Установка пластиковых окон в газобетонных стенах: оконные перемычки, размеры проемов

Технологии производства строительных материалов дают строителям выбор. Можно разнообразить сырье, составлять практичные сочетания расходных материалов.

Каждый из них обладает конкретными свойствами и качествами. Стены возводятся из керамзитобетона, газобетона, кирпича, железобетонных конструкций и прочих. Каждый сырьевой вариант имеет свои рекомендации по применению, способы соединения входящих элементов между собой. С учетом современной актуальности ПВХ строительных конструкций, нужно знать, как правильно устанавливать пластиковые окна в газобетонных стенах.

Содержимое

• Установка окон в газобетонный дом
  • Как обеспечить герметичность установки окон в газобетонный дом?
  • Как зафиксировать раму в проеме
• Оконные перемычки для газобетона
  • Какие перемычки применяются
  • В чем плюсы и минусы перемычек из различных материалов
• Размеры оконных проемов в частном доме из газобетона
• Общие рекомендации

Установка окон в газобетонный дом

Выбрав монтаж пластиковых окон в пеноблок, следует знать:

1. Делать это можно спустя три месяца после постройки стен. Такой временной интервал необходим для усадки и приобретения истинных размеров проемами.
2. Укладка и заливка фундамента должна быть качественна, чтобы исключить движение почвы.
3. Технологии крепления пластиковой конструкции нужно подобрать в зависимости от индивидуальных особенностей конструкции, размеров оконных проемов, климатических условий.

Установка окна в газобетонную стену должна обеспечить их герметичность, гарантировать долговечность использования, выключая непроницаемость влаги и холодного (жаркого) воздуха. Это возможно, если обеспечить правильное соединение, используя соответствующие технологии крепления.

Монтаж окон в газобетонном доме будет качественным, если:

• обеспечить герметичность швов;
• защитить стыки от разницы внешней и внутренней температур, контролируя теплопотери;
• исключить возможность механических поломок, повреждений примыкающих стен, их облицовок и оконных элементов.

Как обеспечить герметичность установки окон в газобетонный дом?

Строение блока имеет особенность: в нем есть вырезанные выступы. Их присутствие при нанесении герметика, монтажной пены или ленты обеспечивает глубокое проникновение соединяющего вещества в пеноблочную стену. Строительная пена на этапе своего расширения заполняет имеющиеся пустоты, гарантируя оптимальную герметичность окна. Механической прочности добиваются использованием особых специально подобранных пластин и дюбелей.

Защиты от внешних повреждений окна добиваются использованием наличников, которые с успехом исполняют дополнительную функцию внешнего дизайна.

Как зафиксировать раму в проеме

Установка окон в газобетон может проходить следующими методами:

Удалив стеклопакет, в оконном проеме сверлят отверстие, по глубине равное размеру дюбеля. Именно он — основной крепежный элемент. В конце этого действия остекление возвращается.

Можно сделать крепление без снятия стеклопакета. При этом нужно вставлять анкерные пластины, которые крепятся с помощью саморезов. Фиксировать окно в газобетоне в таком случае нужно гвоздями. Такой способ многие считают пыльным и трудоемким. Кроме того, он требует дополнительных работ по маскировке заметных элементов крепления. Установить пвх профиль в газобетонный блок таким образом – значит уступить по прочности способу с использованием монтажной пены. К тому же после окончательной фиксации положение окна не будет подлежать коррекции. Следовательно, сразу необходимо обеспечить точность посадки креплений.

При выборе способа с использованием монтажной пены, будет правильным сначала поставить профиль на специальные пластины. Это даст возможность переменить положение в случае необходимости.

Оконные перемычки для газобетона

Когда планом строительных работ для повышения прочности газобетонных стен предусмотрено применение армированных элементов, например, в частных коттеджах, используются специальные перемычки. Они устанавливаются также при оформлении окон и дверей. Использование этих элементов позволяет профессионально распределить весовые нагрузки, провести профилактику трещин в проеме пеноблока.

Какие перемычки применяются

Существует несколько видов перемычек, отличающихся конструкцией и способом установки:

1. Армированная газоперемычка по ГОСТ. Это заводское изделие, представляющее собой балку из газобетона с внутренним арматурным каркасом и антикоррозийным покрытием сверху. Такое решение потребует высоких денежных затрат, однако является простым, ставить под силу непрофессионалу. Основными положительными моментами являются: прочность, длительный срок использования, высокая тепло эффективность.
2. U блоки. Перемычки предполагается установить над газоблоками. Они имеют сборно-заливную конструкцию, легко пилятся, даже с помощью ножовки по газобетону. Элементы каркаса вкладываются в борозды. После этого производится монтаж с помощью деревянной опалубки. При отсутствии утепления стен существует необходимость размещения внутри конструкции пено-полистиролового утеплителя.
3. Перемычки из железобетона – бетонные балки, внутри которых расположилась арматура. Они не такие теплопроводные, как газосиликат. Поэтому будет правильно дополнительно утеплить стены минеральной ватой.

В чем плюсы и минусы перемычек из различных материалов

К плюсам армированных перемычек из газобетона следует относят:

• долговечность;
• влаго устойчивость;
• хорошая устойчивость грибковым поражениям;
• отсутствие горючести;
• прочность.

Использование армированных перемычек требует внимания к толщине стены, в которую монтируется окно. Чтобы ускорить процесс установки и упростить работу, можно взять выпущенные промышленным способом прямоугольные перемычки. Промышленность выпускает их в вариантах различного размера. Это удобно при подборе расходных материалов, работая с секциями, различающихся по ширине.

Перемычки из газобетона характеризуются следующим образом:

• у них низкий коэффициент тепло проводности;
• незначительный вес;
• возможность подобрать интересующий размер в зависимости от толщины блока.

Устанавливая подобранную перемычку, нужно соблюсти глубину 20 см и обозначающую стрелку на упаковке направить вверх. Последующие действия состоят в скреплении их между собой с помощью молотка, монтажного клея. Для выравнивания поверхности используют деревянную колодку, имеющую широкое лезвие. Производят выравнивание после того, как будет выдержана экспозиция для кладочной смеси.

Размеры оконных проемов в частном доме из газобетона

Размер окон в доме из газобетона может значительно варьировать. Поэтому в конкретных условиях не будут идентичными технология установки, размер опоры на газобетон, особенности пользования пластиковыми окнами.

В таблице приведены особенности конструктивных вариантов для газобетонных частных домов при использовании различных перемычек.

Перемычка	Max длина проема (см)	Опора на кладку (см)	Дополнительные  сведения
Газобетонная несущая конструкция (армированная)	174	25	не отмечается
Железобетонная конструкция с U-образными блоками на несъёмной опалубке. Несущая.	300	25	не отмечается
Железобетонная несущая конструкция. Монолит	По длине балки	35	Требуется утепление
Армирование	120	Крепить арматуру нужно за проемом на полметра	Нужно армирование рядами над проемами окон
Установка монолитной железобетонной конструкции, не несущего типа	200	35	не отмечается
Не несущая конструкция из металлических уголков	120	20	При установке нужно углубление в кладку

Общие рекомендации

Установка пластикового окна в пенобетонную основу должна проходить с учетом следующих рекомендаций:

1. При длине проема менее 1,2 м и высоте, менее 2/3 размера ширины, оптимальное решение — стандартное блочное перекрытие, не имеющее дополнительных крепежей. При этом для укладки блоков применяется съемная опалубка временной конструкции, которая укладывается на специальный клей для ячеистых пеноблоков. По бокам такие элементы должны заходить внутрь не менее, чем на 115 мм.
2. В случае необходимости дополнительного усиления можно применить армирование. Для элементов арматуры рекомендуется материал с сечением 6-8 мм.
3. Конец арматуры должен заходить за проем на 0,5 м с обеих сторон. При установке пластикового окна концы арматурных прутьев должны получить Г-образную форму. Их нужно вставить в общую кладку блоков.

В цепочке действий по перекрыванию окон с помощью блоков важны моменты:

• сборно-монолитную перемычку нужно собирать, когда основа уже подготовлена;
• проклеивание вертикальных швов оконной коробки производят с помощью специального раствора;
• нельзя упустить процедуру проверки кривизны уложенных пенобетонных блоков. Для этого используется уровень. Если присутствует кривизна, ее нужно выровнять.
• перед тем, как выровнять поверхность бетона необходимо провести полистирольную теплоизоляцию;
• в конце работ происходит удаление опор и выравнивание наружной стороны.

В завершение стоит отметить, что монтировать окна в пеноблочный дом, возведенный из газобетона, не имеет жестких отличий от любого другого оконного монтажа. При этом определяющим является обоснованный выбор способа установки рамки. От ровности этого действия зависит беспроблемность открывания створок, комфорт при пользовании окном.

Читайте далее:

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оконные проемы в газобетоне

12 февраля 2021

14672

Оглавление: [скрыть]

• Общие понятия
• Установка перемычек
• Монтаж армированных перемычек
• Установка перемычки из металлического уголка
• Монтаж оконного блока
• Перечень инструментов и материалов

Главной задачей оконных систем является защита от погодных условий, сохранение тепла в доме. От правильной установки окон зависит безопасность и долговечность.

Так как газобетон очень легко пилится, то с помощью специального уголка можно легко получить идеально ровный оконный проем.

Газобетонные кладки над окном испытывают большую нагрузку не только во время строительства здания, но и в течение дальнейшей эксплуатации.

Общие понятия

Узлы армирования здания из газобетонных блоков: 1 — стена из газобетонных блоков; 2 — армирование в стыках между плитами перекрытия; 3 — армированный железобетонный пояс; 4 — элементы утепления армопояса; 5 — армирование зон опирания перемычек; 6 — армирование подоконной зоны; 7 — армирование глухих стен большой площадью; 8 — армирование опорного шва.

В стандартном случае с целью равномерного распределения нагрузки на боковые части всего оконного проема (и перегородок) устанавливается арматура при помощи штробореза таким образом, чтобы 12-миллиметровая арматура без труда вошла в паз. Последний заливается раствором, а внутрь паза укладывается арматура так, чтобы ее концы выдвигались более чем на полметра.

Деревянные коробки для окон в доме из газобетона производят без пазов. После распиливания и строгания брусков нужных размеров отбираются четверти и пазы. На обоих концах каждого бруска вырезают шипы, проушины. Далее собираем «мозаику» в коробку. Нередко нижний брусок оставляют цельным.

Технология конструкции окон и перегородок зависит от используемых несущих или ненесущих перемычек, узлов опирания на стены. Если используются оконные коробки, их вставляют в проем и крепят гвоздями или анкерными болтами.

Швы между стеной и коробкой утепляют монтажной пеной или минеральной плитой.

Установка перемычек над оконными проемами является непростым этапом в работе, требующим внимательности, усердия и соблюдения технологии. Опору любой перемычки на газобетонную стену нужно устанавливать на длину больше 2 м. Далее проем делается так. С учетом толщины стен располагают одну или две перемычки, расположенные плотно друг к другу. В случае если окно шириной 1,2 м и более, его нужно усилить, удлиняя опору до 2,5 м.

Схема перемычки.

В строительстве зданий из газоблока используются следующие перемычки:

В зависимости от зоны армирования:

• несущие армируются в растянутой зоне рабочей арматурой, рассчитываемой на прочность изгиба, опорный срез, прогиб, поперечную силу;
• ненесущие армируются конструктивно (газо- и железобетонные перемычки).

В зависимости от применяемого материала:

• газобетонные, подразделяющиеся на перемычки из U-образных газобетонных блоков и армированные перемычки из газобетона;
• железобетонные;
• деревянные;
• металлические прокатные профили — уголки, двутавры, швеллеры.

Усиление плиты перекрытия сверху.
Особенности гидротехнического бетона.
Пропорции бетона м200 на куб. Подробнее>>

Вернуться к оглавлению

Установка перемычек

Вариант установки опалубки для заливки перемычки.

Оконный проем и перегородки в газобетонных стенах перегораживают сборными перемычками из бруса либо монолита. Сборно-монолитные перемычки вырабатываются из U-образных тяжелых бетонных (М200) блоков при содействии несъемных опалубок. U-блоки представляют собой изготовленные в определенном формате блоки из газобетона, внутри сечения которых производится армирование. Стенки U-блока выполняют функцию опалубки (несущая способность) под монолитные перемычки и теплоизоляции. Каркас изготавливается из стальной арматуры класса А III. Сборные перемычки, в зависимости от величины и массы могут производиться грузоподъемными механизмами или же самостоятельно вручную. Далее кладка перемычек осуществляется только на используемый для кладки стен раствор. Оконный проем в газобетоне не имеет четверти. Деревянные коробки скрепляются при помощи оцинкованных гвоздей либо ершей из металла. Щели между оконным проемом и коробкой затыкаются утеплителем с упругими прокладками либо монтажной пеной, откосы обрабатываются штукатуркой.

Подоконники наружных стен предохраняются стальным сливом из кровли.

Варианты утепления перемычки над проемом в стене из газобетонного блока.

Оконный проем перекрывается U-образными блоками (сборно-монолитные перемычки) в несколько этапов.

1. Установка U-блоков широкой частью во внешнюю сторону стен на подготовленное основание на глубину не меньше 2,5 м. В случае составления блочных перемычек над проемом временные подпорки устанавливаются до их кладки. Для исключения прогибания перемычки опора окон должна быть надежной.
2. Оконный проем требует и проклейки. Проклейка вертикальных швов между U-блоками производится раствором для тонкошовых работ.
3. Проверка ровности кладки блоков строительным уровнем и по надобности выравнивание кладки резиновым молотком.
4. Чтобы правильно оформить проем, нужно выполнить армирование. Укладывается в образовавшуюся полость между углублениями U-блоков арматура (каркас) таким образом, чтобы обеспечивалось перекрытие бетоном со всех сторон.
5. Кладка теплоизоляции (например, понеполистирола) между арматурой и внешней стенкой U-образного блока.
6. Проем смачивается в районе U-перемычки водой.
7. Заполнение полостей блоков утрамбованным мелкозернистым бетоном. Состав бетона и арматура выбирается с учетом воспринимаемой нагрузки.
8. Выравнивание бетонной поверхности.
9. Удаление временных подпорок после полного схватывания бетонного раствора в U-образных газобетонных блоках.

Вернуться к оглавлению

Монтаж армированных перемычек

Расположение анкеров в зоне оконных и дверных проемов при облицовке газобетонных стен кирпичом: 1. Облицовочная стенка из кирпича. 2. Анкер.

Для упрощения работы можно приобрести прямоугольные в сечении готовые перемычки из армированного газобетона автоклавного твердения, которыми перекрываются пролеты окон и перегородок не более 2,5 м. Армированные перемычки характеризуются прочностью, благодаря объемному каркасу из стали, покрытой антикоррозийным составом. Также обладают равномерным распределением нагрузки, упрощением подбора перемычек. Основная проблема при возведении домов из газобетона — появление мостиков холода от окон. Теплопроводность перемычки из армированного бетона небольшая, вследствие этого вероятность возникновения мостиков холода отпадает. В результате установки таких перемычек получается однородная основа для отделки штукатуркой. Существует разнообразие размеров перемычек для любой ширины блоков. Таким образом, армированные перемычки имеют ряд преимуществ. Во-первых, низкая теплопроводность. Во-вторых, небольшой вес. В-третьих, высокая огнестойкость. Наконец, точные геометрические размеры. Такой вариант существенно экономит время на строительство зданий, является наиболее экологичным.

Армированная перемычка применяется в качестве однопролетной балки, принимающей нагрузку по всей длине.

Схема расположения точек крепления коробки оконного блока в стеновом проеме: 1- места постоянного крепления конструкции к стене.

Для получения перемычки нужной ширины окон производим несколько действий:

1. Совершаем комбинацию армированных перемычек подъемным транспортом, например, краном или самостоятельно своими руками. Устанавливать перемычку нужно стрелкой вверх. Глубина опоры должна быть не менее 25 см, оптимальнее — 30 см кладки, ширина — равная ширине блока, высота — равная высоте одного или двух блоков. Также можно прилагать сразу две перемычки. Установка опоры окон осуществляется только монолитными блоками.
2. Скрепляем перемычки между собой и в местах опирания клеем или раствором для тонкошовных работ. Ни в коем случае нельзя деформировать перемычку с целью укорочения, сверлить отверстия и каким-либо способом нарушать целостность поперечного сечения блока. В противном случае это приведет к потере теплозащиты, деформации, прогибу.
3. Укладываем следующую перемычку плотно друг к предыдущей с помощью резинового молотка.
4. Выравниваем поверхность перемычек рубанком.
5. Ждем схватывания смеси для тонкошовной кладки.

Вернуться к оглавлению

Установка перемычки из металлического уголка

Заливка монолитной бетонной перемычки.

Газобетон легко поддается распилу при помощи специальной пилы. Специальный уголок способствует оптимально ровному резу, вследствие этого подобрать нужного размера блок к окну не составит труда. Важно учесть, что обрезанный блок вставляется длиной более метра. При помощи заранее приобретенных блоков различных габаритов можно легко регулировать высоту окон или подрезкой блока, или подбором блоков различного размера.

Перемычки из бетона, обладая свойством высокой теплопроводности, в отличие от газобетона, требуют дополнительного утепления, к примеру, с помощью полистирола. Процесс получается трудоемким (газобетон, полистирол, бетон) и требует профессионального вмешательства. Такого рода перемычки лучше устанавливать на широких окнах. Помимо этого, утеплитель будет способствовать ослаблению каркаса, потере паропроницаемости. Последнее способствует образованию конденсата и плесени внутри окна.

Один из самых надежных и простейших способов установки газобетонного блока на перемычки — укладка перемычек из металлического уголка в тело газоблока на расстоянии 1/3 ширины от края. Если ширина окон до 1,2 м, то подойдет 50-ый уголок, если до 2 м — 75-ый уголок. Металлический уголок отличается прочностью, следовательно, способностью удержать ряд склеенных газосиликатных блоков. Для обеспечения максимальной прочности стены газобетон укладывают при помощи клея с перевязкой. Преимуществом металлического уголка является то, что кладки с внешней стороны смотрятся однородными. Размеры железобетонных перемычек зависят от нагрузки окон и перегородок, давления от несхватившейся кладки. Различают следующие профили перемычек:

• швеллеры, двутавры;
• профильные трубы;
• горяческатанные стальные уголки;
• неравнополочные и равнополочные стальные уголки.

По конструктивным соображениям для более удобной кладки газобетона оптимальнее применять четыре уголка вместо двух. Металлические прокатные профили должны опираться на стену более чем на 25 см и на 40-50 см в сейсмоопасных регионах.

Применение монолитных железобетонных перемычек является трудоемким процессом. Технология монтажа такой перемычки включает в себя:

• подборку высоты;
• армирование;
• установку опалубки;
• подпорку опалубки;
• связывание арматуры;
• бетонирование арматуры.

Деревянные перемычки — самый экономичный вариант, имеющий маленький коэффициент теплопроводности. Главный недостаток — ненадежность, которую будут иметь проемы, ввиду этого применение перемычек из дерева нецелесообразно.

Вернуться к оглавлению

Монтаж оконного блока

Монтаж оконного блока.

С целью исключения образования трещин, конденсата, плесени, грибка, уменьшения звукоизоляции необходимо выполнять все технологические приемы:

1. Выравнивание поверхности откосов кладки.
2. Пропитывание проема грунтовкой.
3. Удаление грязи, мусора.
4. Нанесение грунтовки на проемы в местах наклеивания лент.
5. Теплоизоляция внутренних откосов.
6. Подготовка уплотнительных и изоляционных лент, равных ширине окна плюс 2 см.
7. Наклеивание пароизоляционной ленты шириной 60 мм на вертикальные и горизонтальную верхнюю стороны откоса, отступая на 30 мм от каждой стороны проема при помощи планки-ограничителя. Нельзя вытягивать ленту. Приклеивать ленту нужно ровным слоем без пузырьков и складок.
8. Тщательное заполнение ленты в местах стыка (стыковка разрешается сверху вниз, не более одной на проем).
9. Приклеивание паропроницающей уплотняющей ленты сначала на вертикальные стороны, далее на горизонтальную потолочную, укладывать которую можно и к раме, и к поверхности оконного проема. При этом удаляют защитную бумажную ленту. Поперечное сечение паропроницаемой ленты должно составлять более 70% длины обжатия ленты окном.
10. Монтаж и прикрепление окна так, чтобы не порвать ленты, приклеенные на оконный проем.
11. Вставка несущих колодок, не препятствующих креплению лент.
12. Заполнение предварительно увлажненных швов монтажной пеной для тепло-, звукоизоляции и долговечности равномерно снизу вверх толщиной 40 мм.
13. Наклеивание свободного края пароизоляционной ленты на поверхность блока.
14. Крепление наличников, слива и подоконника.
15. Герметизация щелей, которые имеет проем.

Вернуться к оглавлению

Перечень инструментов и материалов

Установка окна в проеме.

Необходимые инструменты:

• киянка;
• штроборез;
• каретка;
• ковшик;
• терка;
• ножовка по газобетону;
• строительный уровень;
• резиновый молоток;
• рубанок;
• рулетка;
• мастерок;
• шпатель;
• уровень-линейка, правило;
• дрель со спецнасадкой;
• бетономешалка;
• перчатки;
• ведро.

Нужные материалы:

• пенополистирол;
• стальная арматура;
• U-блоки/ газобетонные армированные перемычки;
• оцинкованные гвозди/ металлические ерши;
• раствор для тонкошовных работ;
• бетонный раствор;
• штукатурка;
• монтажная пена.

Материалы для бетонного раствора:

• цемент;
• вода;
• песок;
• либо готовый раствор.

Автоклавный газобетон (AAC) — Этот старый дом

Этот дом из газобетона в средиземноморском стиле в Найсвилле, Флорида, отделан штукатуркой, нанесенной непосредственно на стену, без обрешетки.

Фото Рика Оливье

Со хлопком Крис Поут зажигает факел из пропана и подносит пламя к тому, что выглядит как двойной ломтик белого хлеба. «Посмотрите на это», — говорит строитель из Северной Флориды, и его голос раскрывает его австралийские корни. Он поджаривает одну сторону материала, называемого автоклавным газобетоном (AAC), до тех пор, пока он не станет вишнево-красным, а затем предлагает другую сторону посетителю. Тост классный. И он легкий — примерно в два раза легче бетона, для замены которого он был изобретен. «Это только начало», — с ухмылкой говорит Поат. Некоторые называют автоклавный газобетон (AAC) почти идеальным строительным материалом. Запатентовано в 1924 шведского архитектора, AAC состоит из обычных ингредиентов: портландцемента, извести, кварцевого песка или летучей золы, воды и небольшого количества алюминиевой пудры. Материал звукоизолирующий, энергосберегающий, устойчивый к огню, гниению и термитам, его можно резать ручной пилой и ваять в архитектурные детали. Европейцы построили миллион домов и зданий из газобетона, но попытки внедрить его здесь терпели неудачу до недавнего времени, когда энергетические проблемы и высокие цены на пиломатериалы начали открывать глаза на его возможности.

В шотландских бермудах, развевающихся на загорелых ногах, Поат выпрыгивает из фургона у дома, который его фирма Advanced Coastal Construction строит из AAC. В тени залива Чоктаватчи во Флориде 92 градуса по Фаренгейту, но когда Поат заходит в недостроенный дом, температура намного ниже, а строительный шум наверху едва проникает через 10-дюймовые панели пола из газобетона, армированного сталью. Панели изготовлены немецким производителем Hebel, который в 1996 году открыл первый в этой стране завод по производству газобетонных блоков. (Конкурент Ytong открыл здесь завод газобетона в 1997.) Владелец дома, Ричард Гренамьер, давно хотел дом AAC. «Я читал об этом много лет назад, но это было недоступно, — говорит он. «Друг заказал блок Hebel из Германии для строительства своего дома в Таллахасси. Я был взволнован, когда увидел вывески Hebel». Что замедлило появление AAC в Соединенных Штатах, так это нежелание некоторых каменщиков осваивать новые рабочие навыки, говорит Боб Шулдес, инженер-консультант из Portland Cement Association, который изучал историю материала. Но понаблюдайте за работой каменщика Марка Харрисона, и трудно понять, почему. «Это легко», — говорит он, вырезая блок по размеру на большой ленточной пиле и прикрепляя его к стене высотой по пояс в другом доме во время тура Поата. Харрисон кладет шпатель, чтобы взять один из блоков AAC. При длине 24 дюйма он больше обычного бетонного блока и весит около 30 фунтов и легче, но поскольку он прочный, Харрисону приходится работать двумя руками. Американские каменщики привыкли хватать паутину бетонного блока и поднимать ее на место одной рукой. Харрисон не против работать двумя руками, но некоторые каменщики никогда не привыкают к этой разнице.

Строитель Майк Хавинкин прогоняет газобетонный блок через ленточнопильный станок, деревообрабатывающий инструмент. Этот конкретный блок будет использоваться в выравнивающем слое, первом ряду газобетона поверх фундамента. Но сначала Хавинкин вырезает паз для стального арматурного стержня с резьбой.

Фото Рика Оливье

Газобетон

поднимается быстрее, чем традиционный бетонный блок. И когда он стоит на месте, он крепкий, с достаточной прочностью на сжатие, чтобы поддерживать себя на высоте трех или четырех этажей. По словам партнера Poate Крейга Коула, с помощью стяжек через каждые 12 футов и по углам AAC соответствует местным требованиям к ветровой нагрузке в 130 миль в час. Более высокие требования к ветровой нагрузке требуют только более толстых стен, говорит архитектор Джайлс Бланден, который спроектировал дом, построенный из газобетона в Чапел-Хилл, Северная Каролина, в этом году: «У нас была одна стена высотой 14 футов, поэтому мы проконсультировались с инженером и сделали его толщина составляет 10 дюймов вместо 8 дюймов. Поскольку AAC все еще неизвестен, Hebel и Ytong предлагают инженерную помощь проектировщикам и строителям. Компании также обучают торговцев.

Бланден, который проявляет особый интерес к энергоэффективному строительству, говорит, что ячеистые пространства AAC обеспечивают отличную изоляцию. Расчеты Хебеля показывают, что 8-дюймовая стена из газобетона имеет значение R 11, но из-за уменьшенной инфильтрации воздуха и повышенной тепловой массы она превосходит стену из каркаса с рейтингом R-30. «Вы получаете эффект маховика от его массы — снижение колебаний температуры, потому что он медленно нагревается или охлаждается», — говорит Бланден. Хебель говорит, что его стены в два с половиной раза более герметичны, чем стандартные деревянные рамы или бетонные блоки, и настолько плотны, по словам Крейга Коула, что возникает еще одна проблема: балансировка кондиционирования воздуха. «В доме площадью 2800 квадратных футов будет прохладно до тех пор, пока влажность не начнет накапливаться до того, как включится кондиционер», — говорит Коул. «Поэтому мы уменьшили мощность кондиционера на тонну и добавили гигростат, так что либо температура, либо влажность запускают устройство». Недостатки AAC в основном связаны с его новизной. Хотя его можно привинтить и прибить гвоздями так же легко, как дерево, крепление часто не такое прочное — шурупы могут соскочить, а гвозди — скрутиться. Помогают пластиковые анкеры, и компания Hebel разработала специальные гвозди с большой головкой и квадратным стержнем, обладающие лучшей удерживающей способностью. Небольшие дефекты можно заполнить раствором с жидким затвердеванием, но он капает и растекается, поэтому для более крупного ремонта требуется более густой раствор. Поскольку вода скапливается в открытых порах материала, газобетон нельзя оставлять незавершенным более чем на несколько дней.

Здесь, в северной Флориде, одноэтажный дом со стенами Hebel стоит примерно на 2,5 процента дороже, чем сопоставимый каркасный дом с оштукатуренными шестидюймовыми стенами, говорит Коул. Но экономия энергии компенсирует разницу менее чем за пять лет, говорит он. По словам Поута, более высокая стоимость газобетона не позволяет ему выйти на рынок с умеренными ценами, потому что покупатели обеспокоены первоначальными затратами. Покупатели более дорогих домов (от 200 000 долларов в этом регионе) «понимают быструю окупаемость и готовы вкладывать средства», — говорит он, паркуя фургон у своего офиса в Дестине. AAC уже более популярен, чем некоторые предсказывали. Энергетический кризис 80-х годов выявил потребность в энергоэффективном бетонном продукте. Когда строительные нормы и правила отразили эту потребность, американские строители начали пробовать газобетон. И теперь, — говорит инженер Шульдес, — я бы сказал, что это надолго».

Идеальный материал для устойчивых зданий — Институт устойчивого проектирования

Пассивный дом Дэна Леви с нулевым энергопотреблением в Вудстоке, штат Нью-Йорк, построенный из газобетона. Фото: Alex Wilson

Ни для кого не секрет, что автоклавный газобетон (AAC) изо всех сил пытался закрепиться в Северной Америке. AAC широко используется в Европе, Мексике и большей части мира, но у него возникли проблемы с конкуренцией с деревянным каркасом здесь, в Соединенных Штатах и ​​​​Канаде. Лесные пожары в Калифорнии, наводнения вдоль наших побережий и рек, более сильные ураганы, расширение ареалов термитов и растущий интерес к пассивному выживанию могут изменить ситуацию.

Газобетон дает значительные преимущества в эпоху изменения климата, когда нам необходимо строить более устойчивые здания. В этой статье рассматривается этот легкий строительный материал и описывается, как призыв к устойчивости может, наконец, сделать AAC основным строительным материалом в Северной Америке.

Чтобы лучше понять газобетон как строительный материал и возможности использования газобетона в высокоэнергоэффективных зданиях, мы с Джерелин только что провели выходные в сертифицированном пассивном доме доме из газобетона в Вудстоке, штат Нью-Йорк, который был построен и находится в собственности. мой друг Дэн Леви.

Укладка газобетонных блоков, в том числе сборных, армированных перемычек. Фото: Дэн Леви. Портландцемент, вода и небольшое количество алюминиевой пудры. Навозную жижу заливают в прямоугольные емкости, заполняя их лишь наполовину. Алюминий реагирует с гидроксидом кальция с образованием пузырьков водорода, которые увеличивают объем материала примерно вдвое. После того, как заготовка частично затвердеет, бак снимают, а газобетон нарезают на блоки или панели стандартного размера с помощью тонкой проволоки. Затем он отверждается путем нагревания под давлением (процесс автоклавирования).

Полученные блоки имеют примерно четверть плотности бетона и достаточно легкие, чтобы плавать в воде. Газобетон стандартной плотности (37 фунтов на кубический фут) изолирует примерно до R-1 на дюйм, по данным AERCON, единственного производителя газобетона в США на сегодняшний день, поэтому стандартная стена из газобетона толщиной 8 дюймов без дополнительной изоляции обеспечивает около R-8. Этот материал имеет прочность на сжатие 580 фунтов на квадратный дюйм (psi), что примерно в пять раз меньше, чем у стандартного бытового бетона (2500 psi). С такой прочностью на сжатие 8-дюймовые блоки подходят для строительства пяти-шестиэтажных домов.

В середине 1990-х годов два ведущих производителя газобетона в Европе, Hebel и Ytong, построили заводы в США, надеясь расширить рынок здесь. Компании изо всех сил пытались проникнуть в отрасль, где доминирует деревянное каркасное строительство, однако им не помогло то, что эти компании сосредоточили хотя бы часть своих маркетинговых усилий на недостатках своего конкурента, а не на рекламе преимуществ газобетона. вообще.

Появились и другие попытки создать автогаз с использованием летучей золы, отходов электростанций, но эти инициативы провалились. В 2002 году компания Aercon Industries, LLC приобрела завод Ytong в Хейнс-Сити, штат Флорида, и теперь эта компания является единственным производителем сборных железобетонных изделий в США, хотя я слышал, что на этот рынок может выйти другая компания.

U-образный верхний ряд газобетонных блоков с арматурой после заливки бетоном образует структурную связующую балку. Фото: Дэн Леви

Совсем другая строительная система

При строительстве из газобетона большинство блоков являются цельными и однородными, но некоторые обычно заказывают с круглыми стержнями диаметром примерно 3,5 дюйма. Путем выравнивания этих стержней по углам здания и у оконных и дверных проемов создаются непрерывные вертикальные каналы, в которые укладывается стальная арматура и заливается бетонный раствор. В верхней части стены используются специальные U-образные блоки, которые создают непрерывный канал или желоб, в который помещается арматура и заливается бетон, создавая структурную связующую балку.

Строительство из газобетонных блоков сильно отличается от строительства из стандартных пустотелых бетонных блоков. Начиная с ровного основания, тонкий раствор наносится с помощью специального зубчатого шпателя, в который помещается ложка раствора. Конец соседнего блока также смазывается раствором. Затем блок устанавливается на место и забивается резиновым молотком. Интересно, что Леви сказал мне, что каменщикам очень тяжело работать с газобетоном, потому что он сильно отличается от укладки бетонных блоков. «С ним намного легче работать, — сказал он, — но каменщикам трудно адаптироваться». Леви, построивший два дома из газобетона, говорит, что плотникам часто с этим легче, чем каменщикам.

Специализированные кельмы, используемые для укладки жидкого слоя раствора для газобетона. Фото: Алекс Уилсон

Типичные газобетонные блоки больше, чем бетонные блоки — довольно стандартными являются блоки 8 x 8 x 24 дюйма, хотя AERCON также предлагает блоки шириной 4 дюйма, 6 дюймов, 9,5 дюймов и 12 дюймов. Блоки AAC больше, чем бетонные блоки, но они легче, хотя строители не могут держать или переносить их одной рукой, что может быть недостатком.

Поскольку газобетон довольно мягкий и рыхлый, его необходимо защищать как внутри, так и снаружи. Можно использовать широкий спектр наружной отделки, в том числе обычную цементную штукатурку, акриловую штукатурку (Система внешней изоляции и отделки — EIFS), кирпич, а также деревянный или фиброцементный сайдинг поверх обшивки для создания детали защиты от дождя. При добавлении внешней изоляции (см. ниже) детализация несколько сложнее.

При внутренней отделке одни строители используют штукатурку (цементную, гипсовую или известковую), а другие создают проводку с каркасом и монтируют обычный гипсовый гипсокартон.

В дополнение к блокам стандартных размеров, AAC доступен в широком ассортименте сборных панелей, которые производятся со стальным армированием для удовлетворения конкретных потребностей. AERCON производит структурные перемычки, которые могут перекрывать дверные и оконные проемы шириной до 18 футов. Усиленные, взаимосвязанные панели стен, пола и крыши обычно имеют ширину 24 дюйма и длину до 20 футов.

Гостиная Дэна Леви. Толстые стены из газобетона, изолированные снаружи минеральной ватой, обеспечивают надежную изоляцию оболочки здания. Фото: Алекс Уилсон

Почему газобетон может быть идеальным материалом для устойчивых зданий

Уязвимости, с которыми мы сталкиваемся сегодня, значительны, и с изменением климата эта уязвимость почти наверняка возрастет. Штормы становятся все более экстремальными, наводнения – более частыми, лесные пожары – более частыми, термиты – более распространенными. Во многих местах стандартная конструкция с деревянным каркасом просто больше не имеет смысла.

AAC не может решить все наши проблемы, но может помочь. Ниже я описываю, как свойства и характеристики газобетона делают его таким хорошим материалом для устойчивого строительства.

Спальня внизу в доме Дэна Леви AAC. Фото: Алекс Уилсон

Автоклав огнеупорный

Едва ли нужно напоминать, что лесные пожары сегодня вызывают все большую озабоченность. В Калифорнии 2017 год стал самым разрушительным сезоном лесных пожаров в истории штата: в Санта-Розе и десятках других муниципалитетов было уничтожено более 10 000 домов. Затем в 2018 году в штате было разрушено более 18 000 строений, что почти вдвое превышает рекорд разрушений, установленный всего годом ранее.

AAC — негорючий материал. При отделке снаружи цементной штукатуркой или фиброцементным сайдингом система может помочь предотвратить возгорание конструкции. Стандартные стены из газобетонных блоков толщиной четыре дюйма и более, а также панели стен, пола и крыши толщиной шесть дюймов и более обеспечивают минимальную 4-часовую огнестойкость в соответствии со стандартами испытаний UL-U919, U920 и K909.

Согласно AERCON, уникальным свойством газобетона является то, что он содержит воду в кристаллической форме, которая действует как теплоотвод; при нагревании эта вода образует пар, который выходит через пористую структуру газобетона, не вызывая растрескивания поверхности. Даже когда газобетон не используется в качестве конструкционной строительной системы, этот материал часто используется в качестве межкомнатные противопожарные перегородки в таунхаусах, квартирах и других многоквартирных домах. Компания предлагает подробные спецификации для огнестойких соединительных систем, проходок и других монтажных деталей.

Короче говоря, если бы я сегодня строил в Калифорнии или других пожароопасных местах, я бы предпочел газобетон.

AAC плавает в воде и может высохнуть после намокания. Фото: Alex Wilson

AAC как строительная система для мест, подверженных наводнениям

Ни для кого не секрет, что риск наводнений возрастает по мере потепления климата. В прибрежных районах повышение уровня моря увеличивает частоту наводнений, вызванных штормовыми нагонами. Более интенсивные осадки почти во всех частях США приводят к более частым наводнениям — как в прибрежных районах, как мы видели во время урагана «Майкл» в Хьюстоне в 2017 году, так и во внутренних районах, как мы видели в моем родном штате Вермонт во время тропического шторма. Irene в 2011 году.

В первую очередь следует избегать строительства в районах, подверженных наводнениям или подверженных риску из-за повышения уровня моря. Избегать строительных площадок в пределах 500-летней зоны затопления теперь имеет смысл — выходить далеко за пределы 100-летней зоны затопления, которую Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям (FEMA) обычно рекомендует избегать. По мере того, как прогнозы повышения уровня моря увеличиваются, становится все более целесообразным даже превышение отметок за 500 лет затопления.

Тем не менее, рекомендуется строить из материала, который может намокнуть и высохнуть. Это еще одна прелесть AAC. Материал будет впитывать влагу, но, следуя рекомендациям производителя по обработке поверхности, он высохнет без долговременных повреждений. Фактически, монолитный материал может хорошо работать в качестве сезонного буфера влаги, поглощая влагу летом с более высокой относительной влажностью, а затем выделяя эту влагу в более сухие зимние месяцы.

Согласно информации о продукте от AERCON, «материал AAC не имеет взаимосвязанной пористости, поэтому капиллярное действие быстро нарушается, и влага не может продолжать «втягивать» очень глубоко в материал. Затрагивается только материал у поверхности, непосредственно контактирующий с водой».

Немецкая ручная пила с твердосплавными зубьями, специально предназначенная для резки газобетона. Фото: Алекс Уилсон

Кроме того, газобетон полностью неорганический, поэтому нет ничего, что может разлагаться от влаги, и нет источника пищи для плесени и грибка, хотя, когда газобетон намокает, важно, чтобы он мог высохнуть. Это включает в себя проектирование сборок AAC с потенциалом сушки снаружи, внутри или и там, и там. В некоторых ситуациях, когда ожидается контакт с внешней влагой, например, в местах, подверженных затоплению, может иметь смысл использовать гидроизоляционный или гидроизоляционный слой на внешней стороне, но в таких случаях чрезвычайно важно, чтобы сборка могла высохнуть до интерьер. Для обеспечения надлежащей детализации следует проконсультироваться со специалистом по строительным наукам.

Минеральные или гипсовые штукатурки рекомендуются в качестве внутренней отделки, избегая гипсокартона с бумажным покрытием, когда возможно затопление. Снаружи используйте либо неорганическую штукатурку, либо деталь от дождя с обвязкой и нанесенным сайдингом, таким как фиброцемент, дерево или терракота. (Для пожаробезопасных сборок следует избегать деревянного сайдинга.) С гипсовыми и штукатурными покрытиями можно использовать интегральные пигменты для удовлетворения архитектурных потребностей.

AAC можно резать стандартными деревообрабатывающими инструментами, хотя здесь используется ленточная пила для резки каменной кладки, которая включает в себя скользящий стол. Фото: Дэн Леви

Газобетон и ветровая нагрузка

При надлежащем армировании газобетон может обеспечить высокую степень ветроустойчивости. Большая часть этой прочности обеспечивается за счет усиленных вертикальных, заполненных цементным раствором сердечников и связующих балок. Блок с сердечником должен быть указан при заказе газобетона, поэтому важно заранее определить структурные требования, с которыми производитель должен быть в состоянии помочь.

Взаимосвязанные панели стен, крыши и пола из газобетона имеют соответствующую толщину и стальную арматуру для удовлетворения конкретных требований к конструкции. Работая с производителем и/или инженером-строителем, можно достичь практически любого уровня структурных требований. Учитывая прогнозы более сильных штормов в будущем, может иметь смысл выйти за рамки минимальных рекомендуемых структурных конструкций с AAC или любой другой строительной системой в этом отношении.

AAC и насекомые

Мы мало слышим о насекомых в дискуссиях о последствиях изменения климата, но это, вероятно, изменится. Ареалы термитов простираются на север. Во многих тропических регионах, таких как Гавайи, строительство из стандартной древесины сегодня становится все более редким явлением, особенно из-за формозских термитов. Если используется деревянный каркас, это должна быть обработанная древесина для защиты от повреждения термитами, а обработанная древесина несет в себе собственный набор опасностей для окружающей среды и здоровья. Ограничения для деревянного каркасного строительства, характерные для тропических регионов, будут все чаще проявляться в континентальной части США по мере потепления климата.

AAC представляет собой альтернативу деревянному каркасному строительству в районах, где ожидается повреждение термитами или может ожидаться в будущем. В то время как Дэн Леви использовал деревянный каркас для внутренних перегородок в северной части штата Нью-Йорк, в местах, где риск термитов высок, можно использовать более тонкие блоки или панели AAC для внутренних , а также для наружных стен.

Окна с тройным остеклением помогают дому Дэна Леви получить сертификат пассивного дома. Фото: Alex Wilson

AAC и пассивная живучесть

Пассивная живучесть стала критерием проектирования после урагана Катрина, когда ураган вызвал длительные отключения электроэнергии. Идея состоит в том, что здания должны быть спроектированы с высокоизолированными внешними оболочками и пассивными конструктивными элементами, чтобы они сохраняли условия для проживания в случае отключения электроэнергии. Сам по себе газобетон не обеспечивает достаточно высокого уровня изоляции в большинстве стран Северной Америки, чтобы удовлетворить этому критерию, хотя сборки из газобетона, как правило, очень герметичны.

Для обеспечения пассивной живучести рекомендуется добавление внешней изоляции. Для дома AAC в Вудстоке, штат Нью-Йорк, в котором мы остановились, Леви установил шесть дюймов жесткой минеральной ваты (продукт Rockwool ComfortBoard, плотность которого составляет 8 фунтов на кубический фут). С монолитными стенами AAC толщиной 8 дюймов и жесткой минеральной ватой толщиной шесть дюймов стены Леви обеспечивают около R-35 с очень минимальным тепловым мостом.

Кроме того, газобетон с изоляцией снаружи обеспечивает большую тепловую массу внутри изолированной оболочки. Это помогает поддерживать обитаемую температуру во время отключения электроэнергии или потери топлива для отопления. В сочетании с пассивным солнечным дизайном (таким как окна, выходящие на юг, затенение и естественная вентиляция) эта тепловая масса может обеспечить безопасность такого здания в течение длительного времени без дополнительной энергии.

Другие соображения по поводу газобетона

Наряду с описанными выше преимуществами упругости газобетона, этот материал также обеспечивает отличные акустические характеристики, особенно в сборках, включающих другие компоненты, такие как изоляционный слой или кирпичная обшивка.

Материал хорошо подходит для людей с химической чувствительностью. У Леви есть арендатор в квартире над его гаражом, который не мог оставаться здоровым в обычных домах; она продается на преимуществах материала. Для применений, где существует острая химическая чувствительность, может потребоваться внутренняя отделка цементом, известью или гипсовой штукатуркой, а не акриловыми покрытиями.

Леви установил 6-дюймовую жесткую минеральную вату снаружи стен газобетона, а затем фиброцементный сайдинг поверх вертикальных обвязок стен. Фото: Дэн Леви

С экологической точки зрения газобетон представляет собой смешанный пакет. Один из ключевых ингредиентов, портландцемент, имеет значительный углеродный след, хотя более низкая плотность ACC делает его лучше, чем стандартный бетон или бетонный блок. Согласно некоторым источникам, в некоторых районах становится все меньше песка, но, похоже, это не является проблемой для газобетона AERCON; их кварцевый песок добывается за две мили и перемалывается в мелкий порошок в шаровой мельнице компании. Производство алюминиевого порошка требует больших затрат энергии, но его используют в очень малых количествах: обычно от 0,05 до 0,08% по объему. Когда и если появятся методы сокращения выбросов двуокиси углерода при производстве цемента, воздействие газобетона на окружающую среду уменьшится.

Самым большим недостатком газобетона может быть отсутствие знакомства с ним в строительной отрасли Северной Америки. Строители и подрядчики очень консервативны и устойчивы к новым или незнакомым материалам. Другим недостатком является необходимость в слое изоляции в большинстве климатических условий Северной Америки, хотя есть немецкий продукт AAC, который может стать доступным здесь с прослоенным слоем AAC с более низкой плотностью (более высоким значением R) в центре.

Пассивный дом Дэна Леви в Вудстоке с улицы. Солнечная батарея питает полностью электрический дом с нулевым потреблением энергии, тепловым насосом с воздушным источником, водонагревателем с тепловым насосом, вентилятором с рекуперацией тепла и светодиодным освещением. Фото: Алекс Уилсон

Заключительные мысли

Я впервые написал о газобетонном бетоне в середине 1990-х годов в Новости экологического строительства . Многие из нас тогда, в том числе европейские производители, которые построили заводы по производству газобетона, думали, что это приживется и получит значительную долю рынка, но этого не произошло. Учитывая растущий сегодня интерес к устойчивости, я считаю, что у AAC блестящие перспективы; наконец, он мог бы стать обычным строительным материалом здесь.

Дэн Леви, консультирующий по вопросам строительства газобетона и пассивного дома, поделился со мной своим энтузиазмом по поводу газобетона. «Я видел слишком много деревянных каркасных зданий, поврежденных влагой, термитами или другими насекомыми, сверлящими дерево, огнем, гнилью и плесенью», — сказал он мне. «АГБ выглядит как бетон, но легко режется деревообрабатывающими инструментами, поэтому я считаю, что он предлагает лучшее из всех миров». Кстати, если вы хотите испытать этот дом на себе, две комнаты доступны в этом доме через Airbnb (хотя, если вы хотите сделать это, лучше раньше, чем позже, так как Дэн может продать дом и переехать к себе).