В зависимости от типа нагрузок наружные стены делятся на следующие категории (рис. 5.1):

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

П самонесущие стены - воспринимающие нагрузки от собственного веса стен по всей высоте здания (включая нагрузку от балконов, эркеров и других элементов стены) и ветровые нагрузки;

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

Рис. 5.1. Классификация наружных стен по типу нагрузок: а) несущие; б) самонесущие; в) навесные

Несущие и самонесущие стены воспринимают наряду с вертикальными и горизонтальные нагрузки, являясь вертикальными элементами жесткости сооружений. В зданиях с ненесущими наружными стенами функции вертикальных элементов жесткости выполняют каркас, внутренние стены, диафрагмы или стволы жесткости1.

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 местными повреждениями отделки помещений и появлением трещин. В панельных домах, например, допустимо применение самонесущих стен при высоте здания не более 4 этажей. Устойчивость самонесущих стен обеспечивают гибкие связи с внутренними конструкциями.

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.

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:

П бетонные стены - из монолитного бетона, крупных блоков или панелей;

П каменные стены - ручной кладки, стены из каменных блоков и панелей;

П стены из небетонных материалов - фахверковые1 и панельные, каркасные и бескаркасные;

П деревянные стены - рубленые из бревен или брусьев, каркасно-обшивные, каркасно-щитовые, щитовые и панельные. Классификация конструкций наружных стен и их применение вкратце описаны в табл. 5.1.

На сегодняшний день наиболее применяемыми конструктивными системами являются бескаркасная (стеновая) и каркасная 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.

Таблица 5.1. Конструкции наружных стен и их применение

Таблица 5.1 (продолжение)

Таблица 5.1 (окончание)

Обозначения:

1 - кирпич; 2 - мелкий блок; 3, 4 - утеплитель и воздушная прослойка; 5 - легкий бетон; 6 - автоклавный ячеистый бетон; 7 - конструктивный тяжелый или легкий бетон; 8 - бревно; 9 - конопатка; 10 - брус; 11 - деревянный каркас; 12 - пароизоляция; 13 - воздухонепроницаемый слой; 14 - обшивка из досок, водостойкой фанеры, ДСП или др.; 15 - обшивка из неорганических листовых материалов; 16 - каркас; 17 - вентилируемый воздушный зазор.

В процессе анализа теплоизоляции стен и их защиты от внешних воздействий необходимо учитывать следующие критерии:

П Стена как несущая конструкция

В процессе нового строительства необходимо еще на этапах проектирования задуматься о том, каковы могут быть механические воздействия на несущие стены и как могут на них повлиять неравномерные просадки фундамента или вибрации грунта вблизи автострад или промышленных предприятий. Этот вопрос тесно взаимосвязан с решениями, принимаемыми при закладке фундамента. Если вам предстоит вести строительство в неблагоприятных условиях наподобие только что перечисленных, необходимо предусмотреть соответствующее усиление несущей способности конструкции.

П Эксплуатационные воздействия - климатические воздействия и взаимовлияние параметров микроклимата помещений на работу стены и, соответственно, стены на микроклимат помещений. К основным факторам, влияющим на работу стены и на комфортность проживания, можно отнести разность температур наружного и внутреннего воздуха, атмосферные осадки, влажность воздуха внутри отапливаемого помещения, ветровые нагрузки. Требования, предъявляемые к сопротивлению теплопередаче наружных стен, обусловлены не только заботой об экономии энергетических ресурсов, но и соображениями комфортности проживания. Самое существенное воздействие на стены оказывает косой дождь. Ветер с силой бросает воду на стены, что, при недостаточно продуманной конструкции стены в целом или отдельных ее узлов, может привести к намоканию конструкции и даже к проникновению воды внутрь помещений. Помимо дождя, на нижнюю часть стен воздействие оказывает подтаивающий снег, лежащий вплотную к цоколю здания или на балконных плитах и козырьках. Наконец, оказывают неблагоприятное влияние и брызги, отскакивающие от придомовой отмостки или от балконных плит. Самыми уязвимыми для протечек местами стен являются обрамления оконных проемов (и особенно устройство подоконного водоотлива) и примыкания к стенам различных горизонтальных и наклонных конструкций: входных тамбуров, козырьков, кровель, перильных ограждений, балконов. Рост влажности строительных материалов почти всегда приводит к увеличению их теплопроводности, а это, в свою очередь, ведет к снижению сопротивления стены теплопередаче и повышению расхода энергии на обогрев здания.

Архитектурно-конструктивные элементы стен

Стены могут иметь следующие архитектурно-конструктивные элементы: цоколь, простенки, проемы, карниз, парапет и др. Поверхность стены имеет вертикальные и горизонтальные членения, которые являются ее основными элементами (рис. 5.2). Горизонтальные членения образуются устройством цоколя, карнизов, поясков; вертикальные - с помощью пилястр и раскреповок. Кроме того, поверхность стены имеет проемы (оконные и дверные) и простенки (участки между проемами).

Рис. 5.2. Архитектурно-конструктивные компоненты стен: 1 - цоколь;

2 - оконный проем; 3 - дверной проем; 4 - перемычки; 5 - простенок рядовой; 6 - то же, угловой; 7 - карниз венчающий; 8 - то же, промежуточный; 9 - поясок; 10 - сандрик; 11 - парапет;

12 - фронтон; 13 - ниша; 14 - пилястра; 15 - контрфорс;

16 - обрез; 17 - раскреповка

Цоколь - нижняя часть стены, расположенная непосредственно над фундаментом. Верхняя граница цоколя называется кордоном. Кордон всегда делается строго горизонтально, так как при этом цоколь зрительно воспринимается как постамент, на котором возведено здание. Цоколь защищает здание от влияния осадков и случайных механических повреждений, поэтому его выполняют из прочных долговечных материалов. Цоколи устраивают кирпичные, облицованные отборным, хорошо обожженным кирпичом с расшивкой швов; оштукатуренные цементным раствором (нередко с добавкой в виде гранитной крошки); облицованные плитами из прочных искусственных или природных материалов; из бетонных фундаментных блоков (рис. 5.3).

Рис. 5.3. Цоколи кирпичных стен: а - облицованный отборным кирпичом; б - из бетонных блоков; в - облицованный тесаными плитами из естественного камня: 1 - лицевой кирпич; 2 - гидроизоляционный слой; 3 - пол первого этажа; 4 - бетонная подготовка; 5 - уплотненный грунт; 6 - кордон из железобетонных брусков; 7 - стена подвала из бетонных блоков; 8 - кордонный камень; 9 - осадочный зазор;

10 - каменные плиты

Проемы - отверстия в стенах для окон и дверей. Перемычки - конструкции, перекрывающие проем сверху. Простенки - участки стены, расположенные между проемами.

Карниз - горизонтальный выступ стены. Карниз, расположенный по верху наружной поверхности стены, называют венчающим или главным. Размер выступа карниза за поверхность стены называют выносом карниза или карнизным свесом. Кроме верхнего карниза в архитектуре Возрождения и классицизма устраивали промежуточные карнизы меньшим выносом; располагали их обычно в уровне междуэтажных перекрытий или над оконными проемами.

Малые промежуточные карнизы называют поясками. Иногда устраивали отдельные карнизы над проемами (окон или дверей). Такие карнизы называют сандриками. Контрфорсы - вертикальные выступы стен с наклонной внешней гранью (для увеличения устойчивости стен).

Парапет - невысокая стенка, ограждающая крышу. В массовом строительстве в целях экономии парапеты заменяют легкими металлическими ограждениями.

Раскреповкой называют утолщение части стены, образующее вертикальный выступ. Пилястры - вертикальные узкие выступы стен (для придания устойчивости стенам большой высоты и протяженности).

Ниша - углубление в стене для приборов отопления или других целей.