Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ГОУ ВПО «Дальневосточный государственный университет путей сообщения»

Кафедра «Экономика строительства и технология строительных материалов»

П.С. Красовский

Новые строительные материалы и технологии

Рекомендовано Методическим советом ДВГУПС

в качестве учебного пособия

Хабаровск

Издательство ДВГУПС

2005

УДК 691 (075.8)

ББК Н30 я73

К 784

Рецензенты:

Кафедра «Строительные материалы и изделия»

Хабаровского государственного технического университета

(заведующий кафедрой кандидат технических наук, профессор

Н.И. Ярмолинская)

Директор Дальневосточного окружного филиала государственного учреждения «Федеральный лицензионный центр» при Госстрое России

А.А. Серов

К 784

Красовский, П.С. Новые строительные материалы и технологии : учеб. пособие. – Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2005. – 223 с.: ил.

Учебное пособие соответствует программе подготовки бакалавров и магистров института повышения квалификации ДВГУПС направления 550100 «Строительство» по дисциплине «Строительные материалы».

В пособии изложены основные направления развития производства строительных материалов в стране и за рубежом, краткие сведения о материалах, появляющихся на строительном рынке региона, и их свойствах. Даны отдельные тесты, составленные Государственной академией строительства и жилищно-коммунального комплекса России для проверки знаний в области строительных материалов.

Предназначено для слушателей института повышения квалификации ДВГУПС, готовящихся к профессиональной аттестации в области проектирования предприятий, зданий и сооружений.

УДК 691 (075.8)

ББК Н30 я73

 ГОУ ВПО «Дальневосточный государственный университет путей сообщения» (ДВГУПС), 2005

Введение

Появление новых материалов и технологий в строительстве связано с современными требованиями, предъявляемыми к производству самих материалов, их использованию на строительной площадке и ко всему сооружению в целом с точек зрения энергоемкости производства и эксплуатации, комфортности социума, экологичности, безопасности и др.

Попробуем исходя из этих требований и позиций материаловедения, по возможности избегая вопросов технологии строительного производства, рассмотреть появление на рынке новых строительных материалов.

Энергетический кризис 80-х годов ХХ в. в странах Западной Европы отразился на проблемах строительной отрасли, что предопределило разработку и реализацию национальных программ по крупномасштабному энергосбережению в США, Германии, Великобритании и других странах.

Россия обратила внимание на эту проблему в середине 80-х годов ХХ в., однако последовавшие в стране события надолго задержали ее на пути решения возникших проблем. И все же, как и во всем мире, в стране за последние 25 лет проведен ряд крупнейших мероприятий по снижению топливно-энергетических затрат (ТЭЗ), в том числе и в области строительства: ТЭЗ-1 (на изготовление строительных материалов и изделий, их транспортировку и монтаж за счет применения легких и менее энергоемких изделий), а также ТЭЗ-2 (на отопление, горячее водоснабжение и освещение зданий за счет ужесточения в 2–3 раза требований к ограждающим конструкциям зданий, совершенствования автономной отопительной системы и измерительно-регулировочных приборов, устанавливаемых в каждом здании и квартире).

В строительной индустрии и жилищно-коммунальном хозяйстве России ежегодно расходуются около 450 млн т условного топлива, или более трети всех топливно-энергетических ресурсов. Из них 50 млн т составляет ТЭЗ-1, из которых 73% приходится на изготовление материалов и конструкций, а 400 млн т – на покрытие ТЭЗ-2. Если эти расходы поделить на площадь эксплуатируемых зданий в России (4,5 млрд м²), то выяснится, что на эксплуатацию 1 м² расходуется примерно 90 кг условного топлива в год, а в Швеции – в три раза меньше. По данным И.Н. Бутовского и Ю.А. Матросова расход тепловой энергии на отопление многоквартирных жилых домов в средней полосе России составляет от 350 до 600 кВтч/м² в год, а в Швеции и Финляндии для отопления таких же домов расходуется всего 135–150 кВтч/м².

Такое расходование энергоресурсов в России объясняется длительным отсутствием концепции энергосбережения, несовершенством проектов зданий, архитектурно-строительных систем и конструкций, аварийным состоянием зданий и энергосетей. В связи с этим были приняты основополагающие директивы, нормативные и информационные материалы, направленные на комплексное энергосбережение. Такими нормативными материалами явились изменения №3 к СНиП II-3-79** «Строи­тельная теплотехника», которые действуют на территории страны с сентября 1995 г.

В жилых и общественных зданиях вторичные ТЭЗ делятся приблизительно поровну на эксплуатационные и конструктивно-технологические. Первые (100%) складываются из утечек газа (30 %), нерационального использования воды (18 %), потерь теплоносителя (44 %) и пр. Причем потери происходят по всем видам энергии. Суточный расход бытовой горячей воды на душу населения превышает среднеевропейские нормы в 2 раза. Лампы накаливания потребляют в 4 раза больше электроэнергии и имеют срок службы в 3 раза меньше, чем за рубежом. Низкопроизводительный расход тепла в системах отопления из-за отсутствия средств регулирования составляет 15–20 %. Развитие системы теплоснабжения только от ТЭЦ и крупных котельных приводит к значительному увеличению длины дорогостоящих коммуникаций и потерь тепла даже в средних и крупных городах.

Расчетные конструктивно-технологические потери тепла (100 %) состоят из потерь через окна и двери (33 %), чердак и перекрытие над техподпольем (22 %), стены (45 %). Однако при плохо вставляемых стеклах через окна и балконные двери, площадь которых составляет 40–45 % общей стены, в комнате может теряться более 80 % тепла. Много тепла теряется через форточки из-за отсутствия приборов регулирования в системе отопления и вентиляции зданий, а также нерациональных конфигураций зданий в плане.

Поэтому эффективно решить проблему экономии ТЭЗ можно, если подходить к ней комплексно, рассматривая все первичные и вторичные затраты.

Запоздалое решение Минстроя России об изменениях № 3 к СНиП II-3-79** предусматривало повышение термического сопротивления ограждений, кроме окон на 1-м этаже (начиная с 1996 г.), в 1,7 раза для вновь строящихся зданий (кроме зданий до 3 этажей со стенами из мелкоштучных изделий) и в 3,5 раза для реконструируемых (независимо от этажности). Начиная со 2-го этапа (2000 г.), повышение его в 3,5 раза установлено для ограждений всех зданий. Для окон требования были оставлены прежние. Однако в настоящее время и здесь появились новые решения.

Сопротивление теплопередаче характеризуется коэффициентом К, Вт/м² С, который определяет энергию теплового потока, проходящую через один квадратный метр ограждения при разности температур между внешней и внутренней поверхностями ограждения, равной одному градусу.

Повышение требований к теплозащите стен вызывает структурную перестройку большей части строительной промышленности, необходимость разработки новых проектов, новой технологии строительства, модернизации и изготовления заводского оборудования, потребность в переподготовке персонала, потребность в новых строительных материалах, технологиях и оборудовании для их производства. Эти мероприятия при сохранении объемов строительства требуют времени и значительных материальных ресурсов.

При составлении учебного пособия использованы материалы строительных выставок (г. Хабаровск, 2000–2004 гг.), периодической печати (журналы «Гидротехническое строительство», «Жилищное строительство», «Известия вузов», «Строительные материалы, оборудование, технологии 21 века», «Строительные материалы», «Транспортное строительство», 2000–2004 гг.).