Конструкции стен

При проектировании и строительстве жилых зданий необходимо соблюдать требования СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника». Поскольку требования к сопротивлению стен теплопередаче по этому документу очень высокие, в последнее время разрабатывается значительное количество строительных материалов, обладающих низким коэффициентом теплопроводности. Это всевозможные утеплители, газосиликатные и пенобетонные блоки, поризованная и сверхпоризованная керамика, многопустотные крупногабаритные блоки. Все эти материалы имеют различные технические, эксплуатационные и стоимостные характеристики.

Для того, чтобы легче было ориентироваться в требованиях  по теплотехнике для жилых зданий, приведем небольшую выдержку из СНиПа (табл. 1).

Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) следует определять по формуле:

ГОСП = (t_в - t_от.пер.) z_от.пер.,

Где, t_в - расчетная температура внутреннего воздуха, С°; t_от.пер. - средняя температура периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8°С, сут; z_от.пер. - продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8°С.

Требуемое сопротивление телопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных), отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, определяют по формуле:

R = n(t_в - t_н ) / Δ t^н α_в;

Где, n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху. Для наружных стен в Центарльном и Северном регионах этот коэфициент принимается равным 1.

t_в - расчетная температура внутренного воздуха, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-88 и нармам проектирования соответствующих зданий и сооружений.

t_н - расчетная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной  пятидневки.

?t^н - нормативный температурный перепад между температурой внутренного воздуха и температурой внутренной поверхности ограждающей конструкции.

?_в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, составляющий для стен 8,7 Вт/(м² · °С).

В качестве расчетной зимней температуры наружного воздуха t для зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации, следует принимать минимальную температуру наиболее холодного месяца, определяемую по СНиП 2.01.01-82 с учетом среднесуточной амплитуды температуры наружного воздуха.

Термическое сопротивление R, (м? · °С) / Вт, слоя многослойной ограждающей конструкции, а также однородной следует определять по формуле:

R = δ / λ,

Где, ? - толщина слоя, м; ? - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт / (м? · °С).

Для центрального региона сопротивление теплопередаче для наружных стен жилых домов должно составлять 2,6-3,15 (м? · °С) / Вт. Коэффициент теплопроводности полнотелого керамического кирпича равен  в среднем 0,6 Вт / (м? · °С), а силикатного - 0,8 Вт / (м? · °С). Если рассчитать требуемую толщину стены, сложенной только из этого кирпича, то для керамического он составит 1,8 м, а для силикатного - 2,5 м. Для газо-силикатных блоков с коэффициентом теплопроводности 0,14 Вт / (м? · °С) толщина стены будет составлять всего 45 см. Однако прочность газосиликатных блоков такова, что их нельзя использовать как несущий материал.

Таким образом, следует стремиться строить дом из экологически чистых материалов с наименьшим коэффициентом теплопроводности и высокими прочностными характеристиками. Наиболее подходящим материалом являются поризованные керамические блоки. Российский аналог давно использующихся в Европе блоков представляет собой многопустотную конструкцию с объемной плотностью менее 1 000 кг/м³. Такие керамические камни, будучи обернуты в водонепроницаемый материал, свободно плавают в воде. По прочности двойные блоки соответствуют марке 150, блоки 15NF, 10,8NF и 11,3NF – марке 100. При изготовлении сверхпоризованных блоков в сырье вводятся легковоспламеняющиеся добавки, которые выгорают при обжиге, создавая внутренние воздушные поры внутри керамики. Прочность сверхпоризованных блоков невелика – не более М50.

Приведем варианты кладки стен из поризованных керамических блоков различных размеров.

1. Кладка из керамического камня (двойного кирпича) 2NF с наружной штукатуркой (рис. 2).

При толщине стены 685 мм сопротивление теплопередаче данной стены составляет 3,11 (м?·°С)/Вт. К преимуществам такого строительства следует отнести отсутствие ограничений по пластике фасада и легкость перевязки с внутренними стенами. Этот вариант оптимально подходит для реконструкции и обладает великолепными теплотехническими качествами. 

2. Кладка из керамического камня (двойного кирпича) 2NF с отделкой лицевым кирпичом (рис. 3).

Толщина такой стены 655 мм, сопротивление теплопередаче 2,96 (м?·°С)/Вт. Данный вид кладки наиболее распространенный. Преимущества этой кладки такие же, как в предыдущем случае, плюс широкие возможности использования облицовочных кирпичей с различными поверхностями и разных цветов.

3. Кладка из сверхпоризованных керамических камней 10,8NF (380х253х219 мм) с наружной штукатуркой (рис. 4).

Стена толщиной 425 мм обладает сопротивлением теплопередаче 2,66 (м?·°С)/Вт. Такую кладку можно применять для малоэтажного коттеджного строительства. Ее преимуществами являются скорость возведения, малый вес стеновой конструкции, экономия трудозатрат, раствора, площади жилья, повышенные теплотехнические свойства, экологичность и долговечность.

4. Кладка из сверхпоризованных керамических камней 10,8NF с лицевым кирпичом (рис. 5).

В этом случае у стены толщиной 525 мм сопротивление теплопередаче составит 3,01 (м?·°С)/Вт, а при внутренней отделке гипсокартоном – 3,16 (м?·°С)/Вт. Такая кладка имеет наилучшее соотношение качества (по теплотехническим показателям) и цены. Кроме всех достоинств, перечисленных в предыдущем варианте, она обладает более высокими прочностными характеристиками и разнообразием внешней отделки лицевым кирпичом.

5. Кладка из керамических камней 15NF (510х253х219 мм) с наружной штукатуркой (рис. 6).

В данном случае стена имеет толщину 555 мм и сопротивление тепло передаче 2,96 (м? °С)/Вт. К достоинствам этой кладки следует отнести высокую скорость строительства, повышенные теплотехнические свойства, высокую шумоизоляцию, экономию трудозатрат, раствора, экологичность и однородность конструкции. Поскольку такая стена является несущей при постройках до девяти этажей, то можно не ограничивать высоту коттеджа.

6. Кладка из керамических камней 15NF с лицевым кирпичом (рис. 7).

Это наилучшее решение для возведения несущих стен и обеспечения высоких теплотехнических свойств. Стена толщиной 655 мм имеет сопротивление теплопередаче 3,17 (м?·°С)/Вт и хороший внешний слой из лицевого кирпича. При таких теплотехнических характеристиках можно получить значительную экономию при дальнейшей эксплуатации строения за счет существенного снижения затрат на отопление.

В табл. 2 приведен расход строительных материалов на 1 м? стены для всех представленных вариантов кладки.

В отличие от кладки стен из обыкновенного кирпича крупноформатные камни укладываются на постель из раствора, вертикальные растворные швы заменены пазогребневым зацеплением камней. Такое соединение обеспечивает лучшие теплотехнические характеристики (ликвидирует «мостики холода»). Для достижения максимального теплотехнического эффекта кладку стен рекомендуется вести на легком растворе. Фасады наружных стен могут быть оштукатурены или отделаны лицевым кирпичом. В случае облицовки фасадов кирпичом в каждый горизонтальный шов кладки должны быть заложены анкеры из нержавеющей стали диаметром 3 мм с шагом 75 см в шахматном порядке для связи лицевой стены с основной. На один блок по высоте приходится три ряда одинарного лицевого кирпича или два ряда полуторного. Между несущей стеной и стеной из лицевого кирпича должен быть оставлен зазор 10 мм для вентиляции фасада и отвода конденсата. Кроме того, для этой же цели в верхнем и нижнем рядах наружной кладки через 60-70 см должны быть оставлены незаполненные раствором вертикальные швы .

Для кладки углов и простенков необходимо чередовать ряды доборных блоков. В этом случае каждый последующий ряд будет иметь сдвиг относительно предыдущего. Если вы планируете вести кладку стен из крупноформатных блоков, рекомендуем еще на стадии проектирования закладывать в проект межоконные промежутки из следующего ряда типоразмеров: 650 мм (2,5 камня), 800 мм (3 камня), 910 мм (3,5 камня), 1 054 мм (4 камня), 1 140 мм (4,5 камня), 1 300 мм (5 камней) и т.д.

На рис. 8, 9, 10 приведены технические решения кладки угла и простенков 650 и 1140 мм.

В случае кладки лицевой стены параллельно основной кладке с соединением через анкеры образуется ложковая кладка, или кладка «дорожка». Очень редко можно встретить тычковую кладку, когда все лицевые кирпичи лежат перпендикулярно стене. Такая кладка применялась в строительстве средневековых замков. Что касается лицевой кладки при традиционном строительстве из мелкоштучного кирпича, то существуют следующие варианты. «Блочная» и «крестовая» кладки перевязывают лицевой и рядовой кирпичи через один ряд, отличие между ними только в наличии или отсутствии сдвига в ложковых рядах. «Готическая» и «бранденбургская» кладки в отечественном строительстве почти не применяются. В этом случае перевязывается каждый ряд, но в определенном порядке. Кладка «дикарка» не имеет никакой ориентации тычковых кирпичей в перевязке. В России наиболее распространенной является перевязка целым тычковым рядом через 3-4 ложковых ряда.

При покупке кирпича производства европейских стран имейте в виду: габаритные размеры «иностранцев» не совпадают с нашими, поэтому такая кладка не может быть перевязана с рядовым кирпичом. Ее следует выполнять как ложковую.

Существует так называемая «баварская» кладка, когда кирпичи различного оттенка и цвета чередуются произвольным образом. На рис. 11 приведены некоторые виды кладки. 

Многие кирпичные заводы выпускают фасонные изделия (скругленные, угловые и др.), которые позволяют вести декоративную кладку (колонны, полуколонны, арки, карнизы, цоколи, внешние и внутренние углы, торцы проемов, цилиндрические кладки, завершения заборов). Такие элементы также могут быть широко использованы при кладке каминов. На рис. 12–16 приведены различные варианты использования декоративных элементов.

По форме швы в кладках бывают гладкими, вогнутыми, односторонне скошенными, двусторонне скошенными («ласточкин хвост»), выпуклыми углубленными и выпуклыми наружными (рис. 17).

Для красоты кладки швы можно выполнять из цветного кладочного раствора (на полную глубину требуется в среднем 1 кг сухой смеси на один кирпич, на глубину 1,5 см – около 7 кг на 1 м? стены). Существуют специальные затирочные смеси с мелкой фракцией песка. При использовании не затирочных, а кладочных смесей структура шва будет более грубой, но атмосферостойкость его повысится. Цветовая гамма кладочных смесей шире, чем затирочных. Цвет кладочного раствора может быть подобран таким образом, чтобы создать гармоничное, близкое по тону, сочетание кирпича и шва либо, наоборот, чтобы кирпич контрастно выделялся на фоне раствора.

Материал предоставлен ЗАО «Фирма «МДС»