Строительство подстанций
Подстанция (ПС) — это установка, которая преобразует электроэнергию и распределяет ее между потребителями. В зависимости от предназначения, она понижает или повышает выходное напряжение. Прежде чем приступить к строительству подстанции, необходимо разобраться в ее типах и особенностях.
Назначение электрической подстанции
Главная цель подстанции — организация энергоснабжения. Она принимает и распределяет электроэнергию по потребителям с требуемым параметром тока, а также упрощает управление и обслуживание энергосистемы.
Чаще всего электросети делят на районы с собственными трансформаторными подстанциями, к которым прикрепляют свои диспетчерские и ремонтные службы. Поэтому электроустановка — важный составной элемент системы обеспечения энергией, который одновременно решает несколько задач:
- уменьшает потерю мощности;
- гарантирует потребителю постоянство напряжения;
- осуществляет глубокий ввод высокого напряжения в центр нагрузки.
Подстанция состоит из:
- распределительных устройств;
- трансформаторов;
- модулей управления;
- вспомогательных приборов для защиты и контроля.
Монтаж осуществляют по утвержденным проектам поэтапно. В зависимости от номинального значения мощности и типа, ПС может быть компактным или масштабным сооружением.
Этапы строительства ПС
Мероприятия по строительству подстанции разделяют на 3 стадии:
- Подготовительная. На данном этапе осуществляют проектирование, подбирают оборудование и перевозят требуемые элементы
- Строительство объекта по заранее утвержденному плану
- Пуско-наладочные работы
В зависимости от вида подстанции и ее назначения, этапы строительства могут отличаться.
Планирование подстанций
В первую очередь подрядчик изучает потребности клиента. В техническом задании прописывают информацию о:
- нагрузке;
- стоимости;
- параметрах ПС;
- требованиях к участку;
- сроках строительства;
- подборе составного оборудования.
Важное условие проектирования — учет действующих и прогнозируемых параметров электрической сети и нагрузок по потребителям. Это важно, так как электроустановку монтируют не отдельно, а совместно с общей системой снабжения.
Конфигурации сетей диктуют параметры ПС:
- возможность питания потребителей при отключении отопительных систем в летний период;
- плотность суммарной и удельной нагрузки (учитывая коэффициенты перезагрузки и загрузки станции);
- необходимость в резервировании питания во время предела, когда выходит из строя генератор, присоединенный к ГРУ (главному распределительному устройству);
- собственные необходимости ПС.
После сбора информации инженеры формулируют требования к электрической подстанции и подготавливают технико-экономические обоснования. Итог проектирования — создание проекта по строительству ПС, который сочетает технологичность, экономичность, надежность и современное оборудование.
Выбор площадки
Площадку под подстанцию выбирают значительного размера, так как для изоляции токопроводящих частей и безопасности необходимо соблюдать между элементами конструкции большое расстояние. На участке не должно быть препятствий:
- антропогенных;
- природных.
Для обеспечения безопасности при строительстве исключают заболоченные местности. Участок должен быть максимально удален от жилых зон, чтобы не причинять вред здоровью людей и окружающей среде.
Определяют подходящую площадку, ориентируясь на акты:
- по охране окружающей среды;
- земельного и водного законодательства;
- по природопользованию.
При выборе участка изучают:
- схему развития сетей района или предприятия;
- картосхемы городской, а также районной планировки;
- методические указания по выбору участка для подстанции до 35 кВт и более.
Также специалисты используют методы технико-экономических сравнений всех вариантов.
При выборе площадки руководствуются обоснованными принципами использования земель, учитывая планируемое развитие объекта в будущем. Размещая подстанцию, оставляют возможность подведения воздушной линии электропередачи по коридорам необходимой ширины.
Тонкости вертикальной планировки строительства подстанций
Используя вертикальную планировку территории, применяют:
- сплошную систему планирования, выполняя работы на всей территории участка;
- местную (выборочную) систему, проводя работы на участке с расположенными зданиями, сохраняя естественный рельеф на оставшейся территории.
Выборочную систему используют на территории со скальным грунтом, где необходимо сохранять деревья. При вертикальной планировке чаще всего применяют естественный рельеф с нулевым балансом земляных масс.
В таблице указаны допустимые уклоны поверхности вдоль ячеек открытых распределительных устройств:
|
Грунт |
Максимально допустимый уклон |
|
Глинистый |
0,05 |
|
Песчаный |
0,03 |
|
Вечномерзлый |
0,03 |
|
Легкоразмываемый |
0,01 |
|
Посадочный (второго типа) |
0,005 |
На горной и пересеченной местности планируют участок террасами. Их сопряжение проводят откосами. Если условия стесненные, то их заменяют подпорными стенками, высотой не более 2,5 метра.
Подготовительные работы
После того, как проект утвердили, приступают к непосредственной подготовке к монтажу ПС. Для этого:
- подготавливают расписание доставки частей оборудования и конструкции;
- на территории оборудуют место для хранения модулей и трансформаторов;
- определяются с видом транспорта, который будет перевозить трансформаторы и другие части конструкции;
- проверяют подъездные пути и состояние мостов;
- изучают допустимые габариты транспортных средств, которые разрешены знаками дорожного движения на пути следования.
После этого приступают к планированию территории на месте будущей подстанции. На первом этапе заливают фундамент. Чаще всего выбирают компанию, которая предоставляет комплексное обслуживание: проектирует, выполняет земельные работы, доставляет оборудование и осуществляет монтаж.
Следующие этапы строительства определяют по типу и размеру электрической подстанции. Все работы производят по утвержденному плану.
Классификация подстанций
Тип подстанций определяют, исходя из параметров и предназначения по:
- функциям (повышающая или понижающая подстанция);
- номиналу (максимальное или минимальное напряжение сети);
- мощности и числу трансформаторов;
- нахождению ПС, исходя из всей сети;
- методу присоединения;
- количеству ступеней, по которым проходит пониженное напряжение.
Чтобы определиться с алгоритмом дальнейших действий по монтажу подстанции, необходимо учесть ее конструкцию, которая бывает трех видов.
Мачтовая трансформаторная подстанция
Мачтовая трансформаторная подстанция (МТП) бывает закрытая и открытая. Во время монтажа все оборудование располагается на опорах воздушной ЛЭП. Для обеспечения ее целостности и безопасности (без применения дополнительного ограждения) подбирают оптимальную высоту установки.
Открытая подстанция состоит из:
- шкафов, выполненных из металла, в которых находятся элементы для подключения к сети с высоким напряжением (6, 10 или 35 кВт);
- модулей распределительных блоков.
В закрытой подстанции такие же составные части монтируются в здании.
Блок, в котором сосредоточено оборудование для приема и распределения энергии, называется РУ (распределительное устройство). Модуль содержит:
- несколько коммутационных аппаратов;
- оборудование для защиты;
- устройства автоматики;
- измерительные приборы;
- шины соединения;
- вспомогательную аппаратуру.
Чаще всего в МТП используют комплектные распределительные устройства, которые располагаются на открытом воздухе. Их относят к наружному типу. Также бывают и закрытые РУ.
Применение комплектных распределительных устройств помогает минимизировать время строительства, сэкономить трудозатраты, повысить безопасность во время эксплуатации и обслуживания подстанции.
Закрытая подстанция
Закрытая подстанция — это отдельное кирпичное строение. Чаще всего его возводят в 1 или 2 этажа. Фундамент обычно делают из блоков, а также допускается применять ленточную бутобетонную заливку. Для перекрытий используют сборные железобетонные панели. В сооружении устанавливают:
- силовые трансформаторы;
- щиты низкого напряжения;
- модули РУ.
Закрытые подстанции строят для потребителей, требующих большое количество мощности. Например:
- сельскохозяйственный комплекс;
- птицефабрика;
- промышленное предприятие.
Иногда подстанцию закрытого типа монтируют в здании объекта, к которому ее подключают. Для этого подготавливают четыре помещения: каждое из них должно иметь отдельных вход, располагающийся с улицы. Комнаты запирают на замок, для ограничения доступа посторонним людям.
Чтобы во время строительства и монтажа конструкции была обеспечена безопасность, делают заземление. Процедуру осуществляют совместно с каждым металлическим корпусом, кожухом аппаратуры и обмоткой самого низкого напряжения.
Комплектная подстанция (КПС)
Электрическая установка поступает с завода собранной или подготовленной для строительства.
В таблице указаны преимущества КПС:
|
Преимущество |
Описание |
|
Безопасность, повышенная стабильность |
У корпуса замкнутая конструкция, что предупреждает прикосновение людей к токоведущим элементам конструкции. |
|
Минимальные сроки монтажа, экономия |
· цены на строительство комплектной подстанции ниже, чем других типов; · сокращается время монтажа; · новый объект быстрее вводится в эксплуатацию. |
|
Возможность быстро выполнить ремонт |
· если из строя выйдет один из элементов, то его проверка и замена проведутся в минимальные сроки; · работы по обслуживанию не потребуют трудоемкого демонтажа, а также отключения электроприемников. |
Чаще всего комплектные подстанции устанавливают для понижения напряжения потребителей:
- бытовых;
- промышленных;
- коммунальных.
Подстанции данного типа бывают нескольких видов, которые зависят от:
- расположения;
- первичного напряжения;
- схем подключения;
- числа трансформаторов;
- адаптации к климату;
- параметров трансформаторов;
- метода установки.
Поставляют подстанцию с завода в составе отдельных блоков. В каждой части предусмотрены отверстия, предназначенные для крепления и установки. Компания, которая занимается монтажом, обустраивает фундамент, проводит сборочные работы, затем запускает подстанцию и налаживает работу оборудования. В комплекте идут системы вентиляции, связи, отопления, освещения.
Особенности строительства подстанций в зависимости от вида
Монтаж конструкции напрямую зависит от вида подстанции, которая бывает мачтовой, закрытой и комплектной. У каждой есть свои особенности.
Мачтовые
Мачтовая подстанция — наиболее компактная из всех конструкций. Для установки используют железобетонные и деревянные опоры. Форму конструкции определяет мощность. Бывают подстанции:
- А-образные;
- АП-образные;
- П-образные.
По расположению в электрической сети мачтовые ПС бывают концевыми или тупиковыми. Чтобы удобно было их обслуживать, устанавливают площадку с лестницей. Конструкцию всегда держат под замком.
Закрытые
Монтаж закрытой подстанции проходит в несколько этапов:
- транспортировка составных частей на участок;
- установка на фундамент блоков;
- крепление болтами;
- электроподключение модулей;
- прокладывание сборных шин;
- подсоединение кабелей;
- настройка и проверка.
Прежде чем устанавливать закрытую подстанцию, подготавливают помещения. Для этого в комнатах проводят отделочные работы, делают необходимые отверстия, проемы и кабельные каналы, соблюдая условия, указанные в чертежах. При размещении подстанции необходимо 4 помещения для:
- РУ высокого напряжения;
- двух силовых трансформаторов;
- РУ низкого напряжения.
Для всех преобразователей обустраивают фундамент. Затем, используя погрузочные механизмы, поднимают и устанавливают трансформаторы.
Комплектные
В список работ во время строительства входят:
- транспортировка;
- прием оборудования на участке;
- сопоставление по уровню;
- крепежные работы;
- сварка основания с модулями;
- подключение электричества;
- пусконаладочная работа.
Методы доставки определяют, исходя из габаритов подстанции и возможностей участка. Необходимо убедиться, что у площадки есть несколько подъездных путей. Лучший вариант транспортировки — обеспечивающий сохранение груза без промежуточной выгрузки.
Подготавливают помещения так же, как и при монтаже закрытой подстанции. Перемещение каждого блока производят с максимальной аккуратностью, используя специальную технику и подъемные механизмы. Основание делают из нескольких ЖБИ блоков или стоек.
После завершения монтажа КТП осуществляют заземление необходимых элементов. Затем запускают и налаживают работу оборудования. Каждый этап проводят при соблюдении техники безопасности.
Обустройство территории
Ограждают территорию подстанции в объеме, который предусмотрен проектом на расчетный период. Территорию участка, предусмотренную для последующего расширения, оговаривают в проекте и оформляют как не подлежащую застройке. Ограждать ее не надо. Разрешается использовать территорию под сельскохозяйственные нужды.
Свободную от застройки территорию озеленяют, засевая травами. Площадь ОРУ (открытого распределительного устройства) засыпают щебнем; допускается использовать гравий. За пределами ОРУ разрешено высаживать деревья и кустарники.
Чтобы обеспечить доступ дежурного персонала для обхода подстанции, на территории открытого распределительного устройства сооружают простые конструкции и пешеходные дорожки. Если ПС размещают в лесном массиве, то в обязательном порядке производят вырубку леса.
Отвод атмосферных вод
Воду отводят с площадки поверхностным методом, предварительно согласовывая систему с заинтересованной организацией. Трансформатор оборудуют системой аварийного маслосборника и маслостока. Дождеприемники используют только при условии технико-экономических обоснований.
Отметка пола первого этажа должна быть выше границы участка, который примыкает к сооружению, не меньше, чем на 15 сантиметров. Если подстанцию устанавливают на подтопляемых или заболоченных территориях, то предусматривают защиту от затопления.
Чтобы предотвратить заливание территории атмосферными осадками, которые притекают с нагорных сторон, устанавливают водозащитные сооружения (нагорные канавы).
Необходимые документы для запуска подстанции
Монтаж подстанции завершают оформлением актов, которые соответствуют требованиям нормативно-технической документации. После их подписания на объект отправляют бригаду наладчиков, которые:
- проверяют подключение оборудования;
- проводят испытания подстанции в условии реальной работы.
Во время работы наладчики проверяют:
- правильно ли подключено высоковольтное и низковольтное оборудование;
- каждую цепь учета;
- установку сигнализации;
- релейную защиту;
- автоматику.
Если все показания соответствуют проекту, то в протокол выполненных работ вносят результаты испытаний и измерения.
Чтобы ввести объект в эксплуатацию застройщику необходимо обратиться в федеральный орган исполнительной власти. Также разрешается подавать документацию в орган местного самоуправления, который выдал разрешение на строительство.
Необходимый пакет документов включает:
- проектную документацию;
- разрешение на строительство;
- заключения экспертизы проектных документов;
- правоустанавливающую документацию на земельный участок;
- акт приемки монтажных, строительных, пусконаладочных работ;
- технические документы на комплектующие и материалы, которые предусмотрены договором на поставку;
- градостроительный план площадки;
- заявление о выдаче разрешения на ввод подстанции в эксплуатацию;
- протокол измерения и испытания.
Разрешение на ввод в эксплуатацию — это документ, удостоверяющий:
- выполнение монтажа в полном объеме, согласно разрешению строительства;
- соответствие построенной конструкции градостроительному плану и проектной документации, соответствующей Градостроительному кодексу.
После утверждения документов разрешается официально вводить подстанцию в эксплуатацию. На устройство подают номинальное напряжение, а конструкция переходит в распоряжение пользователя.
Стоимость строительства подстанций
Стоимость монтажа подстанции зависит от:
- выбранного вида оборудования;
- сложности проектной документации;
- объема выполняемых работ;
- особенности площадки.
Выгоднее всего заказывать услугу «под ключ», так как получится сэкономить время и упростить процесс взаимодействия. При выборе одной компании заказчик будет уверен, что работы осуществятся оперативно и последовательно.
При выборе подрядчика обращайте внимание на:
- профессиональный опыт специалистов (оценивайте его по выполненным проектам);
- стаж руководителя, осуществляющего контроль над работами;
- соответствующие допуски сотрудников к выполняемым задачам.
Помните, что в каждом случае нагрузка и функционирование подстанции отличаются. Поэтому важно уделять повышенное внимание этапам подготовки и составления проектов. Благодаря современным технологиям получается просчитывать все нюансы и устанавливать подстанцию в запланированные сроки без изменения инженерного вида. Это повышает время эксплуатации, безопасность и надежность конструкции.
Техническое обслуживание
Для работы подстанции не требуется обслуживающий персонал. Управление объектом происходит на расстоянии при использовании компьютеризованной системы. После ввода в эксплуатацию на подстанцию сотрудникам необходимо приезжать только для проверки и осуществления планового обслуживания.
Добавки в бетон
Использование бетона в современных условиях немыслимо без применения дополнительных добавок. В промышленном строительстве уже не встретить бетонного раствора классического состава: цемент, щебень, песок и вода. Такая рецептура применима для частного строительства, неответственных конструкций и начинающими специалистами.
Для чего нужны добавки в бетон
Чтобы ответить на этот вопрос, надо знать свойства бетона. В первоначальном виде бетонная смесь состоит из четырех компонентов. Играя пропорциями водоцементного соотношения, регулируются показатели прочности и удобоукладываемости. Например, для того чтобы получить бетон популярной марки М300 или класса В22,5 необходимо задействовать в частях следующие материалы:
- Портландцемент марки М400 – 1часть.
- Щебень гранитный или гравийный- 3,3 части.
- Песок- 2 части.
- Вода- 0,57-0,6 части.
На выходе получается бетон с характеристиками:
- Прочность на сжатие- 29 Мпа или 270 кгс/см2.
- Подвижность или удобоукладываемость - П2. Измеряется по осадке конуса бетонной смеси относительно первоначальной формы, и составляет 7-9 см.
- Морозостойкость- F150.
- Водопроницаемость- W5.
- Плотность 2400 кг/м3.
О чем говорят эти цифры на практике. В практическом применении приготовленная смесь ведет себя следующим образом. Подвижности смеси на уровне П2 недостаточно, чтобы раствор гарантированно заполнил полости сложной опалубочной конфигурации объекта. Возникает угроза образования многочисленных пор и пустот. От этого лабораторный показатель прочности будет не 29 Мпа, а значительно ниже. Данный факт влияет на надежность бетонной конструкции и возможность выполнения возложенных на нее функций. Такой бетон сложно ровнять на площадке и формировать монолит. Необходимо придать смеси текучесть, пластичность, подвижность. Это можно сделать тремя способами:
- Внести большее количество воды. Избыток влаги неминуемо приведет к потере прочности, образованию трещин, повышению истираемости.
- Увеличить показатель тиксотропности. Тиксотропность- способность жидкости разжижаться при определенном виде механического воздействия. То есть использование бетонного вибратора решит вопрос текучести смеси. Но использование технологического оборудования влияет на удорожание работ с бетонной смесью и далеко не всегда оправданно и возможно использование виброинструмента.
- Добавить к бетонному раствору вещества, которые уменьшают сцепление частиц смеси между собой, тем самым увеличивая их подвижность. Так возникли пластификаторы.
Экспериментально установлено, что прочность близкую к 100% бетон набирает через 28 дней. Строительные нормы допускают предварительное нагружение бетона и его распалубку при 70-80% прочности. Этот показатель достигается за 5-7 дней. В существующих бизнес-моделях производства и строительства такой простой считается недопустимым. С другой стороны, в массивных и объемных конструкциях важно, чтобы процесс гидратации проходил плавно. В этом случае процесс кристаллизации раствора нужно замедлять. Для регулирования скорости кристаллохимического отверждения разработаны добавки ускорители и замедлители схватывания.
В классической по составу бетонной смеси возможна реакция гидратации только при положительных температурах. При температуре раствора +50С скорость реакции серьезно снижается, при 00С, когда вода кристаллизуется, прекращается вовсе. Фактор чрезвычайно важен тем, что непрогидратированная смесь никогда не наберет проектную прочность. Этот вопрос решают подогревом смеси или введением добавок, препятствующих замерзанию влаги.
В приведенном примере водопроницаемость бетона составляет W 5. Это значит, что при избыточном давлении воды в 5 кгс/см2 она не просочится сквозь стенку толщиной в 10 см. Изделия из бетона эксплуатируются в различных условиях, в том числе при долговременном воздействии влаги: фундаменты с высоким расположением горизонта грунтовых вод, опоры мостов, пирсы, причалы, судовые верфи. В этих случаях важно снизить проникновение воды в толщу бетона во избежание вымывания частиц вяжущего компонента, агрессивного химического воздействия и уменьшения прочности бетонной конструкции. Для улучшения показателя водонепроницаемости вводят водоотталкивающие компоненты.
Одним словом, добавки необходимы для улучшения технико-физических свойств цементных смесей и управления свойствами бетонов.
Какие бывают виды добавок
Для формирования проектных свойств в бетонные составы вносятся добавки:
- Пластификаторы
- Модификаторы
- Антиморозные добавки
- Водоотталкивающие
- Антикоррозийные
- Воздухововлекающие
- Для самоуплотнения
- Регуляторы набора прочности
- Для реставрационных работ
- Комплексные.
Пластификаторы
Наиболее популярный вид добавок. При использовании пластификаторов возможно увеличение подвижности бетонной смеси с П1 до П5. Использование пластификаторов делает бетонный раствор удобоукладываемым, прочным и долговечным. Пластификаторы обладают водоредуцирующими свойствами. То есть способны снижать расход воды без потери прочности цементного камня. Пластифицирующие добавки способны продлить жизнь раствору, препятствуют расслоению, позволяют задействовать на стройплощадке насосы. Привлечение техники ускоряет процесс закладки бетона в конструкцию и увеличивает производительность труда. Таким образом пластификаторы обладают рядом преимуществ:
- Повышают пластичность готового раствора.
- Экономят расход смеси
- Повышают трещиностойкость бетона.
- Увеличивают прочностные характеристики произведенного бетона до 30%.
- Пластифицированные бетонные растворы не требуют уплотнения.
- Возрастает морозостойкость бетона за счет снижения количества влаги при производстве.
- Растворы с пластификаторами обладают хорошей адгезией с разными поверхностями.
Пластификаторы выпускаются в виде жидкостей и порошковых смесей.
Антиморозные добавки
Не стоит полагать, что применяя антиморозные добавки, не нужно думать о температурных условиях, в которых происходит твердение бетонной смеси. Важно знать, что антиморозные добавки предназначены, в первую очередь, для того чтобы обеспечить доставку смеси в удобоукладываемом состоянии и не допустить кристаллизации влаги при укладке раствора. На площадке должны быть обеспечены меры по прогреву бетона и влажностный режим.
Противоморозные свойства добавки сводятся к одному принципу- понижению температуры замерзания воды в бетонной смеси. Это достигается за счет введения в бетонный раствор солей тех. квалификации: хлорида натрия, хлорида кальция, кальцинированной соды, поташа(карбоната калия), натриевой и кальциевой селитры, формиат натрия (натриевая соль муравьиной кислоты).
Применение исключительно противоморозных добавок сопряжено с рядом существенных минусов:
- Быстрое твердение бетона
- Используемые соли химически активны, способны вступать в реакцию с продуктами бетонной смеси, с последующим выделением вредных веществ, например, окислов азота или аммиака.
- Использование не по рецептуре приводит к коррозии арматуры и щелочной коррозии бетона.
- Снижается прочность бетона.
Чтобы нивелировать отрицательные проявления антиморозных наполнителей, рекомендуется использовать их только вкупе с пластифицирующими и воздухововлекающими компонентами, регуляторами твердения. Это позволяет снизить концентрацию противоморозных веществ.
О полной безопасности и экологичности антиморозных компонентов не может идти речи, пока в их составе есть хлор и опасные соединения азота. Поэтому лучшим способом повысит безопасность бетонной конструкции остается планирование работ в теплое время года.
Водоотталкивающие добавки
Наличие влаги в готовой бетонной конструкции может существенно влиять на ее свойства в худшую сторону. Если бетон способен впитывать, пропускать влагу, то непременно снижается прочность, долговечность и морозостойкость конструкции. Бетон способен накапливать влагу благодаря наличию в структуре пор и капилляров; присутствию внутренних напряжений и деформаций, которые ведут к образованию микро-и макротрещин. Водопроницаемость бетона обозначается буквенным индексом W. Нормируется от W2 до W20. Бетон с водопроницаемостью W4 используется в тех ситуациях, когда показатель гидрофобности (водоотталкивания) не имеет значения. W6- бетон с таким показателем наиболее часто используется в строительных работах. W8- бетон с таким показателем пропускает мало влаги и применяется для возведения фундаментов на сухих основаниях. Бетон с показателем гидрофобности выше W8 применяется для возведения гидротехнических сооружений.
Водоотталкивающие добавки в бетонную смесь работают по одному принципу: уплотняют бетонный монолит, уменьшают вероятность появления пор и капилляров. Такого эффекта удается добиться в результате химических реакций между водой цементом и наполнителем. В результате образуются нерастворимые соединения, заполняющие микропустоты. Водонепроницаемость бетона повышают нитраты, сульфаты, хлориды железа, сульфаты алюминия, добавки на основе битумных эмульсий.
Защитить бетон от проникновения влаги можно используя проникающие составы, нанося их на застывшую конструкцию. В этом случае гидрофобизатор проникает вглубь материала на 5-15 см., реагирует, образует полимерные соединения, надежно закупоривает капилляры и поры. Такой метод применяется не только для вновь возведенных строительных конструкций, но и для подверженных растрескиванию изделий.
Антикоррозийные добавки
Служат для снижения щелочной коррозии бетона. Антикоррозийный класс добавок призван связать свободные гидроксильные группы. За счет этого происходит уплотнение бетона, повышается его гидрофобность и долговечность.
Воздухововлекающие добавки
Воздухововлекающие добавки используются для увеличения морозостойкости бетона. Пузырьки воздуха в монолите образуют микропустоты. При отрицательных температурах свободная вода застывает, расширяясь и при этом разрывает бетонный камень. В случае наличия мелких пустот, вода заполняет микро- пространство, не нанося вреда монолиту. Воздухововлекающие добавки способствуют снижению плотности бетона, и следственно, прочности. Поэтому вносить воздухововлекающий наполнитель следует с осторожностью и строго следуя указаниям производителя. Воздухововлекающие компоненты применяются также для намеренного снижения удельной массы бетонной смеси; улучшения тепло-и звукоизоляции; снижения расслаиваемости раствора, увеличению трещиностойкости, предотвращению высолов. На практике оправдано применение воздухововлекающих добавок с пластификаторами бетона.
Добавки для самоуплотнения
Необходимы там, где невозможно провести механическое уплотнение смеси, в частности в часто армированных конструкциях. Применение самоуплотняющих наполнителей гарантирует заполнение опалубочного пространства без потери прочностных характеристик. Отличительной чертой самоуплотняющихся бетонных растворов является отсутствие расслаиваемости при высокой подвижности смеси. Такие свойства обеспечивает значительная вязкость раствора. Добиться этого удается внесением в рецептуру состава добавок на основе:
- Целлюлозы
- Гидролизованного крахмала
- Полиэтиленгликоля
- Полимеров.
Самоуплотненные бетоны характеризуются:
- Низким водоцементным соотношением
- Существенными водоотталкивающими свойствами
- Высокой подвижностью- П5
- Малой пористостью. Содержание пузырьков воздуха не более 5%
- Значительной прочностью на сжатие, до 100 Мпа
Регуляторы набора прочности
В строительной практике существуют ситуации, когда необходимо ускорить или замедлить схватывание бетонного раствора.
Замедлители гидратации требуются:
- В жаркую погоду. При повышенной температуре и пониженной влажности из бетонного раствора происходит активное испарение влаги, что приводит к преждевременному схватыванию.
- При заливке больших по площади объектов. При неравномерном схватывании существует угроза образования холодных швов. Это ухудшает свойства монолитной конструкции
- При возведении ответственных массивных и гидротехнических сооружений, чтобы избежать появление трещин, вызванных нелинейным твердением бетона.
Замедлить схватывание и увеличить трещиностойкость бетонного раствора способны пластификаторы. Добиться этого можно, увеличив количество вещества, вносимого в раствор. Но в данном случае возникает угроза коррозии арматуры. Поэтому с задачей замедления твердения лучше справляются следующие специализированные препараты:
- Нитрилотриметиленфосфоновая кислота, в абревиатуре НТФ, шестиосновная органическая кислота. Широко применяется для торможения процессов гидратации.
- Молочная сыворотка. Остаточный продукт переработки пищевого молока.
Механизм замедления твердения заключается в связывании гидроксильных групп веществами замедлителя, и с изоляцией частиц цемента от воздействия воды, то есть препятствию, снижению скорости реакции гидратации.
Ускорители набора прочности
Ускорение схватывания требуется для того, чтобы снизить простои на стройплощадке и оптимизировать процесс строительства объекта.
Ускорение твердения бетонного раствора- комплексный процесс, который включает в себя внесение добавок-ускорителей в смесь, повышение температуры раствора, снижение испаряемости, контроль температурно-влажностных показателей.
К добавкам, способным увеличить скорость набора прочности бетона относят такие вещества как поташ (карбонат кальция), хлорид кальция и натрия. К применению добавок- ускорителей следует относится крайне внимательно и не превышать рекомендованных производителем норм. Иначе возможно снижение прочности бетона и коррозии стальной арматуры в железобетонных изделиях.
Реставрационные добавки
Особый вид добавок, который отличается специфическими свойствами. Применяется для проведения реставрационных работ железобетонных изделий и бетонных конструкций. Реставрационные добавки должны отвечать следующим требованиям:
- Иметь повышенную адгезию.
- Препятствовать коррозийным процессам.
- Бетон с добавлением добавок должен обладать значительной прочностью.
- Раствор обязан иметь высокую пластичность и укладываемость.
Комплексные добавки
Наряду с добавками специфического, узконаправленного действия, на практике часто используются составы, в которых сбалансированы вещества, решающие несколько задач одновременно. Это удобно тем, что при замесе бетонного раствора нет необходимости в дополнительной дозировке компонентов, снимается вопрос о химической агрессивности материалов друг к другу. Эта задача решена производителем при подборе компонентов комплексной добавки.
Как правильно подобрать смесь
В заключении необходимо выделить шаги для правильного выбора состава бетона для строительства. Во-первых, состав бетонной смеси должен быть просчитан специалистами, согласно проектной документации. Во-вторых, важно произвести пробный замес, и провести экспертизу бетонного образца. Это важный момент, так как компоненты бетонного раствора неоднородны, количество примесей варьируется. В-третьих, необходимо учесть все особенности использования бетонной смеси: время на доставку, климатические особенности, технические нюансы, квалификацию работников, подъездные пути, метод разгрузки и укладки бетона. Не секрет, что даже очень качественная бетонная смесь может быть загублена халатностью и непрофессионализмом человеческих рук.
Навесные вентилируемые фасады
Наружная отделка здания - это финишный этап в строительстве и ремонте строений. Может проводиться на вновь возведенных и реконструируемых объектах. Отделку зданий проводят как до сдачи в эксплуатацию, так и спустя некоторое время.
В 21 столетии остро встал вопрос по энергоэффективности строений, эксплуатируемых человеком. В условиях высоких тарифов на отопление и электроэнергию для кондиционирования задачи по снижению теплопотерь набирают свою актуальность. При этом не снимается с повестки дня эстетики, разнообразия, индивидуальности фасадов построек. Комплексным решением термоизоляции и эстетического оформления внешней стороны здания послужило создание системы навесных вентилируемых фасадов. Подвел к изобретению НВФ многолетний поиск
Навесной вентилируемый фасад – это система, монтируемая на внешнюю сторону здания, и, обеспечивающая свободную естественную вентиляцию пространства между стеной и облицовочным материалом. Это возможно благодаря тому, что лицевой материал фасада не прилегает вплотную к стене, а имеет воздушный зазор. Зазор необходим для свободной циркуляции воздуха и препятствованию образования конденсата. Бывает с утеплителем и без утеплителя.
Назначение навесного вентилируемого фасада
Навесной вентфасад предназначен для:
- Улучшения энергоэффективности. В случае применения навесных фасадов с утеплителем, внешняя стена приобретает слой термоизоляции, которая не пропускает холод зимой и жару летом.
- Увеличения срока службы здания. Так как фасад предохраняет несущие стены от негативного воздействия атмосферных осадков, то логично, что увеличивается срок службы строения в целом.
- Придание привлекательности, индивидуальности, уникальности внешнему виду строения. На рынке навесных вентилируемых фасадов царит разнообразие решений исполнения дизайнерской идеи по приданию дому неповторимости.
Структура навесного вентилируемого фасада
НВФ представляет из строительную конструкцию, которая состоит из:
- Подсистемы. Системы крепежных деталей и каркас, к которым монтируются утеплитель и облицовка.
- Утеплитель. Крепится между направляющими подсистемы вплотную к стене.
- Пародифундирующая мембрана. Препятствует попаданию влаги в утеплитель, но свободно выводит пары воды со стороны стен в воздушное пространство.
- Воздушный зазор. По правилам монтажа вентфасадов должен быть от 40 до 200 мм.
- Наружный эстетический экран. Крепится посредством кляммеров к направляющим каркаса системы.
Как функционирует вентилируемый фасад
Воздух в зазоре между стеной и фасадом никогда не находится стабильном состоянии. Воздухообмен между системой НВФ и наружной средой осуществляется постоянно, благодаря физическим процессам.
- Диффузия. Через промежутки между плитками фасадного экрана производится перемешивание воздушных масс.
- Конвекция. В результате неравномерного нагрева происходит в определенных участках разрежение воздуха с образованием зон пониженного давления. Туда устремляется воздух из областей с более высоким давлением.
В результате воздухообмена происходит осушение утеплителя либо поверхности стены, если рассматривать навесной фасад без утеплителя, тем самым снижается негативное воздействие водяных паров на архитектурные конструкции.
Обзор элементов вентилируемого фасада
При строительстве капитальных зданий вопрос фасадной отделки решается на стадии проектирования. В проект закладываются весовые и ветронагрузки наружного экрана. В зависимости от расчетной массы навесного фасада, коэффициента теплопроводности, материала стен, этажности, требований пожаробезопасности подбираются материалы для составляющих системы.
В зависимости от назначения здания применяются разные материалы для каркаса подсистемы. Для частных малоэтажных домов допустимо использовать в качестве материала каркаса деревянные бруски. В промышленном и гражданском многоэтажном строительстве используются только стальные подсистемы.
Каркас подсистемы состоит из:
- Опорных кронштейнов. Стальные, усиленные ребром жесткости, уголки с отверстиями для крепления к стене.
- Подвижных кронштейнов. При необходимости крепятся к опорным кронештейнам.
- Анкеров. Анкер- вид крепежа, обеспечивающий надежное крепление кронштейна к стене. При установке в прочные стены из цельного кирпича и бетона применяют самоанкерующиеся болты. Для менее прочных оснований из пористых и пустотелых материалов применяют универсальные дюбели с прочностью на отрыв от 3 килоньютонов. В любом случае, анкерующая система просчитывается индивидуально к проекту.
- Металлических направляющих. Важная составляющая каркаса. Имеет углообразную или Z- образную форму и крепится к кронштейну. В зависимости от нагрузки и проектировки, а также способа крепления облицовочного модуля бывает вертикального и горизонтального типа.
- Кляммеров или кляймеров. Трансформировалось в русский язык из немецкого. По сути, кляммер представляет собой скобу, для скрытого крепежа. Изготавливается из пружинной коррозионностойкой стали. Служит для крепления деталей фасада к каркасу.
Теплоизоляционый материал
На рынке утеплителей существует множество видов утеплителя. В навесных вентилируемых фасадах чаще всего применяют вату из минеральных компонентов:
- Стекловату. Получают из расплавленного стекала. Расплавленное сырье вытягивают в тончайшие нити, затем, из полученного стекловолокна производят маты утеплителя.
- Базальтовату. Сырьем для производства служит природный материал- базальт. Эту вулканическую породу плавят при температуре 12000С и схожим образом со стекловолокном получают базальтоволоконный утеплитель.
Достоинством материалов выступает пожаробезопасность, низкий коэффициент теплопроводности, низкая масса, легкость монтажа.
Толщина утеплителя на определенную площадь определяется теплотехническим расчетом. Цель расчета сместить точку конденсации паров воды- «точку росы», от стены в теплоизолятор. Благодаря этому внутри помещения стены остаются сухими, не происходит отслоения штукатурки, не развивается плесень и значительно уменьшаются теплопотери. Применение утеплителя позволяет уменьшить толщину стен в проекте строящегося здания.
Диффузионная мембрана
Выполняет роль одностороннего проводника паров воды от утеплителя наружу, препятствует намоканию изолятора. При использовании некоторых видов утеплителя с водоотталкивающими свойствами может не использоваться. Второе назначение– ветрозащита. Предохраняет минеральную вату от выветривания. При монтаже важно не перепутать внешнюю и внутреннюю сторону мембраны. Иначе использование мембраны даст обратноотрицательный эффект.
Дюбели тарельчатого типа
Обеспечивают плотное прилегание материала мембраны к утеплителю.
Облицовка
Производится из разных материалов и разнообразна по размерам и оказываемым нагрузкам. Состоит из штучных элементов, которые крепятся кляймерами к каркасу подсистемы в соответствии с дизайн проектом фасада.
Монтаж вентфасада
Разновидности навесных вентилируемых фасадов хороши тем, что могут монтироваться не только на новые сооружения, но и на здания, проходящие процесс капитального ремонта или исключительно для утеплительных целей. В случае с неновыми зданиями, особенно это касается панельных домов, монтажные швы, места примыкания кладки к монолитным колоннам должны быть герметизированы. Герметизация швов исключает образование мостков холода, снижает теплопроводность участка стены, устраняет возможность появления конденсата в открытых швах и трещинах.
Монтаж навесного вентилируемого фасада состоит из нескольких этапов:
- Разметка точек установки дюбелей. Производится при помощи геодезических инструментов или уровней. Места установки дюбелей не должны попадать в швы кладки или стыки строительных материалов.
- Установка дюбелей. В размеченных точка сверлится отверстие под дюбель. Отверстие очищается от мелких осколков и пыли. Важно, чтобы отверстие отстояло от горизонтального шва кладки на 6 см., а от горизонтального на 2,5 см. Это же требование применимо к другим материалам. В очищенные отверстия забиваются дюбеля с паронитовыми прокладками. Паронитовые прокладки нужны, чтобы изолировать места примыкания металлического опорного профиля к стене во избежание образования мостиков холода.
- Крепеж опорных кронштейнов. Опорные кронштейны прикручиваются к стене болтами. К опорным кронштейнам прикручиваются металлические составляющие, обеспечивающие необходимый вылет.
- На кронштейны навешивается утеплитель. Для этого в утеплителе делаются прорези по форме кронштейна. Плиту минерального утеплителя сажают на подготовленное место, а на кронштейн надевают прижимную шайбу для фиксации. Затем фиксируют мат утеплителя к стене тарельчатыми дюбелями. Если предусмотрена мембрана, то дюбелями крепят и ее к теплоизолятору. Листы утеплителя располагают на стене с разбежкой швов как в кирпичной кладке. На углах важно соблюдать зубчатую перевязку швов. Между матами утеплителя не должно быть сквозных швов шириной более 2 мм.
- На предпоследнем этапе на выступающие части кронштейна прикручивают или клепают несущие направляющие фасада. Направляющие имеют П-образный профиль, и крепятся к кронштейну боковинами. Между стыками металлических профилей оставляют технологический зазор на линейное расширение материала- 8мм. В зависимости от размеров облицовочного модуля, на направляющие устанавливаются кляймеры.
- Посредством кляммеров снизу вверх монтируются плитки внешней эстетической части фасада.
Классификация
Все многообразие навесных вентилируемых фасадов классифицируется по ряду признаков:
- По наличию теплоизоляционного материала:
- С утеплителем.
- Без утеплителя.
- По материалу подконструкции:
- Оцинкованная сталь.
- Нержавеющая сталь.
- Алюминий и его сплавы.
- Дерево.
- По конструкции несущего каркаса:
- Вертикальная система. Легкие конструкции.
- Горизонтально- вертикальная система. Применяется при значительной массе облицовочного материала.
- По виду несущего основания:
- Для крепления к стене.
- Для установки в плиты перекрытия.
- По материалу облицовочного экрана:
- Керамогранит. Искусственный отделочный материал, который в составе не содержит природный гранит. Состоит из глины и кварцевого песка, обожжен в печи при температуре 13000С. Перед обжигом поверхность покрывают минералами, которые образуют стекловидное покрытие.
- Фиброцементная плита. Получают из цемента, армирующих волокон и минеральных наполнителей. Отличается гибкостью и прочностью.
- Алюминиевые композитные панели.
- Стальные кассеты.
- Пластиковый сайдинг.
- Стеклянные модули.
- Деревянная облицовка.
- Ламинированные ламели высокого давления.
- Солнечные батареи. Используются в солнечных районах для экономии и автономии эксплуатации.
Плюсы и минусы навесных фасадов
Вентфасад являет собой сложную инженерную систему, которая имеет свои достоинства и недостатки. Популярность навесных фасадов обусловлена архитектурными и технологическими преимуществами перед другими конструкциями фасадов. НВФ непрерывно работает на поддержание влажностного режима. При использовании утеплителя возрастает теплоизоляция помещений, что благотворно влияет на поддержание микроклимата внутри здания при любых погодных условиях. Теплоизолированные снаружи стены способны накапливать и равномерно отдавать тепло, что важно при нестабильной работе отопления, кратковременных отключениях. Теплоизоляторы повышают энергоэффективность зданий и положительно влияют на экономичность при эксплуатации строений. Стены, обложенные утеплителем, значительно менее звукопроницаемы. Навесные фасадные системы применимы при строительстве как вновь возводимых зданий, так и при реконструкции уже введенных в эксплуатацию. При этом конструкция легко монтируется, не требуя использования сложного, высокотехнологичного оборудования. Системы вентфасадов не требуют ремонтного обслуживания. В случае повреждения единичного элемента, его не сложно заменить, не вмешиваясь в целостность фасада. При проведении ремонтных, реставрационных работ, навесной фасад легко демонтируется, и имеет возможность повторной установки. Срок эксплуатации НВФ в зависимости от материалов составляет до 50 лет. Навесная фасадная конструкция позволяет скрыть видимые дефекты поверхности, которые трудно скрыть другими отделочными материалами. Допускается использовать навесные фасады в отделке домов в сейсмически опасных зонах. Вентфасады пожаробезопасны.
К архитектурным преимуществам стоит добавить разнообразие материалов, комбинирование, гибкость архитектурно-дизайнерских решений. Созданы условия для смены облицовки по материалу, цвету, фактуре, не меняя несущий каркас.
К технологическим плюсам относят скорость монтажа фасадной конструкции; возможность установки в любое время года.
Экономические преимущества. За счет снижения сумм счетов за отопление и потребления электроэнергии на кондиционирование затраты на утепленный навесной фасад окупаются в течение 5 лет.
К недостаткам вентилируемых фасадов относят такое явление как гул во время сильного ветра. Посторонний звук возникает если расстояние между утеплителем и облицовкой необоснованно высоко. Другим тезисом является скорее не минус самой конструкции и материалов, сложность в выборе исполнителя.
Как выбрать подрядчика
Для монтажа НВФ необходимо привлечение квалифицированных специалистов, знакомых с основами термодинамики, особенностями технологии; проведения монтажных работ; умением чтения нормативной документации и правильной интерпретации; строго соблюдающих техники безопасности.
Выбор должен падать на организацию, имеющую разрешение СРО на проведение работ, связанных с навесными фасадами. Для проведения работ по монтажу вентилируемого фасада подрядной организации не нужно иметь допуск СРО, но допуск СРО обязателен для утепления строений. Отсюда возникает разночтение законодательства, и риск допуска к работам организаций и работников, не имеющих технического и практического опыта. Возникает риск обрушения, нарушения теплозащиты, снижения срока службы материалов фасада. Поэтому стоит рассматривать компании, которые имеют свои технические наработки и ведут научные исследования в этой области. Проблема стоит в том, что на навесные вентилируемые фасады отсутствуют ГОСТ и СНиП. Ответственным организациям приходится самостоятельно проводить работы по изучению характеристик и разработке технологий монтажа фасадных конструкций. Выбирая подрядчика, правильным будет обратить внимание на организацию, которая делает проект с расчетами и обоснованиями применения тех или иных материалов и технологий, обладает патентной защитой своих разработок. Цена этому- качество и безопасность людей.
Стоит избегать компании, которые, не видя объекта ни «в живую», ни на чертежах, слету отвечают на вопрос о стоимости единицы площади фасадного покрытия. Невозможно дать точный ответ, не ознакомившись с особенностями строения, не приняв во внимание сложность конфигурации, не просчитав доборные элементы. Именно продавцы, а не строители борются за снижение себестоимости продукции. Снижение возможно за счет снижения надежности и долговечности, нарушения технологии монтажа, техники безопасности, отсутствия решений обхода нестандартных узлов.
Нельзя покупать инженерную строительную конструкцию как одежду или бытовую технику. Разный уровень ответственности. Любое капитальное архитектурное, дизайнерское сооружение должно иметь конкретную ответственную фамилию. Строители во все времена были теми, чья работа переживала своих создателей. Случайные люди не имеют права носить почетное звание «строитель»!