Рубикон-SB. Ставка на Качество!!!
Адрес:
г. Алматы, ул. Бокейханова 47б, 1 этаж
Схема проезда
Каждый день с 10 до 22:00

предисловие к строительной физике

6.1. Введение в строительную физику

Для лучшего понимания следующего текста нужно привести несколько основных понятий из области строительной физики. Следующие строки не могут полностью объяснить всю проблематику, однако ставят целью приблизить всю комплексность решения деревянных строительных конструкций.

При проектировании построек надо учесть все известные существующие и будущие требования, которые к ним на протяжении всего срока их службы предъявляются. Самые большие требования предъявляются к внешней ограждающей конструкции постройки, которая образована вертикальными внешними стенами и крышей и которую можно воспринимать как совокупность всех слоев конструкции, отделяющих внутреннее пространство постройки от внешней среды. К самым важным требованиям, которые к ней предъявляются, относятся:

статическая несущая способность

 защита от атмосферных влияний

 теплоизоляционные свойства

 акустические свойства

 пожарозащита

 воздухонепроницаемость

 защита от влажности

 санитарно-техническая безвредность и экологичность постройки

 

Статическая несущая способность оказывает принципиальное влияние на всю стабильность постройки. Она является решающей для ее долговечности и длительного срока службы. Современные постройки с деревом не ограничиваются только имитацией исторических зданий, а соответствуют сегодняшнему мышлению и деяниям. В деревянных постройках с учетом конструктивного строения и компоновки слоев внешней ограждающей конструкции появляются современные выгодные решения. С выгодой используются легкие каркасные системы, которые преимущественно образованы тонкими и толстыми досками, в которых стойки, размещенные сравнительно плотно друг возле друга, образуют с нижним и верхним опорным брусом деревянную раму. Стабилизация (пространственная жесткость) этой рамной конструкции обеспечивается стяжкой при помощи досок с необходимой несущей способностью. Для таких ограждающих конструкций особенно уместно применение плит OSB SUPERFINISH® ECO (см. главу 6.3).

Защита от атмосферных влияний обеспечивается кровельным материалом и облицовкой фасада. С точки зрения строительной физики наилучшим вариантом является облицовка с проветриванием или естественным воздухообменом, ускоряющая высыхание всей конструкции. Это решение, благодаря протеканию воздуха, позволяет легко отвести влажность внутри конструкции. Следующим общепринятым решением являются оштукатуренные фасады, которые можно выполнить проветриваемыми или контактными (ETICS). Существуют и деревянные фасады, которые в соответствии с конструктивным строением также выполнены проветриваемыми или непроветриваемыми.

В качестве теплоизоляционного слоя используются упругие пористые и пластичные материалы, которые лучше можно приспособить к деревянным элементам и, таким образом, приспособить к возможным зазорам между изоляционным материалом и деревянными стойками. Поэтому плиты из минерального волокна и стекловолокна, а также плиты на базе целлюлозы (например, древесноволокнистые плиты) превосходят твердые древесноволокнистые плиты (например, на базе полистирола). Качество хорошей теплоизоляции, в первую очередь, определяется тем, чем:

больше тепловое сопротивление изоляционного слоя (λ)

 меньше доля несущих конструкций в изоляционных слоях (тепловых мостах)

 больше воздухонепроницаемость при рекомендуемой пароизоляции всей конструкции (по плоскости и в присоединениях)

 лучше способность к аккумулированию тепла

 меньше теплопроводность внутреннего верхнего слоя.

Воздухонепроницаемость ограждающей конструкции постройки со стороны интерьера является очень важной. Локальная воздухопроницаемость (негерметичность, прежде всего, со стороны помещения) может привести к влагопроводимости под воздействием возможного проникновения влажного воздуха из помещения в строительную конструкцию. Эта негерметичность и с ней связанное явление сквозняка, может отрицательно воздействовать на тепловой комфорт и привести к увеличенному потреблению электроэнергии.

Защита от влажности является одним из основных требований, преимущественно предъявляемых к деревянным постройкам.

Цель - по возможности ограничить влажность так, чтобы на протяжении всего срока службы не возникали повреждения.

Влажность может повлечь за собой:

 атмосферные осадки - см. защита от атмосферных воздействий

 строительную влажность (мокрые строительные процессы и влажность, содержащаяся в строительных материалах)

 диффузию водяного пара и проникновение влажного воздуха (конвекция) - см. далее

 конденсацию на поверхности - напр. тепловые мосты в проемах сквозь металлоконструкции

 капиллярная передача (конструкции, находящиеся в контакте с землей, разбрызгиваемой водой, массивными строительными элементами -бетонный фундамент, влажная кладка)

Акустические свойства конструкций необходимы для обеспечения качества внутренней среды. Они необходимы для защиты как от шума, проникающего с внешней стороны, так и от шума, исходящего из остальных помещений внутри постройки. Решающим при этом является размещение источника шума. Если источник находится в прямом контакте с твердым материалом (конструкцией), то речь идет об индексе приведенного уровня ударного шума Lnw (исключительно у потолков и полов); если источник не находится в прямом контакте с конструкцией, то речь идет об индексе изоляции воздушного шума Rw. При этом индекс изоляции воздушного шума тем лучше, чем это значение больше; по сравнению с индексом приведенного уровня ударного шума тем лучше, чем достигнутое значение будет меньше.

Противопожарная защита является необходимой для обеспечения безопасной несущей способности всей постройки. В проекте конструктивного решения и проектирования отдельных элементов и присоединений пожарной безопасности должен отдаваться высокий приоритет. Различают два основных параметра, установленных для конструкционных материалов, т.е. поведение материала при пожаре (установленный в рамках Европейского Союза реакцией на огонь), и параметры всей конструкции, т.е. пожаростойкость стены, потолка и т.п. Время пожаростойкости состоит из одного или нескольких пожарных критериев (R - несущая функция; E - пожароделительные функции, I - теплоизоляционные функции).

Рассмотрение акустических свойств и пожаростойкости конструкций всегда распространяется на конкретное конструктивное строение как одно целое. Оптимизация выполняется соответствующим составлением и выбором материалов, правильным решением стыков и присоединений и применением других познаний при реализации. Поэтому более подробное описание здесь не приводится. Примеры структуры отдельных конструкций, включая заданные физико-строительные параметры, приведены в конструктивных строениях с деревянной рамой.

 

6.2. Физико-строительные свойства плит и другие свойства

Таблица 6.1: Основное разделение плит OSB

характеристики

процедура испытания

толщина

6 до 10 мм

>10 до <18 мм

18 до 25 мм

>25 до 32 мм

KRONOSPAN OSB SUPERFINISH® ECO, тип OSB/3

коэф. теплопроводности λ 1)

EN 12664

0,1 Вт/мK

0,091 Вт/мK

коэф. диффуз. сопротивления μ 1)

EN 12524

143

118

индекс изоляции воздушного шума Rw (C; Ctr)1)

EN ISO 717-1

25 (-1, -2)

27 (0, -1)

rразмерное изменение длины (относительная влажность)2),4)

δI65,85

EN 318

||0,34 mm/m,  | 0,64 mm/m

δI65,35

||-0,69 mm/m,  | -1,01 mm/m

прочность при изгибе, главная/ малая ось3)

среднее значение

EN 310

29,2 / 16,0 MПa

нижний 5% квантил

24,5 / 14,1 MПa

модуль прочности при изгибе, главная/ малая ось 3)

среднее значение

EN 310

5 017 / 1 964 MПa

нижний 5% квантил

4 294 / 1 778 MПa

индекс распространения огня

EN 13501-1

83,8 мм/мин.

Реакция на огонь

EN 13501-1

класс D-s1, d0

KRONOSPAN OSB SUPERFINISH® BAU ECO (Z-9.1-627)

коэффициент диффуз. сопротивления

DIN 4108-3

500 % / %

изменение длины в зависимости от изменения влажности α

-

0,003 % / %

1) Измерение выполнено для плит OSB толщиной 10 и 18 мм
2) Установлено для плит OSB/2 E1 толщиной 15 мм
3) Установлено для плит OSB/3 толщиной 22 мм
4) Определение размерных изменений в зависимости от изменений относительной влажности воздуха

Примечание: Значения были определены на основании лабораторных испытаний (протоколы находятся в распоряжении -см. глава 3).

 

6.3 Статическое проектирование конструкций из плит OSB SUPERFINISH® ECO

6.3.1 Методы проектирования деревянных конструкций

Статическое предложение деревянных конструкций выполняется согласно действующим нормативам. В настоящее время в странах Евросоюза проектные решения можно выполнять в соответствии с:

 действующими европейскими нормативами (здесь Eurocode 5) с корректировкой национальных используемых документов (NAD) отдельных стран

 национальными нормами (см. таблицу)

страна Евросоюза

обозначение Eurocode 5

национал. норма

Чешская Республика

ČSN ENV 1995 -1-1: 2004 + NAD

ČSN 73 1701
ČSN 73 1702

Словакия

STN ENV 1995 -1-1: 2004 + NAD

STN 73 1701

Германия

DIN EN 1995-1-1:2004 + NAD

DIN 1052:2004

Австрия

ONORM EN 1995 -1-1: 2004 + NAD

ONORM B 4100-2

Швейцария

SN EN 1995-1-1:2004

SIA 265:2003

Англия

BS EN 1995 -1-1: 2004 + NAD

BS 5268

Италия

UNI ENV 1995 -1-1: 2004 + NAD

-

 

Для статического расчета и оценки необходимо использовать характерные или допустимые значения (нельзя использовать значения, требуемые в соответствии с нормой EN 300, которые являются показателями качества плит - см. таблицу в главе 2):

 Характерные значения для плит OSB SUPERFINISH® ECO можно взять из нормы EN 12 369-1 „Характерные значения для материалов на базе древесины" или из NAD в EN 1995-1-1:2004. Для проектирования в соответствии с DIN 1052: 1998 можно использовать значения, указанные в настоящей норме.

 Характерные значения для плит OSB SUPERFINISH® BAU ECO устанавливались в соответствии с испытательными таблицами на основании разрешения строительного надзора Z-9.1-627 Немецким строительным институтом (DIBt) в Берлине. Плиты подлежат регулярному контролю, осуществляемому сторонним независимым аккредитованным институтом, обеспечивающим их соответствие с выданным разрешением.

6.3.2 Характерные значения плит OSB SUPERFINISH® ECO

Таблица 6.4, 6.5: Рекомендуемые справочные значения расчетных прочностей и модулей упругости плит OSB в МПа для проектирования по Eurocode 5:

1) Главная ось плиты располагается в направлении продольной ориентации стружек верхних слоев плиты; малая ось располагается перпендикулярно к главной оси
2) Это значение в ENV 1995-1-1 используется для установления fv,90, d
3) Это значение в ENV 1995-1-1 используется для установления fv,0, d

Emean - это среднее значение модуля упругости; для определения нижнего 5 % значения E05 воспользуйтесь E05 = 0,9 Emean, и т. п. G05 = 0,9 Gmean

 

Таблица 6.6: Рекомендуемые справочные значения расчетных прочностей и модулей упругости плит OSB SUPERFINISH® ECO в МПа для проектирования деревянных конструкций в соответствии с нормой ČSN 73 1701:1984:

 

Tabulka 6.7: Doporučené informativní hodnoty výpočtových pevností a modulů pružností v MPa pro desky OSB SUPERFINISH® BAU ECO (Z-9.1-627) pro navrhování dřevěných konstrukcí podle ČSN 73 1701:1984:

1) Главная ось плиты располагается в направлении продольной ориентации стружек верхних слоев плиты, малая ось располагается перпендикулярно к главной оси.

Примечание: Значения устанавливаются преобразованием на основании Z-9.1-627.

6.3.3 Общая информация

Ориентация главной оси плит (продольное направление) должно быть перпендикулярно к несущему растру конструкции. Оптимальное расстояние между стойками растра "e"деревянной конструкции преимущественно определяет формат плиты (в некоторых случаях формат наиболее дорогого примененного слоя обшивки) так, чтобы прорезка материала было минимальной. Основным модулем в зависимости от размеров плиты (2 500 ~ 1 250 мм) является значение e = 625 мм. Для перекрывающих и кровельных конструкций используются следующие вспомогательные модули (согласно длине плиты) e = 417 мм и 833 мм. Для стен-диафрагм по возможности рекомендуется выбирать плиты длиной, отвечающей
высоте этажа, т. к. расчеты упрощаются и постройка удешевляется по сравнению с разомкнутыми плитами, где необходимо подпереть все горизонтальные соединения, что приводит к дополнительным расходам. Минимизация количества поперечных разрезов с точки зрения уменьшения расходов является более важной, чем оптимизация разрезов с точки зрения несущей способности. Для того чтобы конструкция не прогибалась, минимальная толщина плит, используемых в стене и в качестве обшивки нижней стороны перекрытия, как правило, должна рассчитываться на основании соотношения между толщиной плиты и расстоянием между опорными элементами [мм]/50. Таблицы для предварительного определения размеров плит предусмотрены в следующих главах.

6.3.4 Таблицы для определения размеров плит OSB SUPERFINISH® BAU ECO по норме ČSN 73 1701:1984 для макс. прогиба 1/300 пролета

Расчетные характеристики в соответствии с Z-9.1-627, преобразованные для проектирования по норме ČN 73 1701:1984. Значения устанавливаются исходя из условия предельного прогиба и несущей способности при изгибе и из условия сдвига при изгибе. Значения в таблицах относятся к случайной кратковременной нагрузке. Значения для случайной долговременной нагрузки или преобладающей постоянной нагрузки необходимо уменьшить вплоть до 50%. Расчетная нагрузка устанавливается умножением нормативной нагрузки на соответствующий коэффициент нагрузки.

 Линейная нагрузка на простой балке

 пролет в направлении главной оси

 пролет в направлении малой оси

Равномерная нагрузка на простой балке

 пролет в направлении главной оси

 пролет в направлении малой оси

Очевидна выразительная разница между прогибом в направлении главной оси и малой оси плиты. Поэтому во время монтажа всегда необходимо соблюдать заданную ориентацию плиты с учетом главной и малой оси.

Равномерная нагрузка на неразрезной балке с двумя одинаковыми пролетами

 пролет в направлении главной оси

 

 6.4 Плиты OSB SUPERFINISH® ECO в качестве несущего строительного элемента

Плиты OSB SUPERFINISHR ECO классифицируются в соответствии с нормой EN 3001 и EN 139862 как OSB/2, OSB/3 и OSB/4:

OSB/2 - для внутренних работ в качестве несущего строительного элемента в сухой среде 2)

категория влажности 1 4)

OSB/3 - для внутренних работ в качестве несущего строительного элемента во влажной среде 3)

категория влажности 2 4)

OSB/4 - для внутренних работ в качестве особо нагружаемого несущего элемента для применения во влажной среде 3)

категория влажности 2 4)

В EUROCODE 5 для проектирования деревянных конструкций категории влажности обозначаются как "категории применения".

Существует три категории применения:

 Категория применения 1 (сухая среда) характеризуется содержанием влажности, которая соответствует температуре 20 C и относительной влажности окружающего воздуха, которая превышает 65 % в лучшем случае несколько недель в году. Большинство хвойных пород деревьев не превышает устойчивую среднюю влажность 12 %.

 Категория применения 2 (влажная среда) характеризуется содержанием влажности в конструкционных материалах, которая соответствует относительной влажности окружающего воздуха, которая превышает 85 % в лучшем случае несколько недель в году (при температуре 20 C). Большинство хвойных пород деревьев не превышает устойчивую среднюю влажность 20 %.

 Категория применения 3 (наружная среда), которая характеризуется климатическими условиями, приводящими к более высокому содержанию влажности, чем у 2-й категории применения.

Плиты OSB удовлетворяют только категориям влажности 1 и 2.

 

1) Норма EN 300 (ČN EN 300) Плиты из ориентированных плоских стружек (OSB) -Определение, классификация и требования
2) Плиты этого типа предназначены для применения в условиях 1-й категории биологической опасности в соответствии с нормой EN 335-3.
3) Плиты этого типа предназначены для применения в условиях 1-й и 2-й категории биологической опасности в соответствии с нормой EN 335-3.
4) Определены в терминологии нормы ČN EN 1995-1-1 (EUROCODE 5).

 

 

Примечание: категории влажности в EUROCODE 5 для проектирования деревянных конструкций обозначаются как "категории применения".

Абсолютная влажность древесины, а этим и плит OSB, зависит от температуры и относительной влажности в среде монтажа. Поэтому влажность плит постоянно изменяется, пытаясь приспособиться к окружающей среде. См. график.

График отображает зависимость влажности хвойных пород древесины от относительной влажности и температуры среды:

 в зеленых клетках -устойчивая весовая влажность древесины в конструкции 1-й категории применения,

 в желтых и синих клетках -устойчивая весовая влажность древесины в конструкциях соответствует 2-й категории применения. В желтых клетках -древесина не должна быть поражена плесенью;

 в красных клетках -устойчивая весовая влажность древесины в конструкциях соответствует 3-й категории применения (например, в условиях незащищенного внешнего вида). 

 

6.5 Диффузия и плиты OSB SUPERFINISH® ECO

С защитой постройки от влажности тесно связана проблематика диффузии водяного пара, защиты от влажности и воздухонепропускаемости.

Под диффузией в строительных конструкциях понимается проникание водяного пара (обычно из интерьера) в строительную конструкцию в процессе выравнивания температуры и давления водяного пара между внутренней и внешней средой постройки. При этом в результате снижения температуры ниже определенного значения может произойти конденсация водяного пара и возникнуть угроза функциональности или сокращение срока службы конструкции. Эти риски можно избежать благодаря соответствующей структуре конструкции и соблюдению строительных процессов, предписанных изготовителями отдельных компонентов.

Ограничение пропускания водяного пара и проникновение влажности из интерьера во внешнюю ограждающую конструкцию обеспечивается путем включения соответствующего слоя с диффузионным сопротивлением, а если понадобится, также слоя, непропускающего воздух в конструкцию.

Слой с диффузионным сопротивлением (пароизоляция, паровая преграда) это слой с внутренней стороны теплоизоляционного слоя, который регулирует пропускание водяного пара из интерьера в ограждающую конструкцию. Эффективный слой с диффузионным сопротивлением снижает диффузию водяного пара до той степени, что внутри конструкции не образуется вредное количество сконденсированной воды. Величина диффузионного сопротивления слоя в основном зависит от строения ограждающей конструкции, далее от естественного воздухообмена и климатических условий в интерьере и с наружной стороны.

Для того чтобы обеспечивался беспроблемный отвод проступающего водяного пара за пределы постройки слои ограждающей конструкции необходимо "сложить" так, чтобы диффузионное сопротивление этих слоев постепенно уменьшалось от интерьера в сторону внешней стороны постройки.

Необходимое диффузионное сопротивление в зависимости от типа конструкции разное, и, следовательно, можно применять разные типы пленок и бумаг. Функцию диффузионного сопротивления, однако, подобным образом можно обеспечить и плоской доской на базе древесины, где именно подходящим материалом является плита OSB SUPERFINISH® ECO.

Воздухонепропускаемый слой обычно комбинируется с пароизолирующим слоем путем использования пленки или пластинчатым материалом вместе с дополнительными материалами (клейкие ленты, клейкие покрытия и фиксирующие рейки) так, чтобы обеспечивалась полная воздухонепроницаемость во всех присоединениях конструктивных элементов, в стыках деталей и во всех проемах. Достижение достаточной воздухонепроницаемости постройки контролируется как во время строительства, так и после его завершения (например, по методу Blower Door Test). С помощью плит из минеральной ваты, древесноволокнистых плит, дощатой опалубки или бумажных ветростойких пленок нельзя достигнуть необходимой воздухонепроницаемости. Плиты OSB SUPERFINISH® ECO являются подходящим материалом, которые удовлетворяют требования к воздухонепроницаемости. Следующего снижения влажности в конструкции можно достичь путем создания внешнего ветростойкого слоя, который ограничивает проникновение влажности в конструкцию с наружной стороны. Это является особенно важным в ходе строительства, когда этот слой защищает теплоизоляция. Плиты OSB SUPERFINISHR ECO являются подходящим материалом для конструкции внешнего ветростойкого и защитного слоя.

Системы, открытые и закрытые для диффузии

Наружные стены и крыши всё чаще создаются в виде конструкции, открытой для диффузии. В этих конструкциях с наружной стороны материалы настолько паропропускаемые, что со стороны интерьера не требуется никакая особая пленка с экстремально высоким диффузионным сопротивлением. Конструкция, открытая для диффузии, проектируется так, чтобы пропускала значительно большее количество водяного пара сквозь ограждающую конструкцию постройки, а этим обеспечивалось надежное функционирование ограждающей конструкции, и тем самым продлилась долговечность с точки зрения повреждения, причиненного конденсацией водяного пара в деревянной конструкции. Такие конструкции, открытые для диффузии, с внутренней стороны находятся в контакте с плитой на базе древесины в качестве конструктивного слоя с требуемым диффузионным сопротивлением. Плиты OSB SUPERFINISH® ECO являются подходящим материалом для конструкции плит, открытых для диффузии. У них достаточно высокое и одновременно переменное диффузионное сопротивление, регулирующее прохождение водяного пара из интерьера наружу.

Для упрощенного наименования типов конструкций с деревянной рамой используются наименования "открытые для диффузии" (DO) и "непропускающие диффузию" (закрытые -DU). Граница между конструкциями, получившими определение "открытые для диффузии" и "закрытые для диффузии", точно не определена. Для наших целей граница устанавливается способом, который определяет системы DO как конструкции, где пароизолирующий и воздухонепроницаемый слой в достаточной мере закреплен плитами OSB SUPERFINISH® ECO. Наоборот, в конструкциях DU в качестве пароизоляции необходимо применять тонкие дополнительные пленки на базе пластмассы и т. п.

Для выполнения вышеуказанных требований, предъявляемых к постройкам, в качестве конструкционного материала можно с успехом применять плиты OSB SUPERFINISH® ECO. Эти плиты, в первую очередь, решают функции статики и защиты от погодных условий, равно как и проблематику пропускания водяного пара и при правильном применении обеспечивают требование к воздухонепроницаемости. Из описанной проблематики диффузии водяного пара вытекает, что плиты OSB SUPERFINISH® ECO пригодны как для конструкций, закрытых для диффузии, так всё чаще и для используемых конструкций, открытых для диффузии. В этом случае плита OSB SUPERFINISH® ECO служит в качестве несущего элемента, который одновременно берет на себя функцию паронепроницаемого слоя.

Преимуществом этого универсального применения одного конструкционного слоя в конструкциях, открытых для диффузии, главным образом, заключается в следующем:

 снижение запыленности

 снижение затрат на материалы

 снижение риска повреждения (прорыва) пароизоляционного слоя

 выгодное соотношение между ценой и потребительской стоимостью в сравнении с замещающим решением

 

Написать нам
Контакты
Адрес:
г. Алматы, ул. Бокейханова 47б, 1 этаж
Rambler's Top100 Resurs.kz: сайты Казахстана и раскрутка сайта