СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПЛАСТМАСС

Эффективность трехслойных ограждающих конструкций для промышленных зданий[72]

Подробный технико-экономический анализ ограждающих трехслой­ных и светопрозрачных конструкций промышленных зданий, запроекти­рованных для центральных районов, был дан в нашей работе [112], опубликованной в 1966 г. При этом были получены следующие основ­ные выводы.

1. Наиболее эффективно применение трехслойных плит покрытий по металлическим фермам. Благодаря значительно меньшему весу по сравнению с железобетонными плитами применение трехслойных плит (в том числе с металлическими обшивками) не дает перерасхода ста­ли в связи с экономией на несущих металлических конструкциях. В це­лом, с учетом этой экономии, стоимость покрытия с трехслойными пли­тами из алюминия и пенопласта оказалась близкой к стоимости ана­логов, а с трехслойными плитами с обшивкой из асбестоцемента — зна­чительно ниже аналогов.

2. Применение стеновых трехслойных панелей значительно менее эффективно. Все виды трехслойных панелей, в том числе с асбестоце­ментными обшивками, оказались значительно дороже аналога — пане­лей из ячеистого бетона. Несколько лучше получаются показатели при сравнении с керамзитобетонными панелями.

3. Светопрозрачные конструкции из стеклопластика оказались близкими по стоимости к аналогу.

За последние годы изменены цены на пластмассы, металлы и дру­гие материалы. Был проведен дополнительный технико-экономический анйлиз, описанный ниже, в котором помимо новых цен также учтены последние конструктивные разработки трехслойных панелей.

С учетом проведенных ранее работ технико-экономические показа­тели выявлялись лишь для наиболее эффективного вида конструкций — трехслойных плит покрытий.

Были рассмотрены следующие типы трехслойных плит:

Тип I. Размером 3X1,5X0,08 м, с обшивками и обрамляющим каркасом из асбестоцемента и средним слоем из фенольного пенопласта объемным весом 7 =60 кг/м3 (см. рис. 4.40).

Тип II. То же, со средним слоем из самозатухающего пенополи­стирола Y =30 кг/м3.

Тип III. Размером 6X3X0,05 ж, с обшивками из плоского алюми­ния и средним слоем из самозатухающего пенополистирола ПСБст (см. рис, 4.33).

Тип IV. То же, с верхней гофрированной алюминиевой обшивкой (рис. 4.34):

Тип VI. Плита типа III, укрупненная, со стальной рамой (см. рис. 4.35,6). Плиты типов I, II, III и IV укладываются на прогоны, рас­ставленные через 3 м. Плита типа VI рассчитана на пролет 6 м.

Рассмотрены также варианты плит типов III и VI аналогичной кон­струкции, но с обшивками из плакированной стали1 (типы V и VII).

В качестве аналогов принималась железобетонная плита, утеплен­ная пенобетоном серии ПК-01-100/62 (тип VIII), размером 6X1,5 ж.

Показатели рассчитаны с учетом затрат на смежные конструктив­ные элементы: для трехслойных плит с асбестоцементными обшивка­ми — затрат на трехслойный ковер и металлический прогон, для трех­слойных плит с алюминиевыми или стальными обшивками пролетом 3 м — затрат на металлический прогон, а для железобетонных пане­лей— затрат на трехслойный рулонный ковер, стяжку и утеплитель из пенобетона.

Для всех трехслойных плит учитывалось также уменьшение веса несущих металлических конструкций (ферм, колонн), вызванное значи­тельно меньшим весом трехслойных плит по сравнению с железобетон­ными, для чего из стоимости и расхода материалов на каждую конструк­цию вычиталась соответствующая экономия стали на несущих конструк­циях (в килограммах или рублях) от применения легких панелей. Экономия стали от применения асбестоцементных или металлических плит вместо железобетонных различается в связи с различным их весом и в среднем составляет 6 и 10 кг/м2 [73].

Расчет проведен на 1 м2 площади пола на уровне цен, действующих с 1 июля 1967 г.

В табл. 36 приводятся основные усредненные показатели трехслой­ных плит и аналогов: вес, расход основных материалов, затраты труда по изготовлению и монтаж, стоимость «в деле», капитальные вложения и приведенные затраты. Интересно отметить, что для алюминиевых кон­струкций величина экономии превышает фактический расход стали на прогоны.

Плиты с обшивками из асбестоцемента (типы I и II) дают большой эффект по сравнению с железобетонными плитами. Вес их примерно в 4 раза меньше, чем железобетонных плит, а расход стали меньше при­мерно в 3,5 раза. Приведенные затраты по этим плитам на 24% меньше, чем по железобетонным.

Особый интерес представляют данные по трехслойным плитам с ме­таллическими обшивками. Прежде всего должен быть отмечен неболь­шой их вес; плиты с алюминиевыми обшивками без стальной рамы (типы III и IV) легче железобетонных плит в 20 раз и асбестоцементных в 5 раз, а плиты со стальными обшивками (тип V) — соответственно в 12 и 3 раза.

Приведенные затраты по этим плитам с алюминиевыми обшивками выше (на 10%) железобетонных плит, а со стальными обшивками ниже (на 18%) —близкие к асбестоцементным

Трехслойные плиты с алюминиевыми или стальными обшивками, уложенными на металлическую раму (типы VI и VII), имеют несколько худшие показатели, чем чисто трехслойные плиты (типы III, IV, V), но они, работая на пролет 6 м, могут укладываться непосредственно по фермам.

Известный интерес представляет сравнение показателей различных видов алюминиевых конструкций — трехслойных и цельнометаллических (тип IX). Хотя пролеты их различны, их показатели, приведенные в табл. 36, сравнимы между собой. Это подтверждает технико-экономи­ческий расчет трехслойных конструкций, проведенный ранее в ЦНИИСК [112], в результате которого было установлено, что с увеличением проле­та с 6 до 12 м основные показатели трехслойных конструкций практиче­ски остаются постоянными, а в некоторых случаях даже снижаются. По­этому показатели по трехслойным плитам пролетом 6 м могут с доста­точной точностью сопоставляться с показателями цельнометаллических плит пролетом 12 м. Из сравнения этих плит, рассчитанных примерно на одинаковые нагрузки, видно, что трехслойные плиты имеют значи­тельно лучшие показатели. Приведенные затраты по ним составляют 32—33 руб/м[75], вместо 58 руб/м2 для цельнометаллических плит, или примерно на 70% меньше. Повышенная стоимость последних опреде­ляется прежде всего большим расходом металла на каркас, требуемого для создания в панелях предварительного напряжения.

Указанный технико-экономический анализ в целом подтвердил ре­зультаты проведенных ранее исследований [112] и показывает перспек­тивность разработанных трехслойных конструкций.

При оценке указанных показателей необходимо иметь в виду, что стоимость новых материалов (пластмасс, алюминия) снижается значи­тельно быстрее, чем стоимость традиционных материалов, в связи с чем относительная стоимость новых конструкций будет также снижаться.

Наиболее доступны и дешевы трехслойные плиты с асбестоцемент­ными обшивками. Перспективы их применения значительны, особенно при требовании повышенной огнестойкости, несмотря на такие недостат­ки этих плит, как их хрупкость, небольшие размеры и др.

Наибольшие перспективы, особенно для покрытий по металлическим фермам, имеют, по нашему мнению, трехслойные плиты с металличе­скими обшивками.

Их повышенная прочность по сравнению с асбестоцементными пли­тами и частично с аналогом — железобетонными плитами, безрулонное решение кровли, большеразмерность и легкость, ускоряющая монтаж

Конструкций, были лишь частично учтены в расчетах. Кроме того, приве­денные данные ориентированы на применение конструкций в нормаль­ных условиях средней климатической зоны СССР.

Применение легких трехслойных конструкций для сейсмических районов (в которых проживает около 30% населения СССР), а также при наличии просадочных грунтов и в тому подобных случаях дает до­полнительную экономию.

Особенно эффективно, как показала практика, применение трех­слойных панелей с металлическими обшивками для районов Крайнего Севера, где стоимость транспортирования (часто с применением авиа­ции) составляет значительную долю стоимости конструкций. Даже в на­стоящее время, в условиях полукустарного изготовления трехслойных панелей, применение их (например, для технических зданий радиорелей­ных линий, см. рис. 1.6) дало существенный эффект.

Технико-экономические подсчеты, проведенные Дальстройпроектом в связи с проектированием цеха трехслойных панелей из алюминия и пе­нопласта в Магадане, также показали высокую эффективность этих конструкций [60].

В качестве эталона для сравнения были взяты деревянные времен­ные сборно-разборные здания дощато-гвоздевой конструкции, разрабо­танные Дальстройпроектом в 1962—1966 гг. Опыт их эксплуатации для приискового строительства показал, что средняя их оборачиваемость не превышает 1,5—2. По окончании строительства такие здания обычно не перевозят, а бросают на старом месте с разборкой на дрова. Иногда перебазируют лишь небольшие жилые здания, стеновые ограждения, балкц, перекрытия и стропила.

Оборачиваемость же описанных сборно-разборных зданий из алю­миния и пенопласта будет значительно выше, во всяком случае не менее 4—5. При этом достигается экономия в стоимости по сравнению с тради­ционными решениями до 18—30%, уменьшение затрат труда на 35—40% и снижение веса в 4—5 раз. Общая стоимость затрат на возведение цеха трехслойных конструкций из алюминия и пенопласта в Магадане может окупиться примерно в 2,5 года. Лишь при трехкратной оборачиваемости новых конструкций стоимость их становится примерно равной эталон­ным[76]. Но и в этом случае получается дополнительная экономия от уменьшения трудоемкости изготовления и монтажа конструкций (сокра­щение количества рабочих) и ускорения строительства; поэтому пред­полагается, что общая стоимость затрат на строительство цеха в Мага­дане окупится в этом случае примерно за 3 года.