WikiDer > Изоляционная бетонная форма

Insulating concrete form
Эта изолированная бетонная форма вырезается, чтобы показать внутреннюю структуру опалубки и арматурного стержня (арматуры). Полость заполняется бетоном для создания постоянной стены.

Изоляционная бетонная форма или изолированная бетонная форма (ICF) - это система опалубка для железобетон обычно делается с жесткой теплоизоляция который остается постоянным внутренним и внешним основанием для стен, полов и крыш. Формы представляют собой блокируемые модульные блоки, складываемые в сухую (без ступка) и заполнен бетон. Блоки сцепляются вместе, как будто Лего кирпичей и создайте форму несущих стен или полов здания. Строительство ICF стало обычным явлением как для малоэтажного коммерческого, так и для высокоэффективного жилищного строительства, поскольку оно обеспечивает более строгую энергоэффективность и устойчивость к стихийным бедствиям. строительные нормы принимаются.

Развитие

Первые формы стеновых панелей ICF из пенополистирола были разработаны в конце 1960-х, 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 замком« шпунт-паз », металлическими стяжками и сердечником в виде вафельной сетки».[1]Правильно отметить, что изначальная форма опалубки ICF восходит к 1907 году, о чем свидетельствует патент изобретателя Л. Р. Франклина под названием «Строительный блок». 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 продают немного разные конструкции ICF, а не сосредотачиваются на промышленности. стандартизация. Строительство ICF в настоящее время является частью большинства строительных норм и правил и принимается в большинстве юрисдикций в развитом мире.

строительство

Изоляционные бетонные формы изготавливаются из любого из следующих материалов:

Арматурные стальные стержни (арматура) обычно помещаются внутрь форм перед заливкой бетона, чтобы дать бетону предел прочности при изгибе, аналогично мостам и многоэтажным домам 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 застынет, формы остаются на месте навсегда, чтобы обеспечить ряд преимуществ в зависимости от используемых материалов:

Категоризация

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

Система плоских стен

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

Сетка

Система сетки экрана

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

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

Для ICF системы Post и Lintel бетон имеет горизонтальный элемент, называемый перемычка, только наверху стены (горизонтальный бетон внизу стены часто присутствует в форме нижнего колонтитула здания или перемычки стены внизу.) и вертикальные элементы, называемые столбами, между перемычкой и поверхностью на на которую опирается стена.

По характеристике формы

Блокировать

Внешняя форма ICF похожа на форму Бетонная кладка, хотя блоки ICF часто больше по размеру, так как они сделаны из материала, имеющего более низкий удельный вес. Очень часто края блоков ICF делают так, чтобы они блокировались, уменьшая или устраняя необходимость использования связующего материала между блоками.

Панель

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.

Доска

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

Характеристики

Энергоэффективность

  • Минимальные утечки воздуха, если таковые имеются, что повышает комфорт и снижает потери тепла по сравнению со стенами без твердой воздушный барьер
  • Высоко термическое сопротивление (R-значение) 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 тепловые мосты или «изоляционные промежутки», как это принято в каркасной конструкции.
  • Термическая массапри правильном использовании и в сочетании с пассивным солнечным дизайном может сыграть важную роль в дальнейшем сокращении энергопотребления, особенно в климатических условиях, где обычно температура на улице выше внутренней температуры днем ​​и ниже ночью.

Прочность

  • Изоляционные бетонные формы создают конструктивную бетонную стену, монолитную или столбчато-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

Стены ICF имеют гораздо более низкие показатели акустическая передача. 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 стенки, массы, материалов компонентов и герметичности.

Противопожарная защита

Стены ICF могут иметь класс огнестойкости от четырех до шести часов и незначительные свойства горения поверхности. Международный строительный кодекс: 2603.5.2[8] требуется изоляция из пенопласта (например, пенополистирол, пенополиуретан), которая должна быть отделена от внутренней части здания термическим барьером (например, гипсокартон), независимо от противопожарного барьера, обеспечиваемого центральным бетоном. Формы из цементного связующего - древесных волокон (например,[9]), полистирольные шарики (например,[10][11]), или воздух (например, ячеистый бетон - например,[12]) имеют огнестойкость по своей сути.

Качество воздуха в помещении

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 недостаточно изучено.

Экологическая чувствительность

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

Паразиты

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.

Строительство соображения дизайна

При проектировании здания, которое будет построено 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 до края формы. Для решетчатых, стоек и перемычек размещение вертикальных элементов бетона должно быть организовано таким образом (например, начиная с противоположных углов или разломов (например, дверных проемов) и работая так, чтобы они встречались в непрерывной стене), чтобы правильно передавать нагрузку от перемычку (или приклеиваемую балку) к поверхности, поддерживающей стену.

Строительный процесс

Строительство ICF менее требовательно из-за его модульность. Для укладки опалубки ICF можно использовать менее квалифицированный персонал, хотя при заливке бетона необходимо тщательно продумать его, чтобы убедиться, что он полностью затвердеет и лечит равномерно без трещин. В отличие от традиционной конструкции из деревянных балок, здесь нет дополнительной структурной поддержки, кроме временной. строительные леса требуется для проемов, дверей, окон или инженерных сетей, хотя для модификации конструкции после затвердевания бетона требуются специальные инструменты для резки бетона.

Полы и фундаменты

Стены ICF условно кладут на монолитная плита со встроенной арматурой дюбеля соединение стен 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 вместе со стенами ICF, чтобы сформировать непрерывную монолитную конструкцию, соединенную арматурой. Палубные крыши ICF популярны в штормовых районах,[14] но сложнее построить крышу сложной формы, и бетон можно заливать только до определенной точки на наклонных поверхностях, часто с максимальным шагом 7:12.[15]

Стены

Стены ICF строятся поочередно, обычно начиная с углов и продвигаясь к середине стен. Затем торцевые блоки обрезаются по размеру, чтобы тратить как можно меньше материала. По мере подъема стены блоки располагаются в шахматном порядке, чтобы избежать длинных вертикальных швов, которые могут ослабить опалубку из полистирола.[16] Структурные рамки, 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 угла 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 первые месяцы сразу после строительства могут возникнуть незначительные проблемы с влажностью внутри, поскольку бетон застывает, что может повредить гипсокартон. Осушение может быть выполнено с помощью небольших осушителей воздуха в жилых помещениях 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 установку дренажного покрытия и другие методы гидроизоляции. Установлены сливные плитки для отвода воды.

Сантехника и электричество

Сантехника и электрический канал можно поместить внутрь форм и залить на место, хотя поселение проблемы могут привести к поломке труб и дорогостоящему ремонту. По этой причине водопроводные трубы и кабелепроводы, а также электрические кабели обычно заделываются непосредственно в пену перед нанесением настенного покрытия. Горячий нож или электрическая бензопила обычно используются для создания отверстий в пене для прокладки трубопроводов и кабелей. электрические кабели вставляются в ICF с помощью Кабельный перфоратор.[18] в то время как ICF из других материалов обычно режут или направлен с помощью простых столярных инструментов. Варианты простых столярных инструментов, подходящие для цементно-цементных форм, изготавливаются для аналогичного использования с автоклавный газобетон.

Стоимость

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 использованием деревянного каркаса.[19] В большинстве случаев строительство ICF будет стоить примерно на 40% меньше, чем строительство обычного (подвала), 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, так как 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 затраты.

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. Дополнительно, страхование затраты могут быть намного ниже, поскольку дома ICF намного менее подвержены ущербу от землетрясений, наводнений, ураганов, пожаров и других стихийных бедствий. Также снижаются затраты на техническое обслуживание и содержание, поскольку здания ICF не содержат древесины, которая со временем может гнить или подвергаться нападению насекомых и грызунов.[22]

Преимущества

В сейсмических и подверженных ураганам районах конструкция ICF обеспечивает прочность, ударопрочность, долговечность, отличную звукоизоляцию и воздухонепроницаемость. Конструкция ICF идеально подходит для умеренного и смешанного климата со значительными дневными колебаниями температуры, в зданиях, спроектированных так, чтобы термическая масса стратегии.[23]

Только изоляция R-Value (R-значение) ICF варьируются от R-12 до R-28, что может быть хорошим показателем R для стен.[24] Экономия энергии по сравнению с каркасными стенами составляет от 50% до 70%.[25][26]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ «История МКФ». Р. Дж. Пирсон. Получено 11 апреля 2019.
  2. ^ Кристиан Анджели,«Изоляция бетонных форм». 2018, Legislazione tecnica, ISBN 978-88-6219-292-7.
  3. ^ Haefs, Брайан. «Формы и функции». Решения для экологичного строительства. American Chemistry Council, Inc. Архивировано с оригинал на 2010-04-07. Получено 2010-05-06.
  4. ^ «Изоляционные бетонные формы». Ассоциация портлендского цемента. Получено 2014-07-12.
  5. ^ «Бетонные здания коммерческого строительства, конструкция с подъемом и ICF». Национальная ассоциация товарных бетонных смесей. Получено 2014-07-01.
  6. ^ «Виды МКФ». Расширенный полистирол - Промышленный альянс. Получено 2014-07-12.
  7. ^ «Изоляционные бетонные формы». Руководство для потребителей EERE. НАС. Департамент энергетики.
  8. ^ «Глава 26 - Пластмасса». Архивировано из оригинал на 2014-10-06. Получено 2014-10-04.
  9. ^ «Стандарт испытания единиц значения свойства - Свойства материала Durisol» (PDF). Получено 2014-10-04.
  10. ^ "Технические данные Rastra". Получено 2014-10-04.
  11. ^ «Тестирование системы Performwall Panel». Архивировано из оригинал на 2015-06-10. Получено 2014-10-04.
  12. ^ «Грейзель Климанорм: ячеистый бетон показывает, из чего он сделан в случае пожара». Архивировано из оригинал на 2014-10-06. Получено 2014-10-04.
  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. ^ Упругая утепленная крыша из бетона http://www.insuldeck.com/resilient-insulated-roofs/ получено 16.08.2018
  15. ^ Панушев, Иван С .; Питер А. Вандерверф (2004). Строительство изоляционных бетонных форм. Макгроу Хилл. ISBN 0-07-143057-1. "> Панушев, стр. 58
  16. ^ Панушев, стр.80
  17. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал в 2010-11-26. Получено 2010-10-19.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
  18. ^ «Кабельный перфоратор». JourneymanИнструменты. Инструменты для подмастерьев. Архивировано из оригинал 20 июня 2015 г.. Получено 20 июн 2015.
  19. ^ http://www.huduser.org/portal/publications/destech/icfbenefits.html
  20. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2010-08-01. Получено 2010-04-18.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
  21. ^ http://www.concretenetwork.com/concrete-homes/cost.html
  22. ^ Панушев, с. 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 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