Итак, в этой главе мы рассмотрели общетеоретические принципы функционирования пассивных и энергетически эффективных домов, а также взаимосвязь аспектов энергосбережения и комфортного, экологически благоприятного микроклимата внутри помещения. В следующих главах мы рассмотрим как уже апробированные, так и инновационные решения по теплоизоляции современных домов.

Глава 3

Обзорная информация о конструктивных решениях по теплоизоляции зданий

Основные элементы здания можно подразделить на следующие группы:

П несущие, воспринимающие основные нагрузки, возникающие в здании;

П ограждающие, разделяющие помещения, а также защищающие их от атмосферных воздействий и обеспечивающие сохранение в здании определенной температуры;

П элементы, совмещающие и несущие, и ограждающие функции.

К основным конструктивным элементам здания относятся: фундаменты, стены, перекрытия, отдельные опоры, крыша, перегородки, лестницы, окна, двери.

Фундаментом называется подземная конструкция, основным назначением которой является восприятие нагрузки от здания и передача ее основанию.

Стены отделяют помещения от внешнего пространства (наружные стены) или от других помещений (внутренние стены), выполняя тем самым ограждающую функцию. Кроме того, стены могут нести нагрузку не только от собственного веса, но и от вышележащих частей здания (перекрытий, крыши и др.), осуществляя несущую функцию. Стены, воспринимающие, кроме собственного веса, нагрузку и от других конструкций и передающие ее фундаментам, называют несущими. Стены, опирающиеся на фундаменты и несущие нагрузку от собственного веса по всей высоте, но не воспринимающие нагрузки от других частей здания, носят название самонесущих.

Перекрытиями называют конструкции, разделяющие внутреннее пространство здания на этажи. Перекрытия ограничивают этажи и расположенные в них помещения сверху и снизу (ограждающие функции) и несут, кроме собственного веса, полезную нагрузку, т. е. вес людей, оборудования и предметов, находящихся в помещениях (несущие функции). Кроме того, перекрытия играют весьма существенную роль в обеспечении пространственной жесткости здания, т. е. неизменяемости его конструктивной схемы под действием всех возможных нагрузок. Перекрытия, в зависимости от их расположения в здании, бывают междуэтажные, разделяющие смежные по высоте этажи; чердачные, отделяющие верхний этаж от чердака; нижние, отделяющие нижний этаж от грунта, и надподвальные, отделяющие первый этаж от подвала. По верху междуэтажных перекрытий настилают полы в зависимости от назначения и режима эксплуатации помещения, а нижняя поверхность перекрытия (или покрытия) образует потолок для нижележащего помещения. Перекрытия могут опираться или непосредственно на колонны, или на уложенные по ним балки (прогоны).

Отдельными опорами называют стойки (столбы или колонны), предназначенные для поддержания перекрытий, крыши, а иногда и стен, и передачи нагрузки от них непосредственно на фундаменты. Колонны и прогоны образуют так называемый внутренний каркас здания.

Крыша является конструкцией, защищающей здание сверху от атмосферных осадков, солнечных лучей и ветра. Верхняя водонепроницаемая оболочка крыши называется кровлей. Крыша вместе с чердачным перекрытием образует покрытие здания. Мансардным этажом (или мансардой) называется этаж в чердачном пространстве, фасад которого полностью или частично образован поверхностью (поверхностями) наклонной или ломаной крыши. В том случае, если в здании отсутствует чердак, функции чердачного перекрытия и крыши совмещаются в одной конструкции, которая называется бесчердачным покрытием.

Перегородками называют сравнительно тонкие стены, служащие для разделения внутреннего пространства в пределах одного этажа на отдельные помещения. Перегородки опираются в каждом этаже на перекрытия и никакой нагрузки, кроме собственного веса, не несут.

Лестницы служат для сообщения между этажами. Из противопожарных соображений лестницы, как правило, заключаются в специальные, огражденные стенами, помещения, которые называются лестничными клетками.

Для освещения помещений естественным светом и для их проветривания (вентиляции) служат окна, а для сообщения между соседними помещениями или между помещением и наружным пространством - двери. В некоторых случаях, при необходимости ввоза или проноса в помещение крупногабаритного оборудования или транспортных средств, помимо дверей устраивают еще и ворота.

Кроме только что перечисленных, существует еще ряд конструктивных элементов (например, балконов, входных площадок, приямков у окон подвала и др.), которые нельзя отнести ни к одной из указанных групп.

Наиболее животрепещущий вопрос, который стоит в малоэтажном строительстве, как перед владельцами уже имеющихся домов, так и перед застройщиками, сводится к следующему: как быстро и качественно утеплить ограждающие конструкции здания, создать комфортные условия для проживания и снизить затраты на отопление загородного дома? Ведь можно много лет строить дом на массивном фундаменте со стенами метровой толщины, а можно вместо этого применить современные технологии строительства и системы теплоизоляции.

Если застройщик сделал выбор в пользу современных решений по теплоизоляции, то далее перед ним встают следующие вопросы:

П Как правильно выбрать материал?

П Сколько материала приобрести?

П Как его правильно установить?

Типовые варианты теплоизоляции различных конструктивных элементов здания

В данном разделе будут вкратце рассмотрены типовые решения по теплоизоляции ограждающих конструкций здания, наиболее часто применяющиеся в современной практике малоэтажного и коттеджного строительства. Типовые решения, касающиеся утепления фудаментов и цоколей, а также защиты от промерзания, рассматриваются в главе 4.

Комплексная система термоизоляции

Комплексная система термоизоляции (термооболочка) (рис. 3.1) может применяться как при новом строительстве, так и при реконструкции или капитальном ремонте уже существующих зданий. Она предназначается для всех оштукатуренных фасадов, но подходит и для сильно поврежденных кирпичных фасадов,

Рис. 3.1. Комплексная система термоизоляции (термооболочка):

1 - наружная стена, 2 - теплоизолирующие плиты (1 или 2 слоя);

3 - слой штукатурки; 4 - штифт или дюбель;

5 - армирующая стеклоткань, 6 - наружная штукатурка в 2 слоя имеющих запущенный внешний вид. На наружную поверхность стены (при реконструкции - непосредственно на старый слой наружной штукатурки) наклеивается слой термоизоляционного материала, который затем дополнительно крепится к стене на штифтах, укрепляется тканой арматурой и покрывается двумя слоями штукатурки.

Эта система утепления фасадов применяется в Германии с 1957 года. В Республике Беларусь с 1996 года к массовому применению рекомендована похожая система многослойного утепления "Термошуба" производства компании "Сармат" (http://tinyurl.com/4r7rg65).

Навесные вентилируемые фасады

Навесные фасады с системой выходных вентиляционных каналов (рис. 3.2) применяются, когда кирпичные фасады подвер-

Рис. 3.2. Навесной фасад с системой выходных вентиляционных каналов: 1 - наружная стена; 2 - вертикальные деревянные рейки;

3 - теплоизоляционные плиты; 4 - диффузионно-проницаемый лист; 5 - деревянная обрешетка; 6 - вентилируемый воздушный зазор;

7 - наружная деревянная обшивка гаются эрозии из-за интенсивного воздействия солнца, дождя и ветра, а также в тех случаях, когда требуется сделать акцент на художественном оформлении фасада. Навесные фасады конструктивно сложнее, их проектирование представляет собой трудоемкий процесс, и поэтому они стоят дороже, чем системы термоизоляции типа "термооболочка". Зато их преимущество заключается в том, что они предлагают большее количество разнообразных возможностей по архитектурно-художественному оформлению фасадов, нежели предыдущий вариант.

Теплоизоляция с внутренней стороны наружных стен здания

Вариант с установкой термоизоляции с внутренней стороны наружных стен здания показан на рис. 3.3. При новом строительстве обычно предпочтение отдается наружной теплоизоляции,

Рис. 3.3. Внутренняя теплоизоляция наружной стены:

1 - наружная стена; 2 - вертикальные деревянные рейки;

3 - теплоизолирующие плиты; 4 - пароизоляционная прокладка; 5 - внутренняя обшивка поскольку установка теплоизоляции изнутри уменьшает жилую площадь. Но вариант с внутренней теплоизоляцией подходит для реконструкции зданий, являющихся памятниками старины или просто имеющих красивые, хорошо сохранившиеся фасады. Установка внутренней теплоизоляции может выполняться при масштабном ремонте внутренних помещений. Это решение следует выбирать в тех случаях, когда установка наружной теплоизоляции не представляется возможной.

Теплоизоляция двойных стен

Двухоболочные стены - двойные стены с вертикальным воздушным зазором (рис. 3.4) часто встречаются в Северной Германии, где являются традиционным методом строительства. Применяется такой метод кладки и в России, о чем будет рассказано далее в главе 5. Такие двухоболочные конструкции позволяют встраивать дополнительный теплоизолирующий слой между

Рис. 3.4. Теплоизоляция в двойной наружной стене:

1 - внутренний слой кладки; 2 - наружный слой кладки; 3 - металлические анкеры; 4 - сыпучий утеплитель оболочками стены путем закачивания уплотняющего материала, так, чтобы ликвидировать воздушные зазоры. При новом строительстве полости в облегченной кладке рекомендуется заполнять сыпучим утеплителем сразу же по мере строительства. При реконструкции и капитальном ремонте существующих зданий практика показала, что при сохранной наружной оболочке стены (без трещин) и диффузионно-проницаемых поверхностях (без использования облицовочного паронепроницаемого клинкерного кирпича или краски) имеющаяся вентиляция наружной оболочки стены не является строго обязательной.

Теплоизоляция скатов крыши

Теплоизоляция скатов крыши путем установки теплоизолирующего слоя (рис. 3.5) между стропилами может быть выполнена изнутри, если чердачное помещение еще не оборудовано.

Рис. 3.5. Теплоизоляция скатов крыши путем установки теплоизоляции между стропилами: 1 - внутренняя обшивка; 2 - парозащитная мембрана; 3 - теплоизоляционные плиты; 4 - стропила;

5 - вертикальная обрешетка; 6 - горизонтальная обрешетка;

7 - подкровельная гидроизоляция; 8 - вентилируемый зазор;

9 - кровельное покрытие (например, черепица)

При условии, что кровельное покрытие нуждается в обновлении, установка теплоизолирующего материала может быть выполнена снаружи. Если кровельное покрытие находится в хорошем состоянии и заслуживает сохранения, как и внутренняя обшивка, можно осуществить теплоизоляцию путем вдувания насыпных теплоизолирующих материалов в межстропильное пространство из чердачного помещения над стропильной стяжкой. В любом случае должны быть сохранены выходные вентиляционные каналы между кровлей и чердаком.

Теплоизоляция скатов крыши под стропилами

Теплоизоляция скатов крыши под стропилами (рис. 3.6) рекомендуется в качестве дополнения к теплоизоляции между стропилами по предыдущему варианту. Дополнительный слой теплоизоляции под стропилами ослабляет влияние "тепловых мостиков", которые все еще остаются после установки утеплителя между стропилами.

Рис. 3.6. Теплоизоляция скатов крыши под стропилами:

1 - кровельное покрытие; 2 - вентилируемый зазор; 3 - стропила; 4 - межстропильная теплоизоляция; 5 - подкровельная гидроизоляция; 6 - дополнительная внутренняя теплоизоляция;

7 - парозащитная мембрана; 8 - внутренняя обшивка

Установка теплоизоляции поверх стропил

Альтернативой или дополнением к установке утеплителя в межстропильном пространстве является установка теплоизоляции поверх стропил (рис. 3.7), которая в любом случае требует разборки и перекрытия кровли. Такое решение позволяет в существенной степени устранить "тепловые мостики", и, кроме того, необшитые стропила могут использоваться в качестве декоративного элемента в дизайне интерьера чердачного помещения.

Рис. 3.7. Теплоизоляция скатов крыши путем установки теплоизолирующего слоя над стропилами: 1 - стропила;

2 - внутренняя обшивка; 3 - пароизоляционная прокладка;

4 - утеплитель; 5 - подкровельная гидроизоляция;

6 - вертикальная обрешетка; 7 - горизонтальная обрешетка;

8 - кровельное покрытие; 9 - вентилируемый воздушный зазор

Утепление плоской кровли

Если в рамках реконструкции предстоит выполнить герметизацию невентилируемой плоской кровли, то невентилируемая плоская крыша тоже может быть снабжена более мощным слоем теплоизоляции (рис. 3.8). Для усиления теплоизоляции можно на герметизированную кровлю уложить дополнительный слой из теплоизолирующих плит, а затем защитить изоляцию от подсоса ветром слоем гравийной засыпки.

Рис. 3.8. Утепление плоской крыши: 1 - железобетонная плита;

2 - подкровельная гидроизоляция; 3 - теплоизолирующие плиты;

4 - дополнительная теплоизоляция; 5 - подкровельная гидроизоляция; 6 - слой гравия

Теплоизоляция межэтажных перекрытий

При теплоизоляции межэтажных перекрытий верхних этажей и чердачных перекрытий можно без особых сложностей выполнить путем укладки теплоизолирующих матов или плит толщиной до 40 см. Утеплитель должен повсюду герметично прилегать к полу. Если чердак должен быть проходимым, этого можно добиться путем укладки простого плитного напольного покрытия, хотя, конечно, это повлечет за собой дополнительные затраты (рис. 3.9). Если оборудование чердака под полезное помещение не планируется, достаточно убедиться в том, что проходимой является хотя бы одна часть поверхности.

Рис. 3.9. Теплоизоляция межэтажных перекрытий верхних этажей и чердачных перекрытий: 1 - железобетонная плита;

2 - гидроизоляция; 3 - теплоизолирующие плиты или маты;

4 - напольное плитное покрытие

Теплоизоляция подвальных перекрытий

Теплоизоляцию пола нижнего этажа (рис. 3.10) лучше всего осуществить путем теплоизоляции подвального перекрытия с внутренней стороны подвала. Тогда все перекрытие будет лежать в теплой области. Обычно бывает достаточно просто наклеить теплоизолирующие плиты. При условии, что высота помещения это позволяет, толщина теплоизолирующего слоя должна составлять не менее 10 см. Естественно, если какая-нибудь часть подвального помещения должна регулярно отапливаться, то теплоизолировать следует и стену, отделяющую отапливаемую часть подвального помещения от неотапливаемой.

Рис. 3.10. Теплоизоляция подвальных перекрытий:

1 - плита перекрытия; 2 - утеплитель; 3 - штукатурка; 4 - стяжка;

5 - гидроизоляция; 6 - утеплитель; 7 - рулонное напольное покрытие

Выбор остекления

На сегодняшний день выбор окон достаточно широк, включая окна со стеклопакетами и теплоизолирующим остеклением. Высококачественные стеклопакеты с теплоизоляцией (двойное остекление) имеют коэффициент теплоизоляции от 1,5 до 0,9 Вт/(м2*К). Поскольку по весу и толщине теплоизолирующие стеклопакеты идентичны старым стеклопакетам без теплоизоляции, можно ограничиться заменой стеклопакетов, сохранив имеющиеся рамы.

Характеристики различных видов остекления вкратце перечислены в табл. 3.1 и рис. 3.11.

Архитектурно-художественное оформление наружных стен играет особенно важную роль, более существенную, чем в отношении других элементов ограждающих конструкций здания. Следовательно, систему теплоизоляции для них следует выбирать так, чтобы были, по возможности, учтены все пожелания к архитектурному решению и, соответственно, приняты в расчет все существующие правила и технические нормы. При этом для старых домов, как правило, возможны два подхода: во-первых, можно максимально сохранить стиль имеющейся постройки, а во-вторых, радикально изменить архитектурное решение, использовав для этого новые материалы. Но при этом фасады всегда должны рассматриваться взаимосвязано с окнами, и их обновление должно осуществляться в комплексе.

Рис. 3.11. Варианты остекления

Таблица 3.1. Характеристики распространенных типов остекления

Простое остекле

ние

Двойное остекление

(стеклопакет)

Двойное остекление (стеклопакет с теплоизоляцией)

Тройное остекление (двойной стеклопакет с теплоизоляцией)

Коэффициент теплоизоляции (остекление)

X

со™ LO 51- СО

3,0

Вт/(м2*К)

1,1

Вт/(м2*К)

0,4-0,7

Вт/(м2*К)

Температура внутренней поверхности при различных наружных температурах

Наружная температура: 0 °С

+6 °С

+ 12 °С

+ 17 °С

+18 °о

Наружная температура -11 °С

-2 оо

+8 °С

+ 15 °С

+17 °о

При планировании и осуществлении работ необходимо соблюдать все технические нормы и требования, относящиеся к несущей способности, звуко- и теплоизоляции. Далее, с учетом местных традиций и требований, необходимо решить вопросы с предельными расстояниями между соседними участками и постройками, возможностями изменения архитектурного ландшафта, а также определиться с требованиями противопожарной безопасности. С требованиями противопожарной безопасности вопрос решается проще всего - они четко определены в местных правилах застройки. В зависимости от высоты здания, использования прилегающих территорий и расстояний от расположенных по соседству зданий элементы ограждающих конструкций здания должны быть выполнены из материалов с нормальной возгораемостью (строительный класс B2), трудновозгораемых (строительный класс B1) или негорючих (строительный класс A1).

Выбор строительных материалов и их экологическая оценка

При экологической оценке строительных материалов учитывается влияние на окружающую среду не только самого материала, но и всех процессов, сопровождающих его по жизненному циклу - от добычи сырья для его изготовления, до уничтожения, захоронения или, что намного более предпочтительно, повторного его использования для изготовления новых материалов. Это позволяет "замкнуть" жизненный цикл материала и решить экологические задачи - сократить количество отходов и обеспечить ресурсосбережение. Экологическая безопасность материалов рассматривается и оценивается не по принципу "здесь и сейчас", а по принципу "везде и всегда". При этом оцениваются не только прямые и явные негативные воздействия на окружающую среду, такие как эмиссия вредных веществ, образование отходов и т. п., но и косвенные эффекты (например, дефицит сырья). В обязательном порядке учитывается и комплекс нагрузок на окружающую среду и здоровье человека, за счет транспортировки материала. Предпочтение отдается местным строительным материалам, произведенным в непосредственной близости от добычи сырья, и т. п.

Принципиальная схема оценки экологических эффектов по жизненному циклу материала включает анализ следующих его этапов:

П добыча сырья;

П изготовление материалов и изделий;

П этап строительства (применение материала);

П эксплуатация ("жизнь" материала в объекте, необходимость ухода за ним для поддержания его качества, совместимость с материалами, которые используются для продления этапа эксплуатации - ремонта, реставрации, реконструкции);

П утилизация или повторное использование (при замене материала, сносе здания, сооружения).

На этапе строительства важно предварительно определить срок пригодности различных материалов, строительных элементов и всего здания, а также оценить долговечность материала.

Высокий показатель долговечности означает, что материал долго сохраняет все свои свойства и характеризуется длительным сроком использования до ремонта или замены изделия. Благодаря продлению периода использования материала нагрузка на окружающую среду на этот период уменьшается. Важно, чтобы долговечность материалов отдельных строительных узлов всегда соответствовала жизненному циклу всего здания. При экологической оценке материала на каждом конкретном этапе его жизненного цикла учитывается количество отходов и возможность выброса в окружающую среду вредных веществ при производстве строительных работ. Акцент при оценке отделочной продукции делается на анализ влияния материала на здоровье человека. По результатам экологической оценки нежелательными к использованию могут стать даже материалы, прошедшие гигиеническую сертификацию. Критерием для отбраковки является наличие в их составе вредных для здоровья веществ. Целесообразно избегать применения таких материалов в жилых и общественных зданиях. Под ограничение к использованию попадают древесностружечные материалы на фенолоформальдегидном связующем; материалы, в которых в качестве вяжущего применен фосфогипс, клеи и краски на органических растворителях; материалы, содержащие ПВХ (PVC) и т. д. Отказ от использования может быть основан на показателях, характеризующих качество внутренней среды в здании (эмиссия из них вредных веществ в воздух помещений, влажность и т. д.).

На этапе эксплуатации экологическая нагрузка в большой мере определена выбором, сделанным на предыдущих этапах, и здесь дополнительно необходимо определить эксплуатационные затраты на уход за материалом для сохранения его свойств.

У нас в стране пока не внедрена система экологической оценки строительных материалов по их жизненному циклу, поэтому актуальным остается тщательное экологическое исследование и оценка безопасности всех строительных материалов, могущих содержать в своем составе вещества, опасные для здоровья. Часто эта проблема незаслуженно остается вне поля зрения не только специалистов в области жилищного строительства, но даже экологов. Отсутствие строгого экологического контроля в жилищном строительстве - пробел, который требует срочного восполнения.

Сводная информация о строительных материалах, применяющихся в теплоизоляции

В данном разделе и табл. 3.2 будут вкратце рассмотрены основные строительные материалы, применяющиеся для теплоизоляции.

Льняное волокно

Льняное волокно представляет собой экологически чистый и гибкий материал, легко делящийся на тончайшие волокна при чесании. К его преимуществам относятся большая прочность на разрыв и гигроскопичность. Обладает хорошими теплоизолирующими свойствами и возможностями по регуляции влажности; характеризуется умеренными возможностями по защите от летнего перегрева.

Материал хорошо держит форму, устойчив к образованию плесени; не повреждается насекомыми.

Льняное волокно изготавливается из выращиваемого сырья, при этом 8% низкокачественных волокон используется для изготовления теплоизоляционных материалов. С целью защиты от пожаров пропитывается пироборнокислым натрием (бурой) или силикатом натрия ("жидкое стекло").

Льняное волокно устойчиво к действию микроорганизмов, поэтому традиционная льняная пакля всегда являлась незаменимым средством утепления срубов. Однако чтобы льняное волокно было долговечным, оно должно быть чистым и иметь длинные волокна. Органические примеси и использование в утеплителе повторно переработанного натурального сырья резко снижает его долговечность. Этих распространенных сегодня проблем не имеет изготовленный из льняного волокна утеплитель ТермоЛЕН, так как он производится только из первичного льняного волокна высокой степени очистки - именно такое сырье сохраняет деревянные дома столетиями. Кроме того, технология так называемого

"термобондинга" позволяет еще более увеличить срок службы утеплителя, так как при термообработке погибают все микроорганизмы. Параметры процесса производства утеплителя ТермоЛЕН контролируются компьютерами, так что человеческий фактор здесь исключен. В результате утеплитель имеет стабильно высокое качество и геометрически точные размеры полос. Исходное сырье - первичное (полученное из растительного льна, а не переработанное из мешков и т. д.) льноволокно высокой степени очистки. Под действием температуры 1500 °С волокна скрепляются, образуя пышную и упругую массу. Внешний вид готового утеплителя - чистый, однородно-золотистый - является свидетельством высокого качества исходного сырья и совершенства технологии термобондинга.

Льняное волокно применяется при утеплении крыш (заполнение межстропильного промежутка) и стен (межвенцовый утеплитель в деревянных домах, заполнение воздушного зазора между каркасными деревянными стенами). При утеплении полов используется для заполнения полых пространств (войлоком или волокнистыми матами) с целью защиты от ударного шума.

Пенька (лубяное волокно)

Пенька (лубяное волокно) производится из выращиваемого сырья - конопли (в России в промышленных масштабах не производится). В настоящее время, в связи с борьбой с наркоманией, даже распространенные в советские времена пенькозаводы либо закрываются, либо перепрофилируются в льнозаводы. В настоящее время в России лубяное волокно производится из свежесобранного льна. Изначально короткий луб использовался в ткацком производстве, куда поставлялся в виде сырья для получения светлых льняных тканей. Но способ их производства по ряду причин оказался нерентабельным, поэтому с середины 90-х годов прошлого века применение этого сырья было переориентировано с текстильной промышленности на строительную.

Материал обладает хорошими теплоизолирующими свойствами и регуляцией влажности, хорошо держит форму, устойчив к образованию плесени; не повреждается насекомыми, но в нем могут поселиться грызуны.

Технология изготовления короткого луба такова, что собранный лен не лежит в поле, благодаря чему остается светлым, но само льноволокно плохо отделяется. По этим причинам засоренность короткого луба в 1,5 раза выше, чем у самого дешевого льноволокна. В результате короткий луб имеет значительную жесткость, что мешает при его укладке в процессе утеплительных работ. Основным достоинством короткого луба является его экологическая чистота. К недостаткам лубяного волокна можно отнести его легкую возгораемость: так же, как и льноватин1, он может даже самовоспламениться. К тому же, лубяное волокно способно впитывать влагу, хотя присутствие в его составе лигнина все же обеспечивает ему со временем, после уплотнения, водоотталкивающие свойства. Для противопожарной защиты лубяное волокно обрабатывается содой, в качестве поддерживающего материала используется полиэстер.

При утеплении крыш применяется для заполнения межстро-пильного промежутка; при утеплении стен - для заполнения воздушного зазора между каркасными деревянными стенами. Используется также при утеплении полов для заполнения полых пространств (войлоком или волокнистыми матами) с целью защиты от ударного шума.

Прессованные соломенные блоки

Прессованные соломенные блоки - это экологически чистый строительный материал, который в настоящее время набирает популярность. Готовый соломенный блок имеет прямоугольную форму со стандартной шириной 450 мм, длиной от 900 до 1125 мм и высотой 350 мм. Вес одного прессованного соломенного блока составляет 16-30 кг. Каждый соломенный блок обычно обвязан и прошит двумя-тремя полипропиленовыми шнурами. В некоторых случаях используется стальная проволока и натуральное волокно, но в строительной практике их лучше не применять, т. к. проволока подвержена ржавчине, а натуральные волокна обладают невысоким пределом прочности и подвержены гниению. Требования к соломенным блокам сводятся к следующему:

П Солому для строительства лучше брать ржаную либо рисовую;

П Ржаную солому лучше брать озимую: она более высокая, плотная, у нее полный цикл и ее убирают немного раньше;

П Солома для строительства должна быть совершенно сухой, поэтому при сборе и хранении это надо обязательно учитывать. Совершенно сухой соломенный блок довольно легкий, поэтому его можно поднять рукой. Проверить соломенные блоки на влажность тоже несложно - при прощупывании их пальцем влажность не должна ощущаться, и не должен чувствоваться запах гнили;

П Соломенные блоки должны быть хорошо спрессованы - блок мало деформируется, когда его поднимают за шнур, при этом под шнур трудно просунуть больше 2-3 пальцев.

При использовании в строительстве прессованные соломенные блоки могут укладываться на раствор или использоваться в качестве самонесущего наполнителя каркасных стен. Стены из прессованных соломенных блоков толщиной 40-45 см обладают такой же теплоизолирующей способностью, как кирпичные толщиной 0,7 м, кроме того, они решают проблему радона, не испускают вредных веществ, связанных с тепловой обработкой, и т. д. Если говорить о долговечности, то в Германии такие дома стоят по 300 - 400 лет, и при сносе не создают проблем с утилизацией строительного мусора. Энергии для строительства таких домов тратится в тысячи раз меньше по сравнению с кирпичными, а эксплуатационные затраты на их отопление - значительно ниже. При строительстве с применением соломенных блоков применяются две технологии - "мокрая" немецкая, обобщающая опыт фахверкового строительства за более чем 400-летний период, и более современная "сухая" американская. Если гово рить об огнестойкости, то согласно международным стандартам DIN 4102 и DIN 18951(21/51) глиносоломенные смеси являются негорючими материалами вплоть до 5% содержания глины при условии, что минеральное связующее (глина) равномерно распределено по объему. Объяснить это легко: глины содержат большое количество калийных соединений, являющихся антипиренами. По международным нормам оштукатуренные стены, построенные по технологии "straw-bаlе" , можно отнести к классу F45, т. е. сопротивляемость огню не менее 45 минут. Соломенные блоки, положенные на цементный раствор с последующим оштукатуриванием, имеют еще более высокий класс, вплоть до F1202.

Если все только что сказанное вас не убеждает, прочтите статью о распространенных мифах и предубеждениях против применения соломы в строительстве: http://tinyurl.com/2ee784n.

Древесная стружка

Древесные стружки и опилки представляют собой отходы лесопильных работ. Как материал они характеризуются крайне малым расходом энергии на производство, для пропитки используется сода, для противопожарной защиты применяется цемент.

Материал характеризуется средними теплоизоляционными свойствами, но очень хорошей защитой от летнего перегрева и хорошей регуляцией влажности. Может применяться для утепления стен, полов, потолков путем засыпания или вдувания в полые пространства.

Аморфный древесно-волокнистый теплоизолятор

Сырье доступно в достаточных количествах; используются отходы переработки древесины пихты, ели, сосны, борная кислота. Затраты энергии на производство невысоки.

Материал характеризуется хорошими теплоизоляционными свойствами и защитой от ударного шума; хорошей регуляцией влажности, обеспечивает хорошую защиту от летнего перегрева.

С его помощью можно утеплять стены, полы, потолки методом заполнения конструктивных полостей, засыпания или вдувания в полые пространства.

Древесно-волокнистые плиты

Сырье доступно в достаточных количествах; используется вторсырье из древесины. Энергетические затраты на производство довольно высоки. Для производства древесно-волокнистых плит используются отходы переработки древесины пихты, ели, сосны, с добавлением или без добавления латекса, парафина, органических смол. Теплоизоляционные свойства - от средних до хороших, очень хорошая защита от летнего перегрева, хорошая регуляция влажности, защита от ударного шума, хорошая фор-моустойчивость, способность выдерживать нагрузку давлением. Материал устойчив к образованию плесени, не подвержен повреждению насекомыми, но возможно поселение грызунов.

При утеплении крыши используется для заполнения межстро-пильного промежутка и теплоизоляции поверх стропил. При утеплении перекрытий возможно свободное укладывание плит. При утеплении стен плиты могут привинчиваться и применяться в комплексных системах теплоизоляции.

Легкие строительные древесно-стружечные плиты

Сырье доступно в достаточных количествах; используется вторсырье из древесины (в основном, отходы переработки ели и пихты), цемент, магнезит. Отличительные свойства этого материала - незначительные теплоизоляционные свойства, очень хорошая защита от летнего перегрева, хорошая защита от ударного шума, хорошая регуляция влажности, высокая формоустойчивость, долговечность, способность выдерживать нагрузку давлением. Материал устойчив к образованию плесени и повреждению насекомыми, защищен от грызунов.

При утеплении стен и крыши легкие древесно-стружечные плиты в основном применяются в качестве обшивки под штукатурку для обшивки перекрытий и потолка чердачного помещения (звукопоглощающие изоляционные плиты).

Силикатно-кальциевые плиты

Сырье доступно в достаточных количествах, в том числе применяются отходы строительных материалов, кварцевый песок, известь, целлюлозное волокно.

Для материала характерны средние теплоизолирующие свойства, очень хорошая регуляция влажности, хорошая защита от ударного шума, хорошая формоустойчивость, высокий показатель PH (предотвращает образование плесени). Материал устойчив против гниения, не поддается старению.

Применяется для внутренней отделки с целью теплоизоляции и борьбы с сыростью; шпаклюется замазкой по проклеенной поверхности.

Кокосовое волокно

Сырье доступно в достаточных количествах и представляет собой ценный материал. Однако его применение связано с большими транспортными расходами. Для изготовления применяются лубяной слой кожуры кокосовых орехов, сульфат аммония.

Для материала характерны теплоизоляционные свойства - от средних до хороших, хорошая регуляция влажности, защита от ударного шума. Материал устойчив к воздействию влаги, хорошо держит форму; не подвержен повреждению насекомыми, долговечен; устойчив против плесени; но в нем могут поселиться грызуны.

Основные области применения: при теплоизоляции крыши - укладка теплоизоляции между стропилами; при утеплении стен - установка теплоизоляции в полостях стен; при утеплении перекрытий - укладка в полых пространствах.

Пробка

Кора пробкового дуба представляет собой исключительно ценное сырье, ресурсы которого ограничены. Пробковый дуб произрастает в 7 странах Средиземноморья: Португалии (более 50% всех мировых запасов), Испании, Италии, Франции, Марокко, Алжире и Тунисе. Так, производство изделий из пробки дает Португалии около 30% национального дохода и примерно 35% всего объема экспорта. Технология снятия с деревьев этого цен ного материала, "пробки", уникальна. Первый раз кору можно получить через 25 лет после посадки желудя в землю, а второй и последующий "урожаи" получают один раз в девять лет. Снятие коры - наиболее деликатная из всех проводимых над пробкой операций, которая существенно и, главное, положительно влияет на жизнеспособность дерева и дает ему новый импульс роста. Таким образом, пробковый дуб является возобновляемым источником сырья.

Процесс выращивания пробковых дубов, рекультивация их плантаций, создание и совершенствование высоких технологий производства финансируются должным образом (в том числе и властями, несмотря на то, что все пробковые дубы находятся в частной собственности). В бюджете Португалии, а также Евросоюза предусмотрены для этих целей специальные статьи расходов.

Общий объем ежегодно снимаемой пробки невелик - "всего" 160-170 тыс. тонн сырья (в зависимости от урожая). Поэтому изделия из пробки очень высоко ценятся во всем мире, ведь аналогов этому материалу практически не существует. Недостаток сырьевых ресурсов ограничивает применение пробки в теплоизоляции. Основным поставщиком теплоизоляционных пробковых панелей является португальская компания Amorim Group (http://www.amorim.com/en/home.php).

Материал обладает хорошими теплоизоляционными свойствами, обеспечивает защиту от летнего перегрева, характеризуется хорошей регуляцией влажности. Кроме того, изделия из натуральной пробки долговечны, устойчивы к образованию плесени, не подвержены повреждению насекомыми.

Пробковые материалы для теплоизоляции получаются следующим образом:

П пробка получается путем крошения;

П вспенивается под давлением при температуре 300 °С, при этом могут выделяться вредные для здоровья вещества;

П прессуется с добавлением синтетических смол.

Пробковая крошка может вдуваться в полости при утеплении крыш, перекрытий, стен. Пробковые плиты могут привинчиваться или закрепляться на шпонках и штифтах, либо прибиваться гвоздями при утеплении крыш (между стропилами и поверх стропил), перекрытий. При утеплении стен пробковые плиты применяются в комплексных системах теплоизоляции и навесных вентилируемых фасадах.

Минеральное волокно

Сырье имеется в достаточных количествах. На изготовление минерального волокна идут:

П силикаты, бакелитовая смола, стеклянное вторсырье;

П базальтовые горные породы.

Для материала характерны высокие энергетические затраты на производство. В процессе производства при высоких температурах (1200 °С) наблюдается пылеобразование.

Минеральное волокно - влагоустойчивый, долговечный материал, характеризующийся хорошими теплоизолирующими свойствами и умеренной защитой от летнего перегрева (регуляция влажности отсутствует). Для материала характерна хорошая формоустойчивость, он не подвержен повреждению насекомыми и устойчив к образованию плесени.

Области применения:

П крыша: теплоизоляция между стропилами и поверх стропил;

П перекрытия: защита от ударного шума;

П стены: комплексные системы теплоизоляции (WDVS), навесные фасады с вентиляционными каналами. Плиты крепятся к фасаду на штифтах или приклеиваются к нему

Экспандированный (вспененный) перлит

Перлит - это природный материал, горная порода, представляющая собой вулканическое стекло, в состав которого входят 70-75% SiO2, 12-14% Al2O3, 3-5% NaO, примерно столько же К2О, до 1% Fe2O3, CaO, МgО. Отличительной особенностью перлитовой породы является содержание в ней от 2 до 5% связанной воды.

В силу своей природы и химического состава перлит инертен, химически и биологически стоек. При резком нагреве до температур 1100-1150 °С частицы этой породы поризуются. Резко увеличивается объем внутренних пор, приобретающих сферо видную форму. Легкий пористый песок в насыпанном слое может достигать плотности 50 и менее кг/м3. Ресурсы доступны в достаточном количестве. Наиболее крупными производителями вспененного перлита в мире являются США, Германия, Франция, Италия, Греция, Испания, Израиль, Китай и Россия. Иногда вспененный перлит дополнительно пропитывается синтетическими смолами или битумами.

Для материала характерны хорошие теплоизолирующие свойства и защита от ударного шума; он обеспечивает хорошую защиту от летнего перегрева. Кроме того, материал устойчив против гниения и не подвержен повреждению насекомыми. Применяется в качестве заполняющего утеплителя в труднодоступных местах при утеплении крыши, перекрытий и стен.

Полистирол

Сырье для изготовления полистирола (сырая нефть) является ограниченно доступным; в процессе производства выделяются опасные продукты реакции - бензол и стирол; кроме того, производство этого материала сопряжено с высокими энергетическими затратами.

Материалу присущи очень хорошие теплоизолирующие свойства; хорошая защита от ударного шума; умеренная защита от летнего перегрева. Регуляция влажности отсутствует.

Это долговечный материал с хорошей формоустойчивостью, хорошо держит нагрузку давлением, обладает хорошей влагостойкостью и устойчивостью к образованию плесени.

Области применения:

П крыша: уплотнение поверх стропил;

П перекрытия: защита от ударного шума;

П стены: теплоизоляция в составе комплексных систем (WDVS), теплоизолирующие плиты закрепляются на штифтах или наклеиваются на стены; в качестве заполняющего теплоизолято-ра применяется для теплоизоляции полостей;

П уплотнение по периметру: например, подвалы и подвальные перекрытия.

Полиуретан

Сырье для производства полиуретана (сырая нефть) явялется ограниченно доступным. Импортная продукция может содержать галогенизированные фторхлоруглеводороды (H-FCKW). Процесс производства сопряжен с высокими энергетическими затратами.

Материалу присущи очень хорошие теплоизолирующие свойства, он обеспечивает хорошую защиту от ударного шума и умеренную защиту от летнего перегрева. Регуляция влажности отсутствует.

Это долговечный материал с хорошей формоустойчивостью, он хорошо держит нагрузку давлением, обладает хорошей влагостойкостью и устойчивостью к образованию плесени.

Области применения:

П крыша: уплотнение поверх стропил;

П перекрытия: защита от ударного шума (свободная укладка плит);

П стены: применяется в комплексных системах теплоизоляции (WDVS), плиты крепятся к стенам на штифтах либо приклеиваются.

Овечья шерсть

Доступный в достаточных количествах натуральный продукт; иногда может содержать остаточные пестициды; производится обработка бурой (Borax).

Для этого материала характерны хорошая теплоизоляция и защита от ударного шума, очень хорошая регуляция влажности (может впитывать до 30% влаги), умеренная защита от летнего перегрева, хорошая формоустойчивость. Материал защищен от повреждения грызунами и насекомыми, устойчив к образованию плесени.

Области применения:

П крыша: укладка теплоизоляции в межстропильных промежутках; П стены: заполнение конструктивных полостей;

П перекрытия: защита от ударного шума (свободная укладка), заполнение полостей;

П теплоизоляция трубопроводов, теплоизоляция стыков и швов.

Пеностекло

Сырье (Силикаты и/или стеклянное вторсырье) доступно в достаточных количествах. Производственный процесс протекает при температурах свыше 1600 °С и отличается высокой энергоемкостью.

Для данного материала характерны хорошая теплоизоляция, надежная защита от летнего перегрева; паронепроницаемость. Материал влагоустойчив и хорошо выдерживает нагрузки давлением. Пеностекло отличается хорошей формоустойчивостью, герметичностью, устойчиво к гниению, не подвержено повреждению насекомыми и грызунами, механически долговечно.

Материал применяется для теплоизоляции плоских крыш и теплоизоляции по периметру, используется в виде плит, наклеиваемых битумом. При утеплении подошвы здания укладывается в песок или строительный раствор.

Целлюлозный теплоизолятор

В обиходе на территории стран СНГ этот материал получил известность под названием "эковата". По структуре целлюлозный утеплитель представляет собой рыхлый, легкий волокнистый изоляционный материал серого или светло-серого цвета. Этот материал предоставляет хорошие возможности по утилизации макулатуры. Применяется пропитка солями бора, благодаря чему достигаются очень высокий уровень противопожарной защиты.

Материал характеризуется хорошими теплоизоляционными свойствами; обладает очень хорошей влагорегуляцией1, обеспечивает хорошую защиту от летнего перегрева и надежную защиту от ударного шума.

Таблица 3.2. Сводная информация о свойствах теплоизолирующих материалов

Материал

Тепло провод

ность

Плот ность

сырья

Сопро тивление

диффузии

Класс пожаро

безопас ности

Толщина

[см]

Стоимость

[€/м2]

Расход первичной

энергии

X, [Вт/м* К]

[кг/м3]

Ц

Для U = 0,3 [Вт/м2хК]

[кВтч/м3]

Льняное волокно

0,040

20-40

1

В2

20

25-30

70-80

Пенька, лубяное волокно

0,045

20-25

1-2

В2

22,5

20-30

Нет данных

Деревянная стружка

0,055

90-110

1

В2

27,5

15-23

50

Древесно волокнистый

теплоизолятор, аморфный

0,045

30-60

1-2

В2

22,5

15-23

600-785

Древесноволокнистые плиты

0,040-0,060

170-230

5-10

В2

20-30

40-50

600-785

Легкие строительные древесностружечные плиты

0,093

360

2-5

В1

45

79-95

35

Силикатнокальциевые плиты

0,065

300

5-10

А1

См. сноску*

» 25 (50 мм)

Данные отсутствуют

Кокосовое волокно

А) в виде рулонов

А) 0,050

А) 75

1

В2

22,5-25

44-50

95

Б) в виде матов

Б) 0,045

Б) 125

Пробка

А)гранулят

0,040-

0,050

А) 55-60

А) 1-2

В2

20-25

А) 2-25

А) 90

Б) экспаццированная гранулированная

пробка

Б) 80-500

Б) 5-10

Б) 35-65

В) Пробковые плиты

В) 80-500

В) 40-50

В} 360

Минеральное волокно:

А) Стекловата

0,032-

0,040

15-80

1

А2

17,5-25

1-30

100-700

Б) Минеральная вата

Экспандиро ванный

(вспененный)

перлит

А) Теплоизоляция

А) 0,045- 0,050

А) 50-100

А) 2-3

А2

22,5-30

10-40

90-235

Б) Защита от ударного шума

Б)

0,060-

0,073

Б) 130-490

Б) 4-5

Для внутренней теплоизоляции чаще всего используется толщина изолирующего слоя от 50 до 100 мм.

Таблица 3.2 (окончание)

Материал

Тепло провод

ность

Плот ность

сырья

Сопро тивление

диффузии

Класс пожаро

безопас ности

Толщина

[см]

Стоимость

[€/м*]

Расход первичной

энергии

X, [Вт/м*К]

[кг/м3]

ц

Для 0,3 [Вт/м2хК]

[кВтч/м3]

Жесткий вспененный полистирол

A) EPS, вспененный полистирол с частицами

0,025-

0,04

А) 5-30

А) 30-70

В1 или В2

12,5-20

А) 10-15

А) 530-1050

Б) XPS, экструдированный полистирол

Б) 25-40

Б) 80-300

Б) 40-50

Б) 400-600

Полиуретан (твердые плиты из вспененного материала)

0,020

30

30-100

В1 или В2

10-12,5

20-30

840-1330

Овечья шерсть

0,040

20-25

1-2

В2

20

35-60

70-80

Пеностекло

0,040-

0,055

110-160

Практическая паронепроницаемость

А2

20-22,5

75-100

320-975

Целлюлозный теплоизолятор

А) Аморфный

0,040- 0,045

А) 25-60

1-2

В2

20-22,5

А) 15-20

55-80

Б) Плиты

Б) 70-100

Б) 25-30

Возможно монолитное строительство; материал устойчив к повреждениям плесенью и грызунами.

Применяется для теплоизоляции крыш, стен, перекрытий. Заполнение конструктивных полостей выполняется специализированными фирмами.

Краткая сводка информации о свойствах перечисленных теплоизолирующих материалов приведена в табл. 3.1.

Заключение

В данной главе была приведена обзорная информация о конструктивных решениях по теплоизоляции в малоэтажном строительстве. В следующих главах эти решения, а также применение современных энергосберегающих технологий в строительстве будут рассмотрены более подробно и в комплексе.

Глава 4

Подземные части зданий

Подземные части здания (конструкции нулевого цикла) располагаются ниже нулевой отметки, за которую принимают перекрытие первого этажа. К этим конструкциям относятся фундаменты и стены подвальных или цокольных этажей, которые должны отвечать требованиям по обеспечению прочности, устойчивости и долговечности - в том числе, требованиям по обеспечению морозостойкости и сопротивления воздействию грунтовых и агрессивных вод и др.

Долговечность, надежность, прочность и устойчивость здания во многом зависят от качества фундаментов. Фундаменты подвергаются влиянию разнообразных внешних воздействий (рис. 4.1). Нагрузки от массы здания и грунта, отпор грунта, силы пучения, сейсмические удары, вибрация, вызывают появление различного вида сжимающих, сдвигающих и изгибающих напряжений, результатом которых могут быть недопустимые деформации и разрушения. Переменные температура и влажность, избыточное увлажнение, воздействие химических веществ, деятельность насекомых, грибков и бактерий могут привести как к нарушению эксплуатационного режима зданий, так и к появлению напряжений и разрушений в фундаментах.

Дом, построенный на твердом неподвижном основании, простоит как угодно долго - по крайней мере, до тех пор, пока будут целы его несущие конструкции. И наоборот, если грунт под домом уменьшит свою несущую способность, то возникшие за счет этого перекосы приведут к его разрушению даже при весьма прочных стенах и фундаменте.

Рис. 4.1. Воздействия на фундаменты: 1 - нагрузка от здания;

2 - боковое давление грунта; 3 - сейсмические нагрузки;

4 - силы пучения грунта; 5 - упругий отпор грунта; 6 - вибрации;

7 - температура грунта; 8 - температура помещения подвала;

9 - влага воздуха подвала; 10 - влага грунта, агрессивные примеси в воде и воздухе, биологические факторы

Стоимость фундаментов для каменных одноэтажных домов достигает 15-20% от полной стоимости дома. Для деревянного дома средних размеров стоимость фундаментов может составить $4,5-5 тыс. Поэтому вопрос выбора надежного и недорогого фундамента важен для каждого застройщика. Наилучшим вариантом решения этой проблемы является обращение за помощью к специалистам, имеющим опыт проектирования и строительства в данном регионе. К сожалению, не всегда у застройщика имеется возможность поступить таким образом. В данном разделе сделана попытка помочь правильно сориентироваться в решении этого непростого вопроса. Ошибки, совершенные при монтаже фундамента дома, впоследствии непременно проявятся, а ремонт фундаментных конструкций бывает обычно в три, а то и большее количество раз дороже, чем ремонт других элементов дома.

Массовое распространение в современном строительстве получили бетонные и железобетонные фундаменты, особенно сборные. Бетонные и железобетонные сборные фундаменты позволяют осуществлять круглогодичное ведение работ с широким применением индустриальных методов изготовления и монтажа элементов. Бетон и железобетон в наибольшей степени отвечают требованиям, предъявляемым к материалам для фундаментов: морозостойкости, механической прочности, стойкости к агрессивным водам, биологической стойкости и т. д.

По конструктивной схеме различают следующие виды фундаментов:

П Ленточные фундаменты (рис. 4.2) устраивают под все капитальные стены, а в некоторых случаях - и под колонны. Они представляют собой заглубленные в грунт ленты - стенки из бутовой кладки1, бутобетона2, бетона или железобетона. Ленточные фундаменты подводят под дома с тяжелыми стенами (бетонными, каменными, кирпичными и т. п.) или с тяжелыми перекрытиями. Их закладывают под все наружные и внутренние капитальные стены. Наличие под домом подвалов, теплых подполий, гаража или цокольного этажа делают просто необходимым выбор именно этого типа фундамента. Устройство подвалов целесообразно в домах на приусадебных участках с необводненными грунтами. Высота подполья принимается равной 1,9-2,2 м. Глубина заложения фундаментных стен - 0,5 м ниже пола подвала. Кроме устойчивости и прочности, стены подвала должны иметь хорошие теплозащитные свойства и надежную гидроизоляцию. Помимо этого, подвалы необходимо оборудовать приточно-вытяжной вентиляцией с воздуховодными каналами сечением не менее 140^140 мм. Для обеспечения соответствующей тяги каналы рекомендуется выполнять в одном стояке с дымовыми каналами печей. Также целесообразно устройство ленточных фундаментов при небольшой глубине их заложения в случае опасности возникновения неравномерных деформаций основания. При этом в фундаментах устраивают непрерывные армированные пояса. Незаменимы ленточные фундаменты и в том случае, когда цоколь выполняет функцию подпорной стенки для грунта подсыпки пола.

Рис. 4.2. Ленточный фундамент

Рис. 4.3. Столбчатый фундамент

П Отдельностоящие фундаменты (рис. 4.3) представляют собой отдельные плиты с установленными на них подколонниками или башмаками колонн. Их устраивают для каркасных зданий. Разновидностью отдельностоящих фундаментов являются столбчатые, которые проектируют для малоэтажных зданий при малых нагрузках и прочных основаниях, когда ленточные фундаменты нерациональны. Столбчатые фундаменты подводят под дома с легкими стенами (деревянные рубленые, кар касные, щитовые). Этот тип фундаментов по расходу материалов и трудозатратам в 1,5-2 раза экономичнее ленточных.

П Сплошные фундаменты (рис. 4.4) могут быть плитными и коробчатыми, в один или несколько этажей. Сплошные фундаменты применяют для зданий с большими нагрузками или при слабых и неоднородных основаниях. Фундаменты плитные и из перекрестных лент возводят из монолитного железобетона с целью придания фундаменту пространственной жесткости. Необходимость в этом возникает при строительстве на неравномерно и сильно сжимаемых грунтах, например, на насыпных (песчаных подушках, сильно пучинистых грунтах и т. п.). Иногда к таким фундаментам применяют термин "плавающий". Устройство плитного фундамента связано с довольно большим расходом материалов (бетона и металла) и может быть целесообразно при сооружении небольших и компактных в плане домов или других построек, когда не требуется устройство высокого цоколя, а сама плита используется в качестве пола. В качестве примера таких строений можно привести, например, гаражи, бани и т. п. Для домов более высокого класса чаще устраивают фундаменты в виде ребристых плит или армированных перекрестных лент.

Рис. 4.4. Сплошной фундамент

Рис. 4.5. Свайный фундамент

П Свайные фундаменты (см. рис. 4.5) применяют на слабых сжимаемых грунтах, при глубоком залегании прочных материковых пород, больших нагрузках и т. д. В последнее время свайные фундаменты получили широкое распространение для обычных оснований, так как их применение дает значительную экономию объемов земляных работ и затрат бетона. Свайные фундаменты являются очень дорогими и трудоемкими в выполнении, поэтому в индивидуальном строительстве до последнего времени они встречались редко.

Но бывают ситуации, когда без свайного фундамента не обойтись. Например, глинистые, торфяные и песчаные грунты с повышенной влажностью являются проблемными, и проектирование фундаментов из стандартных блоков на таких грунтах таит в себе большую опасность. Торфяные и песчаные грунты не выдерживают нагрузки строений с такими фундаментами, а на глинистых грунтах при минусовых температурах их начинает "рвать". В таких случаях оптимальным решением, не только надежным, но и экономически выгодным, станут фундаменты на винтовых сваях. Нижняя часть винтовой сваи оснащена режущей лопастью определенной формы, благодаря которой она вкручивается в грунт практически на любую глубину без пригружающей силы. Небольшая площадь соприкосновения залитой внутри бетоном сваи с грунтом в сочетании с режущей лопастью не позволят фундаменту двигаться даже при глубоком промерзании грунта.

Перечислим основные преимущества фундаментов с применением винтовых свай:

П Срок монтажа - 1 день, причем установку можно производить в любое время года и в любую погоду. Возможно как механическое, так и ручное завинчивание;

П Возможность монтажа на сложных (обводненных, заболоченных и т. д.) грунтах, возможность установки фундаментов в виде пирсов и речных причалов;

П Сейсмоустойчивость, безопасность, надежность, экологичность, высокая ремонтопригодность;

П Винтовые сваи служат не менее 100 лет, а с условием обработки их специальным химическим составом - и более этого срока;

П Возможность установки фундамента на сваях без изменения рельефа местности и без проведения земляных работ;

П Винтовые сваи не подвержены силам морозного пучения;

П Высокие прочностные и нагрузочные характеристики: имеют запас несущей способности от 4 т. до 18 т. (при необходимых 2-3 т. для деревянных строений; 7 -9 т. - для кирпичных сооружений), более того, показатели несущей способности возможно увеличить за счет увеличения диаметра сваи и ее лопасти;

П Возможность распределения несущих нагрузок с учетом особенностей проектной документации на строящийся объект;

П Обеспечивают однородную несущую способность при разнородном грунте;

П Возможность пристраивать дополнительные сооружения к уже функционирующим;

П Фундамент на винтовых сваях не требует гидроизоляции;

П Винтовые сваи не нарушают целостность грунта;

П Готовность к восприятию проектной нагрузки сразу же после возведения.

Подробнее о фундаментах на винтовых сваях можно прочесть здесь: http://www.fundex.su/.

Выбор того или иного типа фундамента зависит от применяемого материала, конструктивного решения здания, характера и величины нагрузок, вида основания, местных условий. Важнейшим параметром, от которого зависит форма и объем фундамента, является глубина его заложения, т. е. расстояние от подошвы фундамента до дневной поверхности. Глубина заложения фундаментов зависит от многих факторов: назначения здания; его объемно-планировочного и конструктивного решения; величины и характера нагрузок; качества основания; окружающей застройки; рельефа; принятых конструкций фундаментов и методов производства работ по их возведению. Однако в первую очередь, заглубление будет определять качество грунтов основания, уровень грунтовых вод и промерзание грунта. Минимальную глубину заложения фундаментов для отапливаемых зданий обычно принимают под наружные стены - 0,7 м, под внутренние - 0,5 м.

Ошибкой при индивидуальном строительстве является уверенность в том, что чем глубже заложен фундамент, тем лучше, и что такое решение уже само по себе обеспечивает надежную работу и защиту фундамента. Нужно помнить, что защита фундамента необходима, чтобы не допустить его деформации. Необходимо не только расположить подошву фундамента ниже уровня промерзания грунтов, тем самым избавившись от непосредственного давления мерзлого грунта снизу, но надо также нейтрализовать касательные силы морозного пучения, действующие на боковые поверхности фундамента. Для этой цели внутри фундамента на всю его высоту закладывают арматурный каркас, жестко связывающий верхнюю и нижнюю части фундамента, а основание делают уширенным, в виде опорной площадки-анкера. Такое конструктивное решение гарантирует стабильную работу фундаментов при любых вертикальных деформациях грунта. Однако на практике оно возможно лишь при использовании железобетона. Если фундаменты возводят из камня, кирпича или мелких блоков без внутреннего вертикального армирования, необходимо их стены делать наклонными (сужающимися кверху). Такой способ устройства фундаментных стен и столбов является эффективной защитой фундамента.

Защита фундаментов и стен подвалов от деформаций морозного пучения

Различные участки земли обладают различным влиянием на фундамент дома. Это зависит от состава грунта, глубины его промерзания, а также от глубины залегания грунтовых вод. С точки зрения устройства фундамента лучше всего, чтобы уровень грунтовых вод был ниже глубины промерзания (например, в районе Санкт-Петербурга - около 1,5 м).

Зачастую уровень грунтовых вод находится выше глубины промерзания, что приводит к замерзанию воды в грунте и ее увеличению в объеме. Возникающие при этом силы расширения (называемые "морозным пучением") направлены вверх и стремятся вытолкнуть фундамент из грунта, год за годом постепенно разрушая его. Для нейтрализации этого процесса вместо наращивания массы фундамента и повышения его прочности до избыточ ных уровней применяются эффективные современные комплексные решения: утепление внешних стен фундамента, устройство вокруг здания утепленной отмостки теплоизоляционными плитами. Это позволяет вывести область отрицательных температур из-под фундамента и исключить воздействие на него сил "морозного пучения".

Практически вся территория России находится в зоне сезонного промерзания грунтов. Пучение грунта обусловлено тем, что накапливающаяся при его промерзании избыточная влага увеличивается в объеме в 1,092 раза. Но даже когда грунтовые воды находятся глубоко и не влияют на процесс пучения, оно происходит за счет перераспределения влаги в порах грунта в пределах глубины промерзания и расположенного ниже слоя грунта. Большинство строительных площадок, на которых возводят загородные дома, представлены глинистыми грунтами, мелкими и пылеватыми песками, проявляющими при промерзании пучини-стые свойства. Классификация грунтов по степени опасности проявления морозного пучения и оценка возможной глубины промерзания регламентированы строительными нормами проектирования (СНиП 2.02.01-83 "Основания зданий и сооружений"). По указанной классификации к пучинистым грунтам отнесены все глинистые грунты, пески мелкие и пылеватые, а также обломочные грунты с пылевато-глинистым заполнением. В сухом же состоянии перечисленные грунты отнесены к практически непу-чинистым. Например, практически непучинистыми являются площадки, сложенные крупными и средней крупности песками. Рекомендации СНиП сводятся к определению нормативной глубины промерзания в различных грунтах и назначению соответствующей отметки заложения подошвы фундамента.

При угрозе возникновения процессов морозного пучения проводят термохимические, инженерно-мелиоративные, строительно-конструктивные, технологические, теплоизоляционные, отопительные (обогревающие) и другие мероприятия. При выборе технических решений учитывают значимость сооружения или здания, а также технологические процессы и условия их эксплуатации. Предпочтение отдается таким мероприятиям, которые в данных условиях окажутся наиболее экономичными и эффек тивными. Так, например, при наличии достаточно дешевых инертных материалов (песка, гравия, щебня или другого балласта) возможна замена грунта в основании фундамента на 2/3 глубины промерзания подушкой и засыпка пазух с наружной стороны непучинистыми материалами.

При проектировании, строительстве и эксплуатации зданий на пучинистых грунтах следует предусматривать отвод поверхностных, атмосферных и производственных вод путем организации вертикальной планировки, ливнестоков, водоотводных канав или лотков. При высоком уровне грунтовых вод необходимо устройство дренажа. Нельзя допускать застаивания воды в строительных котлованах, необходимо организовать ее систематическое удаление. Снижения неравномерного увлажнения грунтов в основании можно добиться устройством водонепроницаемой отмостки (рекомендуемый уклон от здания - 3%).

Если фундаменты остаются на зимний период не полностью загруженными (например, здание еще не достроено и не утеплено), то в этом случае должны быть предусмотрены специальные мероприятия по защите недостроенного здания или сооружения (устройство временного или постоянного утепления из опилок, шлака, снега и т. п.). В необходимых случаях можно организовать электропрогрев или внутреннее отопление здания.

В практике строительства известны случаи возведения временных укрытий в виде тепляков1 с организацией отопления (калориферами, электронагревателями, металлическими печами и т. п.). Для разумного расходования энергоносителей организуется наблюдение за степенью промерзания грунта у фундаментов. Особое внимание следует обратить на утепление подвальных помещений.

Для уменьшения воздействия на фундамент касательных сил "морозного пучения" пучинистый грунт, соприкасающийся с вертикальными поверхностями фундамента или со стенами подвала, рекомендуется заменить непучинистым. Обратную засыпку, которая выполняется по всему периметру здания, необходимо защитить слоем фильтрующего материала (рис. 4.6).

Одним из путей уменьшения активности пучинистых грунтов является устройство дренажа, позволяющее понизить влажность грунта за счет снижения уровня грунтовых вод (рис. 4.7).

Рис. 4.6. Защита фундамента от воздействия касательных сил морозного пучения грунта: 1 - фундамент; 2 - обратная засыпка из непучинистого грунта; 3 - фильтрующий материал;

4 - существующий пучинистый грунт

Рис. 4.7. Варианты устройства дренажа для снижения уровня грунтовых вод: 1 - существующий фундамент; 2 - дренажные трубки;

3 - фильтрующий материал; 4 - промытый гравий

Утепление оснований фундаментов

Исключить морозное пучение грунтов позволяет устройство теплоизоляции вокруг здания. Сущность этого способа заключается в том, что находящийся около здания грунт защищается теплоизоляционными материалами от промерзания и тем самым ликвидируется причина, вызывающая морозное пучение.

Для устройства теплоизоляции используют утеплители, способные сохранять необходимые теплозащитные качества во влажной среде и воспринимать нагрузки от расположенных над ними конструкций. Этим требованиям в наибольшей степени отвечает экструдированный пенополистирол различных марок.

Размещение теплоизоляционного материала по периметру здания позволяет не только защитить грунт от промерзания, но и утеплить подвальные помещения (рис. 4.8).

Рис. 4.8. Защита грунта от промерзания в сочетании с утеплением подвальных помещений: 1 - стена подвала; 2 - песчаная подсыпка толщиной 200 мм; 3 - экструдированный пенополистирол;

4 - песчано-гравийная засыпка толщиной 300 мм

Грунт вокруг дома выкапывают на глубину 0,5-0,6 м. Размеры выемки должны обеспечить укладку утеплителя шириной не менее 1,2 м. После этого на дно траншеи насыпают слой промытого песка толщиной не менее 200 мм, устраивают небольшой уклон песчаной подушки в сторону от фундамента и тщательно утрамбовывают. На песок укладывают теплоизоляционные плиты из экструдированного пенополистирола. Толщина плит принимается в зависимости от коэффициента теплопроводности утеплителя (табл. 4.1).

Таблица 4.1. Толщина плит для теплоизоляции фундамента в зависимости от коэффициента теплопроводности утеплителя

Коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/(м*°С)

0,03

0,035

0,04

0,045

0,05

Толщина утеплителя не менее, мм

60

70

80

90

100

Не следует забывать, что потери тепла через наружные углы здания значительно превышают потери через стены, поэтому в зоне углов необходимо предусмотреть дополнительное утепление. Для этого на расстоянии 1,5-2 м от угла укладывают утеплитель толщиной в 1,4-1,5 раза большей, чем приведенная в табл. 4.1 (рис. 4.9).

Затем утеплитель засыпают слоем песка или гравия толщиной не менее 300 мм до поверхности грунта. Такое утепление будет препятствовать промерзанию грунта и появлению сил морозного пучения.

Рис. 4.9. Утепление с учетом потерь тепла через наружные углы здания: 1 - наружные стены дома; 2 - утепление из экструдированного пенополистирола по периметру дома; 3 - дополнительное утепление экструдированным пенополистиролом в зоне наружных углов

Утепление основания крыльца

Наиболее радикальным способом защиты крыльца от выпирания является защита его основания от промерзания (рис. 4.10).

Рис. 4.10. Утепление основания крыльца: 1 - песчаная или гравийная подсыпка толщиной 400 мм; 2 - экструдированный пенополистирол;

3 - слой песка толщиной 50-100 мм; 4 - лестница

Для этого делают выемку на 700 мм глубже подошвы крыльца или лестницы. На дне выемки устраивают песчаную подсыпку толщиной не менее 400 мм из промытого песка или гравия. На уплотненное основание укладывают плиты экструдированного пенополистирола, толщина которых принимается в соответствии с табл. 4.1. Поверх утеплителя насыпают слой песка не менее 50 мм, на который устанавливается лестничный марш или крыльцо. Для защиты основания от промерзания утеплитель должен выступать за границы крыльца на 1,2 м.

Защита подъездов к гаражу от деформаций, вызванных морозным пучением грунтов

На подъезде к гаражу в результате морозного пучения грунтов могут появиться неровности, мешающие нормальному открыванию ворот. Площадка перед гаражом постоянно очищается от снега, поэтому земля промерзает на большую глубину, что влечет за собой увеличение уровня деформаций грунта, вызванных силами морозного пучения. Предотвратить эти явления можно путем устройства теплоизоляции под дорогой, ведущей к гаражу. Для этого под площадкой или дорогой выкапывают небольшой котлован глубиной около 0,4 м. Его ширина с каждой стороны должна быть на 1,2 м больше ширины дороги (рис. 4.11).

Рис. 4.11. Защита подъездов к гаражу от морозного пучения грунта:

1 - песчаная или гравийная подсыпка толщиной 100-200 мм;

2 - экструдированный пенополистирол; 3 - слой песка толщиной 50 мм; 4 - засыпка из песка и грунта; 5 - бортовой камень; 6 - покрытие дороги (асфальт, плиты); 7 - песчаная подсыпка толщиной 200 мм

На дне котлована устраивают песчаную или гравийную подсыпку толщиной не менее 100-200 мм, на которую укладывают плиты из экструдированного пенополистирола требуемой толщины. Следует отметить, что, помимо способности сохранять высокие теплозащитные характеристики в грунтовой среде, экструдированный пенополистирол является материалом, способным воспринимать достаточно большие нагрузки, в частности от асфальтового покрытия дороги и машины, стоящей на нем.

Утеплитель, находящийся под полотном дороги, засыпают дополнительным слоем песка толщиной 200 мм, по которому укладывают покрытие из плит или асфальта. На песчаной подсыпке можно установить бортовой камень, заглубив его в песок приблизительно на 200 мм. Утеплитель, расположенный вне эксплуатируемого покрытия, засыпается слоем песка (20-30 мм), после чего выемка заполняется грунтом и выравнивается.

Аналогичным образом утепляют площадки перед домом (рис. 4.12) и пешеходные дорожки, покрытые плиткой (рис. 4.13). Не следует забывать, что выемка под утеплитель должна быть с каждой стороны на 1,2 м шире площадки или дорожки.

Рис. 4.12. Утепление площадки перед домом:

1 - песчаная или гравийная подсыпка толщиной 200 мм;

2 - экструдированный пенополистирол; 3 - слой песка толщиной 30 мм; 4 - обратная засыпка песком и грунтом; 5 - покрытие площадки;

6 - песчаная подсыпка

Рис. 4.13. Устройство пешеходных дорожек: 1 - песчаная или гравийная подсыпка толщиной 100 мм; 2 - изолируемые трубы;

3 - гравийно-песчаная смесь толщиной 100 мм; 4 - экструдированный пенополистирол; 5 - засыпка песком, гравием или грунтом

Трубопроводы можно утеплить, расположив теплоизоляционные плиты не только сверху, но и по бокам (рис. 4.14), а при прокладке новых инженерных коммуникаций их рекомендуется поместить в теплозащитный канал из экструдированного пенопо-листирола (рис. 4.15).

Рис. 4.14. Теплоизоляция трубопроводов с помощью теплоизоляционных плит: 1 - песчаная или гравийная подсыпка толщиной 100 мм; 2 - изолируемые трубы; 3 - гравийно-песчаная смесь толщиной 100 мм; 4 - экструдированный пенополистирол;

5 - засыпка песком, гравием или грунтом

Рис. 4.15. Теплоизоляция трубопроводов с помощью теплозащитного канала: 1 - песчаная или гравийная подсыпка толщиной 100 мм;

2 - изолируемые трубы; 3 - гравийно-песчаная смесь толщиной 100 мм; 4 - экструдированный пенополистирол;

5 - засыпка песком, гравием или грунтом

Конструкции цокольной части загородного дома

Переходная конструкция от фундамента к наружным стенам называется цоколем. Часто цоколем служит верх ленточного фундамента. Если в здании существует цокольное перекрытие, цоколь играет роль стены, ограждающей подпольное пространство.

При устройстве полов по грунту цоколь выступает как подпорная стенка, воспринимающая активное давление от засыпки и нагрузки от пола. При столбчатых фундаментах (в межстолбовом пространстве) роль цоколя выполняет забирка.

Цоколь дома находится в неблагоприятных условиях из-за атмосферных и механических воздействий, к числу которых относятся грунтовая влага, роса, атмосферные осадки, многократные циклы замораживания и оттаивания и т. д. Поэтому цоколь выполняют из прочных водоустойчивых и морозостойких материалов (кладка из натурального или искусственного камня, бетон, бутобетон).

В условиях Северо-Западного региона России кирпичный цоколь, облицованный керамической плиткой или оштукатуренный цементным раствором, выглядит приемлемо только в первые годы эксплуатации, а затем требует периодического восстановительного ремонта. Разрушение таких цокольных конструкций объясняется физическим явлением тепломассопереноса: пары воды через ограждение мигрируют от тепла к холоду и, встречая у наружной поверхности непроницаемую преграду, выпадают у ее поверхности в виде конденсата. Замерзая, накопившаяся влага разрушает наружное водонепроницаемое ограждение цоколя.

Неплох кирпичный цоколь с облицовкой естественным камнем, но наиболее долговечным является бетонный цоколь. Его возводят по всему периметру, по возможности, без горизонтальных и вертикальных швов. Трещиностойкость бетонного цоколя значительно повышается при его армировании. Бетонному цоколю можно придавать оригинальную фактуру, закладывая внутрь опалубки различные матрицы (например, резиновые коврики, гофрированный стеклопластик и т. п.). При достаточной толщине цоколя в качестве опалубки можно использовать кладку из стойких материалов или облицовку из искусственного или натурального камня.

По отношению к наружной плоскости стены цоколь может быть западающим (см. рис. 4.16), выступающим (рис. 4.17) или находиться в одной плоскости со стеной. По ряду причин предпочтительней устройство западающего цоколя.

Рис. 4.16. Западающий цоколь каркасно-обшивного дома:

1 - бетонный цоколь, 2 - гидроизоляция, 3 - нижняя обвязка каркаса, 4 - стойка каркаса, 5 - доски обшивки, 6 - нащельники, 7 - отмостка

Рис. 4.17. Выступающий цоколь деревянного рубленого дома:

1 - бутовая кладка, 2 - сруб, 3 - гидроизоляция, 4 - дощатый пол, 5 - утепляющая отсыпка, 6 - подсыпка под полы, 7 - отмостка, 8 - слив из оцинкованной стали

По сравнению с выступающим цоколем, западающий может иметь меньшую толщину, не требует устройства слива, эстетически более современен, выступ стены скрывает очертание слоя горизонтальной гидроизоляции, позволяет хорошо защитить его от стекающей со стены воды. Однако устройство западающего цоколя не всегда возможно (неточное очертание наружных граней фундамента в плане, слишком тонкие стены, рваная по верхнему обрезу кромка кладки из бута, необходимость большей толщины по теплотехническим соображениям и т. п.).

Иногда целесообразно выполнить цоколь в одной плоскости со стеной, но при этом гидроизоляционный слой остается неприкрытым и выглядит нечетко оформленным. В этом случае есть смысл устроить по верху цоколя выступающий поясок.

На пучинистых грунтах цоколь следует решать в виде железобетонной перемычки между столбчатыми фундаментами. Такой цоколь и в сборном, и в монолитном вариантах не должен опираться непосредственно на грунт. Между ними должно быть свободное пространство высотой 100-150 мм. Если низ цокольной балки находится ниже планировочной отметки или отмостки, зазор между ними по бокам необходимо закрыть или асбестоцементными листами1, или антисептированными досками.

Являясь неотъемлемой частью дома, цоколь участвует в формировании температурно-влажностного режима подпольного пространства и всего дома. В загородных домах часто устраивают дощатые полы на лагах, уложенных по кирпичным столби кам. Под досками образуется теплое подпольное пространство высотой около 250 мм. При большей высоте возрастают тепловые потери, пол становится холоднее, при меньшей - ухудшается вентиляция и усиливаются процессы гниения.

Изнутри цокольного ограждения обязательно следует устраивать теплоизолирующую отсыпку, минераловатную или плитную прокладку. В полах обязательна установка вентиляционных решеток, в противном случае в помещениях будет затхлый воздух. Однако следует иметь в виду, что такая конструкция подполья противопоказана для дач и садовых домиков с эпизодическим режимом эксплуатации. При непостоянном протапливании в зимнее время грунт под домом охлаждается и увлажняется, что может послужить причиной появления сырости в доме и вызвать деформации пола даже на непучинистых грунтах при их промерзании.

В подобных случаях можно рекомендовать утепленное цокольное перекрытие. Высота любого подполья должна позволять осматривать ограждающие конструкции цокольного перекрытия (особенно если оно устроено по деревянным балкам). Минимальное расстояние от планировочной отметки подполья до низа выступающих конструкций перекрытия должно быть не менее 400 мм. При сплошной цокольной стенке обязательно устройство продухов для проветривания подпольного пространства и лаза, иначе деревянное перекрытие обречено на увлажнение и гниение. Для снижения интенсивности поступления влаги из грунта подполье выстилают рубероидом1 с присыпкой гравием или крупным песком слоем 50-70 мм.

Конструкции фундаментов

В последующих нескольких разделах будут рассмотрены некоторые конструкции фундаментов, традиционно применявшиеся в малоэтажном строительстве в России на протяжении многих лет. Они многократно апробированы и выдержали "проверку временем". Если вы не стремитесь к тому, чтобы использовать в своем загородном доме исключительно ультрасовременные и новейшие конструкции, а также только импортные материалы и дорогие решения, то, скорее всего, эти конструкции будут достаточно хороши и для вас

Фундамент с теплым подпольем и кирпичным цоколем

На рис. 4.18 показан фундамент с теплым подпольем и кирпичным цоколем, который опирается на монолитную железобетонную перемычку.

Рис. 4.18. Конструкция фундамента с теплым подпольем и кирпичным цоколем

Фундамент сделан в деревянной, в виде желоба, опалубке, протянутой от столба к столбу, в которую укладывают арматуру из стальных прутков диаметром 8-12 мм. В местах стыка они должны заходить друг на друга не менее чем на 20 см. Связывать их между собой не следует, достаточно загнуть концы прутка крючком.

Очень важную роль в таком фундаменте играет воздушная прослойка высотой 8-10 см между перемычкой и грунтом основания. В ее "обязанность" входит препятствование выпучиванию при замерзании грунта зимой. А чтобы земля не засыпала эту воздушную полость, к перемычке с обеих сторон надо плотно уложить, например, асбоцементные листы (подобрать нужный вид этого материала можно, например, здесь: http://www.str-p.ru/).

Именно в незнании этой особенности кроется самая распространенная ошибка, которую допускают начинающие строители при возведении столбчатых фундаментов. Завершают фундамент двумя рядами гидроизоляции - по перемычке и по верху цоколя. Они необходимы для защиты стен дома от влаги. В том случае, когда в доме предполагается теплый пол, делать цоколь совсем не обязательно. Вместо него можно устроить забирку.

Конструкция фундамента с забиркой

При строительстве относительно легких домов фундаменты чаще всего выполняются столбчатыми, а цокольную часть между столбами заполняют конструкциями, называемыми забиркой. За-бирка выполняется из различных атмосферостойких материалов. При этом следует стремиться к тому, чтобы поверхность цоколя по всему периметру дома была однородной и по форме, и по фактуре.

Минимальная толщина стенки забирки принимается:

П для бутовой кладки--200 мм;

П для кирпичной кладки - 120 мм;

П для армированного бетона - 100-120 мм.

В грунт забирка заглубляется на 200-300 мм. Если грунт пучинистый, под забиркой устраивают песчаную подушку толщиной 150-200 мм. Ширина песчаной подушки должна быть на 200 мм шире забирки. Конструкция фундамента с забиркой показана на рис. 4.19.

Рис. 4.19. Конструкция фундамента с забиркой

Фундаментный столб выводят выше планировочной отметки земли на 45-60 см. По верху его ставят монолитную перемычку и с наружной стороны крепят плоский или волнистый ("волны" располагают вертикально) асбестоцементный лист. Это и есть забирка. Подобный вариант весьма экономичен и особенно хорош для садовых домиков, поскольку не требует кирпича. Для красоты, а также для повышения водостойкости асбестоцементные листы можно отделать масляной краской для наружных работ, предварительно промазав их горячей олифой.

В забирке предусматриваются вентиляционные отверстия (размером 150*150 мм) на расстоянии 150 мм от отмостки по 2-3 шт. с каждой стороны дома. Их располагают одно против другого. На зиму отверстия закрываются пробками. В летнее время продухи должны быть открыты и защищены от проникновения животных решеткой с зазором между прутками не более 30 мм.

Фундамент из асбоцементных труб

Под легкие панельные, щитовые и каркасные дома можно ставить столбчатые фундаменты из асбестоцементных труб диаметром 15-20 см. На них расходуется меньше бетона, они легки и даже изящны. Кроме того, такой фундамент хорошо противостоит пучению грунта, что тоже немаловажно. Именно такой фундамент показан на рис. 4.20.

Рис. 4.20. Конструкция фундамента из асбоцементных труб, заполненных бетоном

Примечание

Цементно-асбестовые трубы - наиболее известный вид асбоцементных изделий. Область применения асбестоцементных труб широка: они используются при изготовлении железобетонных шпал, мостовых конструкций, стоек опор высоковольтных линий электропередач, контактной сети железнодорожного транспорта и освещения, железобетонных напорных и безнапорных труб, а также их используют для бетона, дорожных и аэродромных покрытий. За истекшие годы эта продукция не потеряла своей актуальности, область применения асбестоцементных труб постоянно расширяется. Цементно-асбестовые трубы - перспективный вид продукции широкого назначения, обладающий комплексом ценных свойств: стойкость к коррозии и гниению; высокая прочность и низкая теплопроводность; долговечность. Кроме того, они в несколько раз дешевле аналогичной продукции из других материалов. Например, при использовании асбоцементных труб заборы вокруг дома или участка получатся сравнительно недорогими и долговечными. Можно сделать забор и из асбестовых столбиков, для дополнительной прочности внутрь залить армированный фиброй бетон, а секции забора сделать из досок - сплошным. Несложный монтаж и положительные характеристики материала делают такие виды ограды очень популярными в дачном и жилом строительстве. Вообще, многие отечественные производители утверждают, что вредность асбеста сильно преувеличена. Вред, в основном, приносит попадание длинных и тонких волокон в легкие при значительной их концентрации в воздухе, которое возможно лишь на стадии добычи или сухой переработке асбеста без соблюдения должных мер безопасности. Материалы о том, вреден ли асбест и в чем его вредность, можно найти здесь: http://www.stroynet.ru/articles/izvechnyj-vopros-vreden-li-asbest-109.html, http://www.stroyorbita.ru/arhiv/0107/01-26.htm. Выводы сделайте сами.

Конструкция фундамента из асбоцементных труб довольно проста. На дне ямы уложена железобетонная подушка. Она одновременно служит опорой и анкером для асбестоцементной трубы, плотно заполненной бетоном и арматурой. Длина трубы зависит от глубины заложения фундамента и равна 120-150 см. Арматура должна быть сварена или связана проволокой с арматурой анкера. Поэтому железный каркас вяжут заранее на земле и только перед бетонированием опускают в яму-шурф. Если грунты непу-чинистые, то армирование трубы можно не выполнять. Забирка подполья устраивается здесь точно так же, как и в предыдущем случае.

Можно воспользоваться и таким способом. Возьмите лист кровельного железа и сделайте из него трубу-опалубку диаметром 200 мм с двумя проволочными ручками. Пробурив скважину диаметром 300 мм, вставьте в нее трубу и арматуру. Пространство между опалубкой и стенками скважины заполните песком - он будет выполнять роль "смазки" при вспучивании. Залейте в опалубку 2-3 ведра бетона. Потом, покачивая трубу, припод нимите ее на 300-400 мм. Эту операцию повторяйте до полного заполнения, то есть до необходимой высоты столба фундамента. Таким образом, ваша опалубка должна скользить по скважине, оставляя за собой столб фундамента.

Конструкция плавающего фундамента

Нередко садоводам для освоения предоставляется участок с заболоченными, зыбкими и сильно пучинистыми землями. Что делать в этом случае? Оптимальное решение тут - плавающий фундамент. Он представляет собой железобетонную монолитную плиту, которая свободно лежит на насыпном основании, как показано на рис. 4.21.

Рис. 4.21. Конструкция плавающего фундамента

Размеры и конфигурация ее в плане точно соответствуют габаритам дома. По периметру плиты (с нижней стороны) делают ребра жесткости. Такие же ребра, но меньшей высоты, идут и по всей плоскости, как в продольном, так и в поперечном направлении с шагом около 120 см. Последовательность работ по устройству плавающего фундамента будет такой.

Первым делом насыпают основание из грунта, щебня, крупнозернистого песка (или их смеси) слоем 30-40 см, слегка его увлажняют и хорошо утрамбовывают. Затем из строганых досок собирают опалубку с бортами примерно такой же высоты и укрепляют ее с наружной стороны колышками, вбитыми в землю через 1-1,5 м. После этого в тех местах, где будут проходить ребра жесткости, прокладывают канавки и выстилают их пергамином1, толем2 или рубероидом, чтобы вода из бетона не ушла в грунт. После этого по всему основанию и вдоль канавок равномерно укладывают арматуру (стальные прутки, проволоку любого сечения, обрезки труб, уголки, швеллеры). На ржавчину можно не обращать внимания - она не повлияет на качество железобетона. Теперь площадку (либо всю сразу, либо частями) заливают бетоном.

Верхнюю плоскость трамбуют и длинной доской с ручками на концах выравнивают, проверяя горизонтальность по уровню и добавляя раствор в нужных местах. Работать удобнее вдвоем. Готовую плиту-фундамент закрывают от солнца и дождя толем, рубероидом, мешками и т. п. Спустя две недели по периметру плиты выкладывают кирпичный цоколь, а под внутренними стенами и лагами (балками) пола ставят кирпичные столбики. Они должны находиться над ребрами жесткости.

На какой бы конструкции фундамента вы ни остановили бы свой выбор, не забудьте в цоколе сделать отверстия для вентиляции подполья, иначе не предотвратить появления плесени. Отдушины должны располагаться друг против друга, на высоте 10 - 15 см от земли и иметь размеры не менее 15^15 см.

Гидроизоляция и утепление фундаментов

Проникающая в строительные конструкции влага является серьезной причиной их разрушения. Защита от проникновения воды (гидроизоляция) является важным фактором сохранности и долговечности зданий.

При высоком уровне стояния грунтовых вод возникает опасность проникновения их в подвальные помещения, образования течи и пятен сырости на стенах. Капиллярная влага, поднимающаяся по порам в массиве фундамента и цоколя от влажного грунта, может распространиться и в кладку стен нижних этажей. В случае агрессивности грунтовых вод материалы фундамента и подземных частей здания могут разрушаться. Для защиты здания от грунтовых вод предусматривают меры борьбы с движением грунтовых вод и проникновением атмосферных осадков в грунт основания и устраивают защитную гидроизоляцию от проникновения грунтовой влаги в конструкции здания.

Чтобы предупредить проникновение дождевых и талых вод в подземные части здания, осуществляют планировку поверхности участка под застройку, создавая необходимый уклон для отвода поверхностных вод от здания. Вокруг здания вдоль наружных стен устраивают отмостку из плотных водонепроницаемых материалов (асфальт, асфальтобетон1 и др.).

Для защиты от проникновения грунтовой влаги в конструкции здания при новом строительстве обычно выполняется наружная изоляция конструкций со стороны воздействия воды, а для старой застройки применяют внутреннюю гидроизоляцию в подвальных помещениях.

Выделяют три типа гидроизоляции, соответствующие видам воздействия воды - безнапорная, противонапорная и противо-капиллярная.

П Безнапорная гидроизоляция выполняется для защиты от временного воздействия влаги атмосферных осадков, сезонной верховодки, а также в дренируемых полах и перекрытиях;

П Противонапорная гидроизоляция - для защиты ограждающих конструкций (полы, стены, фундаменты) от гидростатического подпора грунтовых вод;

П Противокапиллярная - для изоляции стен зданий в зоне капиллярного подъема грунтовой влаги.

Устройство гидроизоляции подвалов определяется характером воздействия воды, особенностью дренируемых конструкций и материалов, а также функциональными требованиями к помещениям по эксплуатации, назначению и допустимой влажности. Это влияет на выбор типа и материала изоляции, определяемый необходимыми показателями по водопроницаемости, водостойкости, паропроницаемости и долговечности. Возможности подрядных организаций, сезон и темпы работ также следует учитывать при отборе гидроизоляционных материалов.

Существуют различные методы гидроизоляции наружной поверхности стен: основные - оклеечные, окрасочные, обмазочные, штукатурные, листовые (кессонные) и глиняные, а также специальные - инъекционные, проникающие (пенетрационные), геомембранные пропиточные, шовные, подводные, ликвидации активных течей и др.

Для предохранения стен от капиллярной сырости в фундаментах устраивают гидроизоляцию - горизонтальную и вертикальную (рис. 4.22). По методу устройства различают гидроизоляции: окрасочную, штукатурную (цементную или асфальтную), литую асфальтную, оклеечную (из рулонных материалов) и оболочковую (из металла).

Горизонтальную гидроизоляцию при отсутствии подвалов целесообразно укладывать в уровне бетонной подготовки пола пер вого этажа, на 15-20 см выше уровня отмостки. При наличии подвала гидроизоляцию устраивают также и под полом подвала. Во внутренних фундаментах горизонтальную изоляцию укладывают в уровне обреза фундамента. Конструктивно горизонтальная гидроизоляция чаще всего представляет собой два слоя рубероида или толя на мастике, слой асфальтобетона 10-12 мм или слой цементного раствора толщиной 20-30 мм.

Рис. 4.22. Гидроизоляция фундаментов : а) при напоре грунтовых вод менее 200 мм; б) при напоре 200-1000 мм; в) при напоре свыше 1000 мм; 1 - рулонная гидроизоляция; 2 - окрасочная гидроизоляция (промазка горячим битумом за 2 раза);

3 - оклеечная гидроизоляция; 4 - защитная стенка из глиняного кирпича-сырца; 5 - стеклоткань;

6 - деформационный шов; 7 - мятая глина;

8 - пол подвала; 9 - стяжка; 10 - железобетонная плита;

11 - пригрузочный слой из бетона; 12 - подготовка

Вертикальную гидроизоляцию устраивают для защиты стен подвала. Тип гидроизоляции зависит от влажности грунта. При сухих грунтах можно ограничиться двухразовой обмазкой горячим битумом. При сырых грунтах устраивают цементноизвестковую штукатурку, после просушки которой производят обмазку битумом за 2 раза или оклейку рулонными материалами. Следует обращать особое внимание на обеспечение совместности работы всех видов гидроизоляции.

При высоком расположении горизонта грунтовых вод (выше пола подвала) могут требоваться специальные меры усиления конструкции фундаментов и гидроизоляции, вплоть до устройства герметических оболочек из полимерных пленок или металлических листов. Одновременно проводят меры по понижению уровня грунтовых вод - дренирование и тому подобные мероприятия.

Утепление стен подвалов и перекрытий над ними

Достаточно часто фундаменты совмещают со стенами подвалов. Их надежная эксплуатация может быть обеспечена только при наличии теплоизоляции наружных конструкций, соприкасающихся с грунтом. Необходимость утепления обусловлена тем, что потери тепла через подземную часть коттеджа в некоторых случаях составляют до 20% от общих тепловых потерь. При наличии отапливаемого подвального помещения теплоизоляция защитит стены подвала от промерзания, поможет предотвратить образование конденсата, появление сырости и развитие плесени.

Следует отметить, что утепление подземной части дома позволяет ликвидировать или существенно уменьшить воздействие на фундамент сил морозного пучения, что особенно важно при строительстве коттеджей в районах центральной части России, где около 80% всех грунтов (глины и суглинки) относятся к категории пучи-нистых. При их промерзании на фундамент, находящийся в грунте, начинают действовать силы морозного пучения, приводящие к деформации оснований и ограждающих конструкций.

Утепление стен неотапливаемых подвалов, на первый взгляд, лишено практического смысла, но это не совсем так. Дело в том, что в центральной части России температура грунта на глубине 2 м никогда не опускается ниже 5-10 °C, поэтому правильно выполненная теплоизоляция стен подвального помещения позволяет в зимний период поддержать температуру 5-10 °C без дополнительного отопления.

Значительные потери тепла происходят и через цокольные перекрытия, расположенные над неотапливаемыми подвалами и подпольями. В этом случае от качества теплоизоляции зависят не только затраты на отопление дома, но и возможность создания комфортной среды обитания. Длительный контакт ног с холодной поверхностью способен вызвать общее переохлаждение организма, что, в свою очередь, способствует развитию различных простудных заболеваний, поэтому температура пола должна быть не более чем на 2 °C ниже температуры воздуха в помещении. Это условие выполнимо лишь при хорошей теплоизоляции, поэтому необходимо обратить особое внимание на теплоизоляцию перекрытия первого этажа и проследить, чтобы его теплозащитные характеристики были достаточно высокими.

При утеплении перекрытий над холодными подвалами и подпольями следует учитывать, что через них, как и через все ограждающие конструкции, разделяющие зоны теплого и холодного воздуха, происходит диффузия водяных паров. Для защиты утеплителя от увлажнения его необходимо изолировать слоем пароизоляционного материала, но в отличие от чердачных перекрытий, пароизоляция располагается над утеплителем (а не под ним), т. к. водяные пары диффундируют из теплых (верхних) помещений в более холодные (нижние).

Чтобы предотвратить увлажнения утеплителя перекрытий и избежать появления сырости, грибка и плесени, необходимо обеспечить вентиляцию подполья и подвалов. С этой целью устраиваются специальные отверстия и продухи, через которые водяные пары будут удаляться наружу с вентиляционным воздухом.

Не следует забывать и о гидроизоляции стен и пола подвала. Весной в результате таяния снегового покрова уровень грунтовых вод значительно поднимается и достигает поверхности земли, поэтому гидроизоляцию стен подвала рекомендуется выполнять на всю их высоту.

При теплых подвалах производят утепление цоколя. Цокольная часть здания находится в достаточно неблагоприятных влажностных условиях: она постоянно соприкасается с грунтом и увлажняется дождем, талыми водами и брызгами капель, падающих с крыши. По этой причине для утепления цоколя используют материалы, имеющие нулевое водопоглощение и способные сохранять теплозащитные свойства во влажной среде. Этим требова ниям полностью удовлетворяют экструзионные пенопласты, имеющие замкнутые поры.

В табл. 4.2 приведены технологические мероприятия, позволяющие обеспечить защиту ограждающих конструкций холодных и теплых подвалов от увлажнения и отсыревания.

Таблица 4.2. Технологические мероприятия, обеспечивающие защиту конструкций холодных и теплых подвалов от увлажнения и отсыревания

Таблица 4.2 (продолжение)

Таблица 4.2 (окончание)

Цокольные перекрытия над холодными подпольями могут быть балочными и плитными. Для их утепления, как правило, используют различные стекловолокнистые или минераловатные теплоизоляционные материалы.

При утеплении плитных цокольных перекрытий теплоизоляцию укладывают на несущие плиты, располагая ее между лагами, установленными на железобетонную плиту через прокладки из рубероида, гидроизола1 или другого гидроизоляционного материала (рис. 4.23).

Толщина утеплителя определяется в зависимости от теплозащитных свойств по коэффициенту теплопроводности материала X (табл. 4.3).

Поверх утеплителя устраивают пароизоляцию, препятствующую увлажнению теплоизоляции водяными парами внутреннего воздуха. Полотнища пароизоляционного материала раскатывают с перехлестом не менее 100 мм, после чего швы проклеивают специальной лентой или скотчем для обеспечения герметичности. При использовании фольгированных пароизоляционных материалов их устанавливают блестящей поверхностью в сторону теплого помещения. В этом случае между пароизоляцией и основанием пола нужно предусмотреть небольшую воздушную прослойку.

Таблица 4.3. Определение толщины утеплителя при утеплении плитных цокольных перекрытий

Коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/(м*°С)

0,035

0,04

0,044

0,045-

0,046

0,047-

0,049

0,0

5

Толщина утеплителя, мм

130

150

160

170

180

190

Рис. 4.23. Утепление плитных цокольных перекрытий:

1 - плита перекрытия; 2 - прокладка из рубероида или гидроизола;

3 - деревянная лага; 4 - утеплитель; 5 - пароизоляционный материал; 6 - половые доски или основание пола

При теплоизоляции перекрытий необходимо позаботиться об устранении "тепловых мостиков". На рис. 4.24 показано устранение "теплового мостика" в месте стыка с наружной стеной здания.

На рис. 4.25 показано устранение "теплового мостика" в месте стыка перекрытия с внутренней разделительной стеной.

Рис. 4.24. Теплоизоляция бетонного перекрытия сверху, устранение "теплового мостика" в месте стыка с наружной стеной здания:

1 - бетонное перекрытие; 2 - гидроизолирующая перемычка;

3 - наружная стена (каменная или кирпичная кладка); 4 - внутренняя штукатурка; 5 - теплоизолирующие плиты; 6 - наружная штукатурка поверх армирующего материала; 7 - теплоизоляция цоколя;

8 - штукатурка цоколя; 9 - теплоизоляция подвального перекрытия; 10 - плавающая стяжка с напольным покрытием;

11 - монтажный профиль WDVS к цоколю

Рис. 4.25. Теплоизоляция подвального перекрытия с верхней стороны, с одновременным устранением "теплового мостика" в области стыка с внутренней разделительной стеной: 1 - внутренняя стена;

2 - внутренняя штукатурка; 3 - пол с плавающей стяжкой;

4 - бетонное перекрытие; 5 - по желанию: дополнительная теплоизоляция места стыка перекрытия с внутренней разделительной стеной с целью устранения "теплового мостика"

Все типы перекрытий можно теплоизолировать и с нижней стороны, если конструкция перекрытия и тип теплоизоляционной системы сбалансированы между собой. На бетонные перекрытия с гладкой нижней стороной теплоизолирующие плиты можно наклеить непосредственно на поверхность и закрепить при помощи шпонок. Можно к существующей подшивке потолка с помощью тонких деревянных реек прикрепить пароизоляционный материал, обеспечивая перехлест полотнищ на 100 мм. Затем монтируют деревянные бруски с шагом, соответствующим размеру утеплителя. Плиты утеплителя устанавливают в распор между брусками и закрепляют деревянными рейками или проволочной сеткой. Со стороны подвала потолок можно обшить досками или оштукатурить по сетке. Если под перекрытием нет бытовых помещений, то от обшивки можно и отказаться. Как правило, такой подход к теплоизоляции выгоден по ценам.

Для всех видов балочных перекрытий, вне зависимости от того, какие используются балки - деревянные, стальные или железобетонные, часто бывает удобно соорудить опорную конструкцию и заполнить зазор между перекрытием и этой конструкцией теплоизолирующим материалом. Если по нижней стороне перекрытия проходят трубопроводы, их лучше всего скомбинировать с подвесным перекрытием (рис. 4.26) и теплоизолировать зазор теплоизолирующими матами или заполнить его хлопьями. Если теплоизолирующие маты наклеиваются под перекрытием, в них необходимо с высокой точностью прорезать пазы для укладки трубопроводов. Покрытие теплоизоляцией отводящих трубопроводов большого диаметра занимает много времени. При установке теплоизоляции под подвальным перекрытием создается возможность улучшить уровень противопожарной защиты, при том условии, что все используемые строительные материалы удовлетворяют требованиям пожарной безопасности.

Как и при теплоизоляции сверху, при теплоизоляции подвальных перекрытий снизу также необходимо уделять внимание устранению "тепловых мостиков" в местах стыка между перекрытием и стенами. На рис. 4.27 показано, как осуществляется теплоизоляция подвальных перекрытий с нижней стороны с одновременным устранением "теплового мостика" в местах стыка с разделительной стеной.

Рис. 4.26. Подвесная конструкция под перекрытием из деревянных балок с проведением трубопровода через слой теплоизоляции (поперечный разрез): 1 - дощатый пол; 2 - балки перекрытия;

3 - засыпка; 4 - слой под штукатурку; 5 - штукатурка (стыки герметично заделаны); 6 - система подвесок; 7 - упругие рейки; 8 - теплоизоляция; 9 - гипсокартон; 10 - трубопровод

Рис. 4.27. Теплоизоляция подвального перекрытия снизу, при одновременном устранении "теплового мостика" в месте стыка перекрытия с разделительной стеной: 1 - разделительная стена;

2 - внутренний слой штукатурки; 3 - бетонное перекрытие;

4 - покрытие пола с плавающей стяжкой; 5 - теплоизоляция под бетонным перекрытием; 6 - дополнительная теплоизоляция стыков разделительной стены

Рис. 4.28. Теплоизоляция подвального перекрытия и ликвидация "теплового мостика" в месте стыка с наружной стеной: 1 - наружная стена (каменная или кирпичная кладка); 2 - внутренняя теплоизоляция наружной стены на первом этаже; 3 - пароизоляционная прокладка;

4 - инсталляционный промежуток; 5 - внутренняя обшивка со стороны помещения; 6 - стяжка и напольное покрытие; 7 - изолирующий слой для защиты от ударного шума; 8 - бетонное перекрытие;

9 - теплоизолирующие плиты под перекрытием; 10 - дополнительная теплоизоляция наружной стены подвального помещения (опускается ниже уровня земли); 11 - герметизация и штукатурка цоколя

Рис. 4.29. Вентиляция подвала: 1 - покрытие пола из досок;

2 - пароизоляция; 3 - теплоизоляция; 4 - плита перекрытия;

5 - деревянные лаги; 6 - вентиляционный продух; 7 - утепление стены

На рис. 4.28 показано, как осуществляется теплоизоляция подвальных перекрытий с нижней стороны с одновременным устранением "теплового мостика" в месте стыка с наружной стеной здания.

Для вентиляции подвала устраивают отверстия размером от (100x100) до (150x150) мм, располагая их по периметру цокольной части здания через каждые 4-5 м (рис. 4.29). Влага будет иметь возможность испариться наружу, и в подвале не появятся плесень и запах сырости.

Утепление цоколя

Цоколь - это верхняя часть фундамента, выступающая над поверхностью земли приблизительно на 0,5 м, на которую, как правило, опирается перекрытие первого этажа.

В цоколе устраивают горизонтальную гидроизоляцию, препятствующую капиллярному подъему влаги, вызывающему увлажнение стены и цокольного перекрытия. Цоколь находится в условиях постоянного увлажнения, поэтому для его возведения используют плотные материалы - блоки из тяжелого бетона, обожженный кирпич и т. п. Для облицовки применяют каменные плиты, керамическую плитку или штукатурный раствор на цементной основе, а в качестве утеплителя (при наличии отапливаемого подвала) чаще всего применяют экструдированный пе-нополистирол, который имеет близкое к нулю водопоглощение и высокие теплоизоляционные характеристики во влажной среде. К теплозащите цоколя предъявляют те же требования, что и к наружным стенам: сопротивление теплопередаче наружной части цоколя должно быть не менее 3,16 (м2х°С)/Вт. Толщина утеплителя принимается в соответствии с данными табл. 4.4.

Таблица 4.4. Требования к теплозащите цоколя

Коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/(м*°с)

0,03

0,035

0,04

0,045

Толщина утеплителя, мм

90

110

120

130

Рис. 4.30. Утепление цоколя: 1 - фундамент; 2 - вертикальная гидроизоляция подвала; 3 - клеящая мастика; 4 - экструдированный пенополистирол; 5 - армирующая сетка; 6 - наружный штукатурный слой; 7 - уплотняющая лента; 8 - дренажный слой (гравий);

9 - горизонтальная гидроизоляция; 10 - плита цокольного перекрытия

Рис. 4.31. Защита утеплителя цоколя от воздействия окружающей среды: 1 - система наружного утепления стены; 2 - цокольная штукатурка; 3 - экструдированный пенополистирол;

4 - гидроизоляция фундамента; 5 - гравий;

6 - гидроизоляция битумной мастикой

При утеплении цоколя теплоизоляционный материал располагают с наружной стороны (рис. 4.30).

Для монтажа пенополистироловых плит следует использовать клеи и мастики, не содержащие компонентов, растворяющих полистирол (ацетон и т. п.). Горячие битумные мастики также непригодны для крепления этого материала.

Установленные плиты экструдированного пенополистирола с наружной стороны должны быть защищены от разрушительного воздействия окружающей среды и, в частности, солнечных лучей слоем штукатурки по сетке. Можно использовать как тонкие сетки из стекловолокна, так и металлические. Наружный штукатурный слой не должен контактировать с влажным грунтом. Для этого удаляют грунт, прилегающий к цоколю, штукатурку, находящуюся ниже уровня земли, защищают от влаги битумной мастикой, а образовавшуюся выемку засыпают гравием (рис. 4.31).

Утепление стен подвалов и фундаментов

При строительстве дома целесообразно провести утепление стен подвала. Теплоизоляция отапливаемых подвалов позволяет значительно снизить неоправданные потери тепла, а утепление неотапливаемых подвалов дает возможность круглый год поддерживать постоянную температуру 5-10 °C, а также исключить образование конденсата на внутренних поверхностях заглубленного помещения в летнее время. Дело в том, что летом температура поверхности стен, граничащих с грунтом, часто оказывается ниже точки росы, поэтому при попадании на них теплого воздуха создаются условия для выпадения конденсата, развития плесени, гнили и появления неприятного запаха. Наиболее подходящим материалом для утепления стен подвалов являются плиты из экструдированного пенополистирола, которые крепятся к наружной поверхности стен поверх гидроизояционного слоя. Для приклеивания плит применяют битумную мастику МБК-Г-75, битум нефтяной БН-70/30 или БН 90/10 и другие клеящие составы, не содержащие ацетона и растворителей, разрушающих материал утеплителя. Монтаж утеплителя начинают не ранее чем через 5-7 дней после окончания гидроизоляционных работ; этого времени вполне дос таточно для полного испарения растворителей, содержащихся в гидроизоляционном составе.

При водонасыщенных грунтах рекомендуется устроить дренаж для отвода воды от подвала. Дренажные трубы укладывают ниже уровня пола подвала на подушку из гравия с уклоном 3-5% и засыпают слоем гравия. Вода просачивается через гравий и попадает в дренаж, а затем в специальный колодец или канализацию. Для предотвращения заиливания или засорения частичками грунта гравий защищают специальным фильтрующим геотекстильным материалом1.

Геотекстиль хорошо пропускает воду, но задерживает частицы грунта и глины, благодаря чему дренажная система долгое время

Рис. 4.32. Устройство дренажа для отвода воды от подвала:

1 - стена подвала; 2 - клеящая мастика; 3 - экструдированный пенополистирол; 4 - дренажная плита; 5 - грунт; 6 - геотекстиль; 7 - гравий; 8 - дренажная труба не засоряется. Со стороны грунта экструдированный пенополисти-рол защищают специальными дренажными плитами, после чего выемку вновь заполняют грунтом, предварительно удалив из него крупные камни и металлические предметы (рис. 4.32).

При высоком уровне стояния грунтовых вод для утепления подвалов желательно применять пенопластовые плиты, имеющие профилированный край со ступенчатой кромкой. В этом случае приклеивание утеплителя должно производиться не точечно, а по всей поверхности.

Утепление фундамента по периметру дома

Много неприятностей владельцам домов доставляют трещины в стенах и перекосы ограждающих конструкций, которые обычно появляются в весенний период. Это неприятное явление обусловлено деформацией фундаментов, вызванной силами морозного пучения грунта. Суглинки и глины сильно подвержены морозному пучению. Они хорошо впитывают воду, которая, замерзая, увеличивается в объеме, что влечет за собой увеличение объема грунта, находящегося под фундаментом. В результате этих процессов возникают усилия, выталкивающие фундамент из грунта. Помимо этого, во время таяния водонасыщенные глинистые грунты становятся более пластичными и менее прочными. Это вызывает просадку фундаментов и, как следствие, перекосы стен и появление трещин.

Мероприятия, направленные на уменьшение воздействия сил морозного пучения, предусматривают устройство под фундаментом песчаной подушки. Для этого на дно выемки глубиной 400- 500 мм, отрытой по периметру дома, насыпают слой песка толщиной 200 мм, после чего на утрамбованный песок почти горизонтально (с небольшим уклоном от стены или фундамента) укладывают плиты экструдированного пенополистирола. Исходя из того, что глубина промерзания грунта в Подмосковье составляет примерно 1,4 м, рекомендуемая ширина теплоизоляционного материала должна быть не меньше чем 1,2-1,4 м.

Не следует забывать, что уровень потерь тепла через наружные углы значительно превышает тепловые потери через плоские поверхности, поэтому в зоне углов толщина слоя утеплителя должна быть в 1,4-1,5 раз большей, чем вдоль стен. Сверху уте плитель засыпают слоем песка толщиной не менее 300 мм.

Эта технология может быть рекомендована и для утепления подвала. Если возникла необходимость переоборудовать холодное помещение подвала в отапливаемое, совсем не обязательно отрывать грунт на всю глубину фундамента и оклеивать его утеплителем. Достаточно уложить теплоизоляционный материал указанным способом, и подвал будет защищен от излишних потерь тепла и сил морозного пучения.

Фундаменты нового поколения

KNAUF Embase - высокоэффективная система устройства фундамента, к основным преимуществам которой относятся:

П снижение затрат на устройство фундамента;

П уменьшение продолжительности работ;

П снижение затрат на отопление здания;

П высокий уровень комфорта и технологичности.

Рис. 4.33. Утепление внешних стен фундамента с подвальным помещением: 1 - щебеночная подготовка; 2 - конструкция пола;

3 - утепление наружной стены; 4, 5 - утеплитель; 6 - гидроизоляция; 7 - кольцевой дренаж (трубы перфорированные);

8 - песочно-гравийная сместь или песок

Рис. 4.34. Утепление внешних стен фундамента с утепленным полом по грунту: 1 - щебеночная подготовка; 2 - конструкция пола;

3 - утепление наружной стены; 4, 5 - утеплитель; 6 - гидроизоляция;

7 - кольцевой дренаж (трубы перфорированные);

8 - песочно-гравийная сместь или песок

Схемы, представленные на рис. 4.33 и 4.34, имеют ознакомительный характер. В каждом конкретном случае необходим расчет специалиста. За дополнительной информацией обращайтесь в офис компании (http://tinyurl.com/6enquj6).

Технология утепления и дренажа фундамента

П Выполняется гидроизоляция фундаментных стен, включая подошву фундамента;

П KNAUF Therm 5 (подробнее см. http://tinyurl.com/5sxpgf3) крепится на битумный клей (например, Битумаст ) либо непо

1 Подробнее см. http://www.bitumast.com/prod.html.

средственно на гидроизоляцию фактурной поверхностью к стене. В случае использования клея достаточно 5 точек приклеивания на лист;

П Плиты приклеиваются от уровня подошвы фундамента до уровня не менее 15 см от уровня грунта;

П Плиты стыкуются благодаря ступенчатой кромке ("четверти") по всему периметру плит;

П Дренажные отверстия расположены вертикально, поэтому монтаж плит осуществляется в вертикальном положении!

П Геотекстиль ("дорнит" и пр.) служит для недопущения засорения дренажных канавок материалом обратной засыпки и располагается со стороны грунта;

П Установка труб пристенного дренажа осуществляется стандартным методом.

Над поверхностью земли теплоизоляция защищается слоем штукатурки либо приклеиванием камня, плитки, листов ЦСП (цементно-стружечных плит)1 или панелей наподобие "КНАУФ-Аквапанель Наружная"2 и т. д.

Устройство малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах

Фундаменты мелкого заложения (ФМЗ) используются в отапливаемых и неотапливаемых одно- и двухэтажных жилых и общественных зданиях. К таким конструкциям относятся фундаменты на грунтовой подушке, подошва которых закладывается на глубину 0,4 м - в отапливаемых зданиях и на 0,3 м - в неотапливаемых, а также под отдельно стоящие опоры.

Во избежание деформации фундамента при сезонном промерзании грунта предусматривают устройство теплоизоляции из пенополистирольных плит KNAUF Therm® Floor1 и формованного пенополистирола KNAUF Therm® 5, позволяющей уменьшить глубину сезонного промерзания грунта под подошвой фундамента и тем самым обеспечить расположение границы промерзания в слое непучинистого грунта - грунтовой подушке, выполняемой в отапливаемых зданиях и в отдельных опорах - под слоем теплоизоляции, на которой опирается фундамент.

В отапливаемых зданиях теплоизоляцию размещают вертикально по внешней поверхности фундамента и цокольной части стены на высоту не менее 1 м от подошвы фундамента толщиной 5, и горизонтальной шириной Dh и толщиной 5h, а также толщиной 5с и длиной Lc по углам здания (рис. 4.35 и 4.36).

В неотапливаемых зданиях теплоизоляция из плит формованного пенополистирола KNAUF Therm® 5 в 1 F и пено -полистирольных плит KNAUF Therm® Floor выполняется толщиной 5h только горизонтальной под подошвой фундамента в пределах всей площади здания с выступом за его контур на ширину Dh (рис. 4.37). Под отдельно стоящий или ленточный фундамент теплоизоляция выполняется также горизонтальной толщиной 5h с выступом за его контур на ширину Dh (рис. 4.38).

Рис. 4.35. Схема укладки и параметры теплоизоляции в фундаментах отапливаемых зданий с теплоизоляцией пола:

1 - фундамент; 2 - стена здания; 3 - пол здания;

4 - горизонтальная теплоизоляция (KNAUF Therm® Floor / KNAUF Therm® 5 в 1 F); 5 - вертикальная теплоизоляция (KNAUF Therm® Floor / KNAUF Therm® 5 в 1 F);

6 - защитное покрытие; 7 - песчаная подготовка под отмостку;

8 - асфальтовая или бетонная отмостка; 9 - непучинистый грунт; 10 - дренаж; 11 - теплоизоляция пола

Рис. 4.36. Схема укладки и параметры теплоизоляции в фундаментах отапливаемых зданий без теплоизоляции пола:

1 - фундамент; 2 - стена здания; 3 - пол здания;

4 - горизонтальная теплоизоляция; 5 - вертикальная теплоизоляция; 6 - защитный слой; 7 - песчаная подготовка под отмостку;

8 - асфальтовая или бетонная отмостка;

9 - непучинистый грунт; 10 - дренаж

Рис. 4.37. Схема укладки и параметры теплоизоляции в фундаментах неотапливаемых зданий: 1 - фундамент; 2 - стена здания;

3 - пол здания; 4 - горизонтальная теплоизоляция;

5 - асфальтовая или бетонная отмостка;

6 - песчаная подготовка под отмостку;

7 - непучинистый грунт; 8 - дренаж

Рис. 4.38. Схема укладки и параметры теплоизоляции в фундаментах отдельно стоящих опор: 1 - опора; 2 - фундамент;

3 - теплоизоляционный слой; 4 - песчано-гравийная смесь;

5 - водоупорный слой

Технические решения утепления стен подвала от Сен-Гобен Изовер

На рис. 4.39 и 4.40 представлены варианты технического решения утепления подвала от фирмы Сен-Гобен Изовер (http://www.isover.ru), где 1 - несущая часть стены; 2 - отделочный штукатурный слой; 3 - теплоизоляция из стекловолокнистых плит ISOVER OL-E; 4 - горизонтальная гидроизоляция из цементно-песчаного раствора М 50; 5 - клеевой слой для крепления теплоизоляции; 6 - перекрытие над подвалом; 7 - дюбели для крепления внутреннего слоя, гидроизоляции из битумнополимерного рулонного материала; 8 - двухслойная рулонная гидроизоляция из битумно-полимерного материала; 9 - защитная стенка из кирпича толщиной 120 мм; 10 - отмостка; 11 - бортовой камень; 12 - пол подвала; 13 - теплоизоляция из стекловолокнистых плит ISOVER SKL; 14 - опорный профиль; 15 - облицовка цоколя; 17 - крупный песок; 18 - дренажная труба.

Рис. 4.39. Вариант с поверхностным сбросом воды и защитной гидроизоляцией кирпичной кладки

Рис. 4.40. Вариант с дренажем и защитной гидроизоляцией кирпичной кладки

Заключение

Итак, в этой главе мы рассмотрели один из вопросов первостепенной важности - конструкции подземных частей здания, их защиту от промерзания грунта, вопросы гидроизоляции и утепления. Сначала были рассмотрены традиционные для России решения, апробированные и доказавшие свою жизнеспособность, а в заключение - новые, высокотехнологичные конструкции от таких лидеров строительного рынка, как Knauf и Isover. После планирования и возведения фундамента можно приступать к возведению самого дома. В следующей главе будут рассмотрены конструкции стен и фасадов.

Глава 5

Стены и фасады

Современные наружные стены должны отвечать целому ряду самых общих требований, а именно: по прочности и устойчивости; по долговечности, соответствующей классу здания; по огнестойкости1; по теплопроводности; по защите от шума; по паро-проницанию2; по сейсмической стойкости (в сейсмически активных районах)3; по архитектурной выразительности.

В процессе проектирования необходимо учитывать в качестве исходных данных следующие реальные природно-климатические условия строительства и другие исходные предпосылки:

П характеристики здания (назначение, этажность, температурновлажностный режим, степень огнестойкости и т. д.);

П расположение здания в системе застройки, планировки и благоустройства территории;

П климатические факторы района строительства (температура наружного воздуха зимой и летом, инсоляция, атмосферные осадки, скорость ветра);

П номенклатуру имеющихся строительных материалов для устройства крыши, а также технические возможности строительно-монтажных организаций;

П особые условия строительства (сейсмические условия, длительно мерзлые грунты, просадочные грунты1, подрабатываемые территории2);

П финансовые возможности заказчика.

Классификация стен

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.

Деформационные швы

Здания большой протяженности подвержены деформациям под влиянием колебаний температуры наружного воздуха в течение года, неравномерных осадок грунта основания, сейсмических явлений и других причин. Во всех этих случаях в стенах, перекрытиях, покрытиях и других частях здания могут появиться трещины, резко снижающие прочность и эксплуатационные качества здания. Для предупреждения появления трещин в несущих и ограждающих конструкциях предусматривают деформационные швы, разрезающие здание на отсеки. В зависимости от назначения применяют следующие деформационные швы: температурные, осадочные, антисейсмические и усадочные.

Температурные швы делят здание на отсеки от уровня земли до кровли включительно, не затрагивая фундамента, который, находясь ниже уровня земли, испытывает температурные колебания в меньшей степени и, следовательно, не подвергается существенным деформациям. Расстояние между температурными швами принимают в зависимости от материала стен и расчетной зимней температуры района строительства. Температурные швы делают в стенах большой протяженности, чтобы исключить появление трещин при высокой температуре или при разбухании искусственного камня. Такие швы представляют собой зазоры между бетоном шириной 30-50 мм и кирпичными стенами, начиная от фундамента и до самого верха стены. Швы конопатят паклей и заделывают раствором.

Отдельные части здания могут быть разной этажности. В этом случае грунты основания, расположенные непосредственно под различными частями здания, будут воспринимать разные нагрузки. Неравномерная деформация грунта может привести к появлению трещин в стенах и других конструкциях здания. Другой причиной неравномерной осадки грунтов основания сооружения могут быть различия в составе и структуре основания в пределах площади застройки здания. Тогда в зданиях значительной протяженности даже при одинаковой этажности могут появиться осадочные трещины. Во избежание появления опасных деформаций в зданиях устраивают осадочные швы. Эти швы, в отличие от температурных, разрезают здания по всей их высоте, включая фундаменты.

Если в одном здании необходимо использовать деформационные швы разных видов, их по возможности совмещают в виде так называемых температурно-осадочных швов.

Антисейсмические швы применяются в зданиях, строящихся в районах, подверженных землетрясениям. Они разрезают здание на отсеки, которые в конструктивном отношении должны представлять собой самостоятельные устойчивые объемы. По линиям антисейсмических швов располагают двойные стены или двойные ряды несущих стоек, входящих в систему несущего остова соответствующего отсека.

Усадочные швы делают в стенах, возводимых из монолитного бетона различных видов. Монолитные стены при твердении бетона уменьшаются в объеме. Усадочные швы препятствуют возникновению трещин, снижающих несущую способность стен. В процессе твердения монолитных стен ширина усадочных швов увеличивается; по окончании усадки стен швы наглухо заделывают.

Рис. 5.4. Типы зданий, в которых на практике устраиваются деформационные швы: а) разноэтажные, б) со сложной формой фундамента, в) с пристройками на отдельных фундаментах, г) с подземными гаражами, д) большой протяженности

Типы зданий, в которых на практике устраивают деформационные швы, представлены на рис. 5.4.

При устройстве гидроизоляции заглубленной или подверженной постоянному давлению воды части конструкции следует уделить особое внимание гидроизоляции деформационного шва, а соответственно, и выбору материалов, необходимых для данного вида работ.

Любой из используемых материалов должен отвечать ряду требований, основными из которых являются водонепроницаемость и способность компенсировать возникающие в шве деформации. Так же следует уделить внимание сроку службы материалов, адгезии к бетону, применимости на конкретном объекте, способности работать в агрессивных средах, выдерживать давление воды и другим показателям.

В заглубленных и гидротехнических сооружениях, за счет высоких поперечных нагрузок на шов от грунта и грунтовых вод, деформационные швы работают в более сложных условиях, и применение стандартных схем герметизации не достаточно. Решать такие задачи возможно путем применения комплекса материалов.

На данный момент успешно применяются два класса систем, позволяющих решать задачу герметизации деформационных швов. Основным различием между ними является принцип компенсации деформаций:

П За счет использования эластичного материала;

П За счет использования гибкого материала.

В схеме компенсации деформаций за счет использования эластичного материала (рис. 5.5) деформации компенсируются за счет эластичных свойств герметика. Использование данной схемы позволяет эффективно решать задачи по гидроизоляции деформационных швов, не прибегая к существенным финансовым затратам. Однако следует учесть, что данная схема применима в швах с деформативностью1 15-20%.

Рис. 5.5. Компенсации деформаций за счет использования эластичного материала

Используемые материалы:

П Пенетрон1 - гидроизоляционный материал проникающего действия. Использование данного материала необходимо для защиты участка сцепления герметика с бетоном от влаги, которая может поступать к адгезионному слою через капилляры бетона и, тем самым, отслаивать герметик.

П Лепта-12А (http://www.sazi.ru/germetic/) в данной схеме является основным гидроизоляционным материалом. Лепта-12А - двухкомпонентный эластичный герметик, специально разработанный для работы в деформационных швах. Материал обладает высокой адгезией к бетону, прочностью и способен работать в постоянном контакте с грунтовыми водами, слабоагрессивными средами, выдерживать статические и динамические нагрузки. Конструкция деформационного шва, имеющая название "Лас-тина-С" (рис. 5.6), получила широкое применение в строительном комплексе России и стран СНГ. Основными отличительными особенностями "Ластины-С" является возможность ее применения в деформационных швах с практически любыми деформациями, высокая химическая стойкость, возможность использования как при новом строительстве, так и при ремонте.

Рис. 5.6. Конструкция деформационного шва "Ластина-С"

Герметизация стыков, швов и трещин строительных конструкций

Местами протечек в бетонных конструкциях, как правило, являются стыки, технологические и подвижные деформационные (температурные и осадочные) швы, а также отверстия в стенах для пропуска коммуникаций. Герметизация стыков, швов и трещин строительных конструкций изображена на рис. 5.7-5.9.

Рис. 5.7. Герметизация швов

Рис. 5.8. Схема межпанельного стыка:

1 - наружная стеновая панель; 2 - герметик; 3 - заполнитель;

4 - лента воздухо-изоляционная самоклеящаяся; 5 - теплоизоляция; 6 - монтажный цементно-песчаный раствор; 7 - внутренняя панель

Рис. 5.9. Герметизация межпанельных стыков:

1 - герметик твердеющий; 2 - прокладка упругая;

3 - мастика нетвердеющая; 4 - пенозаполнитель;

5 - цементно-песчаное заполнение; 6 - лента синтетическая

Таблица 5.2. Материалы для герметизации стыков панелей

Наименование материала и технические условия

Свойства

Показатели

Плотность, кг/м3

Адгезионные свойства, кг/см2

Водопогло- щение за сутки, %

Температура эксплуатации,

°С

Способ нанесения на изделие

Примерный расход на 1 пог. м шва, кг

Прокладки упругие

Гернит, ПРП1, ГОСТ 19177-81

400-

700

Отсутст вуют

3,0

От -40 до +70

Укладка, закатка

0,60

Таблица 5.2 (продолжение)

Наименование материала и технические условия

Свойства

Показатели

д"

т

Н

ок л

с

Адгезионные свойства, кг/см2

Водопогло- щение за сутки,%

Температура эксплуатации,

°С

Способ нанесения на изделие

Примерный расход на 1 пог. м шва, кг

Прокладки упругие

Поризол, ВИЛАТЕРМ-С, ТУ6-05-221-653-84 +

+ мастика изол

250-

400

То же

1,0

От -40 до +80

Укладка и закатка с приклейкой

0,50

Самоклеящаяся воздухозащитная лента

Герлен-Д ТУ 400-1-165-79

>1,0

<0,01

От -40 до +60

Наклей ка

0,4 (при ширине 100 мм)

Тиоколовые герметики1

У-300М, ГОСТ 13489-79, цвет - черный

1200

1,5

0,01-

0,5

От -40 до +70

Шпри цем, шпате лем

0,35

АМ-1,

ТУ 84-246-85,

цвет - светлосерый

1100

2-4

0,01

От -40 до +70

То же

0,1

УТ-31, ГОСТ 13489-79, цвет - черный

1200

1,5

0,5-

1,0

От -60 до +80

То же

0,1

Таблица 5.2 (окончание)

Наименование материала и технические условия

Свойства

Показатели

ь,

т

Н

ок л

П

Адгезионные свойства, кг/см2

Водопогло- щение за сутки,%

Температура эксплуатации,

°С

Способ нанесения на изделие

Примерный расход на 1 пог. м шва, кг

Пластины полиизобутиленовые1

УМС-50, ГОСТ 14791-91

1100-

1500

>0,5

0,5

От -50 до +50

То же

0,7

МПС ГОСТ 14791-91

1300

Хоро шие

0

От -30 до +70

То же

0,6

Кремнийорганические герметики

Эласто-сил 11-06

ТУ 6-02-775-76

180

6,5-10

0,1

От -30 до +200

То же

0,38

Синтетическая смола

ЛТ-1,

ТУ-38.4 034 8484

Хоро шие

От -60 до +60

Шпри цем, шпате лем

Вспененная синтетическая смола

Пенополиуретан, Рипор-6Т НД

30-50

1,5-2

<0,01

От -50 до +50

Напы ление

0,15-

0,2

Таблица 5.3. Требования к гидроизоляционным материалам для капитальных сооружений

Требования

Виды конструкций

гидротех нические

назем ные

подзем ные

кровли

Водонепроницаемость1 - напор, м

300

10

40

1

Водостойкость2 - действие воды

постоян но

перемен но

постоян но

перемен но

кв через 3 мес., не менее

0,9

0,75

0,8

0,7

кв по адгезии через 6 мес., не менее

0,9

0,8

0,9

0,8

Водопоглощение, % массы, не более

5,0

5,0

3,0

7,0

Теплостойкость, °С, не ниже

+40

+60

+40

+70

Температура хрупкости, °С, не выше

-15

-40

-5

-50

Трещиностойкость покрытия, мм:

- при максимальных трещинах

- монолитных конструкций

- сборных железобетонных конструкций

2,5

0,1

2,0

5.0 0,3

2.0

1,0

0,1

0,5

3.0 0,5

4.0

Таблица 5.3 (окончание)

Виды конструкций

Требования

гидротех нические

назем ные

подзем ные

кровли

Растяжимость, %

50

100

50

150

Предел прочности, МПа, не менее:

- при растяжении, разрыве

1,0

0,8

0,5

0,3

- при сжатии, вдавливании

5,0

1,0

1,0

0,5

Химическая стойкость, мг/л:

- кислотостойкость, рН, не ниже

5,5

2,0

5,0

6,0

- щелочестойкость, рН, не более

10,0

12,0

12,0

8,0

Материалы, используемые для стыков панелей, и их свойства вкратце перечислены в табл. 5.2, а основные требования к гидроизоляционным материалам для капитальных сооружений - в табл. 5.3.

Теплосберегающие конструкции и технологии наружных стен

В зависимости от применяемых материалов стены можно условно разделить на следующие типы:

П деревянные из бревен, брусьев и с деревянным каркасом;

П кирпичные из полнотелых и пустотелых глиняных, керамических и силикатных кирпичей и блоков;

П каменные из гранита, базальта, диорита, известняка, песчаника, ракушечника, туфа;

П легкобетонные из газосиликата, керамзитобетона, шлакобетона, арболита, опилкобетона;

П грунтобетонные из уплотненного грунта, самана.

По конструкции стены бывают:

П рубленые из бревен и деревянных брусьев длиной до 6,5 м;

П мелкоблочные из кирпича и блоков массой до 50 кг;

П крупноблочные из блоков массой более 50 кг;

П панельные или щитовые из готовых элементов стен высотой на этаж;

П каркасные из стоек и обвязок с обшивкой листовыми или погонажными материалами;

П монолитные из легкого бетона и грунта;

П композитные или многослойные с использованием различных материалов.

Материал для стен и их конструкцию выбирают с учетом местных климатических условий, экономичности, заданной прочности и долговечности всего здания, внутреннего комфорта и архитектурной выразительности фасадов.

Наибольшей прочностью и долговечностью обладают природные камни и полнотелый кирпич. Стены, сложенные из этих материалов, при правильно выполненной кладке и надежных фундаментах имеют практически неограниченный срок службы. Но по своим теплозащитным качествам они значительно уступают стенам из легких бетонов, эффективного кирпича1 и дерева.

При кладке кирпичных стен во всех случаях следует стремиться к облегченной кладке, применяя эффективный кирпич, устраивая пустоты, используя теплый раствор. Сплошная кирпичная кладка стен из полнотелого кирпича толщиной более 38 см в малоэтажных зданиях экономически нецелесообразна.

Теплозащитные свойства ограждающей конструкции зависят от ее толщины и коэффициента теплопроводности материала, из которого она построена. Если стена состоит из нескольких слоев (например, кирпич/утеплитель/кирпич), то ее термическое сопротивление будет складываться из коэффициентов теплопроводности.

Однослойные кирпичные или шлакобетонные стены толщиной 500-650 мм обеспечивают уровень тепловой защиты, как выяснилось, приблизительно в три раза меньше требуемой. Высокими характеристиками, соответствующими современным требованиям, обладают трехслойные ограждения, где между наружными и внутренними стенами, соединенными гибкими связями в виде защищенных от коррозии арматурных или стеклопластиковых стержней или каркасов, уложенные в горизонтальные швы кладки, помещен слой теплоизолирующего материала.

Если материал стенок, обеспечивающих прочность конструкции, вопросов не вызывает и достаточно традиционен (кирпич, стеновые панели, шлакоблоки), то материал, идущий на утепление, весьма разнообразен как по виду (маты, плиты, рулоны) так и по названиям, изготовителю и цене. Мягкий пористый утеплитель из минеральной ваты или стекловолокна удобен при заполнении полостей сложной конфигурации, а твердые утеплители, в виде плит определенных размеров (пенопласт, пеноизол, пенополиуретан), более технологичны. Все подобные материалы не горючи, пожаробезопасны, высокогигиеничны. Различаются пористые теплоизоляционные материалы и по назначению: одни больше подходят для утепления трубопроводов и резервуаров в промышленном строительстве. Другие - для внутренних перегородок здания или изготовленные с элементами парозащиты для использования в вентилируемых фасадах. Помимо того что подобные материалы хорошо сохраняют нужную температуру внутри помещений, они являются отличным звукоизолятором, повышая комфортность и качество жилья. Что касается коэффициента теплопроводности, то он у всех материалов подобного рода аналогичен. Необходимо лишь заметить, что коэффициенты теплопроводности пористых минеральных утеплителей даны для их сухого состояния и при эксплуатации в районах средней полосы при естественной влажности их значение необходимо увеличивать примерно в полтора раза.

В помещении, где колебания температуры нечасты и невелики (жилой дом), утеплитель располагают ближе к наружной поверхности, защищая его от атмосферной влаги пленками, а от осадков - сайдингом, вагонкой или другими покрытиями, обеспечивающими защиту стены.

Стены здания, используемого от случая к случаю (мастерские, подсобные помещения, бани) для уменьшения количества тепла и времени, затрачиваемого на его обогрев, требует иного расположения утеплителя - как можно ближе к внутренней стороне. В этом случае уменьшается количество энергии, идущей на прогрев основного массива стены, изготовленного из материала, который потребляет тепла в 15-20 раз больше, чем тонкий слой утеплителя. В случае подобной конструкции следует обязательно предусмотреть хорошую внутреннюю паро-изоляцию утеплителя, так как влажность внутри помещения всегда выше, чем снаружи. В любом случае во всех помещениях здания необходимо предусмотреть вентиляцию, обеспечивающую достаточный воздухообмен в объемах не меньших, чем требуют санитарные нормы.

Однако многослойным ограждающим конструкциям присущи и некоторые недостатки, снижающие их эффективность. Поэтому применение многослойных конструкций в строительстве целесообразно именно при реконструкции существующих зданий и сооружений, не отвечающих возросшим требованиям теплотехнических норм.

Тем не менее, для многослойных ограждающих конструкций характерна большая трудоемкость возведения и малая воздухопроницаемость, теплотехническая неоднородность и, наконец, возможность конденсации влаги между разнородными слоями такой стены - все это серьезный недостаток многослойных композиций.

Теплотехническая однородность однослойных ограждений в 1,3-1,5 раз больше, чем в многослойных.

Кроме того, проблема долговечности различных типов утеплителей в многослойных ограждающих конструкциях изучена еще недостаточно хорошо. Поэтому современное капитальное строительство развивается именно по пути возведения не многослойных, а однослойных ограждающих конструкций.

Из современных строительных материалов, имеющих высокие показатели сопротивления теплопередаче, малый объемный вес и поэтому являющихся оптимальным материалом для возведения теплоэффективных однослойных ограждающих конструкций, можно отметить ячеистые бетоны (газобетон1, пенобетон2) и бетоны на легких заполнителях (полистиролбетон, вермику-литобетон3). Для этих материалов характерно, что при средней плотности 600 кг/м3 коэффициент теплопроводности в среднем составляет 0,14-0,145 Вт/(м*°С), что позволяет создавать ограждающие конструкции, обеспечивающие требуемое сопротивление теплопередаче при умеренной толщине наружных стен.

Итак, рассмотрев основные виды энергосберегающих материалов, применяемых в современном строительстве, можно выделить наиболее целесообразную область применения материалов этих видов. При реконструкции существующих зданий, несмотря на значительные трудовые затраты, наиболее перспективным представляется использование утеплителей на основе пенополистирола и волокнистых минеральных плит. Однако при капитальном строительстве либо при сложных реконструкциях зданий (например, надстройка дополнительного этажа, устройство мансарды и т. д.) целесообразно применение однослойных ограждающих конструкций на основе теплоэффективных строительных материалов (пенобетон, газобетон, полистиролбетон1).

Кирпичные стены

Широко распространенным искусственным каменным материалом для возведения стен является глиняный обожженный кирпич. Стандартные размеры его составляют 250*120*65 мм. Длинные боковые поверхности кирпича называют ложками, короткие - тычками. Ряд кирпичей, уложенный вдоль стены ложками, называется ложковым, а положенный тычками - тычковым.

Кирпичные стены могут иметь толщину в 1; 1,5; 2; 2,5 и 3 кирпича. При толщине шва 10 мм толщина стен составляет соответственно 250, 380, 510, 640 и 770 мм. Толщину горизонтальных швов принимают равной 12 мм (в этом случае высота 13 рядов кладки составляет 1 м).

Недостатком обыкновенного кирпича (глиняного и силикатного) является его большая объемная масса и, следовательно, высокая теплопроводность. Вследствие этого приходится возводить наружные стены толщиной 2,5 кирпича во II климатическом районе2, тогда как исходя из условий прочности для зданий до пяти этажей достаточно стен в 1,5 кирпича. Применение дырчатого кирпича, обладающего меньшей теплопроводностью, позволяет уменьшить толщину стены на 1/2 кирпича.

Фасадные швы стен для уменьшения их воздухопроницаемости и с декоративной целью обычно расшивают, т. е. уплотняют специальным инструментом - расшивкой, придавая им форму валика или выкружки. Кладку, предназначенную для мокрой штукатурки, ведут впустошовку1, оставляя лицевые швы незаполненными на глубину 10-15 мм для обеспечения лучшей связи со штукатурным слоем.

Кирпич - прочный и долговечный материал. Стена толщиной 25 см (в один кирпич) способна нести любую равномерно распределенную нагрузку, возникающую в одно- и двухэтажных домах от расположенных выше конструкций, в том числе - от железобетонных перекрытий. Срок службы кирпичных стен при надежных фундаментах и правильно выполненной кладке практически не ограничен.

Для кладки стен малоэтажных зданий пригодны практически все виды кирпича, выпускаемого отечественной промышленностью (табл. 5.4). Красный (глиняный) обыкновенный и пустотелый кирпич пластического прессования применяют без ограничения. Но следует помнить, что тот же самый кирпич полусухого прессования и силикатный нельзя применять без дополнительной защиты в наружных стенах ванных комнат и душевых.

Таблица 5.4. Характеристика кирпича для кладки стен

Кирпич

Размеры, мм

Масса одного кирпича, кг

Глиняный обыкновенный пластического прессования

250*120*65

3,2-3,5

Глиняный пустотелый пластического и полусухого прессования

250*120*65

250*120*88

250*120*138

2,2-2,8 2,9-3,7 4,6-5,8

Силикатный

250*120*65

250*120*88

3,3-3,7 4,5-5,0

Вместе с тем, кирпич, особенно полнотелый, обладая высокой прочностью, по своим теплозащитным качествам уступает многим другим стеновым материалам. Например, при расчетной температуре наружного воздуха -30 °С (большинство районов центральной части России) наружные стены сплошной кладки из полнотелого кирпича должны иметь толщину 64 см (в 2 кирпича). В то же время, толщина деревянных брусчатых стен может составлять лишь 16-18 см.

Примечание

Кирпичные стены имеют большую тепловую инерционность: они медленно прогреваются и медленно остывают, причем инерционность тем выше, чем толще стена. В кирпичных домах температура воздуха внутри помещений в течение суток колеблется незначительно. С одной стороны, это является достоинством кирпичных стен. Вместе с тем, в домах периодического проживания (дачи, садовые домики) это свойство кирпичных стен не всегда желательно, особенно в холодное время года. Массивные охлажденные стены каждый раз для своего прогрева требуют значительного расхода топлива, а резкие перепады температур внутри помещений приводят к конденсации влаги на внутренних поверхностях кирпичных стен. В таких домах стены изнутри лучше обшить досками.

В табл. 5.5 приведены примеры конструктивных решений наружных кирпичных стен, из которых видно, что наименее экономичной является стена сплошной кладки из полнотелого кирпича. При таком решении, например, для одноэтажного 3-комнатного дома с наружными стенами толщиной 64 см (для расчетной температуры наружного воздуха -30 °С) только для наружных стен потребуется около 25 тыс. кирпичей общей массой 80-100 т. При этом следует учесть, что кирпич потребуется и для средней стены, а также для перегородок. Конструкция такого дома будет тяжелой и громоздкой, с массивными фундаментами. Поэтому применение сплошной кладки из полнотелого кирпича толщиной более 35 см (1,5 кирпича) экономически нецелесообразно.

Таблица 5.5. Конструктивные варианты наружных кирпичных стен1

Кирпич

Конструкция стены

Толщина кладки, см

Допустимая расчетная температура наружного воздуха, °С

Полнотелый

Сплошная кладка на

25

-5

глиняный и

холодном растворе2

38

-10

силикатный

с внутренней штукатур-

плотностью

кой

51

-20

1600-

1900 кг/м3

64

-30

То же, на теплом рас-

25

-10

творе3

38

-15

51

-25

64

-35

Кладка с воздушной

29

-10

прослойкой толщиной

42

-20

5 см на холодном рас-

творе, с наружной и

55

-30

внутренней штукатуркой

То же, с заполнением

29

-20

воздушной прослойки

42

-30

минеральным войлоком

55

-40

Таблица 5.5 (продолжение)

Кирпич

Конструкция стены

Толщина кладки, см

Допустимая расчетная температура наружного воздуха, °С

Полнотелый глиняный и силикатный плотностью 1600-

1900 кг/м3

Колодцевая кладка на холодном растворе с внутренней штукатуркой и засыпкой плотностью 1400 кг/м3

38

51

-15

-30

То же, плотностью 1000 кг/м3

38

51

-25

-40

Сплошная кладка на холодном растворе с внутренним утеплением из опилкобетона1 плотностью 800 кг/м3 и толщиной 10 см

25

38

-20

-30

То же, толщиной 15 см

25

38

-25

-35

Сплошная кладка на холодном растворе с внутренней штукатуркой и наружным утеплением минераловатными плитами толщиной 5 см и обшивкой досками

25

38

-20

-30

То же, при толщине плит 10 см

25

38

-30

-40

Таблица 5.5 (окончание)

Кирпич

Конструкция стены

Толщина кладки, см

Допустимая расчетная температура наружного воздуха, °С

Пустотелый глиняный

плотностью 1100-

Сплошная кладка на холодном растворе с внутренней штукатуркой

25

38

51

-10

-20

-30

1400 кг/м3

То же, на теплом рас

25

-15

творе

38

51

-25

-35

Кладка с воздушной

29

-15

прослойкой 5 см на хо

42

-25

лодном растворе с наружной и внутренней штукатуркой

55

-35

То же, с заполнением

29

-25

воздушной прослойки

42

-35

минеральным войлоком

55

-45

Чтобы сократить расход кирпича, уменьшить массу стен и нагрузку на фундаменты, наружные стены следует выкладывать либо из пустотелого кирпича, либо вести кладку с образованием пустот, колодцев, уширенных швов. Кроме того, необходимо применять эффективные утеплители, теплые кладочные и штукатурные растворы1. Более экономичной является кладка из кирпича с образованием замкнутых воздушных прослоек шириной 5- 7 см. В этом случае расход кирпича сокращается на 15-20%, хотя и здесь требуется наружная штукатурка стен, препятствующая инфильтрации воздуха через воздушные полости. При заполнении воздушных полостей минеральным войлоком (битуминизи-рованная минеральная вата) тепловая эффективность кирпичной стены увеличивается на 30-40%, а при использовании пенопласта - на 200%.

Стены с воздушной прослойкой (рис. 5.10) устраивают при использовании как полнотелого, так и эффективного кирпича1. При этом виде кладки лицевые (ложковые) ряды перевязывают с основной стеной через 4-6 рядов тычковыми рядами кирпичей либо металлическими связями. С наружной стороны такие стены во избежание продувания обычно оштукатуривают или выкладывают с расшивкой швов при строгом контроле качества работ. Металлические связи (анкеры из проволоки диаметром 4-6 мм) защищают от коррозии битумом, цементным раствором или эпоксидной смолой.

Рис. 5.10. Кирпичные стены с воздушными прослойками: а) с металлическими связями, б) с кирпичными связями;

1 - воздушные прослойки, 2 - металлические связи (сетка, скоба), 3 - нaружнaя "верстка" из тычковых кирпичей

Тепловая эффективность таких стен значительно увеличивается, если воздушную прослойку заполнить теплым раствором, минеральной ватой или пенопластом. Особенно эффективен пенопласт. При его использовании общую толщину наружной стены можно уменьшить до 29 см (12+5+12), причем такая стена по теплозащитным качествам эквивалентна сплошной кирпичной кладке из полнотелого кирпича толщиной 64 см.

Распространенной и экономичной конструкцией наружных кирпичных стен является так называемая "колодцевая кладка", при которой стену выкладывают из двух самостоятельных стенок толщиной в полкирпича, соединенных между собой вертикальными и горизонтальными кирпичными мостиками с образованием замкнутых колодцев. Колодцы по ходу кладки заполняют утеплителем: шлаком, керамзитом, легким бетоном. Колодцевая кладка хорошо защищает утеплитель от внешних воздействий, хотя несколько и ослабляет конструктивную прочность стены (рис. 5.11).

Рис. 5.11. Облегченные кирпичные стены колодцевой кладки:

1 - утеплитель (шлак, керамзит, легкий бетон);

2 - поперечные стенки

Технологии колодцевой кладки кирпичных стен

В последнее время колодцевая кирпичная кладка приобрела значительную популярность, в первую очередь благодаря своей экономичности. В зависимости от толщины несущей стены они различаются своей капитальностью и устойчивостью. Для повышения устойчивости колодцевой кирпичной кладки слои соединяются вертикальными диафрагмами, на уровне плит перекрытия и оконных проемов устраиваются горизонтальные диафрагмы.

В зимний период значительно увеличивается относительная влажность материалов стен, возведенных с применением любой технологии, что приводит к заметному снижению термического сопротивления стены. Поэтому обязательным условием проектирования колодцевых кладок является устройство вентиляционного зазора между слоем теплоизоляции и кладкой из лицевого кирпича. Минимальное его значение 10 мм. Через вентиляционный зазор в зимний период происходит активное высыхание материалов стены. В нижнем и в верхнем рядах кладки для обеспечения конвекции воздуха в вентиляционном зазоре необходимо расчистить вертикальные швы.

Теплоизоляционные плиты крепят к несущей стене на монтажном клею и дополнительно распорными дюбелями. Предварительно, для повышения адгезии, поверхность стены обрабатывают грунтовкой.

Клей на теплоизоляционную плиту наносят при помощи зубчатого шпателя по всей площади плиты с отступлением от краев 2- 3 см и дополнительно точечно "куличами" не менее 5-ти точек на плиту. Излишки выступающего клея следует удалять. Дополнительное крепление плит теплоизоляции распорными дюбелями выполняется после полного высыхания клеевого состава. Срок высыхания при температуре наружного воздуха 20 градусов и относительной влажности воздуха 65% составляет не менее 3-х суток.

Схема кирпичной колодцевой кладки, при толщине несущей стены 25 см показана на рис. 5.12, где:

1. Лицевой кирпич.

2. Теплоизоляционная плита, в качестве которой может быть применен один из следующих материалов: пенополистирол марки ПСБ-С 25, экструдированный пенополистирол, минераловатная плита URSA П30, минераловатная плита ТехноБлок1.

3. Слой грунтовки глубокого проникновения ГЛИМС-Грунт2. и слой монтажного клеевого состава ГЛИМС-КФ.

4. Кирпич полнотелый марки М100.

5. Армирующая рамка из проволоки диаметром 4мм, класса Вр1.

6. Штукатурный слой ГЛИМС-GS.

7. ^ой финишной шпаклевки ГЛИМС-ГИПС.

Рис. 5.12. Вариант колодцевой кладки: толщина несущей стены из полнотелого керамического кирпича - 25 см

Рис. 5.13. Схема кирпичной колодцевой кладки, при толщине несущей стены 25 см

Вертикальные диафрагмы необходимо устраивать на расстоянии не более чем 1170 мм, армирование вертикальных диафрагм необходимо выполнять через каждые 6 рядов кладки (рис. 5.13).

Горизонтальные диафрагмы устраиваются на уровне опирания плит перекрытия и под оконными проемами, напуском тычковых кирпичей из внутреннего и наружного слоев кладки. Под последними в швах кладки стен и по подстилающему слою цементного раствора укладываются арматурные связи в виде сварных сеток из проволоки класса Вр-1 (http://www.metizorel.ru/prov6727.html), диаметром не более 4 мм, служащие одновременно и опорой кирпича в процессе устройства диафрагм.

Рис. 5.14. Устройство горизонтальной диафрагмы в колодцевой кладке, при толщине несущей стены 25 см

На рис. 5.14 показано устройство горизонтальной диафрагмы в колодцевой кладке, при толщине несущей стены 25 см, где:

1. Плиты перекрытия (ППС, ПК, ПНО).

2. Слой финишной шпаклевки ГИПС-ГЛИМС.

3. Слой штукатурной смеси ГИПС-GS.

4. Полнотелый кирпич.

5. Перемычки 6. Стальной уголок.

7. Армирующая сетка из проволоки Вр-1, диаметром 4 мм.

8. Лицевой кирпич.

9. Армирующая сетка из проволоки Вр-1, диаметром 4 мм.

10. Слой теплоизоляции.

11. Грунтовочный слой и монтажный клеевой состав.

12. Слой звукоизоляции, толщиной 30-50 мм.

13. Слой технической изоляции, Пергамин П-300.

14. Самонивелирующийся слой наливного пола ГЛИМС-SL, толщиной 20-30 мм.

15. Гидроизоляционная пленка Ютафол Д110 Стандарт.

16. Слой подложки.

17. Лицевое напольное покрытие: ламинт, линолеум, ковролин, керамический гранит и т. п.

На рис. 5.15 показана схема кладки оконных проемов.

Рис. 5.15. Схема кладки оконных проемов при колодцевой кладке

Колодцевую кладку применяют в тех случаях, когда имеется в достаточном количестве относительно легкий и малотеплопроводный материал для заполнения внутреннего пространства стен: шлак, керамзит, щебень или песок легких горных пород, древесные опилки и т. д. Минеральные материалы (не поддающиеся биологическому разрушению) можно использовать в виде сухой засыпки, органические обязательно в виде легких бетонов на основе неорганических вяжущих: цемента, извести, гипса или глины.

Стена колодцевой кладки состоит из двух продольных со -стенок толщиной в полкирпича, расположенных одна от другой на расстоянии 14-27 см и соединенных между собой через 65- 120 см вертикальными поперечными стенками. Колодцы между продольными и поперечными стенками заполняют утеплителем слоями толщиной 10-15 см с послойным трамбованием. Для предупреждения усадки утеплителя через 30-60 см по высоте устраивают горизонтальные диафрагмы из армированного цементно-песчаного раствора или тычковых рядов кирпича.

При сплошной кладке экономичным решением является также устройство кирпичных стен с утеплением их снаружи или изнутри помещений. В этом случае толщину кирпичной стены можно принять минимальной, исходя лишь из требований прочности, т. е. во всех климатических районах она может быть равной 25 см. Тепловая защита при таком решении обеспечивается толщиной и качеством утеплителя. При расположении утепляющего слоя изнутри его защищают от водяных паров пароизоляцией, при расположении снаружи защищают от атмосферных воздействий экраном или штукатуркой.

Кирпичные стены с панельным утеплителем

В современном строительстве применяют облегченные кирпичные стены с панельным утеплителем, состоящие из двух частей: из кладки в 1 и 1,5 кирпича и утеплителя в виде различных эффективных панелей: фибролитовых1, гипсобетонных, из ячеистых бетонов и из других теплоизоляционных материалов (рис. 5.16).

Рис. 5.16. Стены с облицовкой панелями: а) установка утеплителя на растворе; б) то же, на относе; в) облицовка прокатными панелями: 1 - цементный раствор; 2 - утеплитель; 3 - затирка; 4 - расшивка швов; 5 - воздушная прослойка 20 мм; 6 - утеплитель; 7 - панель перекрытия; 8 - деревянная пробка; 9 - термический зазор;

10 - стеновая панель; 11 - временные подкладки

Блоки из легких бетонов и керамические блоки

Самым распространенным решением бескаркасной системы является устройство наружных стен из газо- или пенобетона с плотностью 450-600 кг/м3. Прочности этих материалов достаточно для возведения зданий высотой до трех этажей. В Санкт-Петербурге и области для обеспечения требуемого сопротивления теплопередаче толщина ячеистого бетона плотностью 500 кг/м3 должна составлять от 400 до 530 мм. При этом блоки должны укладываться не на цементно-песчаный раствор, а на специальный клей, обеспечивающий толщину швов между блоками 2- 3 мм. Такой клей представляет собой цементно-песчаную смесь с крупностью песка до 1,25-1,5 мм с водоудерживающими добавками (эфиры целлюлозы). Ячеистые бетоны удобны тем, что в них легко штробятся каналы для разводки электрических проводов, водопроводных труб, труб системы отопления и т. д. Изнутри стена отделывается тонкослойной штукатуркой (толщиной 3-8 мм). Снаружи, для защиты от атмосферной влаги, стена должна быть облицована либо лицевым кирпичом, либо штукатурными составами с обязательным покрытием их гидрофобными составами. Вес квадратного метра такой стены колеблется от 250 кг (без кирпичной облицовки) до 450 кг.

Основных достоинств у стен из ячеистого бетона два: во-первых, достаточно высокая экологическая чистота жилья, достигаемая за счет паропроницаемости1 конструкции (особенно не облицованной кирпичом и оштукатуренной известковыми шту-катурками); во-вторых, невысокие требования к квалификации строителей - при возведении таких стен брак, приводящий к заметному снижению эксплуатационных характеристик конструкции, проявляется очень редко.

Недостатки ячеистых бетонов: усадка при высыхании, достигающая у газобетона 1,5 мм/м и у пенобетона 2-5 мм/м, вследствие чего производить отделочные работы как изнутри, так и снаружи здания можно только после достижения стенами эксплуатационной влажности.

Следующий вариант наружных стен бескаркасных зданий - стены из крупноформатных поризованных керамических блоков. Это - качественно новый уровень в развитии керамического кирпича. Масса и толщина таких стен сравнимы с ячеисто-бетонными (хотя и выше), усадка при высыхании значительно меньше, но зато ниже паропроницаемость и удобство разводки инженерных коммуникаций. Относительно новым и активно развивающимся направлением является устройство несущих стен с наружным утеплением. Это направление развивается двумя путями: устройство наружного утепления с тонкослойной штукатуркой по утеплителю ("мокрые" системы) и устройство вентилируемых фасадов.

Кроме блоков (бетонных, керамических, силикатных), для бескаркасной конструктивной системы используют и другие стеновые материалы: керамические и силикатные кирпичи и железобетонные несущие панели, деревянные брусья и бревна.

Стеновыми материалами служат также пустотелые керамические и легкобетонные блоки. Они обладают меньшей тепло-проводностыо, чем кирпич, что позволяет уменьшать толщину наружных стен. Наиболее распространены семищелевые керамические блоки размером 250*120*138 мм. Легкобетонные блоки, хотя и легче керамических, но и менее прочны к воздействиям. Стены из легкобетонных блоков с несквозными пустотами выкладывают из блоков и продольных половинок по ложковой системе так, чтобы щели были направлены перпендикулярно тепловому потоку.

Показатели технико-экономической эффективности разных типов стен каменной кладки приведены в табл. 5.6.

Из этих данных видно, что экономически более целесообразно возводить облегченные кирпичные стены, а также стены из керамических и шлакобетонных блоков.

Рассмотрим наиболее распространенные в коттеджном строительстве варианты конструкций внешних стен.

Таблица 5.6. Технико-экономические показатели различных стен каменной кладки

Основная конструкция и толщина стены

Внут ренняя

отдел ка

Масса 1 кв. м стены, кг

Затраты труда, чел/дн

Сметная

На заво

дах

На стройпло щадке

Всего

стоимость без накладных расходов,

%

Из красного полнотелого кирпича (лицевая кладка с расшивкой швов),

2,5 кирпича

Сухая штука

турка

1170

0,55

1,03

1,58

100

Из красного многодырчатого кирпича (с наружной цементноизвестковой штукатуркой), в 2 кирпича

То же

840

0,47

1,11

1,58

91

Колодцевая кладка в 2 кирпича системы Власова с расшивкой швов

850

0,39

0,89

1,28

80

Из красного полнотелого кирпича с гипсовой плитой в 1,5 кирпича (лицевая кладка с расшивкой швов)

Затир ка

790

0,39

0,69

1,08

69,5

Таблица 5.6 (окончание)

Основная конструкция и толщина стены

Внут ренняя

отдел ка

Масса 1 кв. м стены, кг

Затраты труда, чел/дн

Сметная

На заво

дах

На стройпло щадке

Всего

стоимость без накладных расходов,

%

Из семищелевых керамических блоков с лицевыми блоками к кладке по фасаду и расшивкой швов, в 2 блока

Сухая штука

турка

770

0,84

0,76

1,60

94,5

Из шлакобетонных пустотелых блоков с наружной цементноизвестковой штукатуркой, в 1 блок

Обыкновен-

ная штука

турка

530

0,24

0,91

1,15

69

Трехслойная кладка

Конструкция удовлетворяет современным нормам по тепло-сбережению. Применение эффективной теплоизоляции позволяет уменьшить толщину стены, что уменьшает нагрузку на грунт. К недостаткам можно отнести ограниченный срок службы теплоизоляции, по данным производителя он составляет 50 лет. Конструкция трехслойной кладки показана на рис. 5.17, где:

1. Монолитно-армированный пояс.

2. Железобетонная плита перекрытия.

3. Внешняя стена из полнотелого кирпича, керамического щелевого кирпича или силикатного кирпича.

4. Теплоизоляционный слой 100-120мм, в качестве которого можно применить минераловатные плиты.

5. Базальто-волокнистые связи с фиксирующим кольцом, кольцо необходимо для плотного прижимания теплоизоляционной плиты к поверхности кирпичной стены, расход составляет 6-

7 штук/м2.

6. Кладка из лицевого кирпича осуществляется с выполнением вентиляционного зазора 30-50 мм.

Рис. 5.17. Трехслойная кладка

Конструкция внешней стены из керамических крупноформатных поризованных блоков

Конструкция внешней стены из керамических крупноформатных поризованных блоков показана на рис. 5.18. Она удовлетворяет современным нормам по теплосбережению, без применения эффективной теплоизоляции. Реальный срок эксплуатации дома до капитального ремонта 100 лет. За счет крупного формата блоков увеличивается скорость монтажных работ, уменьшается ко личество кладочного раствора, применение "теплого" кладочного раствора устраняет "тепловые мостики" в кладке. Высокий процент пустотности уменьшает нагрузку на грунт.

Рис. 5.18. Конструкция внешней стены из керамических крупноформатных поризованных блоков:

1 - П-образный керамический поризованный блок, выступающий в качестве опалубки монолитно-армированного пояса;

2 - теплоизоляционный слой: минераловатный утеплитель, экструдированный пенополистирол, вспененный пенополистирол;

3 - железобетонная плита перекрытия; 4 - керамический крупноформатный керамический блок 15NF1, в качестве кладочного раствора применяется "теплый" кладочный раствор ЛМ21;

5 - базальто-волокнистые связи, расход 6-7 штук/м2;

6 - кладка из лицевого кирпича

Конструкция внешней стены из газосиликатных блоков

Конструкция внешней стены из газосиликатных блоков1 (рис. 5.19) удовлетворяет современным нормам по теплосбережению, без применения эффективной теплоизоляции. Реальный срок эксплуатации дома до капитального ремонта составляет более 50 лет (ограничен реальными сроками эксплуатации домов из газосиликатных блоков). За счет крупного формата увеличивается скорость монтажных работ, уменьшается количество кладочного раствора, монтаж блоков на клеевые смеси с толщиной кладочного слоя 3-4 мм уменьшает площадь "тепловых мостиков" в кладке. Относительно низкая плотность газосиликата снижает нагрузку на грунт. К недостаткам можно отнести относительно невысокие прочностные характеристики и образование на поверхности усадочных трещин.

Рис. 5.19. Конструкция внешней стены из газосиликатных блоков:

1 - монолитно-армирующий пояс; 2 - плита перекрытия;

3 - газосиликатный блок, в качестве кладочного раствора применяется монтажный клей; 4 - базальто-волокнистые связи, расход составляет 6-7 штук/м2; 5 - кладка из лицевого кирпича

Фасад "мокрого типа"

Конструкция "мокрого фасада" (рис. 5.20) удовлетворяет современным нормам по теплосбережению. Применение эффективной теплоизоляции позволяет уменьшить толщину стены, что уменьшает нагрузку на грунт. К недостаткам можно отнести ограниченный срок службы конструкции, нормативный срок эксплуатации фасадов мокрого типа до капитального ремонта составляет 25 лет.

Рис. 5.20. Фасад "мокрого типа": 1 - монолитно-армированный пояс с устройством упора: 2 - полнотелый керамический кирпич, также это может быть силикатный кирпич; 3 - дюбели для крепления фасадной теплоизоляции, расход 6-7 штук/м2; 4 - теплоизоляционный слой 100-120 мм, в качестве которого можно применить минераловатные плиты или плиты из вспененного полистирола; 5 - слой армирующей шпаклевки с армирующей сеткой; 6 - декоративная штукатурка, клинкерная плитка, облицовочный камень

Технология утепления каменных и кирпичных наружных стен

Технология крепления утеплителя к поверхности стен базируется на использовании полимерных распорных анкеров (рис. 5.21 и 5.22) или путем приклеивания синтетическими клеями или пастами (рис. 5.23-5.25).

Технические характеристики теплоизоляционных материалов из пробки перечислены в табл. 5.7.

Рис. 5.21. Утепление стены кирпичной кладки с применением для системы плит PAROC FAS-4: 1 - PAROC FAS 4; 2 - клей;

3 - отделка; 4 - грунтовка; 5 - деталь крепления каменной ваты; 6 - выравнивающий слой армирования; 7 - сетка арматурная;

8 - кирпичная кладка; 9 - внутренняя штукатурка

Рис. 5.22. Крепление дюбелями плит FAСADE BATTS и FAСADE SLAB: а - основание: полнотелый кирпич, бетон; б - основание: щелевой кирпич, керамзитобетон; в - основание: пено-, газобетон

Рис. 5.23. Схема системы утепления Ceresit VWS:

1 - внутренняя штукатурка; 2 - наружная стена здания;

3 - раствор Ceresit CT 85 (ок. 6 кг/м2); 4 - пенополистирольные плиты;

5 - раствор Ceresit CT 85 (ок. 3 кг/м2); 6 - сетка из стекловолокна (ок. 1,1 кг/м2); 7 - Ceresit CT 85 (ок. 2 кг/м2); 8 - грунтовка Ceresit CT 16 (ок. 0,3 л/м2); 9 - декоративная отделка Ceresit

Рис. 5.24. Схема системы утепления Ceresit WM: 1 - внутренняя штукатурка; 2 - наружная стена здания; 3 - раствор Ceresit CT 190 (ок. 6 кг/м2); 4 - плита из минераловатного утеплителя; 5 - раствор Ceresit CT 190 (ок. 3 кг/м2); 6 - сетка из стекловолокна (ок. 1,1 кг/м2); 7 - раствор Ceresit CT 190 (ок. 2 кг/м2); 8 - грунтовка Ceresit CT l6 (ок. 0,3 л/м2); 9 - декоративная отделка Ceresit

Рис. 5.25. Схема расположения слоев системы теплоизоляции:

1 - наружная стена; 2 - существующая штукатурка, если она есть; 3 - клеевой состав ROCKmortar; 4 - плита теплоизоляционная FACADE BATTS, РАСАОБ SLAB или БАСАОБ LAMELLA;

5 - дюбель фасадный; 6 - клеевой состав ROCKmortar;

7 - сетка из стекловолокна ROCKfiber, нахлест полотен 10 см;

8 - клеевой состав ROCKmortar; 9 - праймерная грунтовка ROCKprimer; 10 - декоративная штукатурка ROCKdecor

Таблица 5.7. Технические характеристики теплоизоляционных материалов из пробки

Наименование

Фирма

Марка

Средняя плот

ность, кг/м2

Теплопро водность,

Вт/(м*К)

Предел прочности, МПа

Размеры, мм

на сжатие

на изгиб

длина

ши рина

Вы сота

Изоляционная пробковая плита

1 РОС OR К

Пробковый дом

"Агломерат"

110

0,038

0,2

0,14

1000

500

25-

50

Теплоизоляционный рулон

1 РОС OR К

Пробковый дом

IPOCORK

150

0,040

10000

1000

2-10

Теплоизоля ционная

пробковая плита

Паладин

СОНК

BOARD

декоратив ный

95-130

0,035- 0,049

1000

500

50

1000

500

20

100

500

10

91,5

61

10

Деревянные стены

Рубленые дома - это традиционные конструкции, в которых стены выполнены из массивной древесины. Экологические свойства дома высокие. Усадка стеновых элементов значительная из-за уменьшения влажности древесины стен и уплотнения прокладочного материала при эксплуатации. Возможности разнообразия архитектурных решений - на уровне традиционной народной архитектуры. Известно множество исторических построек: церкви, жилые дома, хозяйственные постройки, бани; некоторые из них эксплуатируются многие десятки и даже сотни лет, особенно на севере страны. Немало отреставрированных старых построек находится в составе музейных экспозиций.

Дома из пиленого бруса. Стены выполнены из пиленого бруса квадратной или прямоугольной формы с последующей декоративной наружной и внутренней обшивками. Влажность древесины не нормируется. В качестве прокладочного материала чаще всего используется льняная пакля. Коробление бруса при усушке ведет к увеличению межвенцовых зазоров, трещинообразованию на боковых поверхностях, деформациям всей постройки. Такие постройки применялись в дачном и даже в жилом строительстве.

Дома из строганной профилированной массивной древесины естественной влажности. Форма элементов цилиндрическая (у оцилиндрованных бревен) или близкая к прямоугольной (у профилированного бруса). Влажность стеновых элементов не нормируется. В заводских условиях обрабатывается как минимум - профиль, как максимум - все конструктивные элементы стенового материала - продольные пазы, чашки, торцевые поверхности, торцевые пазы, шкантовые отверстия, компенсационные пазы. Наличие торцевых пазов обеспечивает возможность установки столярных изделий без доработки проемов. Наличие компенсационных пазов уменьшает, но не исключает трещино-образование на боковых поверхностях. Экологические свойства домов высокие. Усадка элементов в стенах значительная, основная составляющая усадки - уменьшение размеров древесины стенового материала при высыхании. При резких изменениях влажности, например, вследствие интенсивного высокотемпературного обогрева дома, наблюдается коробление и повышенное трещинообразование элементов в стенах.

Брусовые элементы в целом более подвержены послемонтаж-ным деформациям, чем оцилиндрованные. Антисептирование поверхностными покрытиями применяется некоторыми предприятиями как завершающая операция заводского техпроцесса изготовления стеновых элементов, при этом эффективность покрытия уменьшена из-за высокой влажности древесины в момент нанесения покрытия. Возможности разнообразия архитектурных решений выше, чем в технологии рубленых домов. Свойства домов в целом вызывают замечания заказчиков из-за трещин на боковых поверхностях стеновых элементов, увеличивающихся по мере высыхания древесины стенового материала, относительно высокой шероховатости внутренних поверхностей, крутильных деформаций стеновых элементов и, как следствие, большой меж-венечной воздухопроницаемости, неодинаковой усадке наружных и внутренних стен.

Дома из строганой профилированной массивной древесины нормируемой влажности. Форма элементов - близкая к цилиндрической или прямоугольной (брусовой). Влажность стенового материала перед чистовой профильной обработкой - обычно 22 +/- 2%, что соответствует стандарту Финляндии SFS 4895. В заводских условиях выполняется обработка всех поверхностей стеновых элементов и антисептирование, эффективность которого достаточно высока. Применение защитной транспортной упаковки обязательно. В качестве прокладочного материала обычно применяется полипропиленовая лента. При монтаже применяют шпилечное стягивание стеновых элементов, а также регламентные работы в начальный период эксплуатации.

С середины 90-х годов финские фирмы и их дилеры предлагают очень сложные по форме профили стенового материала. Разнообразие архитектурных решений значительно превышает предложения по другим типам массивного стенового материала - но не из-за особенностей материала, а из-за большего опыта фирм, освоивших такую технологию. Свойства построек по срав нению с другими товарными предложениями из массивной древесины - наилучшие по всем показателям. При этом сохраняются, хотя и уменьшенные количественно, некоторые присущие срубам недостатки: усадка стен при эксплуатации, неодинаковые усадки наружных и внутренних стен, трещинообразование на боковых поверхностях.

Дома из профилированной клееной древесины. По форме профилей и основным технологическим операциям имеют незначительные отличия от домов из массивной древесины нормируемой влажности. При этом расположение и форма ламелей (отдельных элементов, образующих клееную брусовую заготовку для последующего профилирования) различаются у разных фирм-производителей. Чаще применяется вертикальное расположение клеевых швов. По уровню влажности и шероховатости боковых поверхностей стеновые элементы приближаются к мебели - то есть имеют влажность около 10%. Усадка стеновых элементов в стенах минимальна - в основном, из-за уплотнения прокладочного материала.

Трещинообразование на боковых поверхностях полностью отсутствует. Экологические свойства соизмеримы с постройками из массивной древесины нормируемой влажности. Антисептирова-ние в заводских условиях, защитная упаковка, соблюдение высоких требований к условиям транспортирования и хранения - обязательные элементы технологии домов из клееной древесины. Использование таких технологий характерно для фирм с высокой культурой производства, при этом нередко одни и те же модели освоенных домов предлагаются фирмами как в исполнении из массивной древесины нормируемой влажности, так и из клееного стенового материала. Доля предложений домов со стенами из клееной древесины от общего числа предложений на рынке деревянных домов в ближайшие годы будет увеличиваться.

Утепление деревянных стен

Надежная тепловая защита деревянных домов в малоэтажном и коттеджном строительстве, как при новом строительстве, так и при ремонте, может быть достигнута за счет применения эффек тивной тепловой изоляции ограждающих конструкций. На Российском рынке отлично зарекомендовала себя в этом качестве продукция фирмы ISOROC (http://www.isoroc/ru).

Утепление стен малоэтажных деревянных зданий может выполняться с помощью систем с оштукатуриванием фасадов, защитно-декоративными экранами с вентилируемым пространством, с облицовкой кирпичом и другими листовыми и плитными материалами. Варианты утепления наружных стен домов из бруса и бревна с помощью технологий и материалов ISOROC представлены на рис. 5.26-5.29.

Рис. 5.26. Утепление стены из бруса плитами ИЗОРОК в конструкции со штукатурным покрытием по несущей металлической сетке:

1 - стена из бруса: 2 - плиты ИЗОФАС-90; 3 - вертикальная стойка из бруса: 4 - металлическая сетка; 5 - штукатурное покрытие;

6 - внутренняя облицовка (гипсокартон, вагонка);

7 - крепление вертикальной стойки;

8 - дюбель или гвоздь с шайбой

Рис. 5.27. Утепление стены из бруса плитами ИЗОРОК в конструкции с вентилируемым зазором и облицовкой листовым или плитным материалом: 1 - стена из бруса; 2 - плиты ИЗОВЕНТ1;

3 - вертикальная стойка из бруса; 4 - супердиффузионная мембрана ISOROC FOIL HI2; 5 - облицовка; 6 - вентилируемый зазор; 7 - вертикальная деревянная планка; 8 - крепежный элемент (винт, шуруп и т. п.); 9 - внутренняя облицовка (гипсокартон, вагонка и т. д.); 10 - дюбель или гвоздь с шайбой

Рис. 5.28. Утепление стены из бревен плитами ИЗОРОК в один слой по деревянному каркасу с облицовкой листовым или плитным материалом в конструкции с вентилируемым зазором: 1- внутренняя отделка; 2 - стена из бревен; 3 - уплотнитель - плиты ИЗОЛАЙТ1; 4 - плиты ИЗОВЕНТ; 5 - деревянный каркас из брусков;

6 - супердиффузионная мембрана ISOROC FOIL HI;

7 - вентилируемый зазор; 8 - вертикальная деревянная планка;

9 - дюбель или гвоздь с шайбой; 10 - внешняя отделка;

11 - крепежный элемент (винт, шуруп)

Рис. 5.29. Утепление стены из бруса плитами ИЗОРОК в один слой с облицовкой кирпичом в конструкции с вентилируемым зазором:

1 - стена из бруса: 2 - плиты ИЗОЛАЙТ, ИЗОВЕНТ;

3 - супердиффузионная мембрана ISOROC FOIL HI;

4 - вентилируемый зазор; 5 - крепление плит ИЗОРОК;

6 - кирпичная облицовка; 7 - крепление облицовки

В качестве тепловой изоляции в конструкции утепления с толстослойным штукатурным покрытием по несущей металлической сетке и с креплением подвижными анкерами для стен из бруса или бревен рекомендуется применять плиты "Isover" из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем марки OL-E, OL-A или URSA марок П-75 или П-85; плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем "ТЕРМОМОНОЛИТ", "ТЕРМОВЕНТ", "ПЛАСТЕР БАТТС", "Рolterm 80". В сельском и дачном строительстве может быть применена конструкция утепления из легких плит с применением штукатурного покрытия по несущей металлической сетке (см. рис. 5.26). При применении данной конструкции к стене из бруса крепятся вертикальные стойки с шагом, кратным ширине плиты, на которые затем устанавливается металлический или деревянный каркас.

При реконструкции существующих домов или новом строительстве нередко применяют комбинированные стены с наружным слоем из керамического кирпича и внутренним - из бруса. Подобные конструкции позволяют использовать как преимущества кирпича (огне- и атмосферостойкость, ударную прочность), так и положительные свойства древесины (большую теплоемкость, прочность на изгиб, экологическую чистоту). Несущими элементами конструкции могут быть деревянный сруб (при кладке в половину кирпича) или сруб и кирпичная кладка.

На металлическую сетку наносится штукатурный слой толщиной 15-20 мм. Поскольку нагрузка от штукатурного слоя не передается на утеплитель, могут быть использованы плиты "Isover" марки OL-E, KL-Е, KL-A, KL или URSA марок П-20(Г) - П-45(Г), плиты "ТЕРМОЛАЙТ", "ТЕРМОЛАЙТ+", "ТЕРМОСТЕНА" или "ТЕРМОСТЕНА+".

Если для утепления дома применяется система жесткого крепления теплоизоляционных плит прочностью на отрыв слоев 0,012-0,015 МПа и тонкослойная штукатурка, то используются плиты "Isover" марки "Fasoterm PF" или плиты "ТЕРМОФАСАД", "ФАСАД БАТТС" или "Изофас" (ЗАО "Изорок"). Такую конструкцию рекомендуется применять в качестве противопожарной защиты стен дома. Штукатурное покрытие армируется одним или двумя слоями сетки из алюмоборосиликатного стекла марки Е с пропиткой полимерными составами, устойчивыми к воздействию щелочей (см. рис. 5.27).

В качестве тепловой изоляции в конструкции с вентилируемым зазором шириной 40-60 мм с облицовкой кирпичом, металлическим или виниловым сайдингом или другими материалами для стен из бруса или бревен рекомендуется применять кашированные стеклохолстом плиты "Isover" марок RKL, RKL-A, OL-E или OL-A или двухслойную изоляцию из плит марок KL-Е, KL-A, KL или матов КТ с наружным слоем из ветрозащитных теплоизоляционных плит марок RKL-A, RKL-BJ или RKL, плиты URSA марок П-20(Г)С, П-30(Г)С. Могут применяться плиты из минеральной ваты "Isover" марки "Ventiterm Plus" или "Ventiterm", "ТЕРМОВЕНТ", "ВЕНТИ БАТТС".

Рекомендуется использовать паропроницаемые пленки "Изо-спан А", "Ютафол-Д" или "Тайвек". Возможно применение стеклотканей или стеклосеток. Применение паронепроницаемых материалов (например, рубероид или полиэтиленовая пленка) не допускается.

Для вентиляции воздушной прослойки устраивают специальные продухи в нижней и верхней частях стены. Площадь вентиляционных отверстий принимается из расчета 75 см2 на каждые 20 м2 поверхности стены.

При облицовке кирпичом для организации вентиляционных отверстий можно использовать пустотный кирпич, положенный на ребро таким образом, чтобы воздушная прослойка сообщалась с наружным воздухом, или не все вертикальные швы в нижнем ряду кладки заполнять цементным раствором.

В конструкциях с вентилируемым воздушным зазором плиты устанавливаются между стойками деревянного или металлического каркаса. При двухслойной изоляции каркас может состоять из горизонтальных планок и вертикальных стоек. Выбор расположения определяется видом применяемого защитно-декоративного покрытия. Если, например, сайдинг устанавливается горизонтально, то наружный каркас для крепления облицовки выполняется из горизонтальных стоек, к которым затем устанавливаются дистанционирующие вертикальные элементы (обрешетка), к которым крепится облицовка. При этом внутренний слой теплоизоляционный укладывается между вертикальными брусками (стойками). Наружный слой может устанавливаться между горизонтальными планками. В качестве элементов каркаса чаще всего используются бруски 50*50, 45*50, 30*50 мм.

Плиты утеплителя при изоляции вертикальных поверхностей при двухслойной (и более слоев) изоляции должны устанавливаться с перекрытием швов.

Ветрозащитный слой крепится рейками или дистанциони-рующими планками, создающими вентилируемый зазор.

Сверху конструкция закрывается облицовкой, например сайдингом, вагонкой или кирпичом.

При облицовке кирпичом крепление облицовки может производиться с помощью металлических уголков (кронштейнов), на которые укладывается сварная металлическая армирующая сетка или прутки и закрепляются в кладке.

При применении конструкции с невентилируемым зазором при облицовке кирпичом необходимо предусмотреть систему отвода конденсата.

Рис. 5.30. Примыкание утепления из плит ИЗОРОК к оконному проему с отделкой обшивочной доской. Изоляция в два слоя

При утеплении стен деревянных зданий оконные проемы отделываются досками или дополнительными облицовочными элементами при установке защитного покрытия типа сайдинг. По низу оконной коробки устанавливается слив из оцинкованной стали (рис. 5.30), где:

1. Стена из бруса 2. Оконная коробка 3. Плиты ИЗОВЕНТ

4. Супердиффузионная мембрана ISOROC FOIL HI

5. Вертикальная деревянная планка 6. Обшивочные доски, вагонка. сайдинг 7. Деревянные бруски 8. Деревянный каркас 9. Отделка окна 10. Подоконник 11. Оконный отлив (оцинкованная сталь)

12. Внутренняя обшивка (гипсокартон)

При изоляции дачных домов, а также в сельском строительстве при утеплении построек из бруса для крепления изоляции и облицовки наряду с дюбелями и анкерами могут использоваться гвозди с плоской шляпкой большого диаметра или обычные, но с шайбами из подручного материала.

Каркасные стены

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.

Kаркасные 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 (например, металлические панели типа "сэндвич") или же навесные многослойные панели.

Наружные стены каркасных зданий посредством закладных деталей крепятся к несущим элементам каркаса или опираются на кромки перекрытий. ^епление 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 монолитным, так и сборным. 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 достоинств. Во-первых - это быстрое возведение. 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 "тепловые мостики"). Подобную систему представляет на российском рынке фирма "RANNILA" (Финляндия).

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.

Комплексные системы стен (перегородок)

Стены (перегородки), изготовленные по технологии "сухого строительства", представлены на рис. 5.31.

Рис. 5.31. Каркасные конструкции стен

Стена с металлическим каркасом (С111)

Конструкция - одинарный металлический каркас, обшитый одним слоем гипсовых панелей с обеих сторон. Высота стены - до 5 м. Масса 1 м2 стены - 25 кт.

Стена с металлическим каркасом (С112)

Конструкция - одинарный металлический каркас, обшитый двумя слоями гипсовых панелей с обеих сторон. Высота стены - до 6,5 м. Масса 1 м2 стены - 49 кг.

Стена с металлическим каркасом (С115)

Конструкция - двойной металлический каркас, обшитый двумя слоями гипсовых панелей с обеих сторон. Высота стены - до 6,5 м. Масса 1 м2 стены - 50 кг.

Стена с металлическим каркасом (С116)

Конструкция - двойной металлический каркас, с пространством для пропуска коммуникаций, обшитый двумя слоями гипсовых панелей с обеих сторон. Высота стены - до 4,5 м. Масса 1 м2 стены - 52 кг.

Стена с деревянным каркасом (С121)

Конструкция - одинарный деревянный каркас, обшитый одним слоем гипсовых панелей с обеих сторон. Высота стены - до 4,1 м. Масса 1 м2 стены - 30 кг.

Стена с деревянным каркасом (С122)

Конструкция - одинарный деревянный каркас, обшитый двумя слоями гипсовых панелей с обеих сторон. Высота стены - до 4,1 м. Масса 1 м2 стены - 50 кг.

Стены (облицовочные) с панелями отделочными гипсокартонными (ПОГ) по технологии "сухого строительства" представлены на рис. 5.32 и 5.33.

Стена с металлическим каркасом (С511)

Конструкция из панелей отделочных гипсокартонных, закрепленных на металлическом каркасе при помощи раскладки. Высота стены - до 3 м. Масса 1 м2 стены - около 12 кг.

Стена с каркасом из профиля ПП-1 (С512)

Конструкция из панелей отделочных гипсокартонных, закрепленных на металлическом каркасе из профиля ПП-1 при помощи раскладки. Высота стены - до 3 м. Масса 1 м2 стены - около 12 кг.

Рис. 5.32. Стена с ПОГ по технологии "сухого строительства"

Рис. 5.33. Каркасные конструкции ПОГ

Стена с деревянным каркасом (С521)

Конструкция из панелей отделочных гипсокартонных, закрепленных на деревянном каркасе при помощи раскладки. Высота стены - до 3 м. Масса 1 м2 стены - около 15 кг.

Стена без каркаса (С531)

Конструкция из панелей отделочных гипсокартонных, закрепленных на базовой стене при помощи клея. Высота стены - до 3 м. Масса 1 м2 стены - около 9 кг.

Стены с облицовкой по технологии "сухого строительства" представлены на рис. 5.34.

Рис. 5.34. Конструкции стен с облицовкой

Стена с металлическим каркасом (С623)

Конструкция - металлический каркас, усиленный креплением к основной стене и обшитый одним слоем гипсовых панелей. Высота стены* - до 10 м. Масса 1 м2 стены - 15 кг.

Стена с металлическим каркасом (С625)

Конструкция - металлический каркас, обшитый одним слоем гипсовых панелей. Высота стены* - до 4 м. Масса 1 м2 стены - 16 кг.

Стена с ГКЛ (сухая штукатурка) (С611)

Крепление гипсокартонного листа к базовой стене осуществляется при помощи клея. Высота стены определяется высотой гипсокартонного листа. Масса 1 м2 стены - 11,5 кг.

Стена с комбинированной панелью (ГКП) (С631)

Комбинированная панель (гипсовый лист с изоляционным материалом (пенополистиролом)) закрепляется на базовой стене при помощи клея. Высота стены определяется высотой комбинированной панели. Масса 1 м2 стены - 11,5 кг.

Вариант с утеплением каркасной стены с теплоизоляционным слоем из плит ИЗОРОК в качестве среднего слоя каркасной конструкции представлен на рис. 5.35, где:

1. Внутренняя обшивка (гипсокартон, вагонка)

2. Внутренняя обшивка (обрешетка) из досок толщиной 20-30 мм 3. Плиты ИЗОВЕНТ, ИЗОЛАЙТ (ИЗОЛАЙТ-Л)

4. Пароизоляционная мембрана ISOROC FOIL-VB

Рис. 5.35. Утепление каркасной стены с теплоизоляционным слоем из плит ИЗОРОК в качестве среднего слоя каркасной конструкции 5. Супердиффузионная мембрана ISOROC FOIL-HI

6. Наружная стена из шпунтованной доски 7. Вертикальные стойки каркаса 8. Воздушный зазор 9. Обрешетка

Заключение

В данной главе мы рассмотрели наиболее важные аспекты возведения энергоэкономичных стен малоэтажных домов, уделив основное внимание конструкциям стен, наиболее популярных в малоэтажном и коттеджном строительстве. В следующей главе мы перейдем к рассмотрению не менее ответственного вопроса - выбору конструкции кровли, ее конструкции и популярным энергосберегающим решениям в этой области.

Глава 6