то теперь главным и обязательным гигиеническим требованием является отсутствие каких-либо вредных выделений и запаха. Причем эти требования особенно жестки в отношении материалов, применяемых в интерьерах зданий, где от них во многом зависит микроклимат (гигиена) помещений. Для некоторых видов строительных пластмасс, практически не имеющих в нормальных эксплуатационных условиях никакого запаха и вредных выделений (например, пенополиуретановая теплоизоляция), эти требования могут распространяться на случаи пожара или другие экстренные ситуации. Санитарно-гигиеническая сертификация всех новых строительных материалов и изделий специальными санитарными органами становится такой же обязательной процедурой, как и тщательное изучение и проверка их органами пожарного надзора.

Экономические требования (эффективность) - от них в значительной мере зависит целесообразность разработки и внедрения того или иного материала. Экономичность материалов и изделий складывается из их стоимости, заготовительно-складских затрат, стоимости укладки материала в «дело», затрат на текущие ремонты и долговечности. Требованиям экономической эффективности отвечают те материалы и изделия, которые характеризуются относительно меньшим коэффициентом приведенных затрат на их производство и применение.

Эстетические требования - это требования к форме, цвету, рисунку, фактуре строительных материалов и изделий, также определяемые назначением материала и областью его применения. Они выделены в отдельную группу, поскольку, помимо указанных объективных факторов, эти требования не свободны от субъективной оценки архитектора и общего художественного замысла проекта. Требования к эстетическим качествам рулонных материалов для покрытия полов в жилых помещениях квартиры определяются не только измеряемыми показателями светлоты, цветового тона и насыщенности цвета, но и общим архитектурно-художественным решением интерьера (стиля), вкусом автора проекта, наконец, даже модой.

Вопросы для самопроверки к главе

  • 1
  • 1. Назовите виды архитектурно-строительных требований, предъявляемых к материалам и изделиям.
  • 2. Какие требования предъявляют к материалам и изделиям для несущих конструкций зданий?
  • 3. Какие требования предъявляют к материалам и изделиям для внутренней отделки зданий?
  • 4. Какие требования предъявляют к материалам и изделиям для отделки фасадов зданий?
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >