Изоляционная бетонная опалубка или изолированная бетонная опалубка (ICF) — это система опалубки для железобетона, обычно изготовленная с жесткой теплоизоляцией, которая остается на месте в качестве постоянного внутреннего и внешнего основания. для стен, полов и крыш. Формы представляют собой взаимосвязанные модульные блоки, которые складываются сухим способом (без раствора) и заполняются бетоном. Блоки соединяются друг с другом, как кирпичи Lego, и создают форму несущих стен или полов здания. Строительство ICF стало обычным явлением как для малоэтажного коммерческого, так и для высокоэффективного жилищного строительства, поскольку были приняты более строгие строительные нормы по энергоэффективности и устойчивости к стихийным бедствиям.
Развитие
Первые формы ICF Wall из пенополистирола были разработаны в конце 1960-х годов, после истечения срока действия оригинального патента и появления современных пенопластов 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 пазогребневым замком, металлическими стяжками и вафельным сердечником».
Справедливо отметить, что первоначальная форма опалубки ICF восходит к 1907 году, о чем свидетельствует патент под названием «строительный блок», изобретатель Л. Р. Франклин. В этом патенте заявлен кирпич в форме параллелепипеда, имеющий центральную цилиндрическую полость, соединенную с верхней и нижней гранями зенковкой.
Внедрение конструкции ICF неуклонно росло с 1970-х годов, хотя первоначально этому препятствовала недостаточная осведомленность, строительные нормы и правила и путаница, вызванная тем, что многие разные производители продавали несколько разные конструкции ICF, вместо того, чтобы сосредоточиться на отраслевой стандартизации. Строительство ICF в настоящее время является частью большинства строительных норм и правил и принято в большинстве юрисдикций развитого мира.
Строительство
Теплоизоляционные бетонные формы изготавливаются из любого из следующих материалов:
Арматурные стальные стержни (арматура) обычно помещаются внутрь форм перед заливкой бетона, чтобы придать бетону прочность на изгиб, подобно мостам и высотным зданиям из железобетона. Как и другие бетонные опалубки, формы заполняются бетоном «подъемами» высотой от 1 до 4 футов, чтобы контролировать давление бетона и снизить риск выбросов.
После затвердевания бетона формы остаются на месте навсегда, обеспечивая ряд преимуществ в зависимости от используемых материалов:
Категоризация
Изоляционные бетонные формы обычно делятся на две категории. Организации, чья главная забота связана с бетоном, классифицируют их в первую очередь по форме бетона внутри формы. Организации, чья первоочередная задача связана с изготовлением форм, классифицируют их в первую очередь по характеристикам самих форм.
По форме бетона[edit]
Система плоских стенок
Для ICF системы плоских стенок бетон имеет форму плоской стены из твердого железобетона, аналогичную форме бетонной стены, построенной с использованием съемных опалубок.
Сетка
Система сетки экрана[edit]
В ICF системы экранных решеток бетон имеет форму металлического экрана с горизонтальными и вертикальными каналами из железобетона, разделенными участками твердого материала.
Система вафельных сеток
Для ICF системы вафельных решеток бетон имеет форму гибрида бетона Screen Grid и бетона с плоской стенкой, с сеткой из более толстого железобетона и более тонким бетоном в центральных областях, где сетка экрана будет иметь твердый материал ICF.
Система стоек и перемычек
Для ICF систем стоек и перемычек бетон имеет горизонтальный элемент, называемый перемычкой, только в верхней части стены (Горизонтальный бетон в нижней части стены часто присутствует в виде нижнего колонтитула здания или перемычки стены). ниже.) и вертикальные элементы, называемые стойками, между перемычкой и поверхностью, на которую опирается стена.
По характеристике формы[править]
Блокировать
Внешняя форма ICF аналогична форме блока бетонной кладки, хотя блоки ICF часто больше по размеру, поскольку они изготовлены из материала, имеющего более низкий удельный вес. Очень часто края блоков ICF сцепляются, что уменьшает или устраняет необходимость использования связующего материала между блоками.
Панель[править]
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.
Планка
Планочные ICF имеют размер блочных ICF в одном измерении и панельных ICF в другом измерении.
Характеристики
Энергоэффективность[править]
Сила
Звукопоглощение
Стены ICF имеют гораздо более низкие показатели акустической передачи. Стены ICF стандартной толщины показали коэффициенты звукопередачи (STC) от 46 до 72 по сравнению с 36 для стандартной изоляции из стекловолокна и гипсокартона. Достигаемый уровень звукоизоляции зависит от толщины стенок, массы, материалов компонентов и воздухонепроницаемости.
Противопожарная защита
Стены ICF могут иметь предел огнестойкости от четырех до шести часов и незначительные свойства горения поверхности. Международный строительный кодекс: 2603.5.2 требует, чтобы изоляция из пенопласта (например, пенополистирола, пенополиуретана) была отделена от внутренней части здания тепловым барьером (например, гипсокартоном), независимо от противопожарного барьера, обеспечиваемого центральным бетоном. Формы, изготовленные из цемента, связанного древесными волокнами (например), полистироловыми шариками (например) или воздухом (например, ячеистым бетоном), по своей сути имеют класс огнестойкости.
Качество воздуха в помещении
Поскольку стены ICF обычно изготавливаются без пароизоляции из листового пластика, стены ICF могут регулировать уровень влажности, снижать вероятность образования плесени и обеспечивать более комфортный интерьер, сохраняя при этом высокие тепловые характеристики. Однако пены могут выделять газы, что еще недостаточно изучено.
Экологическая чувствительность[edit]
Стены ICF могут быть изготовлены из различных переработанных материалов, что позволяет свести к минимуму воздействие здания на окружающую среду. Большой объем бетона, использованного в стенах ICF, подвергся критике, поскольку производство бетона вносит большой вклад в выбросы парниковых газов.
Паразиты[править]
Поскольку все внутреннее пространство стен ICF постоянно занято (нет зазоров, которые могут возникнуть между изоляцией из дутого или стекловолокна и стеной с деревянным каркасом), они создают больше трудностей для случайного перемещения насекомых и паразитов. Кроме того, хотя формы из пенопласта иногда можно прокладывать туннелями, внутренняя бетонная стена и портландцемент форм на цементной связке создают гораздо более сложный барьер для насекомых и паразитов, чем стены из дерева.
Аспекты проектирования здания
При проектировании здания со стенами ICF необходимо учитывать возможность выдерживать вес любых стен, не опирающихся непосредственно на другие стены или фундамент здания. Необходимо также учитывать понимание того, что несущей частью стены ICF является бетон, который без специальной подготовки не доходит ни в каком направлении до края опалубки. Для систем решеток, стоек и перемычек размещение вертикальных элементов бетона должно быть организовано таким образом (например, начиная с противоположных углов или разрывов (например, дверных проемов) и работая до встречи в сплошной стене), чтобы правильно передавать нагрузку от перемычку (или связующую балку) к поверхности, поддерживающей стену.
В Австралии продукты ICF считаются горючими, поскольку они не прошли лабораторные испытания AS 1530.1-1994. Тем не менее, они получили аккредитацию AS 1530.8.1-2007 для использования в некоторых районах, подверженных лесным пожарам. Их применение ограничено малоэтажными коммерческими и жилыми домами.
Процесс сборки[править]
Конструкция ICF менее сложна из-за ее модульности. Для укладки форм ICF можно использовать менее квалифицированную рабочую силу, однако при заливке бетона необходимо внимательно следить за тем, чтобы он полностью затвердел и затвердел равномерно, без растрескивания. В отличие от традиционной конструкции деревянных балок, для проемов, дверей, окон или инженерных коммуникаций не требуется никакой дополнительной структурной поддержки, кроме временных лесов, хотя для изменения конструкции после затвердевания бетона требуются специальные инструменты для резки бетона.
Полы и фундаменты[править]
Стены ICF обычно кладут на монолитную плиту с заделанными в нее арматурными дюбелями, соединяющими стены 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 можно спроектировать вместе со стенами ICF, чтобы сформировать непрерывную монолитную конструкцию, соединенную арматурой. Террасные крыши ICF популярны в штормовых районах, но крышу сложной формы построить труднее, а бетон можно заливать только до определенной точки на наклонных поверхностях, часто с максимальным шагом 7:12.
Стены[править]
Стены ICF возводятся по одному ряду, обычно начиная с углов и продвигаясь к середине стен. Затем концевые блоки обрезаются по размеру, чтобы тратить как можно меньше материала. При подъеме стены блоки располагаются в шахматном порядке, чтобы избежать длинных вертикальных швов, которые могут ослабить опалубку из полистирола. Структурные рамы, известные как баки, размещаются вокруг проемов, чтобы придать им дополнительную прочность и служить точками крепления окон и дверей.
Внутренняя и внешняя отделка и фасады крепятся непосредственно к поверхности ICF или к соединительным концам, в зависимости от типа ICF. Фасады из кирпича и каменной кладки требуют расширенного выступа или угла полки на уровне основного этажа, но в остальном никаких изменений не требуется. Внутренние поверхности стен из полистирола ICF должны быть покрыты гипсокартонными панелями или другими настенными покрытиями. В первые месяцы сразу после строительства могут возникнуть небольшие проблемы с внутренней влажностью по мере затвердевания бетона, что может привести к повреждению гипсокартона. Осушение можно осуществлять с помощью небольших бытовых осушителей или с помощью системы кондиционирования воздуха в здании.
В зависимости от опыта подрядчика и качества его работы, неправильно установленная внешняя изоляция из пенопласта может стать легким доступом для грунтовых вод и насекомых. Чтобы предотвратить эти проблемы, некоторые производители изготавливают пенопластовые блоки, обработанные инсектицидами, и рекомендуют установку дренажной пленки и другие методы гидроизоляции. Для отвода воды устанавливаются дренажные плитки.
Сантехника и электрика
Сантехнические и электрические кабели можно поместить внутрь форм и залить на место, хотя проблемы с осадкой могут привести к разрыву труб, что приведет к дорогостоящему ремонту. По этой причине сантехника и кабелепроводы, а также электрические кабели обычно встраиваются непосредственно в пенопласт перед нанесением настенных покрытий. Горячий нож или электрическая бензопила обычно используются для создания отверстий в пенопласте для прокладки труб и кабелей. электрические кабели вставляются в ICF с помощью кабельного перфоратора. в то время как ICF, изготовленные из других материалов, обычно разрезаются или фрезеруются с помощью простых столярных инструментов. Варианты простых столярных инструментов, подходящих для форм цементного типа, изготавливаются для аналогичного использования с автоклавным газобетоном.
Стоимость
Первоначальная стоимость использования ICF вместо традиционных методов строительства чувствительна к цене материалов и рабочей силы, но строительство с использованием ICF может добавить от 3 до 5 процентов к общей цене покупки по сравнению со строительством с использованием деревянного каркаса. В большинстве случаев строительство ICF обойдется примерно на 40% дешевле, чем обычное (подвальное) строительство из-за экономии рабочей силы за счет объединения нескольких этапов в один. Выше уровня земли строительство ICF обычно обходится дороже, но при добавлении больших проемов строительство ICF становится очень экономически эффективным. Большие проемы в традиционном строительстве требуют больших перемычек и опорных столбов, тогда как строительство ICF снижает стоимость, поскольку требуется только арматурная сталь непосредственно вокруг проема.
Конструкция ICF может позволить использовать до 60% меньших блоков отопления и охлаждения для обслуживания одной и той же площади, что может снизить стоимость конечного дома примерно на 0,75 доллара за квадратный фут. Таким образом, предполагаемая чистая дополнительная стоимость может составлять от 0,25 до 3,25 доллара. Дома ICF также могут претендовать на налоговые льготы в некоторых юрисдикциях ((cn)), что еще больше снижает затраты.
Здания ICF становятся менее дорогими с течением времени, поскольку они требуют меньше энергии для обогрева и охлаждения того же размера пространства по сравнению с другими распространенными методами строительства. Кроме того, расходы на страхование могут быть намного ниже, поскольку дома ICF гораздо менее подвержены повреждениям от землетрясений, наводнений, ураганов, пожаров и других стихийных бедствий. Расходы на техническое обслуживание и содержание также уменьшаются, поскольку здания ICF не содержат древесины, которая может сгнить со временем или подвергнуться атакам насекомых и грызунов.
Преимущества[править]
В сейсмических и ураганных районах конструкция ICF обеспечивает прочность, ударопрочность, долговечность, отличную звукоизоляцию и воздухонепроницаемость. Конструкция ICF идеально подходит для умеренного и смешанного климата со значительными ежедневными колебаниями температуры, в зданиях, спроектированных с учетом стратегий тепломассы.
Только изоляционное значение R (значение R) ICF варьируется от R-12 до R-28, что может быть хорошим значением R для стен. Экономия энергии по сравнению с каркасными стенами составляет от 50% до 70%.
Недостатки
В Соединенном Королевстве здания, построенные с использованием ICF, могут оказаться непригодными для домовладельцев, желающих высвободить капитал за счет высвобождения капитала.