Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен из ЖБИ )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта изолированная бетонная форма вырезается, чтобы показать внутреннюю структуру опалубки и арматурного стержня (арматуры). Полость заполняется бетоном для создания постоянной стены.

Изоляционная бетонная опалубка или изолированная бетонная опалубка (ICF) - это система опалубки для железобетона, обычно сделанная с жесткой теплоизоляцией, которая остается на месте в качестве постоянной внутренней и внешней основы для стен, полов и крыш. Формы представляют собой модульные блоки, которые укладываются в сухую (без раствора ) и заполняются бетоном . Блоки соединяются вместе, как Lego.кирпичей и создайте форму несущих стен или полов здания. ICF строительство стало обычным делом как для Невысокого коммерческого и высокой производительности жилищного строительство как более жесткой энергоэффективность и стихийные бедствия , устойчивые строительные нормы и правила принимаются.

Развитие [ править ]

Первые формы стеновых панелей ICF из пенополистирола были разработаны в конце 1960-х годов, когда истек срок действия оригинального патента и появились современные пенопласты компанией BASF. Канадский подрядчик Вернер Грегори подал первый патент на форму из пенобетона в 1966 году с блоком «размером 16 дюймов в высоту и 48 дюймов в длину с блокировкой« шпунт-паз », металлическими стяжками и сердечником в виде вафельной сетки». [1] Правильно отметить, что первозданная форма опалубки ICF восходит к 1907 году, о чем свидетельствует патент, озаглавленный «Строительный блок», изобретатель Л. Р. Франклин. В этом патенте заявлен кирпич в форме параллелепипеда, имеющий центральную цилиндрическую полость, соединенную с верхней и нижней гранями посредством зенковки. [2]

Принятие конструкции ICF неуклонно росло с 1970-х годов, хотя первоначально этому препятствовали недостаточная осведомленность, строительные нормы и правила, а также путаница, вызванная тем, что многие разные производители продавали немного разные конструкции ICF, а не сосредотачивались на промышленной стандартизации . Строительство ICF в настоящее время является частью большинства строительных норм и правил и принимается в большинстве юрисдикций в развитом мире.

Строительство [ править ]

Изоляционные бетонные формы изготавливаются из любого из следующих материалов:

  • Пенополистирол (чаще всего вспененный или экструдированный)
  • Пенополиуретан (включая пену на основе сои) [3]
  • Цементно-связанное древесное волокно
  • Цементно-полистирольные шарики
  • Ячеистый бетон

Арматурные стальные стержни ( арматура ) обычно помещаются внутрь опалубки перед заливкой бетона, чтобы придать бетону прочность на изгиб , подобно мостам и высотным зданиям из железобетона. Как и другие бетонные опалубки, формы заполняются бетоном «лифтами» высотой от 1 до 4 футов для управления давлением бетона и снижения риска выбросов.

После того, как бетон затвердел, формы оставляют на месте навсегда, чтобы обеспечить ряд преимуществ, в зависимости от используемых материалов:

  • Теплоизоляция
  • Звукоизоляция
  • Хорошие характеристики горения поверхности
  • Пространство для прокладки кабелепровода и водопровода . Опалубочный материал по обе стороны от стен позволяет легко разместить электрические и сантехнические установки.
  • Основа для гипсокартона или другой отделки внутри и штукатурки , кирпича или другого сайдинга снаружи
  • Улучшение качества воздуха в помещении
  • Регулируемый уровень влажности и предотвращение роста плесени (гигринный буфер)

Категоризация [ править ]

Изоляционные бетонные формы обычно делятся на две категории. Организации, которые в первую очередь заботятся о бетоне, классифицируют их в первую очередь по форме бетона внутри формы. [4] [5] Организации, которые в первую очередь заботятся о производстве форм, классифицируют их в первую очередь по характеристикам самих форм. [6]

По конкретной форме [ править ]

Система плоских стен [ править ]

Для систем ICF с плоскими стенами бетон имеет форму плоской стены из твердого железобетона, аналогичную форме бетонной стены, построенной с использованием съемных форм.

Система сетки [ править ]

Система сетки экрана [ править ]

Для ICF системы экранных решеток бетон имеет форму металла в экране с горизонтальными и вертикальными каналами из железобетона, разделенными участками из твердого материала.

Система вафельных решеток [ править ]

Для систем ICF с вафельной сеткой бетон имеет форму гибрида между сеткой экранной сетки и бетоном с плоской стенкой, с сеткой из более толстого армированного бетона и с более тонким бетоном в центральных областях, где сетка экрана будет иметь твердый материал ICF.

Система столбов и перемычек [ править ]

Для столбов и перемычек ICF бетон имеет горизонтальный элемент, называемый перемычкой , только наверху стены (горизонтальный бетон внизу стены часто присутствует в виде нижнего колонтитула здания или перемычки стены. ниже) и вертикальные элементы, называемые столбами, между перемычкой и поверхностью, на которую опирается стена.

По характеристике формы [ править ]

Заблокировать [ редактировать ]

Внешняя форма блока ICF аналогична форме блока бетонной кладки , хотя блоки ICF часто больше по размеру, поскольку они сделаны из материала, имеющего более низкий удельный вес. Очень часто края блоков ICF делают так, чтобы они блокировались, уменьшая или устраняя необходимость в использовании связующего материала между блоками.

Панель [ править ]

Панельные ICF имеют плоскую прямоугольную форму секции плоской стены, они часто равны высоте стены и имеют ширину, ограниченную возможностью манипулирования материалом при больших размерах и общей полезностью размера панели для строительства стен.

Планка [ править ]

ICF планки имеют размер ICF блока в одном измерении и ICF панели в другом измерении.

Характеристики [ править ]

Энергоэффективность [ править ]

  • Минимальные утечки воздуха, если таковые имеются, что повышает комфорт и снижает теплопотери по сравнению со стенами без прочного воздушного барьера
  • Высокое термическое сопротивление ( значение R ) обычно выше 3 К · м² / Вт (в американских единицах измерения: R-17 [7] ); это приводит к экономии энергии по сравнению с неизолированной кладкой (см. сравнение )
  • Сплошная изоляция без тепловых мостов или «изоляционных промежутков», как это принято в каркасном строительстве.
  • Тепловая масса при правильном использовании и в сочетании с пассивной солнечной конструкцией может сыграть важную роль в дальнейшем сокращении энергопотребления, особенно в климате, где обычно температура окружающей среды колеблется выше внутренней температуры днем ​​и ниже ночью.

Сила [ править ]

  • Изоляционные бетонные формы создают конструктивную бетонную стену, монолитную или столбово-балочную, которая до десяти раз прочнее, чем конструкции с деревянным каркасом.
  • Структурная целостность для большей устойчивости к силам природы по сравнению с каркасными стенами.
  • Компоненты систем ICF - как заливной бетон, так и материал, из которого изготовлен ICF, - не гниют при намокании.

Звукопоглощение [ править ]

Стены ICF имеют гораздо более низкие показатели акустической передачи . Стены ICF стандартной толщины показали коэффициент передачи звука (STC) от 46 до 72 по сравнению с 36 для стандартной изоляции из стекловолокна и гипсокартона. Достигаемый уровень шумоподавления зависит от толщины стенок, массы, материалов компонентов и герметичности.

Противопожарная защита [ править ]

Стены ICF могут иметь рейтинг огнестойкости от четырех до шести часов и незначительные свойства горения поверхности. Международный Строительный Кодекс: 2603.5.2 [8] требует, чтобы изоляция из пенопласта (например, пенополистирола, пенополиуретана) была отделена от внутренней части здания тепловым барьером (например, гипсокартоном ), независимо от противопожарного барьера, обеспечиваемого центральным бетоном. Формы, изготовленные из связанного цемента - древесных волокон (например, [9] ), полистирольных шариков (например, [10] [11] ) или воздуха (например, ячеистого бетона - например, [12] ), по своей сути обладают огнестойкостью.

Качество воздуха в помещении [ править ]

Поскольку они обычно строятся без пароизоляции из листового пластика, стены ICF могут регулировать уровень влажности, снижать вероятность образования плесени и способствовать созданию более комфортного интерьера при сохранении высоких тепловых характеристик. Однако пена может выделять газы, что еще недостаточно изучено.

Экологическая чувствительность [ править ]

Стены ICF могут быть изготовлены из различных переработанных материалов, которые могут минимизировать воздействие здания на окружающую среду. Большой объем бетона, используемого в стенах ICF, подвергся критике, поскольку производство бетона является большим источником выбросов парниковых газов. [13]

Паразиты [ править ]

Поскольку все внутреннее пространство стен ICF постоянно занято (нет зазоров, которые могут возникнуть между изоляцией из выдувного стекла или стекловолокна и стеной с деревянным каркасом), они создают больше трудностей для случайного перемещения насекомых и паразитов. Кроме того, хотя формы из пенопласта могут иногда проходить через туннели, внутренние бетонные стены и портландцемент цементно-скрепленных форм создают гораздо более сложный барьер для насекомых и паразитов, чем стены из дерева.

Рекомендации по проектированию здания [ править ]

При проектировании здания со стенами из ICF необходимо учитывать возможность выдерживания веса любых стен, не опирающихся непосредственно на другие стены или фундамент здания. Также необходимо учитывать, что несущей частью стены ICF является бетон, который без специальной подготовки не простирается ни в каком направлении к краю формы. Для решетчатых, стоек и перемычек размещение вертикальных элементов бетона должно быть организовано таким образом (например, начиная с противоположных углов или разрывов (например, дверных проемов) и работая так, чтобы они встречались в непрерывной стене), чтобы должным образом передавать нагрузку от перемычку (или приклеиваемую балку) к поверхности, поддерживающей стену.

Строительный процесс [ править ]

Конструкция ICF менее требовательна из-за своей модульности . Для укладки опалубки ICF можно использовать менее квалифицированный персонал, хотя при заливке бетона необходимо тщательно продумать его, чтобы убедиться, что он полностью затвердевает и равномерно затвердевает без трещин. В отличие от традиционной конструкции из деревянных балок, для проемов, дверей, окон или инженерных коммуникаций не требуется никакой дополнительной структурной поддержки, кроме временных лесов , хотя для модификации конструкции после затвердевания бетона требуются специальные инструменты для резки бетона.

Полы и фундаменты [ править ]

Стены ICF традиционно укладываются на монолитную плиту с закладными арматурными дюбелями, соединяющими стены с фундаментом.

Настил ICF становится все более популярным дополнением к общей конструкции стен ICF. Настил ICF весит до 40% меньше, чем стандартный бетонный пол, и обеспечивает превосходную изоляцию. Настил ICF также может быть спроектирован в сочетании со стенами ICF, чтобы сформировать непрерывную монолитную конструкцию, соединенную арматурой. Палубные крыши ICF популярны в районах штормов [14], но сложнее построить крышу сложной формы, и бетон можно заливать только до определенной точки на наклонных поверхностях, часто с максимальным уклоном 7:12. [15]

Стены [ править ]

Стены ICF строятся по очереди, обычно начиная с углов и продвигаясь к середине стен. Затем концевые блоки обрезаются по размеру, чтобы расходовать как можно меньше материала. По мере подъема стены блоки располагаются в шахматном порядке, чтобы избежать длинных вертикальных швов, которые могут ослабить опалубку из пенополистирола. [16] Структурные рамы, известные как баксы , размещаются вокруг проемов, чтобы придать проемам дополнительную прочность и служить точками крепления для окон и дверей.

Внутренняя и внешняя отделка и фасады крепятся непосредственно к поверхности ICF или стяжкам, в зависимости от типа ICF. Кирпичные и каменные фасады требуют удлиненного выступа или уголка полки на уровне основного пола, но в остальном никаких доработок не требуется. Внутренние поверхности стен из полистирола ICF должны быть покрыты гипсокартонными панелями или другими настенными покрытиями. [17] В течение первых месяцев сразу после строительства могут проявиться незначительные проблемы с влажностью внутри, поскольку бетон затвердевает, что может повредить гипсокартон. Осушение может быть выполнено с помощью небольших жилых осушителей или с помощью системы кондиционирования воздуха в здании.

В зависимости от опыта подрядчика и качества их работы неправильно установленная наружная пенная изоляция может быть легким доступом для грунтовых вод и насекомых. Чтобы предотвратить эти проблемы, некоторые производители изготавливают блоки из пенопласта, обработанные инсектицидами, и рекомендуют устанавливать дренажное полотно и другие методы гидроизоляции. Установлены сливные плитки для отвода воды.

Сантехника и электричество [ править ]

Сантехнические и электрические трубы могут быть помещены внутри форм и залиты на место, хотя проблемы с урегулированием могут привести к поломке труб, что приведет к дорогостоящему ремонту. По этой причине водопроводные трубы и кабелепроводы, а также электрические кабели обычно закладываются непосредственно в пену перед нанесением настенных покрытий. Горячий нож или электрическая бензопила обычно используются для создания отверстий в пене для прокладки трубопроводов и кабелей. электрические кабели вставляются в ICF с помощью кабельного перфоратора . [18], в то время как ICF из других материалов обычно режут или фрезеруют с помощью простых столярных инструментов. Версии простых столярных инструментов, подходящие для цементно-цементных форм, изготавливаются для аналогичного использования савтоклавный газобетон .

Стоимость [ править ]

Первоначальная стоимость использования ICF, а не традиционных строительных технологий, чувствительна к цене материалов и рабочей силы, но строительство с использованием ICF может добавить от 3 до 5 процентов к общей закупочной цене по сравнению со строительством с деревянным каркасом. [19] В большинстве случаев строительство ICF будет стоить примерно на 40% меньше, чем обычное (цокольное) строительство из-за экономии трудозатрат за счет объединения нескольких этапов в одну. Конструкция ICF выше класса обычно дороже, но при добавлении больших отверстий конструкция ICF становится очень рентабельной. Для больших проемов в традиционной конструкции требуются большие коллекторы и опорные стойки, тогда как конструкция ICF снижает стоимость, поскольку непосредственно вокруг проема требуется только армирующая сталь.

Строительство ICF может позволить до 60% меньших блоков отопления и охлаждения обслуживать ту же площадь пола, что может снизить стоимость окончательного дома примерно на 0,75 доллара за квадратный фут. Таким образом, предполагаемая чистая дополнительная стоимость может составлять от 0,25 до 3,25 доллара. [20] [21] Дома ICF также могут претендовать на налоговые льготы , что еще больше снижает расходы.

Здания ICF со временем становятся менее дорогими, поскольку они требуют меньше энергии для обогрева и охлаждения помещения такого же размера по сравнению с множеством других распространенных методов строительства. Кроме того, расходы на страхование могут быть намного ниже, поскольку дома ICF гораздо менее подвержены ущербу от землетрясений, наводнений, ураганов, пожаров и других стихийных бедствий. Также снижаются затраты на содержание и содержание, поскольку здания ICF не содержат древесины, которая со временем может гнить или подвергаться нападению насекомых и грызунов. [22]

Преимущества [ править ]

В сейсмических и подверженных ураганам районах конструкция ICF обеспечивает прочность, ударопрочность, долговечность, отличную звукоизоляцию и воздухонепроницаемость. Конструкция ICF идеальна в умеренном и смешанном климате со значительными дневными колебаниями температуры в зданиях, спроектированных с учетом стратегии тепловой массы . [23]

Один только изоляционный R-показатель ( R-значение ) ICF варьируется от R-12 до R-28, что может быть хорошим R-значением для стен. [24] Экономия энергии по сравнению с каркасными стенами составляет от 50% до 70%. [25] [26]

См. Также [ править ]

  • Полистирол
  • Железобетон
  • Теплоизоляция
  • Эффективность преобразования энергии
  • Энергосбережение

Ссылки [ править ]

  1. ^ "История МКФ" . Р. Дж. Пирсон . Проверено 11 апреля 2019 .
  2. ^ Кристиан Анджели, "Изоляция бетонных форм" . 2018, Техническое законодательство, ISBN 978-88-6219-292-7 . 
  3. ^ Haefs, Брайан. «Формы и функции» . Решения для экологичного строительства . Американский совет химической промышленности, Inc. Архивировано из оригинала 2010-04-07 . Проверено 6 мая 2010 .
  4. ^ "Изоляция бетонных форм" . Ассоциация портлендского цемента . Проверено 12 июля 2014 .
  5. ^ "Бетонные здания коммерческого строительства, конструкция для наклона вверх и ICF" . Национальная ассоциация товарных бетонных смесей . Проверено 1 июля 2014 .
  6. ^ «Виды МКФ» . Пенополистирол - Промышленный альянс . Проверено 12 июля 2014 .
  7. ^ "Изоляция бетонных форм" . Руководство для потребителей EERE . США Департамент энергетики .
  8. ^ «Глава 26 - Пластик» . Архивировано из оригинала на 2014-10-06 . Проверено 4 октября 2014 .
  9. ^ «Стандарт испытания единиц значения свойства - Свойства материала Durisol» (PDF) . Проверено 4 октября 2014 .
  10. ^ "Технические данные Rastra" . Проверено 4 октября 2014 .
  11. ^ "Тестирование системы панели Performwall" . Архивировано из оригинала на 2015-06-10 . Проверено 4 октября 2014 .
  12. ^ «Грейзель Климанорм: Ячеистый бетон показывает, из чего он сделан в случае пожара» . Архивировано из оригинала на 2014-10-06 . Проверено 4 октября 2014 .
  13. ^ Махасенан, Натесан; Стив Смит; Кеннет Хамфрис; Ю. Кая (2003). «Цементная промышленность и глобальное изменение климата: текущие и потенциальные будущие выбросы CO2 в цементной промышленности». Технологии контроля парниковых газов - 6-я международная конференция. Оксфорд: Пергамон. С. 995–1000. DOI: 10.1016 / B978-008044276-1 / 50157-4. ISBN 978-0-08-044276-1 . 
  14. ^ Упругие изолированные крыши из бетона http://www.insuldeck.com/resilient-insulated-roofs/ получено 16 августа 2018 г.
  15. ^ Панушев, Иван С .; Питер А. Вандерверф (2004). Строительство изоляционных бетонных опалубок. Макгроу Хилл. ISBN 0-07-143057-1 . "> Панушев, стр. 58 
  16. ^ Panushev, с.80
  17. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2010-11-26 . Проверено 19 октября 2010 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  18. ^ "Кабельный перфоратор" . ПодмастерьеИнструменты . Инструменты подмастерья. Архивировано из оригинала на 20 июня 2015 года . Проверено 20 июня 2015 года .
  19. ^ http://www.huduser.org/portal/publications/destech/icfbenefits.html
  20. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2010-08-01 . Проверено 18 апреля 2010 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  21. ^ http://www.concretenetwork.com/concrete-homes/cost.html
  22. ^ Panushev, стр. 16
  23. ^ ["Справочник домовладельца по энергоэффективности, стр. 166"], Джон Криггер и Крис Дорси
  24. ^ [Обозначение Американского общества испытаний и материалов (ASTM): C976]
  25. ^ ["Эффект ICF"] Доступ к ICFA по адресу http://www.forms.org/images/cmsIT/fckeditorfile/ICFA%20Tech%20-%20ICF%20Effect(1).pdf
  26. ^ "Энергетические сравнения бетонных домов и деревянных каркасных домов", RP119 Vanderwerf
  • Анджели К., «СОЗДАНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ, ЭФФЕКТИВНОСТИ И ЭКОНОМИИ - Научные исследования конструктивной системы ICF - Изоляционная бетонная форма» - Youcanprint, 2020, ISBN 978-88-31668-54-5