Наружные стены частного дома должны быть:
- Прочными и долговечными
- Теплыми и энергосберегающими
- Тихими
- Безвредными для человека
- Красивыми
Какие стены дома прочнее
На стену дома действуют нагрузки в нескольких направлениях. Действующие силы стремятся сжать, подвинуть вбок и повернуть стену .
Сжимающие нагрузки — это вертикальные силы от веса стены и выше лежащих конструкций дома. Эти силы стремятся раздавить, расплющить материал стены.
Малоэтажные частные дома обладают сравнительно небольшим весом. Стеновые материалы, как правило, имеют довольно большой запас прочности на сжатие, что позволяет им выдерживать вертикальные нагрузки частного дома даже при .
Горизонтальные нагрузки и вращающие моменты действуют в результате, например, бокового давления ветра на дом или давления грунта на стену подвала, из-за опирания перекрытия на край стены, из-за отклонения стен от вертикали и других причин. Эти силы стремятся сместить стену или часть стены с занимаемого положения.
Общее правило для стен — чем тоньше стена, тем хуже она выдерживает боковые нагрузки и поворачивающие моменты. Если стена не выдерживает указанные нагрузки, то она гнется, трескается или даже ломается.
Именно малый запас устойчивости к смещению является слабым местом в обеспечении прочности стен частного дома. Величина прочности на сжатие большинства стеновых материалов позволяет сделать для частного дома достаточно тонкую стену, но необходимость, обеспечить устойчивость стен к смещению, часто заставляет конструкторов увеличивать толщину стен .
На устойчивость стен к боковым нагрузкам значительное влияние оказывает конструкция стен и дома в целом. Например, армирование кладки, устройство на стенах монолитного пояса в уровне перекрытий, прочные связи наружных и внутренних стен между собой, а также с перекрытиями и фундаментом, создают силовой каркас здания, который скрепляет стены и противостоит смещающим деформациям стен.
Для того, чтобы обеспечить необходимую прочность и долговечность частного дома при разумных затратах на строительство, необходимо правильно выбрать материал и конструкцию стен, а также конструкцию силового каркаса дома, Этот выбор надежнее всего поручить специалистам — проектировщикам.
В продаже имеются проекты частных домов со стенами из кладочных материалов с толщиной кладки всего 180 — 250 мм. . Толщина может составлять 100 — 200 мм .
Стены дома теплые и энергосберегающие — в чем разница?
Для того, чтобы человек в доме ощущал тепловой комфорт, необходимо выполнить три условия:
Первое условие — температура воздуха в помещении должна быть около +22 о С . Для выполнения этого условия в доме достаточно установить котел или печь необходимой мощности и топить их.
Температура поверхности наружных стен в доме бывает всегда ниже, чем температура воздуха в помещении. Согласно требований санитарно -гигиенических правил, разница температур воздуха и поверхности наружной стены в доме должна быть не более 4 о С — это второе условие.
При указанной разности температур, поверхность наружной стены в доме будет достаточно теплой (+18 о С ). От стены не будет «веять холодом», на поверхности стены не появится конденсат или иней.
В доме будет тепловой комфорт, если разница температур воздуха в помещении и на поверхности наружной стены будет не более d t<4 о C. Обе стены на рисунке не соответствуют этим требованиям при температуре наружного воздуха t н =-26 о С и ниже.
Для выполнения второго условия, наружная стена дома должна обладать определенными теплотехническими свойствами. Сопротивление теплопередаче наружной стены должно быть выше расчетной величины, м 2 * о С/Вт . Например, для района г.Сочи эта величина должна быть более 0,66, для г.Москва — 1,38, а для Якутска не менее — 2,13.
Например, наружная стена из автоклавного газобетона (газосиликата) будет теплой и обеспечит тепловой комфорт в доме , при толщине в г.Сочи — 90 мм , в г.Москва — 210 мм ., а в Якутске — 300 мм .
Третье условие — ограждающие конструкции дома должны иметь . Если «одежды» дома будут продуваться ветром, то тепла не будет, какой бы толстой ни была теплоизоляция. Это знает каждый из собственного опыта.
Наружные стены с указанными выше параметрами будут теплыми и обеспечат тепловой комфорт в доме, но они не будут энергосберегающими. Тепловые потери через стены будут значительно превышать действующие в России строительные нормативы.
Для того, чтобы соответствовать нормативам энергосбережения, сопротивление теплопередаче наружных стен должно быть в разы выше . Например, для района г.Сочи — не менее 1,74 м 2 * о С/Вт , для г.Москва — 3,13 м 2 * о С/Вт , и для Якутска — 5,04 м 2 * о С/Вт.
Толщина энергосберегающих стен из автоклавного газобетона (газосиликата) также будет больше: для района г.Сочи — 270 мм ., для Московского региона — 510 мм. для Якутии — 730 мм.
Газобетон (газосиликат) — самый теплый материал для кладки стен. Толщина энергосберегающих стен из более теплопроводных материалов (кирпича, бетонных блоков) должна быть еще больше. (На рисунке выше указано сопротивление теплопередаче кладки кирпичной стены толщиной 2,5 кирпича(640 мм. ) = 0,79 и в один кирпич (250 мм ) = 0,31 м2* о С/Вт . Сравните с приведенными в примерах величинами и оцените, в каких регионах обеспечат тепловой комфорт такие стены?)
Деревянные стены из бруса или бревна также не отвечают требованиям энергосбережения.
Следует заметить, что выполнять требования строительных правил к сопротивлению теплопередаче стен и других ограждающих конструкций дома для частного застройщика не обязательно.
Владельцу дома важнее сократить общие расходы на отопление.
Бывает выгодно поступиться энергосберегающими свойствами стен, но увеличить теплосберегающие параметры перекрытий, окон, систем вентиляции для того, чтобы уложиться в нормы расхода энергии на отопление.
Потери тепла через стены составляют только 20 — 30% от общих теплопотерь в доме.
Не надо забывать про еще одно условие энергосберегающего дома. Дом должен иметь минимальную — стен, перекрытий, окон.
Какие лучше сделать стены — однослойные или двухслойные
Из приведенных выше данных видно, что стеновые материалы позволяют построить прочные, тонкие и достаточно дешевые стены частного дома. Но такие стены не будут обеспечивать тепловой комфорт в доме или обладать требуемыми энергосберегающими свойствами.
Технологии строительства стен частного дома развиваются по двум основным направлениям:
- Сравнительно тонкие и прочные стены утепляют высоко эффективным утеплителем. Стена состоит из двух слоев — несущего слоя, который воспринимает механические нагрузки, и слоя утеплителя.
- Для устройства однослойных стен применяют материалы, которые сочетают в себе достаточно высокое сопротивление, как к механическим воздействиям, так и к теплопередаче . Популярностью пользуется строительство однослойных стен из ячеистых бетонов (автоклавных газобетона, газосиликата) или поризованной керамики.
Следует заметить, что стеновые материалы для однослойных стен имеют посредственные, как механические, так и теплотехнические свойства . Приходится их улучшать различными конструктивными ухищрениями.
Применяют и комбинацию этих двух технологий, когда стены из ячеистых и поризованных материалов дополнительно утепляют слоем высоко эффективного утеплителя. Такое совмещение позволяет сделать кладку стены и слой утеплителя небольшой толщины . Это бывает выгодно из конструктивных соображений, особенно при строительстве дома в холодном климате.
Однослойные стены частного дома
Еще не так давно практически все частные дома строились с однослойными стенами. Толщину стен дома выбирали из условий обеспечения теплового комфорта и мало думали об энергосбережении.
В настоящее время для устройства однослойных стен применяют материалы с достаточно высокими теплоизоляционными свойствами, чтобы дом получился энергосберегающим .
Из чего лучше сделать однослойную стену дома.
Все материалы для однослойных стен имеют пористую структуру и маленькую плотность 300 — 600 кг/м 3 . С уменьшением плотности улучшаются теплосберегающие свойства, но механическая прочность материалов снижается.
Существует несколько видов ячеистого бетона, которые различаются способом создания пор (ячеек). Лучшими свойствами для строительства однослойных наружных стен дома обладает плотностью (марки) 300-500 кг/м 3 .
Блоки из газобетона могут иметь точные размеры, что позволяет класть их на клей с толщиной шва 2 мм. Торцы блоков часто имеют профиль паз — гребень и стыкуются без раствора в вертикальном шве.
Газобетон имеет открытую пористую структуру и поэтому хорошо впитывает влагу, но также легко и расстается с ней.
Поризованная керамика изготавливается из сырья и способом, который похож на производство обычного керамического кирпича. Отличие в том, что в массу на основе глины добавляют компоненты, которые при обжиге образуют поры.
Из поризованной керамики изготавливают пустотелые блоки. Пустотность еще больше повышает теплосберегающие свойства стен из блоков.
Толщина кладки однослойных стен из блоков поризованной керамики 38 — 50 см. Кладку блоков из поризованной керамики ведут на специальный теплосберегающий раствор с толщиной шва 10 -15 мм.
Наружной отделкой однослойных стен, как правило, служит . На стены можно наклеивать облицовочные плиты из природного камня или искусственные изделия. Отделку способом вентилируемый фасад (облицовку по обрешетке) применяют очень редко.
Штукатурку стен из поризованной керамики или керамзитобетона снаружи выполняют традиционным штукатурным составом толщиной около 2 см. Кроме штукатурки, можно выполнить и другими способами (см. ссылку).
Изнутри стены штукатурят или .
Дом с однослойными стенами строить быстрее. В новом доме с однослойными стенами можно начинать жить не дожидаясь отделки фасада. Эту работу можно оставить на потом.
Стены с утеплителем — двухслойные и трехслойные
Для устройства стены с утеплением можно применять практически любой кладочный материал — керамический и силикатный кирпич, блоки из ячеистых и легких бетонов, а также из поризованной керамики.
Несущий слой двухслойной стены можно также сделать из монолитного бетона или из дерева — бруса, бревна. Выбор материала намного более разнообразен, по сравнению с однослойными стенами.
Для устройства стен с утеплением применяют материалы с более высокой механической прочностью и плотностью , чем для однослойных стен. Это обстоятельство и позволяет уменьшать толщину кладки двухслойных стен.
Толщина кладки стен от 180 мм. — зависит от свойств используемых материалов, от конструкции стен и коробки дома.
Кладку стен чаще всего ведут на обычный кладочный раствор, заполняя раствором горизонтальные и вертикальные швы. Работа более простая, не требующая от каменщиков особой квалификации.
Механическая прочность материала стен, как правило, достаточна для без проблемного крепления к стенам различных конструкций.
Теплоизоляционные свойства стены зависят в основном от теплопроводности и толщины слоя утеплителя.
Слой теплоизоляции размещают снаружи (двухслойная стена ) или внутри стены, ближе к наружной поверхности (трехслойная стена) .
В качестве теплоизоляции чаще всего применяют плиты из минеральной ваты или полимеров — пенопласта, экструдированного пенополистирола. Реже используют теплоизоляционные плиты из ячеистого бетона и пеностекла, хотя они и имеют ряд преимуществ.
Плиты из минеральной ваты для утепления стен должны быть плотностью не менее 60-80 кг/м 3 . Если для отделки фасада используется , то применяют минераловатные плиты плотностью 125-180 кг/м 3 или плиты из экструдированного пенополистирола.
Утеплитель из минеральной ваты штукатурят паропроницаемым составом — минеральной или силикатной штукатуркой.
Утепление фасада минеральной ватой обычно обходится дороже и с ней труднее работать. Но слой утеплителя из ваты позволяет выходить влаге из стены наружу.
Сплошной слой теплоизоляции снаружи позволяет перекрыть все мостики холода в двухслойных стенах без применения специальных конструктивных ухищрений, которые приходится делать в однослойных стенах.
Общая толщина двухслойных стен (со штукатуркой от 35 см. ) обычно получается меньше , чем у однослойной стены.
Ширина стен фундамента (цоколя) также меньше, что позволяет экономить на их возведении . Это преимущество не относится к трехслойным стенам. Ширина трехслойных стен и их фундаментов обычно не меньше, чем у однослойных.
Наружную отделку двухслойных стен выполняют тонкослойной штукатуркой по утеплителю . Плиты утеплителя, лучше всего из экструдированного пенополистирола, приклеивают к стене. Толщину слоя утеплителя не рекомендуется делать более 150 мм. На утеплитель наносят слой штукатурки толщиной 5-7 мм.
Поверхность стены с тонкослойной штукатуркой более чувствительна к точечным механическим воздействиям , чем у однослойной стены с традиционной штукатуркой.
Для двухслойных стен часто используют вентилируемую облицовку на каркасе . В вентилируемом фасаде плиты утеплителя из минеральной ваты размещают между стойками каркаса. На каркас монтируют облицовку из винилового или цокольного сайдинга, деревянных материалов, или различных плит.
Крепление утеплителя к стенам, устройство вентилируемого фасада — все эти работы состоят из многих этапов и операций, требуют умения, аккуратности и ответственности от исполнителей. Для работ используются разнообразные материалы.
При устройстве двухслойных стен велик риск, что что-то работники сделают не так.
В трехслойных стенах слой высоко эффективного утеплителя размещают внутри кладки или монолита стены. К трехслойным относят также стены с облицовкой слоя утеплителя кирпичом или другими кладочными материалами.
Для устройства трехслойных стен также применяют однорядную кладку из (теплостен, кремнегранит, полиблок). Теплоблоки имеют три скрепленных между собой слоя бетон-утеплитель-бетон.
Минеральный утеплитель — ячеистый бетон низкой плотности
Продолжение на следующей странице 2:
Наружные стены - наиболее сложная конструкция здания. Они подвергаются многочисленным и разнообразным силовым и несиловым воздействиям (рис. 1). Стены воспринимают собственную массу, постоянные и временные нагрузки от перекрытий и крыш, воздействия ветра, неравномерных деформаций основания, сейсмических сил и др. С внешней стороны наружные стены подвержены воздействию солнечной радиации, атмосферных осадков, переменных температур и влажное наружного воздуха, внешнего шума, а с внутренней - воздействию теплового потока, потока водяного пара, шума. Выполняя функцию наружной ограждающей конструкции и композиционного элемента фасадов, а часто несущей конструкции, наружная стена должна отвечать требованиям прочности, долговечности и огнестойкости, соответствующим классу капитальности здания, защищать помещения и неблагоприятных внешних воздействий, обеспечивать необходимый температурно-влажностный режим ограждаемых помещений, обладать декоративными качествами. Одновременно конструкция наружной стены должна удовлетворять требованиям индустриальности, а также экономическим требованиям минимальной материалоемкости и стоимости, так как наружные стены являются наиболее дорогой конструкцией (20-25 % стоимости конструкций здания)
В наружных стенах обычно располагают оконные проемы для освещения помещений и дверные проемы - входные и для выхода на балконы и лоджии. В комплекс конструкций стены включают заполнение проемов окон, входных и балконных дверей, конструкции открытых помещений. Эти элементы и их сопряжения со стеной должны отвечать перечисленным выше требованиям. Поскольку статические функции стен и их изоляционные свойства достигаются при взаимодействии с внутренними несущими конструкциями, разработка конструкций наружных стен включает рев зависимости от природно-климатических и инженерно-геологических условий строительства, а также с учетом особенностей объемно-планировочных решений рассекаются вертикальными деформационными швами различных типов: температурно-усадочными, осадочными, антисейсмическими и др
Классификация.
По статической функции различают несущие, самонесущие или ненесущие конструкции.
Несущие стены помимо вертикальной нагрузки от собственной массы воспринимают и передают фундаментам нагрузки от смежных конструкций: перекрытий, перегородок, крыш и пр. Самонесущие стены воспринимают вертикальную нагрузку только от собственной массы (включая нагрузку от балконов, эркеров, парапетов и других элементов стены) и передают ее на фундаменты непосредственно либо через цокольные панели, рандбалки, ростверк или другие конструкции. Ненесущие стены поэтажно или через несколько этажей оперты на смежные внутренние конструкции здания(перекрытия, стены, каркас). Они несут нагрузку от собственного веса и ветра в пределах этажа высотой не более 6м. Несущие и самонесущие стены воспринимают наряду с вертикальными и горизонтальные нагрузки, являясь вертикальными элементами, жесткости сооружений.
Несущие и ненесущие наружные стены могут быть применены в зданиях любой этажности. Высота самонесущих стен ограничена в целях предотвращения неблагоприятных в эксплуатационном отношении взаимных смещений самонесущих и внутренних несущих конструкций, сопровождающихся местным повреждениями отделки помещений и появлением трещин.
По материалу различают четыре основных типа конструкций стен: бетонные, каменные, из небетонных материалов и деревянные. В соответствии со строительной системой каждый тип стены содержит несколько видов конструкций: бетонные стены - из монолитного бетона, крупных блоков или панелей; каменные стены - ручной кладки, стены из каменных блоков и панелей; стены из небетонных материалов- фахверковые и панельные каркасные и бескаркасные; деревянные стены - рубленые из бревен или брусьев каркасно-обшивные, каркасно-щитовые, щитовые и панельные.
Конструктивные решения . Наружные стены могут быть однослойной или слоистой конструкции. Однослойные стены возводят из панелей, бетонных или каменных блоков, монолитного бетона, камня, кирпича, деревянных бревен или брусьев. В слоистых стенах выполнение разных функций возложено на различные материалы. Функции прочности обеспечивают бетон, камень, дерево; функции долговечности - бетон, камень, дерево или листовой материал (алюминиевые сплавы, эмалированная сталь, асбестоцемент или др.); функции теплоизоляции - эффективные утеплители (минераловатные плиты, фибролит, пенополистирол и др.); функции пароизоляции - рулонные материалы(прокладочный рубероид, фольга и др.), плотный бетон или мастики; декоративные функции - различные облицовочные материалы. В число слоев такой ограждающей конструкции может быть включен воздушный прослоек. Замкнутый - для повышения ее сопротивления теплопередаче, вентилируемый - для защиты помещения от радиационного перегрева либо для уменьшения деформаций наружного облицовочного слоя стены.
Конструкции одно- и многослойных стен могут быть выполнены полносборными или в традиционной технике.
Стены из мелкоразмерных элементов (каменные стены): область применения; материалы и виды кладок; основные меры по обеспечению прочности, устойчивости, долговечности, теплозащитной способности; детали каменных стен (цоколи, проемы, карнизы и парапеты).
Стены ручной кладки. Материалом для каменных стен служат кирпич или камни правильной формы, выполненные из естественных или искусственных (обожженная глина, бетоны) материалов, и раствор (известковый, известково-цементный или цементный), по которому камни укладывают горизонтальными рядами с взаимной перевязкой швов. Кирпич(глиняный и силикатный, полнотелый и пустотелый) имеет массу до 4-4,3 кг, камни(керамические пустотелые плотностью до 1400 кг/м3, легкобетонные пустотелые плотностью до 1200 кг/м3, из автоклавного и неавтоклавного ячеистого бетона плотностью до 800 кг/м3, из природных легких каменных материалов плотностью до 1800 кг/м3) имеют высоту до 20 см и массу до 30 кг.
Прочность конструкции стены обеспечивают прочность камня и раствора и укладка камней с взаимной перевязкой вертикальных швов. При этом перевязка швов кладки предусмотрена не только в плоскости стены, но и в плоскости примыкающих к ней поперечных стен. Наиболее распространенный тип кладки - шестирядная, где пять последовательно уложенных с перевязкой в плоскости стены ложковых рядов перевязывают (в плоскости и из плоскости стены) шестым тычковым рядом. Только при высоких требованиях к прочности стены применяют более трудоемкую двухрядную кладку с перевязкой всех вертикальных швов в каждом ряду (так называемую цепную кладку).
Устойчивость каменных наружных стен обеспечивается их пространственным взаимодействием с внутренними несущими конструкциями - стенами и перекрытиями. Для обеспечения пространственного взаимодействия наружные стены жестко связывают с внутренними стенами перевязкой кладки, а с перекрытиями из железобетонных настилов - заведением последних в стену не менее чем на 100 мм, опиранием на стену через слой прочного раствора и соединением стен с перекрытиями стальными анкерами. При устройстве перекрытий по балкам последние заводят в стену на 250 мм и связывают анкерами с кладкой через каждые б м. В многоэтажных зданиях, кроме того, предусматривают поэтажные арматурные пояса, располагаемые в растворном шве под перекрытием либо над ним (при высоких надоконных перемычках).
Долговечность каменных стен обеспечивает морозостойкость материалов, применяемых для внешней части кладки. Соответственно марки камней и облицовочных материалов по морозостойкости для наружных стен жилых зданий средней и повышенной этажности, строящихся в умеренном климате, принимают не ниже 15 Мрз, а для отдельных деталей стен (карнизы, парапеты, подоконники, пояски, цоколи и т. п.), подверженных особо интенсивному атмосферному увлажнению - 35 Мрз.
Теплозащитная способность наружных стен при проектировании назначается в соответствии с гигиеническими требованиями и с учетом необходимости экономии топливных ресурсов. Толщину стены принимают по наибольшему из значений, полученных в результате расчетов требуемого R 0 тр, экономически целесообразного сопротивления теплопередаче R 0 эк и статического расчета. Материалы и конструкции каменных стен имеют разнообразные теплотехнические качества. Коэффициент теплопроводности сплошной каменной кладки меняется в пределах 0,7 Вт/(м°С) для кладки из туфа до 0,35 Вт/(м°С) для кладки из керамических пустотелых камней. Это дает возможность за счет выбора наиболее теплоэффективного материала существенно уменьшить сечение однослойной стены, ее массивность, стоимость и трудоемкость возведения. Поэтому сплошную кладку наружных стен выполняют преимущественно из пустотелых керамических, легкобетонных камней или кирпича. Для экономии камня и трудозатрат при сохранении требуемой теплозащитной способности применяют облегченные многослойные стены. В жилых зданиях самые распространенные – трехслойные конструкции облегченных кладок. Они содержат продольные стенки толщиной по полкирпича и между ними внутренний утепляющий слой. Иногда по требованиям прочности внутренний слой кладки, на который передают нагрузку от перекрытий, выполняют толщиной в 1 кирпич.
Различия в конструкциях кладок заключаются в способах обеспечения совместной статической работы внешних слоев кладки, а также в материале утепления и участии этого материала в статической работе стены. Связи между слоями проектируют гибкими или жесткими. Гибкие связи выполняют в виде стальных скоб. При гибких связях кирпичные слои стены раздельно воспринимают приходящиеся на них нагрузки.
Жесткие связи выполняют в виде поперечных диафрагм, соединяющих внешние слои. По расположению поперечных диафрагм различают конструкции стен с горизонтальными и вертикальными связями. В стенах с горизонтальными диафрагмами последние выполняют через каждые пять рядов, в стенах с вертикальными диафрагмами (колодцевая кладка) шаг диафрагм составляет 0,65 или 1,17 м. Для утепления облегченных кладок применяют утеплители из полужестких минераловатных плит на синтетической или битумной связке, цементного фибролита, пеностекла, вкладыши из легкого или ячеистого бетона, монолитный легкий бетон плотностью до 1400 кг/м3 или минеральные засыпки плотностью до1000 кг/м3.
Детали каменных стен . Цоколи каменных стен выполняют из прочного полнотелого кирпича сплошной кладки. Марка кирпича по морозостойкости - 50 Мрз. На расстоянии 15-20 см от верха отмостки укладывают горизонтальный гидроизоляционный слой, защищающий наземную часть стены от грунтовой влаги. Гидроизоляционный слой выполняют из двух слоев рубероида на мастике или из цементного раствора. В соответствии с композиционным решением иногда применяют облицовку кирпичного цоколя плитами естественного камня или прислонёнными керамическими плитками.
При выполнении цоколя из бетонных фундаментных блоков или цокольных панелей последние размещают с отступом внутрь от фасадной поверхности (так называемый цоколь с подрезкой). При этом в нависающей над цоколем наружной стене фасадные камни нижнего ряда кладки заменяют железобетонными брусками. Цоколь из бетонных блоков обычно облицовывают прнслонными керамическими плитками, а цокольные панели имеют защитно-отделочный слой, выполненный на заводе из декоративного бетона или облицовочных плиток.
Проемы оконные и дверные в каменных стенах выполняют с устройством четвертей с наружной стороны по вертикальным и верхней граням. Четверти защищают от инфильтрации стык кладки со столярным блоком заполнения проема. Размер четверти в кирпичной кладке 65на 120 или 88 на 120, в каменной – 100 на 100мм. Проемы перекрывают, как правило, сборными железобетонными перемычками, воспринимающими вертикальную нагрузку от вышележащей кладки, а в несущих стенах и от перекрытий.
Венчающая часть наружных стен выполняется в виде карниза при наружном водоотводе с крыши или парапета при внутреннем водоотводе.
Карниз в каменных стенах часто выкладывают из кирпича или камня, однако величина выноса таких карнизов по условиям прочности ограничена половиной толщины стены, а последовательный напуск кирпича для образования свеса должен составлять в каждом ряду не более 1/з камня. При необходимости устройства карниза с большим выносом его выполняют из сборных железобетонных плит, заанкеренных в кладку.
Парапет представляет собой часть стены, возвышающуюся над крышей, выполненную в сплошной кладке. Толщину стены в зоне парапета принимают уменьшенной (до 1 камня). Возвышение парапета над поверхностью крыши должно составлять не менее 300 мм. Верхнюю плоскость кладки парапета защищают от увлажнения сливом из оцинкованной стали или бетонным парапетным камнем.
Крупноблочные стены: область применения; материалы для крупных блоков; типы блоков в зависимости от их местоположения в стене; разрезка стен на крупные блоки; обеспечение прочности, устойчивости, долговечности блочных стен.
Крупноблочные дома обычно проектируют бескаркасными, на основе двух конструктивных схем: с продольными стенами для 5-этажных зданий и с поперечными - для многоэтажных. Иногда (на отдельных участках объема здания) применяют комбинированную конструктивную систему крупноблочных зданий с внутренним каркасом. Соответственно крупноблочные стены выполняются несущими или самонесущими с разрезкой по высоте этажа на 2, 3 или 4 ряда блоков. Выбор типа разрезки зависит от материала и статической функции стен.
Материалами для крупных блоков служат легкие бетоны с плотностью до 1600 кг/м3 на различных пористых заполнителях, автоклавные ячеистые бетоны плотностью до 800 кг/м3, кирпичная сплошная или облегченная кладка, природный камень (известняк, туф и др.) плотностью до 1800 кг/м3.
При любой из разрезок соблюдают принцип перевязки швов и укладки блоков на раствор. В соответствии с местоположением, различают блоки простеночные, перемычечные, подоконные, цокольные, карнизные, парапетные, рядовые и угловые. Перемычечные блоки имеют четверти с внутренней стороны: поверху для опирания перекрытий, понизу для установки заполнения проема. В простеночных блоках для установки заполнения проемов предусмотрены четверти по вертикальным боковым граням. С наружной стороны блоки имеют защитно-отделочный слой.
Прочность крупноблочных стен достигают прочностью бетона блоков и раствора, перевязкой кладки блоков и их сцеплением с раствором, поэтажной обвязкой перемычечнымн блоками, соединенными стальными связями. Марку бетона по прочности на сжатие для легкобетонных блоков назначают по статическому расчету, но не менее М 50, а раствора – не менее М25.
Устойчивость крупноблочных наружных стен обеспечивают их пространственным взаимодействием с перекрытиями и внутренними поперечными стенами, объединяемыми с наружными стенами специальными стальными связями.
В зданиях средней этажности связи пересекающихся стен проектируют из Г- или Т-образных сварных сеток, из полосовых или -круглых арматурных стержней, уложенных в раствор горизонтальных швов.
Долговечность крупноблочных стен обеспечивает применение бетонов с маркой по морозостойкости не менее 25 Мрз при соответствующих марках морозостойкости бетонов и растворов защитно-отделочных слоев. Марку морозостойкости бетона карнизных, парапетных и цокольных блоков принимают 35- 50 Мрз.
Панельные бетонные стены и их элементы: область применения; основные виды разрезок стен на панели; материал и конструкция стеновых панелей; жесткие и гибкие связи в трехслойных стеновых панелях.
Наружные стены из крупных панелей могут быть несущими или ненесущими. Массовое применение панельных стен почти во всех странах мира определило исключительное разнообразие их конструкций и разрезок. Однако в большинстве случаев применяется только однорядная разрезка(без перевязки вертикальных швов) и иногда(для домов малой и средней этажности) двухрядная, вертикальная, крестообразная и тавровая.
Панели из бетонных материалов проектируют как слоистыми, так и однослойными. Несущие стены проектируют из слоистых железобетонных панелей, выполненных из тяжелого или конструктивного легкого бетона. Однослойные панели из легкого конструктивно-теплоизоляционного бетона применяют для несущих стен здания высотой не более 12 этажей. Несущие панельные стены из автоклавного ячеистого бетона применяют только в малоэтажных зданиях. Ненесущие стены выполняют из панелей любой конструкции.
Однослойные бетонные панели выполняют из легких или автоклавных ячеистых бетонов. Плотность бетона должна быть не более 1400 кг/м3. Панели несущих и самонесущих однослойных стен проектируют как внецентренно-сжатые бетонные конструкции. Тем не менее однослойный панели даже ненесущих стен содержат конструктивное армирование, предохраняющее от хрупкого разрушения и развития трещин при транспортировании и монтаже.
Понятие «однослойная панель» - условное. На самом деле помимо основного конструктивного слоя из легкого или ячеистого бетона такие панели содержат наружный защитно-отделочный и внутренний отделочный слой.
Фасадный защитно-отделочный слой легкобетонных панелей выполняют толщиной 20- 25 мм из паропроницаемых декоративных бетонов, растворов или из обычных растворов (с последующей окраской), усадочные деформации и модуль упругости которых близки по величине аналогичным характеристикам основного бетонного слоя панели. Для фасадного слоя применяют также отделку керамическими и стеклянными плитами, тонкими плитами пиленого естественного камня, дроблеными каменными материалами. С внутренней стороны на панели наносится отделочный слой раствора плотностью до 1800 кг/м3, толщиной не более 15 мм.
Необходимую плотность и водонепроницаемость фасадного защитно-отделочного бетонного слоя достигают при формовании панелей фасадной поверхностью к поддону формы «лицом вниз». Этот же способ формования гарантирует максимальную прочность сцепления бетона панели с плитной облицовкой.
Бетонные панели двухслойной конструкции имеют несущий и утепляющий слои: несущий – из тяжелого или конструктивного легкого бетона, утепляющий – из конструктивно-теплоизоляционного легкого бетона плотной или ячеистой структуры. Более плотный несущий слой имеет толщину не менее 100 мм и расположен с внутренней стороны.
Бетонные панели трехслойной конструкции имеют наружный и внутренний конструктивные слои из тяжелого или легкого конструктивного бетона и заключенный между ними утепляющий слой. Минимальная марка тяжелого бетона М 150, легкого - М 100. Для утепляющего слоя применяют наиболее эффективные материалы с плотностью не более 400 кг/м3 в виде блоков, плит или матов из стеклянной или минеральной ваты на синтетической связке, пеностекла, фибролита, полистирольного или фенольного пенопласта.
Бетонные слои панели объединяют гибкими или жесткими связями, обеспечивающими ее монтажное единство и отвечающими требованиям прочности, долговечности и теплоизоляции. Наиболее совершенная конструкция гибких связей состоит из отдельных металлических стержней, которые обеспечивают монтажное единство бетонных слоев при независимости их статической работы. Гибкие связи не препятствуют температурным деформациям наружного бетонного слоя стены и полностью исключают возникновение температурных усилий во внутреннем слое. Элементы гибких связей выполняют из стойких к атмосферной коррозии низколегированных сталей или из обычной строительной стали с долговечными антикоррозионными покрытиями. В трехслойных панелях с гибкими связями наружный бетонный слой выполняет только ограждающие функции. Нагрузка от него так же, как и от утеплителя, передается через гибкие связи на внутренний бетонный слой. Наружный слой проектируют толщиной не менее 50 мм из бетона марки по морозостойкости Мрз 35 и армируют сварной сеткой. Эти меры обеспечивают необходимую долговечность и трещиностойкость фасадного слоя. Вдоль стыковых граней панели и по контуру проемов наружный бетонный слой утолщен для устройства водозащитной профилировки стыков и граней проемов. Толщину внутреннего бетонного слоя трехслойных панелей с гибкими связями в несущих и самонесущих стенах назначают не менее 80 мм, а в ненесущих стенах - 65 мм. Утепляют панели наиболее эффективными материалами - пенополистиролом, минераловатными и стекловатными плитами. Стальные элементы, предназначенные для связи панели с остальными конструкциями здания, располагают в ее внутреннем слое.
В трехслойных бетонных панелях наряду с гибкими применяют и жесткие связи между слоями в виде поперечных армированных ребер, отформованных из тяжелого или легкого бетона. Жесткие связи обеспечивают совместную статическую работу бетонных слоев, защиту соединительной арматуры от коррозии, простоту выполнения, допускают применение утеплителей любого типа. Недостаток конструкции - сквозные теплопроводные включения, образуемые ребрами. Они могут привести к выпадению конденсата на внутренней поверхности стены в их зоне. Для устранения опасности конденсата повышают теплоемкость внутреннего бетонного слоя, утолщая его до 80 -120 мм (по результатам расчета температурных панелей), а толщину соединительных ребер назначают не более 40 мм.
Конструктивное армирование трехслойных панелей с жесткими связями выполняют двусторонним. Оно состоит из пространственных арматурных блоков, аналогичных применяемым в однослойных панелях, но дополненных сварной сеткой с ячейкой 200X200 мм, армирующей фасадный бетонный слой.
Индивидуальный застройщик обязательно сталкивается с вопросом выбора оптимального материала для возведения жилого объекта. Выбор строительных материалов для стен проходит с учетом климатических особенностей, рельефных нюансов, финансовых возможностей и т.д. Единой формулы на этот счет не существует. Все материалы для стройки обладают различной прочностью, требуют применения уникальной технологии строительства, имеют не одинаковые уровни теплопроводности.
От чего зависит выбор материала для дома
Сооружение стен составляет четвертую часть всех расходов по застройке дома. Беспечное отношение к выбору материала повлечет за собой дополнительные последующие траты. Поэтому стоит учитывать и рассматривать все важные критерии и факторы при выборе лучшего материала для строительства стен дома:
Трудозатраты . Например, затраты времени и сил уменьшаться, если строить дом из панельных блоков, а не из кирпичей и других небольших элементов. Современные панельные дома можно сделать в несколько раз быстрее, тем более, если это каркасные конструкции.
Теплоизолирующие свойства материла . При выборе заведомо холодного материала для стен, застройщик заплатит зимой высокую цену за такой опрометчивый шаг. Владельцу придется заниматься еще и утеплением стен дома снаружи. При расчете этого показателя берутся во внимание актуальные климатические условия.
Ценовой вопрос . Если отдать предпочтение прочному и облегченному варианту материала для стен, тогда можно сэкономить на возведении мощного фундамента, сделать который стоит дорого.
Учитывая также последующие затраты на отделочные работы. Сегодня существуют гладкие материалы для стен современного образца, которые не требуют отделки.
Сруб — один из вариантов стен, не требующих отделки
Виды материалов для стен
Рынок строительных материалов предлагает широкий выбор различных вариантов для возведения стен вашего дома. Существует несколько видов одного только кирпича: силикатный, клинкерный, керамический, шамотный. Да и дерево уже много лет является одним из самых популярных и востребованных строительных материалов. Стоимость такого сырья зависит от типа древесины (сосна, дуб, береза, кедр), вида материала (бревна, доски, брус). Очень популярным и более экономным вариантом являются различные виды блоков: пеноблоки, керамоблоки, термоблоки, легкобетонные блоки и т.д. В Европе, например, чаще всего возводят дома каркасным методом, который проходит очень быстро и стоит недорого. Около 70% частного жилого фонда Европы занимают именно каркасная технология возведения зданий. Строители также отмечают экономичность и энергоэффективность СИП-панелей.
Рассмотрим основные виды материалов:
Срубы и дома из бревен
Дом из сруба – это объект, выполненный из обрезанных стволов цельного дерева. Такие работы, как рубка углов, регулировка соединений и пазов всегда проводится вручную.
Такие дома выглядят презентабельно, добротно и обладают массой преимуществ:
Архитектурный вариант дома из бревен
К минусам строений из сруба стоит отнести:
Дом из бруса
Клееный или профилированный брус – это более дешевый строительный материал для стен дома, который сегодня пользуется большим спросом.
Плюсы бруса:
К тому же, такой материал стоит сравнительно недорого.
Однако брус:
Говорят, что подобное сооружение можно построить в одиночку, имея определенные знания и навыки. Но схема его построения более сложная и витиеватая, чем, например, кирпичного.
Каркасный дом на этапе строительства
Все плюсы каркасных домов:
К недостаткам каркасных сооружений стоит отнести:
Гулкость стен и перекрытий;
Необходимость иметь грамотный проект строительства, где будут все чертежи и схемы креплений и узлов.
К минусам таких домов можно также приписать консервативный менталитет наших граждан, которые с опаской смотрят на каркасные конструкции, считая их ненадежными.
СИП-панели
Канада и Америка уже более полувека активно используют в строительстве каркасно-панельные технологии. У нас же этот метод пока не так популярен. СИП-панель – это трехслойный строительный материал, который делают из двух слоев ОСП и внутреннего утеплителя пенополистирола.
Вот так выглядит СИП-панель
Плюсы СИП-панелей:
К тому же СИП-панели – это экологически безопасный строительный материал.
Так выглядит построенный дом из СИП-Панелей без фасадной отделки
К его минусам относят такие аспекты (которых, к слову, немало):
Кирпичные стены
Кирпич – это самый привычный и наиболее доступный материал для строительства стен дома снаружи. Он обычно производится из глины и усиливается различными примесями. Все преимущества кирпича:
К минусам стройматериала можно отнести:
Керамзитовые блоки
Керамоблоки изготавливаются из красной глины, как и кирпичи. Но блоки отличаются от них более габаритными размерами. Такой вариант строительства стен из керамоблоков очень схоже с технологией возведения кирпичных домов.
Плюсы керамических блоков:
Лекция № 2
ПОНЯТИЯ О КОНСТРУКЦИЯХ ЗДАНИЙ
Основные конструктивные элементы гражданских и промышленных зданий
К основным конструктивным элементам гражданских и промышленных зданий относят основания и фундаменты, стены и столбы, перекрытия, крыши, лестницы, окна, двери и перегородки (рис. 1).
Рис. 1. Основные конструктивные элементы здания
Основания и фундаменты
Фундаменты служат для передачи постоянных и временных нагрузок на грунт. Они являются подземными элементами здания и устраиваются под стенами и столбами.
Плоскость, которой фундамент опирается на грунт, называется подошвой фундамента, а грунт, на который передается нагрузка от фундамента, - основанием.
Основание должно обладать достаточной прочностью, т.е. до определенных пределов отличаться малой сжимаемостью при его загружении. Прочность грунта зависит от его минералогического состава, геологического строения, плотности и присутствия в нем влаги. Верхние слои земной коры, содержащие органические примеси и подвергающиеся выветриванию, отличаются недостаточной прочностью. Поэтому подошву фундамента приходится располагать (или, как говорят, «закладывать») на некоторой глубине от поверхности земли.
Минимально необходимая величина заглубления подошвы фундамента в грунт определяется не только прочностью соответствующего пласта грунта, но и климатическими особенностями, обусловливающими промерзание и, следовательно, возможность деформации верхних слоев грунта в зимнее время.
Подошва фундамента должна иметь такую площадь, чтобы нагрузка, передаваемая на грунт, не превышала допускаемого для этого грунта напряжения, составляющего обычно 1-3 кг/см 2 . Если здание имеет подвал (заглубленные в землю помещения или этажи), то фундаменты служат одновременно стенами подвала. В этом случае глубина заложения фундаментов зависит от высоты подвальных помещений. Фундаменты обычно делают из водостойкого материала (бетонных блоков, бетона, естественного камня).
Стены, их назначение, разновидности
Стены по своему назначению и месту расположения в здании делятся на наружные и внутренние. Кроме того, различают несущие и ненесущие стены.
Несущие стены обычно называются капитальными (они непосредственно опираются на фундаменты). Несущими могут быть как наружные, так и внутренние стены. Ненесущие стены - это обычно перегородки. Они служат для деления в пределах этажа больших, ограниченных капитальными стенами помещений на более мелкие, причем для опирания перегородок не требуется устройства фундаментов.
Столбы, как правило, также несущие элементы, опирающиеся на фундамент. Их устанавливают обычно вместо несущих стен там, где оказывается необходимым раскрыть внутреннее пространство или передать вертикальную сосредоточенную нагрузку на фундамент.
Нижняя часть наружной стены называется цоколем. Он находится в особо неблагоприятных условиях, так как подвергается воздействию брызг от падающих на землю капель дождя и талой воды при таянии прилегающего к нему снегового покрова. Эта влага смачивает материал цоколя и способствует разрушению его поверхности. Поэтому цоколь делается из влаго- и морозостойких материалов.
Цоколь имеет архитектурное значение, так как, несколько отступая от плоскости стены, создает ощущение большей устойчивости здания. Верхний уступ («обрез») цоколя располагаем примерно на уровне приподнятого над поверхностью земля пола первого этажа и тем самым подчеркивает начало используемого по основному назначению объема здания. Иногда ниже пола устраивается подполье, предохраняющее конструкции здания от непосредственного воздействия грунтовых вод. В этом случае цоколи служат наружными стенами, ограждающими подполье. Обычно вместо подполья ниже пола первого этажа устраиваются подвальные этажи.
Деление зданий на каменные и деревянные условно. В качестве признака для такого деления принимается материал наружных стен. Здание, которое имеет каменные фундаменты и стены при всех прочих основных конструктивных элементах, сделанных, например, из дерева, считается каменным.
Стены и частично фундаменты являются не только несущими, но и ограждающими конструкциями, так как они образуют объемы помещения и ограждают (изолируют) эти объемы от внешней среды. Поэтому наружные ограждающие конструкции отапливаемых зданий должны не только удовлетворять требованиям прочности и устойчивости, но и обладать соответствующими теплозащитными качествами. Они определяются толщиной конструкции и теплозащитными свойствами ее материала. Чем выше теплозащитные качества, там ниже расход топлива на отопление здания, но больше стоимость конструкции. Поэтому при проектировании следует находить экономически целесообразное соотношение единовременных затрат и эксплуатационных расходов на отопление.
Требуемый минимум теплозащитных качеств определяется также санитарно-гигиеническими требованиями:
· температура на внутренней поверхности наружной стены не должна быть много ниже температуры воздуха в помещении (разность обычно не более 6°С), чтобы не было так называемой холодной (отрицательной) радиации - ощущения как бы потока холода, которое может испытывать человек при значительной разнице температур на поверхности стены и воздуха помещения;
· температура на внутренней поверхности наружном стены должна быть выше точки росы во избежание образования конденсата, последующего увлажнении материала, ухудшении теплозащитных качеств конструкции и образования плесени.
Если температура внутренней поверхности наружной стены понижается до 0° и ниже, то конденсат превращается в иней или лед и наступает явление, называемое промерзанием ограждения.
Наружные ограждения должны удовлетворять также ряду других физико-технических требований, например, воздухопроницаемости и паропроницаемости.
Наружные ограждающие конструкции, удовлетворяющие теплозащитным требованиям, обычно отвечают требованиям изоляции помещения от внешних шумов.
Перегородки относятся к внутренним стенам, но не являются несущими; они не воспринимают вертикальных нагрузок, и их во время эксплуатации здания без нарушения его конструктивной целостности можно удалять или переносить на другое место.
Характерные требования, предъявляемые к перегородкам, - соответствующие прочность и звукоизоляция. Кроме того, перегородки должны иметь такие конструктивные и эксплуатационные качества, при которых затрудняется размножение в них разного рода микроорганизмов, насекомых и грызунов, облегчается очистка и т. п.
Перекрытия и покрытия
Перекрытия представляют собой горизонтальные несущие конструкции, опирающиеся на капитальные стены или столбы и воспринимающие передаваемые на них постоянные и временные нагрузки. Перекрытия разделяют здания на этажи. В зависимости от месторасположения в здании перекрытия делятся на:
1. междуэтажные - между двумя смежными по высоте этажами;
2. чердачные - между верхним этажом и чердаком;
3. подвальные - между первым этажом и подвалом;
4. нижние - между первым этажом и подпольем.
1.4. Лестницы и лифты
Лестницы служат для сообщения между этажами. Помещения, в которых располагаются лестницы, называются лестничными клетками (рис. 2). Конструкции лестниц (рис. 3) в основном состоит из маршей (наклонных плоскостей со ступенчатыми поверхностями) и площадок. Для безопасного хождения марши ограждают перилами (балясником).
Лифты в жилых зданиях предусматривают, начиная с шести этажей; как правило, шахты лифтов делают глухие. Машинное отделение лифтов размещают над шахтой, расположение самой шахты предусматривается у лестничной клетки или между лестничных маршей. Машинное отделение лифтов не допускается располагать под жилыми комнатами.
Есть примеры оборудования жилых зданий выносными лифтами, располагаемыми за наружной гранью стены против окон лестничной клетки. В этом случае загрузка лифтов производиться с промежуточных площадок лестничных клеток.
Рис. 2. Лестничная клетка Общий вид, план
/ - лифт; 2 - окно; 3 - марш; 4 - междуэтажная площадка; 5 - этажная площадка; 6 - дверь в квартиру; 7 - стеналестничной клетки
Рис. 3. Геометрическое построение лестницы.
а – ступень; б – разрез; в – планочное построение лестницы;1 – подступёнок; 2 – проступь; 3 – лестничная клетка; 4 – междуэтажная площадка; 5 - этажная площадка.
Балконы, лоджии
Балконы и лоджии - это открытые поэтажные площадки в жилых и общественных зданиях, связывающие внутренние пространства эксплуатируемых помещений с внешней средой. При аварийных ситуациях они могут использоваться для эвакуации людей. Лоджии, в отличие от балконов по боковым сторонам ограждены стенами, и могут быть как встроенными в объём здания, так и выносными. Лоджии бывают освещены солнцем меньшее количество время, чем балконы, а их устройство связано с увеличением площади наружных стен.
Балконы и лоджии должны иметь достаточные размеры, быть зрительно изолированными с улицы и защищенными от шума, ветра, дождя и перегрева солнечными лучами. Их местоположение должно быть спроектировано так, чтобы открывающийся с балкона или лоджии вид был максимально красивым. Необходимо обеспечить также правильное расположение их относительно соседних квартир и домов и удобную связь с примыкающими комнатами квартиры.
Важно помнить, что балконы, расположенные во входящих углах здания, лучше изолированы зрительно и защищены от ветра, чем открытые балконы, которые рекомендуется ограждать с наветренной стороны (для этой цели применяются ветрозащитные экраны. При группировке балконов смежных квартир многоэтажных домов следует также позаботиться об их зрительной изоляции. Расположение балконов на фасаде в шахматном порядке придает ему живописность, однако уменьшает зрительную изоляцию и степень защиты от ветра и солнца.
Ограждения балконов могут выполняться из различных материалов: непрозрачного стекла, пластиков, древесных материалов, волнистой листовой стали на каркасе и т.д.
Конструктивное решение балконов зависит от схемы опирания балконной плиты - (консольное, балочное опирание или угловое защемление). В крупнопанельных зданиях в зависимости от конструкции наружных стен (несущих, самонесущих) и перекрытий (сплошные плиты «на комнату» или плиты- настилы) применяют разнообразные конструктивные схемы установки балконов:
· защемление в конструкции наружной стены;
· устройство консольной плиты перекрытия;
· опирание на приставные железобетонные стойки или Г-образные поперечные конструкции;
· опирание на наружную стену и подвеска к внутренним поперечным несущим стенам, покрытию или перекрытиям;
· опирание на консоли внутренних стен или колонн в каркасных зданиях. В зданиях с кирпичными стенами балконные плиты закрепляются в кладке стены и привариваются при помощи стальных анкеров к закладным деталям железобетонных перемычек и настилов перекрытий.
Окна. Полы
Окна устраиваются для освещения и проветривания (вентиляции) помещений и состоят из оконных проемов, рам или коробок и заполнения проемов, называемого оконными переплетами.
Основные требования к окнам, которые должны соблюдаться при их проектировании и конструировании - пропускать свет в помещения в соответствии с требующейся степенью их освещенности. Окна являются наружным ограждением: следовательно, при их конструировании необходимо учитывать те же требования, которые предъявляются к наружным стенам, т е теплозащитные качества, воздухопроницаемость (продувание) и т. п.
В многоэтажных зданиях оконные и дверные проемы располагаются на поверхности стен друг над другом по одной оси. В этом случае нагрузка, передающаяся на наружные стены, воспринимается простенками. В каркасных зданиях при навесных стенах окна и двери в перегородках могут располагаться различно.
Полы. По способу устройства полы могут быть двух основных групп: монолитные и сборные. В зависимости от материала покрытия различают полы бесшовные, из штучных и из рулонных или листовых материалов.
В практике производственного строительства применяют преимущественно монолитные полы из бетона с различными добавками, придающими им заданные условиями эксплуатации свойства. К ним относятся полы с упрочненным верхним слоем и другие подобные виды.
Особую группу монолитных бесшовных полов составляют так называемые наливные полы с полимерными покрытиями на основе эпоксидных и полиуретановых смол, предназначенные для использования в помещениях с повышенными требованиями по беспыльности.
В промышленных зданиях возможно применение полов из чугунных и стальных плит, а также сборных конструкций полов из крупноразмерных плит.
Во вспомогательных помещениях применяются полы из рулонных (линолеума, плит ПХВ) и листовых материалов (например, цементно-стружечных плит и др.).
Контрольные вопросы:
1. В проработке.
1. Как называется плоскость, которой фундамент опирается на грунт?
2. На какие типы по своему назначению и месту расположения в здании делятся стены?
3. На какие типы делятся перекрытия в зависимости от месторасположения в здании?
4. Для чего служат лестницы и лифты? В чем особенности лифтов?
5. Каковы основные требования к окнам?
5. Прррррррррр
2. Конструктивные схемы зданий
Фундаменты, стены, столбы и перекрытия - основные несущие элементы здания. Они образуют остов здания - пространственную систему вертикальных и горизонтальных несущих элементов.
Конструкция перекрытий «несет» собственный вес (массу) и временную нагрузку. Стены и столбы воспринимают вертикальную нагрузку от опирающихся на них перекрытий и крыши; нагрузка на крышу состоит из веса конструкции крыши и веса (массы) лежащего на ней снега; помимо этого стены и столбы несут свой собственный вес. Кроме того, стены и крыша воспринимают также горизонтальное давление ветра.
Для того чтобы остов здания был устойчив, он должен обладать необходимой жесткостью. Это достигается устройством продольных и поперечных капитальных стен, образующих обычно замкнутые в плане контуры (коробки) с достаточно прочными сопряжениями в углах и местах пересечений. Кроме того, жесткость обеспечивается наличием перекрытия, которые, являясь жесткими горизонтальными «диафрагмами», как бы расчленяют остов на ярусы. Эти диафрагмы воспринимают горизонтальные усилия и, будучи прочно сопряженными со стенами, повышают их устойчивость против продольного изгиба.
Остов определяет так называемую конструктивную схему здания.
Главной структурной частью здания являются стены. Стены – это несущие конструкции, по расчету имеющие достаточную прочность, устойчивость при вертикальных и горизонтальных нагрузках.
Стена представляет собой вертикальное ограждение, отделяющее помещение от внешней среды или от другого помещения.
Стены подразделяются:
- в зависимости от восприятия нагрузок – на несущие , самонесущие и ненесущие ;
- по роду материала – на каменные, деревянные, стены из местных материалов, а также комбинированные
В данной статье мы рассмотрим основные виды стен по роду материала – деревянные и каменные .
Деревянные стены
Для стен малоэтажных зданий традиционным материалом является дерево. Самыми комфортными по санитарногигиеническим требованиям являются брусчатые стены и рубленые стены из хвойных пород деревьев. Их недостатками являются осадочная деформация в первые 1,5–2 года и невысокая огнестойкость.
Каркасные стены оправданы при наличии пиломатериалов и эффективных утеплителей. Отметим, что каркасные стены не требуют массивных фундаментов, в отличие от рубленных, не дают послепостроечных деформаций. Огнестойкость и капитальность каркасных стен повышается при облицовке кирпичом.
Бревна желательно заготавливать зимой, поскольку древесина меньше подвержена загниванию, короблению при сушке. Влажность древесины должна составлять 80–90%. Бревна должны быть без трещин, гнили, не поражены жуком короедом и грибом. Качество материала можно определить ударом обуха топора, чистый и ясный звук свидетельствует о хорошем качестве. Деревянные дома строят высотой не более двух этажей.
По конструкции деревянные стены отапливаемых зданий подразделяют на рубленые из бревен или брусьев, каркасные, щитовые и каркасно-щитовые.
Рубленные бревенчатые стены
Характеристика
Рубленные бревенчатые стены представляют собой конструкцию из бревен, уложенных друг на друга горизонтальными рядами и связанных в углах врубками. Толщина бревен в верхнем отрубе для наружных стен отапливаемых зданий, расположенных в центральной полосе России составляет 22 см, в северных и северо-восточных районах 24–26 см. Диаметр бревен выбирают одинаковым, с разницей между верхним и нижним отрубом не более 3 см.
Технология
Каждый ряд бревен в стене называется венцом . Венцы, уложенные последовательно один на другой от низа до верха стены, образуют сруб. Первый нижний венец называют окладным, его делают на 2–3 см толще остальных венцов.
Венцы укладывают комлями попеременно в разные стороны и соединяют по длине посредством вертикального гребня (рис. 10), причем стыки венцов по высоте стены располагают вразбежку. Сплачивают венцы при помощи желобчатых пазов и вставных шипов размером 25х50х120.
Венцы укладывают пазом книзу , устраняя тем самым возможность затекания в него воды. В пазах между венцами укладывают паклю с целью уплотнения шва и утепления. В зависимости от климатических условий ширину паза принимают от 12 до 15 см.
Шипы ставят через 1,5–2,0 м по высоте сруба в шахматном порядке, прямоугольного (8х2 см) или круглого (3–4 см) сечения, высотой 10–12 см. В простенках шипы ставят в каждом венце один над другим в количестве не менее двух и располагают от краев простенка на 15–20 см.
В течение 1–2 лет после возведения сруб дает осадку, составляющую 1/20 его высоты, вследствие усушки древесины и уплотнения в швах пакли. В связи с осадкой сруба гнезда для шипов должны превышать высоту шипов на 10–20 мм, а над проемами оставляют зазоры 6–10 см, которые заполняют паклей и закрывают наличниками.
Швы между бревнами для уменьшения продуваемости конопатят паклей первый раз непосредственно после устройства стен и второй раз через 1–2 года после окончания осадки. В углах здания венцы сопрягают врубкой с остатком в чашу или без остатка – в лапу. При способе сопряжения венцов в углах в лапу, т. е. без остатка, древесина расходуется в меньшем объеме, поэтому этот способ является более целесообразным. На рис. 11 представлен разрез рубленной бревенчатой стены от карниза до фундамента.
Преимущества и недостатки
Рубленные бревенчатые стены отличаются высокой прочностью и хорошими теплозащитными качествами , при благоприятных условиях эксплуатации долговечностью. Обработка бревен и возведение стен – трудоемкий процесс, требующий большого расхода древесины.
Брусчатые стены
Характеристика
Брусчатые стены возводят из горизонтально уложенных брусьев. Применение брусьев дает возможность исключить ручную обработку бревен, рубку сопряжений углов, примыканий стен и перейти к механизированной заготовке элементов стены.
Заготовка материала
Брусья для стен заготавливают на заводе со всеми врубками для сопряжений и гнездами для шипов. По сравнению с бревенчатыми домами трудоемкость возведения брусчатых домов значительно меньше, расход древесины снижается. В отличие от бревенчатых, брусчатые стены собирают сразу на готовых фундаментах.
Технология
Сечение брусьев для наружных стен принимают 150х150 мм и 180х180 мм. В зависимости от климатических условий, для внутренних стен – 100х150 мм и 100х180 мм. Брусья укладывают друг на друга с прокладкой между ними смоленой пакли и проконопачиванием швов. Для лучшего отвода воды от горизонтального шва между брусьями с верхнего ребра лицевой части бруса снимают фаску 20х20 мм.
Ряды брусьев соединяют между собой цилиндрическими нагелями диаметром 30 мм и длиной 60 мм, располагая их на расстоянии 1,5–2 м один от другого. Венцы сопрягаемых брусчатых стен находятся на одном уровне и соединяют их в углах, примыканиях и сечениях различными способами. Сопряжение угла и примыкание стен при помощи шпонок показано на рис. 12 при помощи шипов размерами 35х35 мм и 35х25 мм.
Защита брусчатых стен
Эффективной защитой брусчатых стен от атмосферных воздействий является обшивка досками или облицовка кирпичом , что обеспечивает защиту стен от воздействия влаги, увеличивает теплозащиту, уменьшает воздействие ветра, при кирпичной облицовке стен увеличивается огнестойкость. Кирпичную облицовку необходимо устанавливать с зазором от брусчатых стен на расстоянии 5–7 см, внизу и вверху кирпичной облицовки оставлять продухи, чтобы обеспечить вентиляцию.
Каркасные стены
Преимущества
Каркасные стены требуют меньшего количества древесины, чем бревенчатые или брусчатые стены, являются менее трудоемкими, следовательно, более экономичными.
Основа каркасных стен представляет собой несущий деревянный каркас , обшитый с двух сторон листовыми или погонажными материалами. Каркасные стены, ввиду своей легкости, практически не подвержены усадке, что позволяет обшивать или облицовывать их сразу после постройки.
Защита стен
Каркасные стены необходимо защищать от атмосферной влаги, выполняя внешнюю облицовку с перекрываемыми вертикальными и горизонтальными стыками и устраивая с выступающих элементов стен сливы. Защиту от водяных паров обеспечивают, устраивая пароизоляцию из синтетической пленки, пергамина или используя другие виды пароизоляции, укладывая их между внутренней обшивкой и утеплителем.
Технология
Для изготовления каркаса наружных и внутренних стен используют доски толщиной 50 мм, как и для устройства стропил и балок. При толщине 50 мм стойки несущих стен рекомендуется использовать шириной не менее 100 мм.
Ширину стоек каркаса в наружных стенах определяют расчетной толщиной утеплителя, зависящей от эффективности самого утеплителя и расчетной температуры наружного воздуха. Несущие стойки каркаса располагают на расстоянии 0,5 м, увязывая с размерами оконных и дверных проемов. Балки цокольного перекрытия располагают на расстоянии 0,5 м. Угловые стойки каркаса выполняют из брусьев или составных досок, а рядовые из досок 50х100, или 60х120 мм.
Каркас с внутренней стороны обшивают досками любого профиля и сечения, гипсокартонными плитами; наборными, листовыми стеновыми панелями и другими отделочными материалами. С наружной стороны для обшивки каркаса используют «вагонку», сайдинг, тес, панели термобрик и другие материалы.
Утепление
Утепление каркасных стен осуществляют с помощью минеральных и органических материалами плотностью до 500–600 кг/м³. Минеральные, стекловатные плиты, пенополистирол являются эффективными современными утеплителями, т. к. отличаются огнестойкостью, легкостью, не подвержены гниению, воздействию и проникновению бактерий, грибов, не разрушаются грызунами. Органические утеплители подвержены разрушению грызунами, горючи, подвержены гниению, кроме этого, перед засыпкой их необходимо обрабатывать антисептиком и смешивать перед употреблением с минеральным вяжущим – цементом, известью, гипсом, затем укладывать во влажном состоянии слоями 15–20 см, утрамбовывая. Высыхает такая засыпка в течении 4–5 недель, поэтому следует для заполнения каркаса применять заранее заготовленные плиты и блоки из легкого бетона. Материалами для засыпки служат: пемза, опилки, гилак, стружка, торф и другие, которые в значительной мере уступают по своим свойствам современным минеральным утеплителям.
Щитовые стены
Преимущества
Отличие щитовых деревянных домов от каркасных заключается в том, что основные их структурные части состоят из укрупненных элементов щитов, изготовленных, как правило, на заводе. Процесс возведения щитовых домов сводится к монтажу на месте постройки и отделочным работам. Возведение щитовых деревянных домов снижает трудоемкость работы, обеспечивает высокие темпы монтажа.
Технология
В щитовых деревянных домах основой стен является нижняя обвязка из деревянных антисептированных брусьев , укладываемых по цоколю здания и прикрепляемых к нему с помощью анкерных болтов. На обвязку устанавливают стеновые щиты. Сверху стеновые щиты скрепляют укладываемой на них верхней обвязкой, на которую опирается чердачное перекрытие. Стеновые щиты изготовляют внутренние и наружные, которые, в свою очередь, подразделяются на глухие, оконные и дверные. Высота щитов равна высоте этажа, ширина принимается равной 600–1200 мм. Щиты состоят из брусчатой обвязки и обшивки, внутренней и наружной, между которой помещен утеплитель.
В качестве утеплителя щитов применяют тюфяки из минерального войлока . Под обшивкой с внутренней стороны щита укладывают пароизоляцию с целью не допустить образование конденсации водяных паров внутри щита, проникающих в него со стороны помещения. Для уменьшения продуваемости под наружную обшивку прокладывают бумагу.
Щиты располагают вертикально и соединяют гвоздями. При устройстве стыков между щитами необходимо обеспечить достаточную плотность и не продуваемость стыка. На рис. 14б изображена рекомендуемая конструкция вертикального стыка щитов . Стык необходимо перекрывать непрерывными слоями воздухо- и пароизоляции.
В стык закладывают минеральный войлок толщиной 20 мм, приклеивая его холодной битумной мастикой . Затем с помощью рычажного приспособления производят обжатие стыка. В щитовых домах перекрытия устраивают щитовые или балочные.
Защита стен
При устройстве цокольного и карнизного узлов необходимо принять меры по защите их от промерзания путем устройства утепленного цоколя и утепленного фризового пояса у карниза, а также от увлажнения парообразной влагой внутреннего воздуха, устраивая с этой целью пароизоляцию. Под цокольным перекрытием подполье утепленным не делают. Подполье должно быть холодным и хорошо проветриваемым, а конструкция перекрытия над подпольем и особенно цокольного узла должна иметь надежное утепление и пароизоляцию, уложенную сверху под конструкцией чистого пола. Для защиты от промерзания на уровне перекрытия снаружи устраивают утепленный пояс.
Каменные стены
Однородные стены
Материал
Однородные стены сложены из обыкновенного пустотелого или легкого строительного кирпича. В неоднородных, облегченных стенах часть кирпичной кладки заменяла по толщине стены с термоизоляционными плитками и воздушной прослойкой.
Технология
Стены возводят толщиной в 1/2, 1, 11/2, 2, 21/2, 3 кирпича и более, учитывая толщину вертикальных швов, равную 10 мм, кирпичные стены имеют толщину соответственно 120, 250, 380, 510, 640, 770 мм и более. Толщина горизонтальных швов принята 12 мм, тогда высота 13 рядов кладки должна составлять 1 м.
При возведении кирпичных стен применяют две системы кладки: двухрядную – цепную и шестирядную ложковую.
В двухрядной системе кладки тычковые ряды чередуются с ложковыми. Поперечные швы в этой системе перекрываются на 1/4 кирпича, а продольные – на 1/2 кирпича (рис. 16).
Шестирядная система предполагает чередование пяти ложковых рядов с одним тычковым. В каждом ложковом ряду поперечные вертикальные швы перевязывают в полкирпича, продольные вертикальные швы, образуемые ложками, перевязываются тычковыми рядами через пять ложковых рядов.
Каменная кладка по шестирядной системе проще, чем по двухрядной. Для уменьшения воздухопроницаемости стен лицевые швы кладки уплотняют специальным инструментом, придавая швам форму валика, выкружки или треугольника. Такой способ носит название расшивки швов .
Недостатки
Недостатком обыкновенного полнотелого кирпича, глиняного или силикатного, является его большой объемный вес и, следовательно, большая теплопроводность .
Венчающие карнизы
Технология
Венчающий карниз , изображенный на рис. 17, кирпичной кладки стены при небольшом его выносе – до 300 мм и не более 1/2 толщины стены, можно выкладывать из кирпича путем постепенного выпуска рядов кладки на 60–80 мм в каждом ряду. При выносе более 300 мм карнизы устраивают из сборных железобетонных плит, заделанных в стены.
Внутренние концы железобетонных плит перекрывают сборными продольными железобетонными балками, которые прикрепляют к кладке при помощи заделанных в нее стальных анкеров, с помощью чего обеспечивают устойчивость карниза.
Облегченные кирпичные стены
Характеристика
Облегченные кирпичные стены , в которых кирпич частично освобожден от несвойственных ему теплоизолирующих функций, путем замены части кладки менее теплопроводимыми материалами, позволяют значительно сократить расход кирпича, повышая тем самым экономию материала.
Классификация
Облегченные кирпичные стены подразделяют на 2 группы. К первой группе относят конструкции, состоящие из двух тонких продольных кирпичных стен, между которыми укладывают термоизоляционный материал, ко второй группе относятся конструкции, состоящие из одной кирпичной стены, утепленной термоизоляционными плитами.
Кирпичные стены с утеплителем из теплоизоляционных панелей
Характеристика
Кирпичные стены с утеплителем из теплоизоляционных панелей (рис. 19) состоят из несущей части – каменной кладки, толщина которой определяется только из условий прочности и устойчивости стены, и теплоизолирующей части – пенобетонных, гипсовых или гипсошлаковых панелей.
Преимущества и недостатки
Легкобетонные камни по сравнению с обыкновенным кирпичом имеют меньший объемный вес и меньшую теплопроводность, поэтому применение керамических камней для возведения наружных стен позволяет уменьшить их толщину. Недостаток заключается в том, что легкобетонные камни меньшего объемного веса имеют меньшую прочность и стойкость против атмосферных воздействий.
Характеристика
Трехпустотные камни с крупными пустотами имеют размеры 390х190х188 мм. В тычковых рядах применяют тычковый камень с гладкой торцовой поверхностью.
После укладки камней в стену пустоты в климатических условиях средних и северных районов следует засыпать шлаком, малотеплопроводным материалом, т. к. при больших размерах пустот в них возникает обмен воздуха, увеличивающий теплопроводность стены. Засыпка пустот малопроводными материалами повышает трудоемкость кладки. Для уменьшения циркуляции воздуха в пустотах применяют трехпустотные камни с несквозными пустотами – пятистенные камни.
