Cтроительство дома по технологии ТИСЭ
По технологии ТИСЭ возводятся стены коттеджей и домов с круглогодичным проживанием, летних дачных домиков, гаражей, хозблоков, бань, складов, ограждений, стен и террас на склонах и сейсмостойких сооружений. Стены возводятся с помощью переставной опалубки, изготовленной из стали и рассчитанной на формование одного блока с пустотностью около 45 % как непосредственно в стене, так и на любом ровном месте. С помощью специальной опалубки возможно возведение скругленных стен радиусом 1,8 м.
Переставная опалубка ТИСЭ
Возведение стен начинается с определения необходимой ее толщины и выбора типа опалубки. Для стен разной толщины существуют различные строительные опалубки:
ТИСЭ-2 для стены 25 см (вес- 14 кг) – наиболее универсальная опалубка;
ТИСЭ-3 для стены 38 см (вес- 18 кг) – стены подвалов и домов выше 3 этажей.
Длина всех формуемых блоков – 51 см, а их высота – 15 см. Оснастка позволяет формовать пустотные, сплошные и половинные блоки, и даже тротуарные плитки.
Каждая строительная опалубка оснащена всеми необходимыми для возведения стен инструментами и приспособлениями, компактно уложенными в саму форму.
Технологией ТИСЭ предусмотрено возведение трехслойных стен с гибкими связями. Стены возводятся с опалубкой ТИСЭ-3 с поворотом пустотообразователей. Такая стена-сэндвич без мостков холода позволяет существенно повысить теплоизолирующие характеристики стен. Армирование такой стены включает горизонтальное армирование стеклопластиковой дорожной сеткой, прокладываемой через 4 ряда кладки, и поперечное армирование с гибкими связями диаметром 6 мм из базальтовых волокон, закладываемых в каждый стеновой блок при его формовании. Для придания возводимой трехслойной стене достаточной прочности и устойчивости поперечные арматурные элементы устанавливают под углом с изменением направления наклона от ряда к ряду. В этом случае в зазоре стены создается пространственная ферма, помогающая полноценно воспринимать стене все действующие на нее нагрузки.
Пустоты заполняются засыпным утеплителем (толщина слоя утепления – 18 см). При заполнении стен керамзитом – это как 1,5 м кирпичной кладки, а с пеноизолом – как кирпичная кладка трехметровой толщины! Такой подход к возведению теплых стен целесообразен с учетом того, что стены, возведенные с ТИСЭ, – ровные, не требующие нанесения толстого штукатурного слоя.
Формование стеновых блоков и возведение стены
Формование стеновых блоков выполняется непосредственно в стене без подстилающего раствора: достаточно смочить нижний ряд блоков водой. В качестве смеси используется смесь песка и цемента М 400 с небольшим количеством воды (3 : 1:0,5) – жесткая смесь. Песок используется крупный или средний, непросеянный. При подборе песка для смеси необходимо избегать использования мелкого и пылеватого песка. Иначе, смесь сложно уплотнить, она очень чувствительна к количеству воды, плохо трамбуется и не держит форму после распалубки.
Смесь уплотняется ручной трамбовкой. Распалубка выполняется немедленно. Процесс формования одного блока занимает 5 – 10 мин, в зависимости от типа опалубки. В день можно выложить один слой блоков, а за три недели с одной опалубкой возводится этаж среднего дома. Формование блоков можно выполнять и вне кладки, на любом ровном месте. Через день-два их уже можно укладывать в стену на подстилающий раствор, но это менее целесообразно.
При формовании стенового блока смесью заполняют половину формы и приступают к уплотнению смеси несильными ударами ручной трамбовки.3атем докладывают смесь и завершают уплотнение. Если смесь правильно подобрана, то в завершении уплотнения сверху будет проступать цементное молочко. Излишек смеси срезается скребком под верхний уровень пустотообразователей. К распалубке приступают сразу без задержки, предварительно вынув продольный и поперечные штыри. На отформованный блок укладывают выжимную панель и рычагом (трамбовка со штырем) приподнимают и извлекают пустотообразователи, а затем и снимают форму с блока, одновременно прижимая к нему выжимную панель.
После распалубки в стене остаются отверстия диаметром 10 мм от фиксирующих штырей.
Пористые заполнители (шлак, керамзит, опилки и т.п.) не используются, т.к. они существенно снижают морозостойкость материала, не создавая эффективной теплоизоляции и не оказывая существенного снижения труда и средств.
Обращаем внимание на то, что смазка стенок формы, традиционно используемая при распалубке бетонных изделий, не требуется, т.к.распалубка выполняется немедленно, до начала схватывания смеси.
Формование блоков в стене с опалубкой ТИСЭ выполняется слоями. Процесс возведения стен упрощен благодаря наличию в нижней части формы выступов, охватывающих нижний ряд блоков, и отсутствию кладочного раствора (достаточно смочить нижний ряд блоков водой). В стене можно сразу же формовать и пазы под балки перекрытия и отверстия под размещение арматуры скрытой проводки, и т.п. Отсутствие большой строительной площадки под размещение стройматериалов, возможность строить без электроэнергии – существенное преимущество технологии ТИСЭ.
Испытания стеновых блоков
Стеновые блоки, отформованные по технологии ТИСЭ, прошли испытания в марте 1995 г. в КТБ «Мосоргстройматериалы» на прочность, морозостойкость и теплопроводность. Стеновой блок, отформованный с опалубкой ТИСЭ-2, при марке цемента 400 выдержал около 100 т на сжатие, а его морозостойкость в несколько раз выше, чем у керамзитобетонных блоков. Полученные результаты подтвердили ожидаемый большой запас по прочности и морозостойкости этих блоков и позволили рекомендовать технологию ТИСЭ для возведения стен в условиях индивидуального строительства без каких-либо ограничений.
Трехслойная стена
Возведение стен
Процесс формования стенового блока начинается с установки формы в стену, рядом с только что отформованным блоком. Блоки формуются слоями. В день – один слой блоков. Если же теплая погода, то следующий ряд блоков можно выкладывать и через 4 ч.
При необходимости создания в стене отверстий и проемов под монтаж скрытой проводки, инженерных коммуникаций, пазов под размещение балок перекрытия, окон систем вентиляции и т.п. в форму укладывают соответствующего размера вкладыши, извлекаемые сразу после распалубки.
Технология ТИСЭ предполагает армирование стены. Горизонтальное армирование выполняется прокладкой сварной сетки или прутков арматуры диаметром 5-6 мм. Возможно армирование и дорожной неметаллической сеткой. Предусмотрено выполнение и вертикального армирования стен. При заполнении вертикальных колодцев стен арматурой и бетоном создаются силовые вертикальные стойки, хорошо воспринимающие вертикальные и боковые нагрузки. Вертикальное армирование целесообразно под опорами перемычек широких оконных и дверных проемов.
При возведении стен, подвалов или стен домов сейсмоактивных районов целесообразно применить опалубку ТИСЭ-3 и вводить вертикальное армирование каждого четвертого колодца стены. Если на слой блоков предполагается укладка бетонных перекрытий, то эти блоки формуют на арматурную сетку. Это позволяет уложить в пустоты этих блоков керамзитобетон, создав тем самым удобную площадку под монтаж плит.
Утепление стен
Технологией ТИСЭ предусмотрено размещение насыпного утеплителя в вертикальных пустотах стен. Размещение утеплителя с внешней стороны, под внешней отделкой – наиболее распространенная схема утепления. Утеплитель может располагаться и под внутренней отделкой помещения. Этот вариант утеплителя лучше совмещать с засыпкой пустот стен утеплителем. В качестве утеплителя, внешней и внутренней отделки могут быть использованы все без исключения современные и традиционные утеплители, отделочные и строительные материалы. Наличие в стенах отверстий диаметром 10 мм, остающихся после распалубки стенового блока, существенно упрощает процесс монтажа утепления и отделки.
Утепление стен, возведенных по технологии ТИСЭ, может выполняться с различным подходом. Обращаем внимание, что высокая степень пустотности стен (45 %), возведенных по технологии ТИСЭ, необходима для создания конструктивной толщи ны стены при минимальных материальных затратах, а не для теплоизоляции. Для подтверждения этого приведем расчетные данные по теплоизоляции такой стены.
– Если пустоты ничем не заполнять, то теплоизоляция такой стены эквивалентна кирпичной стене той же толщины (конвективный теплообмен в пустотах ухудшает теплоизоляцию).
– Если пустоты заполнить керамзитом, то теплоизоляция увеличится в 1,5 раза.
– Если пустоты заполнить высокоэффективной теплоизоляцией (пенопластовая крошка, минвата), то теплоизоляция увеличится уже в 2 раза. Это – предел, т. к. существующие у стеновых блоков мостки холода «обходят теплоизоляцию» снижая ее эффективность.
– Исходя из расчетов, у стен, возведенных с опалубкой ТИСЭ-3 (толщина стен 38 см), теплоизоляция не может быть выше, чем у кирпичной кладки толщиной 75 см.
Теплоизоляция стены снаружи
Варианты с размещением теплоизоляции снаружи, с современной отделкой наиболее целесообразны и являются наиболее распространенными в мировой строительной практике. Технология монтажа внешней теплоизоляции и отделки очень проста и проводится в короткие сроки.
В качестве теплоизоляции могут использоваться как пенопластовые панели толщиной 50 – 80 мм, так и жесткие или полужесткие минераловатные плиты той же толщины. Общая толщина деревянного каркаса при этом должна быть больше на 10 – 20 мм толщины утеплителя, т. е. последний должен быть чуть утоплен для обеспечения гарантированного зазора между ним и вагонкой, что позволит вентилировать полость, исключить отсыревание утеплителя и вагонки, продлить срок их службы. В качестве утеплителя может использоваться и минвата. Для исключения проседания минваты под собственным весом в технологические отверстия стены забиваются деревянные планочки, образующие на стене «ежик», на который и накалывается минвата.
По другому варианту технологии ТИСЭ на одной ленте фундамента одновременно возводят параллельно с основной стеной и кладку в полкирпича. Стены связаны друг с другом закладными элементами, выполненными а виде скобы из арматуры диаметром 5-6 мм. Отогнутые в разных плоскостях законцовки каждой скобы располагаются в слоях раствора соединяемых стен. В зазоре между стенами располагают насыпную теплоизоляцию (керамзит, пенопластовая крошка и т.п.) или в виде жесткого утеплителя (пенопласт, минплита и т.п.).
Распространенный вариант утепления, включающий пенопластовые панели – их оштукатуривание по сетке, – также может быть использован при возведении стен по технологии ТИСЭ.
Интересен и вариант возведения с опалубкой ТИСЭ двух параллельных стен с организацией утепления по аналогии с предыдущим вариантом. В этом случае можно возводить внешнюю стену с опалубкой ТИСЭ-1 (толщина стены 190 мм). Для усиления стенок формуемых блоков в нижней части здания (2 м от земли) пустоты внешней стены целесообразно заполнить керамзитобетоном.
Теплоизоляция внутри помещения
При всех вариантах утепления стены с внутренней стороны могут быть отделаны самыми разнообразными материалами. Используя технологические отверстия в стеновых блоках, можно закрепить горизонтальные или вертикальные рейки, а к ним – вагонку с вертикальной или горизонтальной ориентацией. Сухая штукатурка может быть закреплена также на деревянном каркасе или же непосредственно на стене шурупами или на мастике. Хорошо на возведенную стену укладываются стеклообои или жидкие обои, имеющие некоторую рельефность.
Существует и вариант внутреннего расположения теплоизоляции (со стороны помещений). Вариант этот достаточно распространенный и внешне весьма привлекательный: организация теплоизоляции и внутренняя отделка решаются одновременно, с минимальными затратами. Основная проблема – в передаче холода от внешних стен на сопрягаемые с ними перекрытия и внутренние стены и перегородки. Углы сопряжения при таком исполнении теплоизоляции могут промерзать. Для снижения степени промерзания этих зон перекрытия лучше делать на лагах, а не бетонные. Желательно также при возведении стен использовать опалубку ТИСЭ-3, а пустоты этих стен заполнить утеплителем. К недостаткам этой схемы теплоизоляции можно отнести также и сложность эффективного утепления стен в зонах дверных и оконных проемов и подверженность силовых несущих стен большим температурным колебаниям как сезонным, так и суточным.
Наиболее оправдан такой вариант утепления стен домов в теплых регионах. Целесообразен он при утеплении бани или сауны. В этом случае они весьма быстро и существенно экономичнее будут прогреваться. В качестве утеплителя используется минвата, а пароизоляции – фольга. Изнутри баня отделывается вагонкой. предпочтительно из осины.
Практические советы
1. Отверстия диаметром 10 мм в стене, остающиеся при распалубке от технологической оснастки, могут использоваться: для крепления внутренней и внешней отделки; при оборудовании гаража в них могут забиваться штыри для укладки полок, крюки для закрепления кронштейнов переставных подмостей; в качестве вентиляционных отверстий, чтобы стена лучше «дышала».
2. Формование блоков ТИСЭ в стене надо начинать от углов.
З. При формовании блоков вне кладки толщина слоя кладки из таких блоков будет на 15 мм больше, чем при формовании их на стене.
4. На следующий день после формования блока его еще можно перепилить пилой.
5. При выборе архитектуры здания, возводимого по технологии ТИСЭ, необходимо учитывать, что по затратам выгодней сделать двухэтажный дом с невысокой двускатной крышей, чем одноэтажный дом с ломаной крышей, требующей большого объема дорогостоящего древесного материала.
Варианты утепления стены ТИСЭ
Возведение трехслойных стен – наиболее эффективное средство повышения теплоизоляции стен (сэндвич-стена).
Технологией ТИСЭ предлагаются варианты возведения теплых стен. В зависимости от расположения утеплителя в стене и выбранной внешней отделки рассматриваются следующие составы стен:
– с насыпным утеплителем, расположенным в толщине стены;
– с внешним расположением утеплителя, под внешней отделкой;
– с внутренним расположением утеплителя, под внутренней отделкой;
– комбинированная схема, с расположением утеплителя в толщине стены и с внутренней ее стороны, под внутренней отделкой.
Чтобы упростить выбор варианта теплой стены, приведем их описание с указанием теплоизолирующих характеристик, расходуемых материалов на возведение одного квадратного метра стены и трудоемкости выполняемых работ. Оценка трудоемкости выполнена без учета приготовления бетонного раствора и его доставки к месту формования. При возведении стен второго и третьего этажа трудоемкость следует увеличить в 1,5 раза.
Вариант 1
Стена, возведенная с ТИСЭ-2 (толщина стены 25 см):
– Расход материалов на 1 м2 стены: цемент – 50 кг, песок – 0,12 м3 • Теплоизоляция эквивалентна кирпичной кладке толщиной 25 см
– Трудоемкость возведения 1 м2 стены – 2 ч
Стена, возведенная с ТИСЭ-З (толщина стены 38 см):
– Расход материалов на 1 м2 стены: цемент – 70 кг, песок – 0,18 м3
– Теплоизоляция – эквивалентна кирпичной кладке толщиной 40 см
– Трудоемкость возведения 1 м2 стены – 3 ч
Если в качестве формуемой смеси применить керамзитобетон, шлакобетон или опилкобетон, то теплоизолирующие характеристики стены улучшатся на 30 %. Существенного утепления в такой стене не может получиться из-за конвективного теплообмена и теплового излучения, возникающего в вертикальных колодцах стены между холодной и теgлой стенками.
Вариант 2
Если вертикальные колодцы стен заполнить утеплителем, то стена станет теплее. Задача утеплителя – не дать разогнаться воздушным потокам, преградить путь тепловому излучению.
Стена, возведенная с ТИСЭ-2 с заполнением пустот керамзитом:
– Расход материалов на 1 м2 стены: цемент – 50 кг, песок – 0,12 м3, керамзит – 0,12 м3
– Теплоизоляция – эквивалентна кирпичной кладке толщиной 45 см
– Трудоемкость возведения 1м2 стены – 2,5 ч
Стена, возведенная с ТИСЭ-3 с заполнением пустот керамзитом:
– Расход материалов на 1 м2 стены: цемент – 70 кг, песок – 0,18 м3, керамзит – 0,18 м3
– Теплоизоляция эквивалентна кирпичной кладке толщиной 60 см
– Трудоемкость возведения 1 м2 стены – 3,5 ч
Стена, возведенная с ТИСЭ-3 с заполнением пустот пенополистирольной крошкой или карбомидным пенопластом (пеноизол):
– Расход материалов на 1 м2 стены, цемент – 70 кг, песок – 0,18 м3, крошка – 0,18 м3
– Теплоизоляция – эквивалентна кирпичной кладке толщиной 75 см
– Трудоемкость возведения 1 м2 стены – 3,5 ч
Следует обратить внимание, что замена керамзита на высокоэффективную теплоизоляцию в виде пенополистирольной крошки не дает ощутимой прибавки к теплоизоляции стены. Это связано с тем, что холод проникает сквозь стену по поперечным стенкам стеновых блоков, по мосткам холода, обходя утеплитель с флангов. Так что КПД утеплителя в такой схеме стены не столь высок.
Вариант 3
Если формовать стеновые блоки из керамзитобетона, опилкобетона, то заполненные утеплителем стены будут теплее на треть, но и на столько же увеличится трудоемкость возведения стены. Кроме того, бетонные смеси на пористых заполнителях обладают меньшей прочностью и морозостойкостью. Снаружи их следует защитить внешней отделкой (мокрая штукатурка, водоотталкивающая краска, вагонка, сайдинг, кирпичная кладка и др.).
Вариант 4
В качестве дополнительной меры по сокращению тепловых потерь опалубка ТИСЭ-3 может быть дополнена межпустотной вставкой толщиной около 5 см, изготовленной из бруса и разрывающей наиболее массивный центральный мостик холода стенового блока. Для того, чтобы при формовании блоков смесь не проваливалась в зону разрыва мостка холода, пустоты нижнего ряда блоков следует заранее заполнить утеплителем.
Стена, возведенная с ТИСЭ-3 (с межпустотной вставкой), в пустотах – керамзит:
– Расход материалов на 1 м2 стены: цемент – 70 кг, песок – 0,17 м3, керамзит – 0,19 м3, арматурная сетка – 0,3 м2
– Теплоизоляция эквивалентна кирпичной кладке толщиной 90 см
– Трудоемкость возведения 1 м2 стены – 3,5 ч
Стена, возведенная с ТИСЭ-3(с межпустотной вставкой), в пустотах пенопластовая крошка или карбомидный пенопласт (пеноизол):
– Pacхoд материалов на 1 м2 стены: цемент – 70 кг, песок – 0,17 м3, керамзит – 0,19 м2, арматурная сетка – 0,3 м2
– Теплоизоляция эквивалентна кирпичной кладке толщиной 110 см
– Трудоемкость возведения 1 м2 стены – 3,5 ч
Вариант 5 – трехслойные стены
Возведение трехслойных стен рассматривается фирмой ТИСЭ как основное решение возведения стен с высокими теплоизолирующими характеристиками и низкой себестоимостью. Этой позиции способствует то, что стена, возведенная с опалубкой ТИСЭ, не требует нанесения штукатурного слоя.
Если пустотообразователи в опалубке ТИСЭ-3 развернуть таким образом, чтобы они перекрыли всю длину формы, то между ними и поперечными стенками формы образуются три свободных зазора по 10 мм (в поперечном направлении пустотообразователи прижимаются к продольному штырю, заведенному в дополнительные отверстия поперечных стенок формы).
Смесь закладывается в две продольные полости. После распалубки образуются два сплошных блока толщиной 11 см и 9 см. Большая толщина располагается с внутренней стороны дома и образует основную силовую несущую стену. В процессе формования в щели между пустотообразователями закладывается гибкая связь (заводского изготовления диаметром 5 мм и длиной – 350 мм из базальтовых волокон или прутка арматуры диаметром 5 мм). Арматурные элементы устанавливают под углом с изменением направления наклона от ряда к ряду. Таким образом, создается пространственная ферменная конструкция, устойчивая ко всему спектру действующих нагрузок.
Стена, возведенная с ТИСЭ-3 с повернутыми пустотообразователями, в пустотах – керамзит (крупные фракции):
– Расход материалов на 1 м2 стены: цемент – 70 кг, песок – 0,18 м2, керамзит – 0,18 м2, гибкие связи – 13 шт., арматурная сетка – 0,3 м2
– Теплоизоляция эквивалентна кирпичной кладке толщиной 160 см
– Трудоемкость возведения 1 м2 стены – 3,5 ч
Стена, возведенная с ТИСЭ-3 с повернутыми пустотообразователями,в пустотах – пенопластовая крошка или карбомидный пенопласт (пеноизол)
– Расход материалов на 1 м2 стены: цемент – 70 кг, песок -0,18 м3, керамзит – 0,18 м3, гибкие связи – 13 шт., арматурная сетка – 0,3 м2
– Теплоизоляция эквивалентна кирпичной кладке толщиной 300 см
– Трудоемкость возведения 1 м2 стены – 3,5 ч
Стена, возведенная с ТИСЭ-З с повернутыми пустотообразователями,в пycтoтax – опилки с известью
– Расход материалов на 1 м2 стены: цемент – 80 кг, песок – 0,2 0 м2, опилки – 0,2 м3 гибкие связи – 13 шт., арматурная сетка – 0,3 м2
– Теплоизоляция эквивалентна кирпичной кладке толщиной 150 см
– Трудоемкость возведения 1 м2 стены – 4 ч
Технологией ТИСЭ предусмотрено горизонтальное армирование стен стеклопластиковой дорожной сеткой. В отличие от металлической сетки, она не гниет и не ржавеет, удобна в транспортировке и при раскрое. Она не создает мостка холода. Сетка закладывается через 4-5 рядов кладки, не дает утеплителю просесть, не создает экрана естественному магнитному полю 3емли.
Вариант 6
Технологией ТИСЭ предусмотрено расположение утеплителя снаружи основной стены, под внешней отделкой. Основные преимущества такой схемы – отсутствие мостков холода и расположение основной силовой конструкции стены в благоприятной температурной зоне. В настоящее время подобная схема достаточно широко распространена в строительстве и подробно освещена в литературе. В качестве утеплителя используется минвата, минплита, панели пенополистирола и т.п. Внешняя отделка может быть выполнена в виде кирпичной кладки, сайдинга, вагонки, панелей ЦСП и т.п. Стена возводится, как правило, с опалубкой ТИСЭ- 2, т.к. применение опалубки ТИСЭ-3 сказывается на повышении теплоизоляции незначительно. Пустоты стен утеплителем не заполняются.
Вариант 7
Расположение утеплителя с внутренней стороны стен, под внутренней отделкой, рассматривается технологией ТИСЭ не как основной вариант, а как возможность увеличения теплоизоляции стен. Утепление в виде минваты или пенополистирольных панелей может быть закрыто панелями гипсокартона или вагонки. Под вагонку следует разместить паропроницаемую ветрозащиту (крафт-бумагу, укрывной материал).Особое внимание следует уделить зоне соединения внутренних и внешних стен, зоне оконных откосов и бетонных перекрытий, где холодные силовые конструкции могут провоцировать выпадение конденсата. Чтобы в этих зонах и по плоскости контакта утеплителя с внешней стеной не выпадал конденсат, следует обеспечивать полноценную вентиляцию.