Кіріспе

Құрылыс материалы

Изоляциялық бетон қалыптары немесе изоляциялық бетон қалыптары (ICF) – темір бетон құрылыстары үшін қолданылатын қалып жүйесі. Олар әдетте қабырғалар, едендер және шатырлар үшін тұрақты ішкі және сыртқы негіз ретінде қалқып, қатты жылу оқшаулағыштан жасалады. Бұл қалыптар модульдік бөліктерден құралады, олар цемент ерітіндісінсіз (минометсіз) құрғақ түрде жиналады және бетонмен толтырылады. Бөліктер бір-бірімен Lego кірпіштері сияқты бекітіліп, ғимараттың құрылымдық қабырғалары мен едендеріне қалып жасайды. ICF құрылысы энергия тиімділігі және табиғи апаттарға төзімділік талаптары күшейген сайын, төмен қабатты коммерциялық және жоғары сапалы тұрғын үйлерді салуда кеңінен қолданылуда.

Даму

Бірінші кеңейтілген полистиролды ICF қабырға қалыптары 1960 жылдардың соңында бастапқы патент мерзімі аяқталғаннан кейін және BASF компаниясының қазіргі заманғы көбікті пластиктерін жасауымен пайда болды. Канадалық мердігер Вернер Грегори 1966 жылы "16 дюйм биіктігінде, 48 дюйм ұзындығында, тілше және ойық біріктіргіші, металл байланыстары және вафлилік торлы ішкі бөлігі бар" көбік бетон қалыпына алғашқы патентті тіркеді. ICF қалыптарының алғашқы нысаны 1907 жылға дейін жететінін атап өту керек, бұл туралы "құрылыс блогы" деген патентте, оның авторы Л. Р. Франклин, көрсетілген. Бұл патент жоғарғы және төменгі жақтарына батып тұратын тесіктермен байланысқан орталық цилиндрлі қуысы бар параллелепипед пішіндес кірпішке талап қойды. ICF құрылысын қабылдау 1970 жылдардан бері үздіксіз өсіп келеді, бірақ бастапқыда бұл процеске танымал болмауы, құрылыс нормалары және көптеген өндірушілердің өнеркәсіптік стандартизацияға назар аудармай, әртүрлі ICF дизайндарын сатуынан туған шатасу кедергі келтірді. Қазіргі таңда ICF құрылысы көптеген құрылыс нормаларында қарастырылған және дамыған елдердің көптеген аймақтарында қабылданды.

Санаттау

Бетонды оқшаулайтын қалыптар көбінесе екі түрге бөлінеді. Бетонға басты назар аударатын ұйымдар оларды бетонның ішіндегі пішіні бойынша жіктейді. Ал қалыптарды жасаумен айналысатын ұйымдар оларды қалыптардың өзінің ерекшеліктеріне қарай жіктейді.

Жазық қабырғалар жүйесі

Жалпақ қабырғалы жүйедегі ICF үшін бетон, алынып тасталатын қалыптармен салынған бетон қабырғасы сияқты, қатты темір бетоннан жасалған жалпақ қабырға пішінінде болады.

Экрандық тор жүйесі

Screen Grid System ICF үшін бетон металл экран пішінінде болады, көлденең және тік арналар темір бетоннан жасалған және қатты материалдың толық бөліктерімен бөлінген.

Вафли желісі жүйесі

Вафли тор жүйесі ICF үшін бетон, Screen Grid және Flat Wall жүйесі бетондарының аралас түріне ұқсас пішінде болады, қалың темірбетон тормен және экран тордың қатты ICF материалы орналасқан орталық аймақтарында жұқа бетонмен сипатталады.

Пост және Линтел жүйесі

Post және Lintel System ICF үшін бетон қабырғаның жоғарғы жағында ғана горизонталь мүшеге ие, оны lintel дейміз (ғимараттың негізі немесе төмендегі қабырғаның lintel түрінде қабырғаның төменгі жағында горизонталь бетон жиі кездеседі). Ал тік мүшелер, яғни бағаналар, lintel мен қабырға тірелетін бет арасында орналасады.

Блок

ICF-тің сыртқы пішіні бетон қабырға блогына ұқсас, бірақ ICF блоктары көбінесе үлкенірек болады, себебі олар меншікті салмағы төмен материалдан жасалған. Көп жағдайда блок типті ICF-тің жиектері бірімен-бірі бекітіледі, бұл блоктар арасында байланыстырушы материалды қолдану қажеттілігін азайтады немесе толығымен жояды.

Панель

Панельді ICF-тер қабырға бөлігінің жалпақ тікбұрышты пішінімен сипатталады, көбінесе олар қабырғаның биіктігімен тең болады, ал ені материалды қолдану мүмкіндігімен және қабырға салудағы панельдің тиімділігімен шектеледі.

Планка

Планкалы ICF-тер бір өлшемде блок ICF-тердің, ал екінші өлшемде панель ICF-тердің мөлшерімен бірдей.

Қуаттылығы

Бетон қалыптаушы оқшаулағыштар монолитті немесе қаңқалы-қабырғалы құрылымдық бетон қабырғасын құрайды, ол ағаш қаңқалы құрылымдарға қарағанда он есе мықты. Табиғат күштеріне қарсы тұру қабілетін арттыратын құрылымдық тұғырлылық. ICF жүйелерінің компоненттері – құйылған бетон да, ICF жасауға қолданылған материал да – суға ішкен кезде шірімейді.

Дыбыс сіңіру

ICF қабырғалары дыбыстың өту деңгейі әлдеқайда төмен. Стандартты қалыңдығы бар ICF қабырғаларының дыбыс өткізу коэффициенті (STC) 46 мен 72 аралығында, ал стандартты шыны талшықтан жасалған жылу оқшаулағыш пен гипсокартон үшін бұл көрсеткіш 36-ға тең. Дыбыстың жұмсару деңгейі қабырғаның қалыңдығына, массасына, құрамына және ауа тығыздығына байланысты.

Өртке қарсы қорғаныс

ICF қабырғалары төрт-алты сағатқа дейін отқа төзімділік деңгейіне ие болуы мүмкін және беттік жану қасиеттері өте төмен. Халықаралық құрылыс кодексі: 2603.5.2 талаптарына сәйкес, пластикалық көбік изоляциясы (мысалы, полистирол көбігі, полиуретан көбігі) орталық бетонның өртке қарсы тосқауылына қарамастан, ғимараттың ішкі бөлігінен жылу тосқауылымен (мысалы, гипсокартон) бөлінуі тиіс. Цементпен байланыстырылған ағаш талшықтарынан (мысалы), полистирол гранулаларынан (мысалы) немесе ауадан (яғни, ұяшықты бетоннан – мысалы) жасалған қалыптардың өзіндік өртке төзімділік қасиеттері бар.

Ішкі ауа сапасы

Олар көбінесе пластикалық бу тосқауылсыз салынғандықтан, ICF қабырғалары ылғалдылық деңгейін реттеуге, қалыптың пайда болу мүмкіндігін азайтуға және жоғары жылу тиімділігін сақтай отырып, жайлырақ ішкі ортаны қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Дегенмен, көбіктер газ бөліп шығаруы мүмкін, бірақ бұл мәселе жеткілікті зерттелмеген.

Қоршаған ортаға сезімталдық

ICF қабырғалары ғимараттың қоршаған ортаға әсерін азайтатын әр түрлі қайта өңделген материалдардан жасалуы мүмкін. ICF қабырғаларында қолданылатын бетонның үлкен көлемі сынға алынды, өйткені бетон өндірісі парниктік газдар шығарындыларына үлкен үлес қосады.

Құрттар

ICF қабырғаларының ішкі кеңістігінің барлығы үздіксіз толғандықтан (үсілген немесе шыны талшықты оқшаулау мен ағаш қабырға арасында болатын кеңістіктердей кемшіліктер жоқ), олар жәндіктер мен кеміргіштердің оңай өтуіне кедергі келтіреді. Сонымен қатар, пластикалық көбік қалыптарда кейде ойыстар жасалуы мүмкін болғанымен, ішкі бетон қабырғасы және цементті байланыстырғыш типтегі Портленд цемент қалыптары ағаштан жасалған қабырғаларға қарағанда жәндіктер мен кеміргіштер үшін әлдеқайда мықты тосқауыл болып табылады.

Ғимараттың жобалау мәселесі

ICF қабырғалармен салынған ғимаратты жобалау кезінде басқа қабырғаларға немесе ғимараттың іргетасына тікелей сүйенбеген қабырғалардың салмағын қолдауды ескеру керек. Сонымен қатар, ICF қабырғасының жүк көтергіш бөлігі бетон болып табылады, ол арнайы дайындықсыз форманың шеттеріне дейін ешқандай бағытта созылмайды. Тор және бағаналар мен перде жүйелері үшін бетонның тік элементтерін орналастыру қабырғаны көтеріп тұрған бетке жүктемені дұрыс аудару үшін (мысалы, қарама-қарсы бұрыштардан немесе үзілістерден басталып (мысалы, есіктерден) және үзілмеген қабырғаға жету үшін) ұйымдастырылуы керек. Австралияда ICF өнімдері жанғыш деп саналады, өйткені олар AS 1530.1 1994 зертханалық сынағынан өтпеді. Дегенмен олар кейбір орман өрттеріне бейім аймақтарда пайдалану үшін AS 1530.8.1 2007 аккредиттеуіне ие болды. Олардың қолданылуы аз ғимаратты коммерциялық және тұрғын үймен шектеледі.

Құрылыс процесі

ICF құрылысы модульдік болуының арқасында аз талаптарға жатады. ICF қалыптарын төсеу үшін аз білімі бар жұмысшыларды да қолдануға болады, алайда бетонды құю кезінде оны толығымен біте қадау және жарықтардың пайда болмай, тегіс қатаюын қамтамасыз ету үшін сақтықпен қарастыру қажет. Дәстүрлі ағаш қаңқалы құрылыстан өзгеше, есіктерге, терезелерге, инженерлік коммуникацияларға немесе ашылуларға қосымша құрылымдық тіреулердің қажеті жоқ, тек уақытша бағаналар ғана жеткілікті. Бірақ бетон қатып қалғаннан кейін құрылымды өзгерту үшін арнайы бетон кесу құралдары қажет болады.

Едендер мен іргетастар

ICF қабырғалары әдетте қабырғаларды іргетасқа жалғайтын арматуралы дубельдер орнатылған монолитті плитаға орналастырылады. ICF қабырға құрылысына ICF қабырғалық жабындары жиірек қосылып келеді. ICF қабырғалық жабындары стандартты бетон еденге қарағанда 40%-ға дейін жеңіл және жақсырақ жылу оқшаулауды қамтамасыз етеді. ICF қабырғалық жабындары ICF қабырғаларымен бірге арматура арқылы біріктірілген үздіксіз монолитті құрылымды жасау үшін жобалануы мүмкін. ICF қабырғалық шатырлар дауылды аймақтарда танымал, бірақ күрделі шатыр пішіндерін салу қиын, сондай-ақ бетонды еңкейген беттерде белгілі бір шекке дейін ғана құюға болады, көбінесе максималды еңкейіс 7:12 құрайды.

Қабырғалар

ICF қабырғалары бір қатардан бір қатардан салынады, әдетте бұрыштардан басталып қабырғалардың ортасына қарай жұмыс жүргізіледі. Материалды ең аз мөлшерде пайдалану үшін соңғы блоктар тура кесіледі. Қабырғаның биіктігі арта келе, полистирол қаптаманың әлсіреуіне әкелуі мүмкін ұзын тік тігістерден аулақ болу үшін блоктар бірінен соң бірі ығыстырылып орнатылады. Есіктер мен терезелерді орнату үшін және ашылуларға қосымша беріктік беру мақсатында, "бақшалар" деп аталатын құрылымдық жақтаулар орналастырылады. Ішкі және сыртқы әрлеулер мен қасбеттер ICF түріне байланысты тікелей ICF бетіне немесе байланыстырушы шеттеріне бекітіледі. Кірпіш және тас қасбеттер негізгі қабат деңгейінде кеңейтілген ілгешек немесе сөре бұрышын қажет етеді, бірақ басқа өзгерістер қажет емес. Ішкі ICF полистирол қабырғаларын гипсокартон панельдерімен немесе басқа қабырға жабындарымен жабу керек. Құрылыс аяқталғаннан кейінгі алғашқы айларда бетонның қатаюына байланысты ішкі ылғалдылықпен байланысты шағын мәселелер пайда болуы мүмкін, бұл гипсокартонға зиян келтіруі мүмкін. Ылғалдылықты кетіру үшін шағын тұрғын үйге арналған ылғалсыздандырғыш немесе ғимараттың кондиционерлік жүйесі қолданылуы мүмкін. Подрядшының тәжірибесіне және жұмысының сапасына байланысты, дұрыс орнатылмаған сыртқы көбік изоляциясы жер асты сулары мен жәндіктерге оңай қол жеткізуге мүмкіндік береді. Бұл мәселелерді болдырмау үшін кейбір өндірушілер инсектицидпен өңделген көбік блоктарын шығарады және дренаждық қабаттар мен басқа да су өткізбеу әдістерін қолдануды ұсынады. Суды кетіру үшін дренаждық плиткалар орнатылады.

Құбырлар мен электрлік

Құбырлар мен электр өткізгіштерін формалардың ішіне орналастырып, тікелей құюға болады, бірақ шөгу мәселелері құбырлардың жарылуына, соның салдарынан қымбат жөндеуге әкелуі мүмкін. Осы себепті, құбырлар мен электр өткізгіштері, сондай-ақ электр кабельдері әдетте қабырға қаптамаларын жаппастан бұрын көбікке тікелей енгізіледі. Құбырлар мен кабельдерді орнату үшін көбікте тесіктер жасауға ыстық пышақ немесе электрлік тізбекті ара қолданылады. Электр кабельдері арнайы «кабельді соғу» құралы арқылы ICF-ке енгізіледі, ал басқа материалдардан жасалған ICF-терді әдетте қарапайым ағаш өңдеу құралдарымен кесіп немесе ойып жасайды. Цементті байланыстырғышпен жасалған формаларға арналған қарапайым ағаш құралдарының түрлері автоклавтандырылған газдалған бетонмен де ұқсас мақсатта қолданылады.

Құны

Кәдімгі құрылыс техникасының орнына ICF-ті пайдаланудың бастапқы құны материалдар мен еңбектің бағасына байланысты, бірақ ICF-ті пайдалану арқылы құрылыс ағаштан жасалған конструкцияны пайдалану арқылы жалпы сатып алу бағасына 3 - 5 пайызды қоса алады. Көптеген жағдайларда ICF құрылысына әдеттегі (базалық) құрылысқа қарағанда 40% -ға арзан болады, өйткені бірнеше қадамды бір қадамға біріктіруден болатын еңбек үнемдеуі. Жоғары деңгейдегі ICF құрылысы әдетте қымбат, бірақ үлкен ашылуларды қосқанда ICF құрылысы өте тиімді болады. Кәдімгі конструкциядағы үлкен саңылаулар үлкен басқыштарды және тірек бағаналарды қажет етеді, ал ICF конструкциясы шығындарды азайтады, өйткені тек қана саңылаудың айналасында ғана темірді бекіту қажет. ICF құрылысында бір қабатты аумақты 60% -ға дейін кішірек жылу және салқындату блоктарына қызмет көрсетуге болады, бұл соңғы үйдің құнын шаршы футқа шамамен 0,75 долларға дейін азайта алады. Сонымен, қосымша шығын 0,25 доллардан 3,25 долларға дейін болуы мүмкін. ICF үйлері кейбір юрисдикцияларда салықтық жеңілдіктерге ие бола алады (cn), бұл шығындарды одан әрі төмендетеді. ICF ғимараттары уақыт өте келе арзан болады, өйткені олар бірдей көлемді кеңістікті жылумен және салқындату үшін басқа кең таралған құрылыс әдістеріне қарағанда аз энергия қажет етеді. Сонымен қатар, сақтандыру шығындары әлдеқайда төмен болуы мүмкін, өйткені ICF үйлері жер сілкінісі, су тасқыны, дауыл, өрт және басқа да табиғи апаттардан зардап шекпейтін болады. Сонымен қатар, ICF ғимараттарында ағаш жоқ болғандықтан, оларды күтіп-ұстау мен күтіп-ұстау шығындары азаяды, өйткені олар уақыт өте келе шіріуі мүмкін немесе жәндіктер мен кеміргіштерге шабуылға ұшырауы мүмкін.

Артықшылықтар

Сейсмикалық және дауылды аймақтарда ICF құрылысы беріктік, соққыға төзімділік, ұзақ қызмет ету мерзімі, тамаша дыбыс оқшаулау және герметикалық жабылуды қамтамасыз етеді. ICF құрылысы, айтарлықтай күнделікті температура өзгерістері болатын орташа және аралас климаттарда, сондай-ақ жылу жинақтау стратегиясынан пайда көретіндей жобаланған ғимараттар үшін өте қолайлы. ICF-тің оқшаулағыш R мәні (R-мәні) R12-ден R28-ге дейін өзгереді, бұл қабырғалар үшін жақсы көрсеткіш болып табылады. Қабырғалы құрылымдармен салыстырғанда энергия үнемдеуі 50-70% құрайды.

Кемшіліктер

Ұлыбританияда ICF технологиясымен салынған ғимараттар, үй иелері өзінің капиталын жылжытыпақ болса, оларға қолайсыз болуы мүмкін.