К утепляющим конструктивным решениям каменных стен относятся. Тема: Конструктивные решения кирпичных стен

Облик фасадов зданий, в первую очередь, формируют стены. Поэтому каменные стены должны отвечать соответствующим эстетическим требованиям. Кроме того, стены подвергаются многочисленным силовым, влажностным и другим воздействиям: собственная масса, нагрузки от перекрытий и крыш, ветер, сейсмические толчки и неравномерная деформация оснований, солнечная радиация, переменная температура и атмосферные осадки, шум и др. Поэтому стены должны отвечать требованиям прочности, долговечности, огнестойкости, защищать помещения от неблагоприятных внешних воздействий, обеспечивать в них благоприятный температурно-влажностный режим для комфортного проживания и трудовой деятельности.

В комплекс конструкции стен часто входят заполнения проемов окон и дверей, другие конструктивные элементы, которые также должны отвечать указанным требованиям.

По степени пространственной жесткости здания с каменными стенами можно разделить на здания с жесткой конструктивной схемой, к которым относятся здания с частым расположением поперечных стен, т.е. преимущественно гражданские здания, и здания с упругой конструктивной схемой, к которым относятся одноэтажные производственные, складские и другие подобные здания (в них продольные стены имеют значительную высоту и большие расстояния между поперечными стенами).

В зависимости от назначения здания или сооружения, действующих нагрузок, этажности и других факторов каменные стены подразделяются:

• ? на несущие, воспринимающие все вертикальные и горизонтальные нагрузки;
• ? самонесущие, воспринимающие только собственную массу;
• ? ненесущие (фахверковые), в которых каменная кладка используется как заполнение панелей, образованных ригелями, раскосами и стойками каркаса.

Прочность каменных стен в большой степени зависит от прочности кладки:

где А - коэффициент, зависящий от прочности камня; R K - прочность камня; R p - прочность раствора.

В соответствии с этим, даже если прочность раствора будет равна О, кладка будет иметь прочность, равную 33% ее максимально возможной прочности.

Для обеспечения совместной работы и образования пространственной коробки стены обычно связывают друг с другом, с перекрытиями и каркасом при помощи анкеров. Поэтому устойчивость и жесткость каменных стен зависят не только от их собственной жесткости, но и от жесткости перекрытий, покрытий и других конструкций, которые обеспечивают опирание и закрепление стен по их высоте.

Стены бывают сплошными (без проемов) и с проемами. Сплошные стены без конструктивных элементов и архитектурных деталей называются гладкими. Различают следующие конструктивные элементы стен (рис. 7.1):

• ? пилястры - вертикальные выступы на поверхности стены прямоугольного сечения, служащие для членения плоскости стены;
• ? конфорсы - такие же выступы, увеличивающие устойчивость и несущую способность стены;
• ? пилоны - кирпичные или каменные столбы, служащие опорой перекрытия или оформляющие вход в здание;
• ? обрез кладки - место перехода по высоте от цоколя к стене;
• ? поясок - напуск ряда кладки в целях расчленения отдельных частей фасада здания по его высоте;
• ? сандрик - небольшой навес над проемами на фасаде здания;
• ? карниз - напуск нескольких рядов кладки (не больше 1 /3 кирпича в ряду);
• ? борозды - протяженные вертикальные или горизонтальные углубления в кладке для сокрытий коммуникаций;
• ? ниши - углубления в кладке, в которых располагают приборы отопления, электрические и другие шкафы;
• ? простенки - участки кладки, расположенные между соседними проемами;
• ? притолоки (четверти) - выступы кладки в наружной части стены и простенков для установки оконных и дверных заполнений;
• ? деревянные пробки (бобышки) - бруски, устанавливаемые в кладке для крепления оконных и дверных коробок.

Рис. 7.1. Конструктивные элементы стен: а - пилястры; б - контрфорсы; в - пилоны; г - обрез кладки; д - поясок; е - сандрик; ж - карниз; з - борозды; и - ниши; к - простенки; л - притолоки; м - деревянные пробки

Кладку стен ведут с обязательной перевязкой вертикальных швов. С наружной стороны стены ряды кладки могут чередоваться следующим образом:

• ? тычковые с тычковыми;
• ? ложковые с ложковыми;
• ? ложковые с тычковыми;
• ? тычковые со смешанными;
• ? одни смешанные.

На практике наибольшее распространение получили системы с чередующимися ложковыми и тычковыми рядами. Чем больше смежных ложковых рядов, тем кладка получается менее прочной (но и менее трудоемкой), так как увеличивается число продольных вертикальных рядов и уменьшается число кирпичей, которые подвергаются колке на части. Поэтому при выборе системы перевязки кладки ориентируются на эти показатели. Широкое распространение получили системы перевязки каменных стен, приведенные на рис. 7.2.

Рис. 7.2. Системы перевязки кладки каменных стен: а, б, в, г - однорядная, соответственно цепная, крестовая, голландская, готическая; д - двухрядная английская; е - двухрядная с вставными тычками; ж - трехрядная; з - пятирядная; и - разрез стены при пятирядной перевязке; к - разрез стены при однорядной перевязке

Предлагаемая вашему вниманию статья посвящена конструкции наружных стен современных зданий по показателям их теплозащиты и внешнему виду.

Рассматривая современные здания, т.е. здания, которые существуют в настоящее время, следует их разделять на здания, спроектированные до и после 1994 г. Отправной вехой в изменении принципов конструктивного решения наружных стен в отечественных зданиях является приказ Госстроя Украины № 247 от 27.12.1993 г., которым устанавливались новые нормативы по теплоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий. В дальнейшем приказом Госстроя Украины № 117 от 27.06.1996 г. были введены поправки в СНиП II -3-79 «Строительная теплотехника», которые установили принципы проектирования теплоизоляции новых и реконструируемых жилых и общественных зданий.

После шести лет действия новых норм уже не возникают вопросы об их целесообразности. Годы практики показали, что был сделан правильный выбор, который, в то же время, требует тщательного многостороннего анализа и дальнейшего своего развития.

У зданий, спроектированных до 1994 г. (к сожалению, строительство зданий по старым теплоизоляционным нормативам встречается и до сих пор), наружные стены выполняют и несущие, и ограждающие функции. Причем несущие характеристики обеспечивались при достаточно незначительных толщинах конструкций, а выполнение ограждающих функций требовало существенных материальных затрат. Поэтому удешевление строительства шло по пути априори низкой энергоэффективности в силу известных причин для богатой энергоносителями страны. Эта закономерность относится в равной степени как к зданиям с кирпичными стенами, так и к зданиям из крупноразмерных бетонных панелей. В тепловом отношении различия между этими зданиями заключались только в степени термической неоднородности наружных стен. Стены из кирпичной кладки можно рассматривать как достаточно однородные в термическом отношении, что является преимуществом, так как равномерное температурное поле внутренней поверхности наружной стены - это один из показателей теплового комфорта. Однако для обеспечения теплового комфорта необходимо, чтобы абсолютное значение температуры поверхности было достаточно высоким. А для наружных стен зданий, созданных по нормативам до 1994 г., максимальной температурой внутренней поверхности наружной стены при расчетных температурах внутреннего и наружного воздуха могло быть только 12°С, что для условий теплового комфорта недостаточно.

Внешний вид стен из кирпичной кладки также оставлял желать лучшего. Это обусловлено тем, что отечественные технологии изготовления кирпича (и глиняного, и керамического) были далеки от совершенства, в результате и кирпич в кладке имел разные опенки. Несколько лучше выглядели здания из силикатного кирпича. В последние годы в нашей стране появился кирпич, изготовленный по всем требованиям современных мировых технологий. Это относится к Кор-чеватскому заводу, где выпускают кирпич с прекрасным внешним видом и относительно хорошими теплоизоляционными характеристиками. Из таких изделий можно строить здания, внешний вид которых не будет уступать зарубежным аналогам. Многоэтажные здания в нашей стране в основном строились из бетонных панелей. Для этого типа стен характерна существенная термическая неоднородность. В однослойных керамзито-бетонных панелях термическая неоднородность обусловлена наличием стыковых соединений (фото 1). Причем на ее степень, кроме конструктивного несовершенства, еще существенно влияет так называемый человеческий фактор - качество уплотнения и утепления стыковых соединений. А так как это качество в условиях советской стройки было низким, то и стыки протекали и промерзали, преподнося жителям все «прелести» сырых стен. Кроме того, повсеместное несоблюдение технологии изготовления керамзито-бетона приводило к повышенной плотности панелей и низкой их теплоизоляции.

Не намного лучше обстояли дела и в зданиях с трехслойными панелями. Так как ребра жесткости панелей обуславливали термическую неоднородность конструкции, проблема стыковых соединений оставалась актуальной. Внешний вид бетонных стен был крайне непритязателен (фото 2) - цветных бетонов у нас не было, а краски были не надежны. Понимая эти проблемы, архитекторы пытались придать разнообразие зданиям за счет нанесения плитки на наружную поверхность стен. С точки зрения законов тепломассообмена и циклических температурно-влажностных воздействий такое конструктивно-архитектурное решение является абсолютным нонсенсом, что и подтверждается внешним видом наших домов. При проектировании
после 1994 г. определяющей стала энергоэффективность сооружения и его элементов. Поэтому пересмотрены сложившиеся принципы проектирования зданий и их ограждающих конструкций. В основу обеспечения энергоэффективности положено строгое соблюдение функционального назначения каждого элемента конструкции. Это относится как к зданию в целом, так и к ограждающим конструкциям. В практику отечественного строительства уверенно вошли так называемые каркасно-монолитные здания, где прочностные функции выполняет монолитный каркас, а наружные стены несут только ограждающие (тепло- и звукоизоляционные) функции. В то же время сохранились и успешно развиваются конструктивные принципы зданий с несущими наружными стенами. Последние решения интересны еще и тем, что они полностью применимы для реконструкции тех зданий, которые были рассмотрены в начале статьи и которые повсеместно требуют реконструкции.

Конструктивным принципом наружных стен, которые в одинаковой мере могут применяться для строительства новых зданий и для реконструкции существующих, является сплошное утепление и утепление с воздушной прослойкой. Эффективность данных конструктивных решений определяется оптимальным подбором теплофизических характеристик многослойной конструкции - несущей или самонесущей стены, утеплителя, фактурных слоев, наружного отделочного слоя. Материал основной стены может быть любым и определяющие требования к нему -прочностные и несущие.

Теплоизоляционные характеристики в этом решении стены полностью описываются теплопроводностью утеплителя, в качестве которого используются пенополистирол ПСБ-С, минераловатные плиты, пенобетон, керамические материалы. Пенополистирол - теплоизоляционный материал с низкой теплопроводностью, долговечный и технологичный при утеплении. Его производство налажено на отечественных заводах (комбинаты «Стироль» в Ирпене, заводы в Горловке, Житомире, Буче). Основной недостаток - материал горюч и по отечественным пожарным нормам имеет ограниченное применение (для малоэтажных зданий, или же при наличии значительной защиты из негорючей облицовки). При утеплении наружных стен многоэтажных зданий к ПСБ-С предъявляются еще и определенные требования по прочности: плотность материала должна быть не менее 40 кг/м3.

Минераловатные плиты - теплоизоляционный материал с низкой теплопроводностью, долговечный, технологичный при утеплении, отвечает требованиям отечественных пожарных норм для наружных стен зданий. На рынке Украины, как и на рынках многих других стран Европы, применяются минераловатные плиты концернов ROCKWOOL, PAROC, ISOVER и др. Характерной особенностью этих фирм является широкая палитра производимых изделий - от мягких плит до жестких. При этом каждое наименование имеет строго адресное назначение - для утепления кровли, внутри стен, фасадное утепление и пр. Например, для фасадного утепления стен по рассматриваемым конструктивным принципам фирма ROCKWOOL выпускает плиты «FASROCK», а фирма PAROC -плиты L-4. Характерной особенностью этих материалов является их высокая формоустойчивость, что особенно важно при утеплении с вентилируемой воздушной прослойкой, низкая теплопроводность и гарантированное качество изделий. По теплопроводности эти минера-ловатные плиты за счет своей структуры не хуже пенополистирола (0,039-0,042 ВтДмК). Адресное изготовление плит обуславливает эксплуатационную надежность утепления наружных стен. Совершенно не приемлемо применение для рассматриваемых конструктивных вариантов матов или мягких минераловатных плит. К сожалению, в отечественной практике встречаются решения утепления стен с вентилируемой воздушной прослойкой, когда в качестве утеплителя используют минераловатные маты. Тепловая надежность подобных изделий вызывает серьезные опасения, и факт достаточно широкого их применения может объясняться только отсутствием в Украине системы ввода в эксплуатацию новых конструктивных решений. Важным элементом в конструкции стен с фасадным утеплением является наружный защитно-декоративный слой. Он не только определяет архитектурное восприятие здания, но и обуславливает влажностное состояние утеплителя, являясь одновременно защитой от атмосферных воздействий и для сплошного утепления элементом удаления парообразной влаги, попадающей в утеплитель под воздействием сил тепло- массообмена. Поэтому особое значение приобретает оптимальный подбор: утеплитель - защитно-отделочный слой.

Выбор защитно-отделочных слоев определяется прежде всего экономическими возможностями. Фасадное утепление с вентилируемой воздушной прослойкой в 2-3 раза дороже, чем сплошное утепление, что определяется уже не энергоэффективностью, так как слой утеплителя в обоих вариантах один и тот же, а стоимостью защитно-отделочного слоя. При этом в общей стоимости системы утепления цена непосредственно утеплителя может составлять (особенно для вышеуказанных некорректных вариантов применения дешевых неплитных материалов) всего 5-10%. Рассматривая фасадное утепление, нельзя не остановиться на утеплении помещений изнутри. Таково уж свойство нашего народа, что во всех практических начинаниях, не взирая на объективные законы, он ищет неординарных путей, будь-то социальные революции или строительство-реконструкция зданий. Внутреннее утепление привлекает всех своей дешевизной - затраты только на утеплитель, а его выбор достаточно широкий, так как нет необходимости в строгом соответствии критериям надежности, следовательно, стоимость утеплителя уже будет не высока при тех же теплоизоляционных показателях, отделка минимальна - любой листовой материал и обои, трудозатраты минимальны. Снижается полезный объем помещений - это мелочи по сравнению с постоянным тепловым дискомфортом. Эти доводы были бы хороши, если бы подобное решение не противоречило закономерностям формирования нормального тепловлажностного режима конструкций. А нормальным этот режим можно назвать только при условии ненакопления в нем влаги в холодный период года (длительность которого для Киева составляет 181 сутки -ровно половина года). При невыполнении этого условия, то есть при конденсации парообразной влаги, которая попадает в наружную конструкцию под действием сил тепло- массообмена, в толще конструкции происходит намокание материалов конструкции и, прежде всего, теплоизоляционного слоя, теплопроводность которого при этом увеличивается, что вызывает еще большую интенсивность дальнейшей конденсации парообразной влаги. Результат - потеря теплоизоляционных свойств, образование плесени, грибков и прочие неприятности.

На графиках 1, 2 представлены характеристики тепловлажностного режима стен при их внутреннем утеплении. В качестве основной стены рассмотрена керамзитобетонная стена, в качестве теплоизолирующих слоев - наиболее часто применяемые пенобетон и ПСБ-С. Для обоих вариантов наблюдается пересечение линий парциального давления водяного пара е и насыщенного водяного пара Е, что сигнализирует о возможности конденсации паров уже в зоне пересечения, которая находится на границе утеплитель - стена. К чему приводит такое решение на уже эксплуатируемых зданиях, где стены находились в неудовлетворительном тепловлажностном режиме (фото 3) и где попытались подобным решением этот режим улучшить, видно на фото 4. Совершенно иная картина наблюдается при перемене мест слагаемых, то есть размещении слоя утеплителя на фасадной стороне стены (график 3).

График №1

График №2

График №3

Необходимо отметить, что ПСБ-С является материалом с закрытопористой структурой и с низким коэффициентом паропроницаемости. Однако и для такого вида материалов, как и при использовании минераловатных плит (график 4), создаваемый при утеплении механизм термовла-гопереноса обеспечивает нормальное влажностное состояние утепляемой стены. Таким образом, если и приходится выбирать внутреннее утепление, а это может быть для зданий с архитектурной ценностью фасада, необходимо тщательно оптимизировать состав теплоизоляции, чтобы избежать или хотя бы минимизировать последствия режима.

График №4

Стены зданий колодцевой кирпичной кладки

Теплоизолирующие свойства стен определяются слоем утеплителя, требования к которому в основном обуславливаются его теплоизоляционными характеристиками. Прочностные свойства утеплителя, его устойчивость к атмосферным воздействиям для такого типа конструкций не играют определяющую роль. Поэтому в качестве утеплителя могут использоваться плиты ПСБ-С плотностью 15-30 кг/м3, минераловатные мягкие плиты и маты. При проектировании стен такой конструкции необходимо обязательно рассчитывать приведенное сопротивление теплопередаче, учитывающее влияние сплошных кирпичных перемычек на интегральный тепловой поток через стены.

Стены зданий каркасно-монолитной схемы .

Характерной особенностью этих стен является возможность обеспечения относительно равномерного температурного поля на достаточно большой площади внутренней поверхности наружных стен. В то же время несущие колонны каркаса являются массивными теплопроводными включениями, что обуславливает необходимость обязательной проверки соответствия температурных полей нормативным требованиям. Наиболее распространено в качестве наружного слоя стен данной схемы использование кирпичной кладки в четверть кирпича, 0,5 кирпича или в один кирпич. При этом используется качественный импортный или отечественный кирпич, что придает зданиям привлекательный архитектурный облик (фото 5).

С точки зрения формирования нормального влаж-ностного режима наиболее оптимальным является применение наружного слоя в четверть кирпича, однако это требует высокого качества как самого кирпича, так и работы по устройству кладки. К сожалению, в отечественной практике для многоэтажных зданий не всегда может обеспечиваться надежная кладка даже в 0,5 кирпича, и потому в основном используется наружный слой в один кирпич. Такое решение уже требует тщательного анализа тепловлажностного режима конструкций, только после которого можно принимать вывод о жизнеспособности конкретной стены. В качестве утеплителя в Украине широко используется пенобетон. Наличие вентилируемой воздушной прослойки позволяет удалять влагу из слоя утеплителя, что гарантирует нормальный тепловлажностный режим конструкции стены. К недостаткам этого решения следует отнести то, что в теплоизоляционном отношении совершенно не работает внешний слой в один кирпич, наружный холодный воздух напрямую обмывает утеплитель из пенобетона, что обуславливает необходимость предъявления высоких требований к его морозостойкости. Учитывая то, что для теплоизоляции следует использовать пенобетон плотностью 400 кг/м3, а в практике отечественного производства часто наблюдается нарушение технологии, и пенобетон, используемый в таких конструктивных решениях, имеет фактическую плотность выше указанной (до 600 кг/м3), данное конструктивное решение требует тщательного контроля при монтаже стен и при приемке здания. В настоящее время разработаны и находятся в

стадии предзавод-ской готовности (строится производственная линия) перспективные тепло- звукоизоляционные и, одновременно, отделочные материалы, которые могут применяться в конструкциях стен зданий каркасно-монолитной схемы.К таким материалам относятся плиты и блоки на основе керамического минерального материала «Сиолит». Очень интересным решением конструкций наружных стен является светопрозрачная изоляция. При этом формируется такой тепловлажностный режим, при котором отсутствует конденсация паров в толще утеплителя, а светопрозрачная изоляция является не только тепловой изоляцией, но и источником теплоты в холодный период года.

В настоящее время наряду со стенами из кирпича и дерева, все чаще применяются технологии изготовления монолитных домов, в том числе и при помощи несъемной пенополистирольной опалубки, трехслойная конструкция с утеплителем посередине: между несущей стеной из кирпича или крупноформатных блоков и внешним слоем облицовочного кирпича создается прослойка из пенопласта. По теплоизоляционным свойствам такая система толщиной 35-40 см аналогична метровой кирпичной стене.

Востребованы технологии с применением крупноформатных блоков из пенобетона, газобетона и других модифицированных бетонов. Они обладают хорошими теплофизическими параметрами и рядом технологических преимуществ, но при строительстве элитного жилья все же не так востребованы. Для индивидуального жилищного строительства, возможно, очень перспективным штучным материалом следует считать крупноформатные блоки из поризованной керамики. Но сейчас в России их производит только одно предприятие: Санкт-Петербургская "Победа-Кнауф". Этот материал обладает уникальными характеристиками, он совмещает в себе эстетические и экологические свойства качественного керамического кирпича и технологичность крупноформатных блоков.

Строятся и сборные дома из сэндвич панелей на основе деревянного каркаса. Эти технологии могли бы решить очень многие проблемы в индивидуальном массовом строительстве, если бы удалось снизить цену их производства до 300-400 долларов за метр. Но все же, как правило, подобные здания стоят намного больше.

Традиционным материалом для России всегда являлось дерево. По-прежнему основными стеновыми материалами на сегодня остаются кирпич (до 50%) и древесина (около 30%).

В деревянном домостроении применяются в основном три известные архитектурно-строительные системы: домостроение из массивной древесины, каркасное и панельное домостроение. Как полагают специалисты, структура деревянного домостроения на ближайшие 10-15 лет (по оптимистичному прогнозу) будет выглядеть следующим образом: домостроение из массивной древесины - 35-40%, панельное деревянное домостроение - 30-35%, каркасное деревянное домостроение - 25-30%.

В общей стоимости стройматериалов для индивидуального дома деревянные детали и конструкции (стены, окна, двери, полы, перекрытия, крыша) составляют в зависимости от вида стен (кирпич или брус, бревно) от 40% до 75%. Поэтому малоэтажное жилищное строительство часто называют деревянным домостроением.

В существующей по России в настоящее время структуре продукции деревянного домостроения по конструктивным типам домов наибольший удельный вес занимают дома панельной конструкции - 70%, брусчатые и бревенчатые - 26%, каркасные - 4%.

Санкт-Петербург в этом плане имеет особый статус. Даже по сравнению с Москвой в Северо-западном регионе предпочтение отдается брусчато-бре-венчатым конструкциям. Объясняется это как наличием ресурса для подобного домостроения, так и эстетическими предпочтениями.

По мнению петербургских домостроителей, специализирующихся на дереве, этот рынок всегда имел положительную динамику. Особый рост был замечен в 2000-2003 годах. В этот период строительство деревянных домов приобрело более профессиональный характер. Компании, занимающиеся этим бизнесом, обрели достойную репутацию, а клиенты перестали ориентироваться на условную цену дома, отдавая предпочтение качеству.

Специалисты полагают, что рост рынка деревянного домостроения Петербургского региона с 2000 года составил не менее 30%. Если раньше основной тип деревянных домов был ориентирован на временное проживание (дачи и летние коттеджи), то теперь существенная доля клиентов предпочитает строить деревянный дом в непосредственной близости от города для постоянного проживания.

При разработке коструктивных решений приняты следующие характеристики основных строительных материалов и утеплителей:

Кирпич керамический пустотный М75, М100 (ГОСТ 530-90) плотностью 1400 кг/ м с коэффициентом теплопроводности 0,64 Вт/ м°С;

Сплошные блоки из ячеистого бетона у =600 кг/ м, с коэффициентом теплопроводности - 0,26 Вт/ м°С;

Пустотные блоки из керамзитобетона на керамзитовом песке g= 1000 кг/ м, с коэффициентом теплопроводности 0,4 Вт/ м° С;

Пустотные блоки из бетона на природных заполнителях у = 2400 кг/м с коэффициентом теплопроводности - 1,86 Вт/ м° С;

Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные у = 1000 кг/ м с коэффициентом теплопроводности - 0,29 Вт/ м° С для наружной обшивки;

Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные у = 600 кг/м с коэффициентом теплопроводности - 0,23 Вт/ м° С для внутренней обшивки;

Фанера клееная у = 600 кг/ м с коэффициентом теплопроводности- 0,18 Вт/м°С;

Плиты минераловатные повышенной жесткости «Роквул», «Изомат», «Парок» с р =130-142 кг/ м 3 и Х= 0,036-0,042 Вт/ м°К;

Плиты минераловатные полужесткие и для сухих систем утепления и колодцевой кладки из мелкоштучных материалов с р = 30-34 кг/ м и X = 0,36 Вт/ мК.

Плиты пенополистирольные «ТИГИ-КНАУФ» по ГОСТ15588-86 с антипиреном:

М 15 у=15 кг/м 3 X = 0,042 Вт/ мК;

М 25 у =25 кг/м 3 X = 0,039 Вт/ мК;

М 35 у =15 кг/ м 3 X = 0,037 Вт/ мК.

Конструктивные решения многослойных стен разработаны для жилых зданий, строительство которых будет осуществляться в климатических районах с количеством градусо-суток отопительного периода (ГСОП) 6000.

В зависимости от типа ограждающей конструкции может быть принята следующая этажность зданий:

- кирпичные стены с наружным утеплением толщиной 120 мм в стальном каркасе и толщиной 250 мм без стального каркаса - для 1-2-х этажных домов с мансардой;

- деревянные стены из бруса с наружным утеплением - для 1-2-х этажных домов с мансардой;

- 3-х слойные кирпичные стены с жесткими связями при толщине внутреннего слоя -120 мм - для одноэтажных домов, толщиной 250 мм - для 2-4-х этажных домов (с засыпным утеплителем - для 2-х этажных домов);

- 3-х слойные кирпичные стены с гибкими связями с плитным и засыпным утеплителем для жилых зданий высотой до 2-х этажей с мансардами. Кладку 3-х слойных кирпичных стен с жесткими и гибкими связями выполнять в строгом соответствии с указанием альбома «Технические решения теплоэффективных кирпичных наружных стен жилых зданий» с ГСОП-8000 НТК Центра Минстроя РФ;

И ячеисто-бетонных блоков с гибкими связями при толщине несущего слоя 190 мм (при щелевых камнях) и 200 мм (при ячеисто-бетонных блоках) - для одноэтажных домов с мансардой, а с несущим слоем 290 мм и 300 мм соответственно- для 2-х этажных домов с мансардой;

- колодцевые кладки из щелевых камней и ячеисто-бетонных блоков с жесткими связями при толщине несущего слоя 190 мм (при щелевых камнях) и 200 мм (при ячеистобетонных блоках) - для одноэтажных домов с мансардой, с наружным слоем 190 мм и несущим слоем 390 мм (при щелевых камнях) - для 4-5 этажных домов;

- каркасные деревянные стены - для 1 -2-х этажных домов с мансардой;

- монолитные стены из армированного бетона с наружным утеплением - для домов от 1 до 9 этажей с подтверждением расчетом на прочность.

Облегченная кладка из пустотелого кирпича с гибкими связями и керамзитовым гравием с внутренней стенкой 250 мм и наружной - 120 мм:

1- кладка: - керамзитобетонные камни; 2 - утеплитель - пенополистирол М25

Стена толщиной 250 мм с наружным утеплением и облицовкой плиткой (утеплитель - пенополистирол по ГОСТ 15588-86, у = 40 кг/м 3):

1 - кирпичная кладка на цементно-известковом растворе; 2 - клей для приклеивания пенополистирольных плит; 3 - пенополистирол М35, 6=120 мм; 4 - армирующая сетка; 5 - дюбели; 6 - штукатурка по сетке; 7 - облицовка плиткой; 8 - гипсокартонная плита

Облегченная кладка из пустотелого кирпича с гибкими связями с утеплителем из пенополистирола ГОСТ 15588-86 у =40 кг/м с внутренней стенкой - 250 мм и наружной - 120мм. Примечание: гибкие связи изготавливаются из оцинкованной стали В р -I и устанавливаются через 600 мм как по горизонтали, так и по вертикали в шахматном порядке (СНиП 2.03.01.84):

1 - кирпичная кладка; 2 - утеплитель - пенополистирол Ml5 6=14 см; 3- гипсокартонная плита

Стены комбинированные с облицовкой канадскими плитами (фирма А-7):

1- канадская плита с пенополиуретановым утеплителем 6=50 мм; 2- крепление плиты к основному каркасу саморезами М 4 х 35; 3- заделка швов базальтовой породой и силиконовым герметиком; 4- каркас стены из брусьев 40 х 120 мм с шагом 1,2 м с обвязкой понизу и поверху; 5- рубероид; 6,8- фанера (6=12 мм); 7- утеплитель - минерало-ватные плиты: 6=120 мм

1- деревянная стена из бруса 150x150 мм; 2- утеплитель - минплита 6=100;

3- горизонтальный деревянный держатель из двух досок 6=32 мм и

бобышек =160 мм с шагом 400 мм толщиной 40 мм; 4- гвозди для крепления поз. 3

к стене и бобышек к доскам; 5- вертикальный фасонный держатель;

6 - облицовочная плитка

Стены из пеногазобетонных блоков (190 х 190 х 390 мм) с наружным утеплением по системе «ХЕКК»:

1- кладка из блоков; 2- клей для приклеивания пенополистирольных плит;

3- утеплитель - плита из пенополистирола М 35 толщиной ПО мм;

4- армирующая сетка; 5 - дюбели; 6 - штукатурка по сетке «ХЕКК» толщиной

6-8 мм; 7 - накрывочный штукатурный слой «ХЕКК» 7 мм

Деревянная стена из бруса 6=150 мм с наружным утеплением минераловатными плитами компании «БИК» по технологии чешской фирмы «Икс штайн» (система СПИДИ):

1- кладка: - керамзитобетонные камни; 2 - утеплитель - пенополистирольные

плиты М 25, 6=220 мм

Облегченная кладка из пустотелого кирпича с гибкими связями с утеплителем из минплиты компании «БИК» с внутренней стенкой - 250 мм и наружной - 120 мм:

1- кирпичная кладка; 2 - минераловатные плиты 6=100 мм; 3 - гипсокартонная плита

Облегченная кладка из пустотелого кирпича с жесткими связями с утеплителем из минваты g = 200 кг/мЗ ГОСТ 9573-82 с толщиной внутренней и наружной стенки - 120 мм:

1- кирпичная кладка: 2 - утеплитель - плита П-200 г. ГОСТ 9573-82, 6=220 мм

Монолитная железобетонная стена с наружным утеплением по системе «ХЕКК» с утеплителем из пенополистирола по ГОСТ 15588-86 у =40 кг:

1- железобетонная армированная стена 6=100 мм; 1а - клей для приклеивания

пенополистирольных плит; 2 - утеплитель - пенополистирол 6=130 мм М 35;

3 - армирующая сетка; 4 - дюбели; 5 - штукатурка по сетке «ХЕКК» толщиной

6-8 мм; 6 - накрывочный штукатурный слой «ХЕКК» - 7 мм

Деревянная стена из бруса 150 х 150 мм с наружным утеплителем по системе «ХЕКК» с утеплителем из пенополистирола ГОСТ 15588-86 у = 40 кг/ м 3:

1 - стена из бруса 150 х 150 мм; 2 - клей для приклеивания пенополистирольных плит; 3- утеплитель - пенополистирольные плиты 6=100 мм, М 35; 4 – армирующая сетка; 5 - дюбели; 6 - штукатурка по сетке «ХЕКК»; 7 – накрывочный штукатурный слой «ХЕКК» - 7 мм

Стены из сплошных блоков из ячеистого бетона у =600 кг/м с жесткими связями и утеплителем из минераловатных плит компании «БИК» при толщине внутреннего слоя 300 мм и наружного - 145 мм:

1- кладка из ячеистого бетона; 2 - утеплитель - минераловатные плиты 90 мм;

3 - гипсокартонная плита

Стены из сплошных блоков из ячеистого бетона у =600 кг/м с гибкими связями с утеплителем из пенополистирола у =40 кг/м при толщине внутреннего слоя - 300 мм и наружного - 145 мм:

1 - кладка: блоки из ячеистого бетона; 2 - утеплитель - пенополистирольные плиты М25, 6=100 мм; 3 - гипсокартонная плита; 4 - гибкие связи

Стены из сэндвич-панелей на основе деревянного каркаса с утеплителем минеральной ватой базальтовых пород «Rockwool» с гидроизоляцией:

Наружная стена со штукатурным покрытием:

Наружная стена с облицовкой кирпичом:

Наружная стена с горизонтальной облицовкой деревом (блок-хаус):

Внутренняя несущая стена :

Пути дальнейшего повышения энергоэффективности зданий

Снижение энергопотребления в строительном секторе - проблема комплексная; тепловая защита отапливаемых зданий и ее контроль являются лишь частью, хотя и важнейшей, общей проблемы. Дальнейшее снижение нормируемых удельных расходов тепловой энергии на отопление жилых и общественных зданий за счет повышения уровня тепловой защиты на ближайшее десятилетие, по-видимому, нецелесообразно. Вероятно, это снижение будет происходить за счет ввода более энергоэффективных систем воздухообмена (режим регулирования воздухообмена по потребности, рекуперации теплоты вытяжного воздуха и пр.) и за счет учета управления режимами внутреннего микроклимата, например, в ночные часы. В связи с этим потребуется доработка алгоритма расчета расхода энергии в общественных зданиях.

Другая часть общей, пока не решенной проблемы - отыскание уровня эффективной тепловой защиты для зданий с системами охлаждения внутреннего воздуха в теплый период года. В этом случае уровень тепловой защиты по условиям энергосбережения может быть выше, чем при расчетах на отопление зданий.

Это означает, что для северных и центральных регионов страны уровень тепловой защиты может устанавливаться из условий энергосбережения при отоплении, а для южных регионов - из условия энергосбережения при охлаждении. По-видимому, целесообразно объединение нормирования расхода горячей воды, газа, электроэнергии на освещение и другие нужды, а также установление единой нормы по удельному расходу энергии здания.

В зависимости от типа нагрузок наружные стены делятся на:

- несущие стены - воспринимающие нагрузки от собственного веса стен по всей высоте здания и ветра, а также от других конструктивных элементов здания (перекрытий, кровли, оборудования, и т.д.);

- самонесущие стены - воспринимающие нагрузки от собственного веса стен по всей высоте здания и ветра;

- ненесущие (в том числе навесные) стены - воспринимающие нагрузки только от собственного веса и ветра в пределах одного этажа и передающие их на внутренние стены и перекрытия здания (типичный пример - стены-заполнители при каркасном домостроении).

Требования к различным типам стен существенно отличаются. В первых двух случаях очень важны прочностные характеристики, т.к. от них во многом зависит устойчивость всего здания. Поэтому материалы, используемые для их возведения, подлежат особому контролю.

Конструктивная система представляет собой взаимосвязанную совокупность вертикальных (стены) и горизонтальных (перекрытия) несущих конструкций здания, которые совместно обеспечивают его прочность, жесткость и устойчивость.

На сегодняшний день наиболее применяемыми конструктивными системами являются каркасная и стеновая (бескаркасная) системы. Следует отметить, что в современных условиях часто функциональные особенности здания и экономические предпосылки приводят к необходимости сочетания обеих конструктивных систем. Поэтому сегодня все большую актуальность приобретает устройство комбинированных систем.

Для бескаркасной конструктивной системы используют следующие стеновые материалы:

Деревянные брусья и бревна;

Керамические и силикатные кирпичи;

Различные блоки (бетонные, керамические, силикатные;

Железобетонные несущие панели 9панельное домостроение).

До недавнего времени бескаркасная система являлась основной в массовом жилищном строительстве домов различной этажности. Но в условиях сегодняшнего рынка, когда сокращение материалоемкости стеновых конструкций при одновременном обеспечении необходимых показателей теплозащиты является одним из самых актуальных вопросов строительства, все большее распространение получает каркасная система возведения зданий.

Каркасные конструкции обладают высокой несущей способностью, малым весом, что позволяет возводить здания разного назначения и различной этажности с применением в качестве ограждающих конструкций широкого спектра материалов: более легких, менее прочных, но в то же время обеспечивающих основные требования по теплозащите, звуко- и шумоизоляции, огнестойкости. Это могут быть штучные материалы или панели (металлические типа сэндвич либо железобетонные). Наружные стены в каркасных зданиях не являются несущими. Поэтому прочностные характеристики стенового заполнения не так важны, как в зданиях бескаркасного типа.

Наружные стены многоэтажных каркасных зданий посредством закладных деталей крепятся к несущим элементам каркаса или опираются на кромки дисков перекрытий. Крепление может осуществляться и посредством специальных кронштейнов, закрепляемых на каркасе.

С точки зрения архитектурной планировки и назначения здания, наиболее перспективным является вариант каркаса со свободной планировкой - перекрытия на несущих колоннах. Здания такого типа позволяют отказаться от типовой планировки квартир, в то время как в зданиях с поперечными или продольными несущими стенами это сделать практически невозможно.

Хорошо зарекомендовали себя каркасные дома и в сейсмически опасных районах.
Для возведения каркаса используются металл, дерево, железобетон, причем железобетонный каркас может быть как монолитный, так и сборный. На сегодняшний день наиболее часто используется жесткий монолитный каркас с заполнением эффективными стеновыми материалами.

Все большее применение находят легкие каркасные металлоконструкции. Возведение здания осуществляется из отдельных конструктивных элементов на строительной площадке; либо из модулей, монтаж которых производится на стройплощадке.

Данная технология имеет несколько основных достоинств. Во-первых, - это быстрое возведение сооружения (короткий срок строительства). Во-вторых, - возможность формирования больших пролетов. И наконец, - легкость конструкции, уменьшающая нагрузку на фундамент. Это позволяет, в частности, устраивать мансардные этажи без усиления фундамента.

Особое место среди металлических каркасных систем занимают системы из термоэлементов (стальных профилей с перфорированными стенками, прерывающими мостики холода).

Наряду с железобетонными и металлическими каркасами давно и хорошо известны деревянные каркасные дома, в которых несущим элементом является деревянный каркас из цельной или клееной древесины. По сравнению с рублеными деревянные каркасные конструкции отличаются большей экономичностью (меньше расход древесины) и минимальной подверженностью усадке.

Несколько особняком стоит еще один способ современного возведения стеновых конструкций - технология с применением несъемных опалубок. Специфика рассматриваемых систем заключается в том, что сами элементы несъемной опалубки не являются несущими. элементами конструкции. В процессе строительства сооружения, путем установки арматуры и заливки бетоном, создается жесткий железобетонный каркас, удовлетворяющий требованиям по прочности и устойчивости.

Современные строительные нормативы требуют дополнительно утеплять каменные стены, поскольку в противном случае их толщина получалась бы слишком большой. Но, если при кладке толстой стены не возникает технических вопросов, то многослойная конструкция, в составе которой находится утеплитель, эти вопросы ставит, причем довольно остро. Ошибки, допущенные при утеплении, могут стоить очень дорого, и чтобы их избежать, необходимо досконально изучить теоретическую часть.

Прямо скажем, вопрос утепления относится к одним из самых сложных в строительстве. Главная проблема, которая давно не дает покоя теплотехникам, - это увлажнение утеплителя. Как известно, чем больше утеплитель увлажняется, тем хуже он справляется со своей функцией.

Технология утепления ограждающих конструкций дома зависит от материалов, из которых они построены. В этой статье мы рассмотрим основные варианты утепления каменных стен, т.е. сложенных из различных строительных камней, в частности, керамического и силикатного кирпича, ячеистобетонных блоков, поризованной керамики; а также из монолитного бетона.

Существуют три основных способа утепления каменных стен:

• снаружи ограждающей конструкции;
• в толще ограждающей конструкции;
• изнутри ограждающей конструкции.

Из них наихудшим вариантом считается внутреннее утепление, поскольку кладка в таком случае не защищается от внешних факторов воздействия. Кроме того, при внутреннем утеплении необходима высокопроизводительная вентиляция помещений, иначе на стенах будет образовываться конденсат. Экономия внутреннего утепления только кажущаяся, а на деле ее совсем нет, если учитывать эксплуатационные факторы.

В коттеджном строительстве чаще всего применяется наружное и слоистое (в толще стены) утепление. Но и они имеют ряд недостатков, которые необходимо, если не устранить, то минимизировать. Многослойные стены, в которых утеплитель располагается между несущей конструкцией и наружным кирпичным слоем, - весьма распространенное решение. Такие стены придают дому основательный вид и, как предполагается, не нуждаются в периодическом обновлении фасада.

В качестве утеплителя используют минеральную вату или обычный пенополистирол, реже - экструдированный, по причине его дороговизны. В слоеных стенах минеральная вата, при соблюдении ряда технологических требований ее закладки, работает лучше других утеплителей. Ее главное преимущество - паропроницаемость, которого лишен пенополистирол, в особенности экструдированный. Однако это преимущество может сработать против самой ваты и стеновой конструкции в целом, если не учесть факт переувлажнения утеплителя.

Очень важно понимать, что наилучшим вариантом утепления жилых зданий является тот, при котором каждый последующий слой является более паропроницаемый, чем предыдущий по направлению диффузии водяных паров - изнутри наружу. Если минеральную вату зажать двумя слоями кирпичной кладки, то она быстро увлажнится и потеряет свойства утеплителя. Водяные пары, направляющиеся изнутри помещений наружу, проходя через утеплитель, упрутся в холодную наружную кладку и станут поглощаться ватой. Бороться с этим явлением можно и нужно. Для этого между ватой и наружным слоем оставляется вентилируемый зазор 2 см, а в нижнем и в верхнем ряде кладки выполняются вентиляционные отверстия в виде незаполненных вертикальных швов. Такая схема не является полноценным вентилируемым фасадом, но значительно снижает степень увлажнения волокнистого утеплителя. Конденсат выпадает на внутренней поверхности наружного слоя, но при этом не соприкасается с ватой, а стекает вниз и частично выводится через вентиляционные отверстия.

Для правильного выполнения слоистой кладки с минераловатным утеплителем необходимо использовать закладные детали, которые свяжут оба слоя стены. Это могут быть специальные гибкие связи из стали с антикоррозийным покрытием, стеклопластика или базальтопластика. Они устанавливаются с шагом 60 см по горизонтали и 50 см по вертикали. Связи также выполняют функцию крепежа утеплителя.

Пенополистирол в четыре раза дешевле минеральной ваты и не уступает ей по сопротивлению теплопередаче. Именно дешевизна пенополистирола делает его наиболее распространенным утеплителем в слоеных стенах. Однако проблема, связанная с его низкой паропроницаемостью, не позволяет назвать этот материал идеальным для использования в слоистой кладке. Очевидно, что вопрос диффузии паров не самый простой для понимания неспециалистами, и поэтому многие заказчики выбирают пенополистирол, тем более что строители не сильно их отговаривают от этого. Последствия низкой паропроницаемости утеплителя проявляются не сразу, но когда проблемы станут очевидными, то предъявить претензии уже будет довольно сложно. А последствия такие: несущий слой стены может переувлажняться; в помещении, где нет усиленной вентиляции, может появиться характерный запах плесени, нарушиться внутренняя отделка и т.д.

Пенополистирол является горючим материалом, а потому его нельзя оставлять открытым и, разумеется, никаких вентилируемых зазоров применять нельзя. Кроме того, согласно требованиям СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий», при использовании пенопластов для утепления оконные и прочие проемы нужно обрамлять по периметру полосками минеральной ваты.

Как мы видим, и пенополистирол, и минеральная вата в структуре слоеных стен имеют недостатки. Вата намокает, а пенополистирол не пропускает пар. Если пароизолировать минераловатный утеплитель изнутри, то пары не будут проникать в его толщу, однако для их удаления понадобится принудительная вентиляция. Проблема увлажнения ваты снимается, если оставить вентиляционный зазор между ней и фасадным слоем. В случае с пенополистиролом помочь может только интенсивная вентиляция помещений.

Нужно отметить, что эффективность работы теплоизоляторов в слоистой кладке и долговечность слоистой ограждающей конструкции в целом во многом зависит от качества монтажа. Если были допущены ошибки, то их уже невозможно в дальнейшем исправить.

Наружное утепление со штукатурным слоем

Этот способ утепления более известен, как «мокрый фасад» или «фасадное утепление». Наружное утепление менее затратно, чем слоистое; к тому же косвенное удешевление возникает и за счет менее мощного фундамента, который не нагружается каменным фасадным слоем. Несущая часть стены при этом полностью защищается от всех внешних факторов, которые могли бы сократить срок ее службы. Кроме того, наружное утепление не позволяет водяному пару конденсироваться в толще стены, благодаря чему не она не отсыревает. Правда, так происходит только при качественном исполнении всех технологических слоев; при правильном их расчете и расположении.

В наружных системах утепления используется как минеральная вата, так и фасадный пенополистирол (марка 25Ф). Штукатурные слои, которые образуют внешнюю отделку, могут быть тонкослойными (7-9 мм) и толстослойными (30-40 мм). Тонкая штукатурка на теплом фасаде наиболее распространена. Не зависимо от типа утеплителя, его плиты монтируются к стене при помощи клея и тарельчатых дюбелей (5 шт/м²), причем основная несущая функция ложиться на клей, а дюбели помогают справиться с ветровой нагрузкой.

Стандартная система фасадного утепления, начиная от стены, состоит из:

• проникающая грунтовка;
• клеевой слой;
• теплоизоляция (расчитывавется, исходя из недостающего сопротивления теплопередаче);
• щелочестойкая стеклосетка, заключенная в слой клеевого раствора;
• кварцевая грунтовка;
• штукатурный слой.

На уровне первого этажа штукатурный слой делается вдвое толще, чтобы противостоять возможным ударным нагрузкам.

Утепление коттеджа снаружи, как правило, выполняет наемная бригада, поскольку самостоятально справиться с большим объемом работы довольно тяжело, и главное долго. А когда в качестве утеплителя используется минераловатные плиты, то необходимо как можно быстрее их отделать, чтобы дождь их не намочил. Пенополистирол тоже не рекомендуется оставлять без отделки надолго, т.к. он быстро разрушается от солнечного ультрафиолета.

Лучше всего использовать фирменные системы фасадного утепления, т.к. это исключает ошибки подбора материалов. При самостоятельном подборе есть риск, что некоторые технологические слои начнут конфликтовать между собой, что повлечет за собой их отслоение вплоть до обрушения фасада.

Теплые фасады с применением горючих утеплителей, в частности, пенополистирола, нуждаются в противопожарных рассечках - разделении 15-сантиметровыми полосами каменной ваты по этажам и обрамление такими же полосами оконных проемов, а также расположении по всей площади балконов и лоджий.

Долговечность наружных фасадных систем утепления исчисляется десятилетиями, но только при условии тщательного соблюдения технологии. Так, применяя для утепления минеральную вату, важно использовать паропроницаемую штукатурку, иначе волокнистый утеплитель будет накапливать влагу, диффундирующую из помещений, и упирающуюся в панонепроницаемый слой акриловой штукатурки.