Азы стройки: стены

Первый вопрос, который задает себе будущий застройщик, — из чего построить дом? Рынок предлагает множество решений по устройству наружных стен — это касается не только материалов, но и конструктивных схем. Чем же необходимо руководствоваться при выборе?



Существует несколько конструктивных схем стен, которые зависят от применяемых для их возведения материалов. Алгоритм оптимального выбора должен учитывать стоимость реализации того или иного решения, его трудоемкость и соответствие требованиям по теплозащите, а также факторы, связанные с особенностями участка застройки (его размеры, инженерно-геологические условия, рельеф местности) и планировки здания.



НЕМНОГО ТЕОРИИ

Стены зданий бывают наружными и внутренними. Наружные стены ограждают внутреннее пространство дома, защищая его от негативных атмосферных воздействий. Внутренние — разделяют объем дома на отдельные помещения с разным функциональным назначением. К внутренним стенам относятся и перегородки — стены небольшой толщины, не имеющие фундаментов или устанавливаемые непосредственно на междуэтажных перекрытиях.

В зависимости от нагрузок, которые принимают на себя стены в общей конструкции здания, они делятся на несущие и самонесущие. На несущие стены опираются другие конструктивные элементы — перекрытия, лестницы, крыши. Самонесущие стены несут нагрузку только от собственной массы.

В качестве конструкционных материалов для возведения стен применяются:

n древесина;

n монолитный железобетон в несъемной опалубке;

n кладочные материалы (кирпич, блоки).

Чтобы сделать правильный выбор, застройщику необходимо ознакомиться с требованиями, выдвигаемыми к ним действующими нормативными документами по тепловой защите. Существующий в настоящее время дефицит энергоресурсов и постоянное их удорожание заставляют относиться к ним экономно. Поэтому необходимо стремиться к минимальным потерям тепла через ограждающие конструкции здания, в частности, через наружные стены, чтобы снизить затраты на отопление дома в зимний период. В соответствии с ДБН В.2.6-31:2006 «Конструкції будинків і споруд. Теплова ізоляція будівель» сопротивление теплопередаче Rq min наружных стен жилых зданий для І температурной зоны (большая часть территории Украины) с учетом изменений, принятых в 2013 году, должно быть не менее 3,3 м2·К/Вт, а для ІІ (южные области и Закарпатье) — не менее 2,8 м2·К/Вт.

Чтобы соответствовать этим требованиям, традиционная стена из рядового керамического кирпича должна была бы иметь толщину больше 2 м! Поэтому сегодня наружные стены выполняют в виде многослойных конструкций с утеплителем или используют современные стеновые материалы с низкой теплопроводностью.



СТЕНЫ ИЗ КЛАДОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

К кладочным материалам относятся кирпич и камень керамический, кирпич и блок силикатный, крупноформатные блоки из ячеистого бетона, крупноформатные пустотелые блоки из поризованной керамики и керамзитобетона. Стены из кладочных материалов могут иметь однослойную, двухслойную и трехслойную конструкцию.

Однослойные стены удовлетворяют нормативному значению сопротивления теплопередачи без дополнительного утепления. Их можно возвести только из крупноформатных блоков соответствующей толщины:

n из ячеистого бетона (чаще всего газобетона) шириной не менее 40 см при марке плотности D400;

n из поризованных керамических блоков шириной от 44 см (при условии использования теплосберегающего раствора) до 50 см.

Однослойные стены имеют по всей толщине однородную структуру, что положительно сказывается на их конструктивных и эксплуатационных свойствах.

Крупноформатные блоки по объему соответствуют 15—18 кирпичам, поэтому возведение стен из них требует значительно меньше времени и трудозатрат. Профилированные боковые грани позволяют не заполнять вертикальные швы раствором, что еще больше экономит время и средства. Однако снаружи кладка из таких блоков обязательно должна быть защищена от атмосферных воздействий — например, штукатуркой.

Достоинства однослойных стен из поризованной керамики:

1. Небольшая масса блоков позволяет устраивать менее трудоемкий и более экономичный по затратам фундамент.

2. Высокая несущая способность, несмотря на незначительный вес конструкции стены.

3. Высокие теплотехнические характеристики (благодаря наличию пустот специальной конфигурации, объем которых достигает 50%, и пор, образующихся за счет выгорания в процессе обжига органических добавок и составляющих 20% объема блока — материал часто называют «теплой керамикой»).

4. Блоки легко поддаются резке специальной пилой-ножовкой.

5. Высокая огнестойкость конструкции.

6. Вертикальные швы не нужно заполнять кладочным раствором.

Недостатки однослойных стен из поризованной керамики:

1. Блоки отличаются хрупкостью, поэтому при транспортировке и проведении работ требуют осторожности.

3. Под перекрытия необходимо устраивать разгрузочные железобетонные пояса, что несколько удорожает строительство.

5. Чтобы исключить появление мостиков холода в уровне пояса, его требуется теплоизолировать.

Достоинства однослойных стен из ячеистого бетона:

1. Небольшая масса стены позволяет устраивать под нее более экономичный по затратам фундамент.

2. Более низкая стоимость по сравнению с поризованной керамикой.

3. Хорошая несущая способность при незначительном весе конструкции.

4. Хорошая огнестойкость конструкции.

5. Высокие теплотехнические характеристики.

6. Легко обрабатывается при необходимости уменьшить размеры блока.

7. При использовании блоков с профилированными торцами вертикальные швы не нужно заполнять кладочным раствором.

Недостатки однослойных стен из ячеистого бетона:

1. Материал впитывает воду, поэтому требует отделки наружной поверхности стены и защиты от осадков во время хранения.

2. Блоки отличаются хрупкостью, поэтому при транспортировке и складировании их необходимо предохранять от повреждений.

3. Требуют устройства разгрузочного железобетонного пояса под перекрытиями (от него можно отказаться при использовании армированных плит перекрытия из ячеистого бетона).

Двухслойные стены состоят из несущего и теплоизоляционного слоя. Несущий слой может выполняться из любых кладочных материалов. Его толщина, исходя из конструктивных соображений, должна быть не менее 25 см. Толщина слоя теплоизоляции (из пенополистирола или минеральной ваты) определяется теплотехническим расчетом (методика приведена в ДБН В.2.6-31:2006 «Конструкції будинків і споруд. Теплова ізоляція будівель»). Известно, что сопротивление теплопередаче стены зависит от коэффициента теплопроводности материала λ, из которого она возведена, и его толщины δ в стене, а определяется по формуле R = δ/λ. Сопротивление теплопередаче многослойных конструкций определяют как сумму показателей сопротивления теплопередаче отдельных слоев. Снаружи теплоизоляция защищается либо штукатуркой (так называемый «легкий мокрый» способ утепления), либо навесным вентилируемым фасадом (так называемый «легкий сухой» способ утепления), примером которого может служить сайдинг.

Достоинства двухслойных стен из кирпича:

1. Высокая прочность кладки обеспечивает стене хорошую несущую способность, позволяющую применить тяжелые перекрытия с большими пролетами.

2. Необходимые теплоизоляционные свойства стене обеспечивает правильно подобранная толщина слоя утеплителя (пенополистирола или минваты).

3. Устройство разгрузочных железобетонных поясов под перекрытия не требуется.

Недостатки двухслойных стен из кирпича:

1. Массивная и тяжелая конструкция кирпичных стен требует увеличения затрат на устройство фундамента.

2. Трудоемкость кирпичной кладки удлиняет сроки возведения стены и удорожает работы.

3. Множество швов между элементами кладки требует большого расхода раствора.

Достоинства двухслойной стены из поризованной керамики:

1. Уменьшение массы стены по сравнению с аналогичной конструкцией из кирпича. Это позволяет устраивать менее трудоемкий и более экономичный фундамент.

2. Хорошая несущая способность, несмотря на незначительную массу конструкции стены.

3. Необходимые теплотехнические характеристики стене обеспечивает правильно рассчитанная толщина утеплителя.

4. Блоки легко поддаются резке специальной пилой.

5. Высокая огнестойкость конструкции (при использовании негорючего утеплителя — минеральной ваты).

6. Утепление разгрузочных железобетонных поясов не требуется — их защищает общий теплоизоляционный слой.

Недостатки двухслойной стены из поризованной керамики.

1. Блоки требуют бережного обращения из-за угрозы механических повреждений.

3. Необходимость устройства разгрузочного железобетонного пояса под перекрытие.

Достоинства двухслойной стены из ячеистого бетона:

1. Требуемые теплоизоляционные свойства стене обеспечивает правильно рассчитанная толщина утеплителя.

2. Слой утеплителя со стороны фасада защищает ячеистый блок от промерзания, а значит, от разрушения, что увеличивает срок службы стены.

3. Уменьшение массы стены по сравнению с аналогичной конструкцией из кирпича. Это позволяет устраивать менее трудоемкий и более экономичный фундамент.

4. Хорошая несущая способность в сочетании с небольшой массой конструкции.

5. Хорошая огнестойкость конструкции (при использовании негорючего утеплителя – минеральной ваты).

6. Утепление разгрузочных железобетонных поясов не требуется — их защищает общий теплоизоляционный слой.

Недостатки двухслойной стены из ячеистого бетона:

1. Блоки требуют бережного обращения из-за угрозы механических повреждений.

3. Необходимость устройства разгрузочного железобетонного пояса под перекрытия.

Трехслойные стены состоят из несущего слоя (выполняется из любых кладочных материалов толщиной не менее 25 см), утеплителя (пенополистирола или минеральной ваты) и лицевого, или фасадного, слоя (выполняется из лицевого кирпича — керамического, силикатного либо вибропрессованного). Между лицевым слоем и утеплителем, как правило, предусматривается вентиляционный зазор. Главная сложность при возведении таких стен состоит в обеспечении жесткости конструкции, которая достигается применением так называемых гибких связей между несущим и облицовочным слоем.



ДЕРЕВЯННЫЕ СТЕНЫ

Из древесины возводят:

рубленые дома;

каркасные дома;

щитовые (каркасно-панельные) дома.

В рубленых домах (срубах) стены собираются из:

оцилиндрованного бревна;

профилированного бруса (цельного или клееного).

Оцилиндрованное бревно получают путем обработки ствола дерева на специальном оборудовании, благодаря чему изделию придается округлая форма с одинаковым сечением по всей длине. Это позволяет при возведении стен достичь плотного соединения бревен в срубе.

Профилированный брус изготовляют в заводских условиях из бревна, отпиливая четыре канта и придавая нужную форму.

Бревно и брус, изготовленные из свежеспиленной или влажной (не достаточно высушенной) древесины, могут деформироваться (то есть дерево «поведет», как говорят строители). Кроме того, на поверхности появятся продольные трещины, в которые будут попадать атмосферные осадки, что может вызвать процесс гниения древесины и снизить теплоизоляционные свойства стены. Эти недостатки не свойственны клееному брусу, который изготовляют из нескольких слоев древесины (высушенной до 10%-ной влажности), склеенных друг с другом под давлением. Клей повышает прочность бруса (что увеличивает несущую способность стены) и стойкость к биологическим поражениям, повышает огнестойкость конструкции и продлевает срок ее службы. Клееный брус может быть оцилиндрованным, то есть иметь круглое сечение, и выглядеть как обыкновенное бревно, но обладать гораздо большей прочностью.

Достоинства рубленых стен:

1. Паропроницаемость древесины помогает поддерживать в помещениях дома нормальную влажность воздуха (древесина впитывает избыток влаги и отдаёт ее, когда воздух становится чрезмерно сухим).

2. Высокая несущая способность древесины при незначительной массе не требует выполнения массивного и дорогого фундамента.

3. Соединение бруса и бревен перевязкой на врубках обеспечивает хорошую пространственную жесткость конструкции здания.

4. Возведение рубленых стен не занимает много времени, так как пиломатериалы подготавливают на предприятии, обрезая по размеру и выполняя врубки, необходимые для перевязки элементов в углах стен.

Недостатки рубленых стен:

1. Чтобы соответствовать нормативам по тепловой защите, толщина рубленой стены для I температурной зоны Украины должна составлять 46 см — такая конструкция стены обойдется очень дорого.

2. Дерево горит и интенсивно поддерживает горение (правда, современные антипирены несколько повышают сопротивляемость древесины к воздействию открытого пламени).

3. Древесина подвержена гниению, хотя современные биозащитные средства позволяют бороться с этим недостатком.

Каркасные стены. Их конструкция представляет собой плоский каркас, собранный из деревянного бруса, пространство между элементами которого заполняют утеплителем и зашивают с внутренней и внешней стороны строительными плитами (как правило, OSB-3) с последующей отделкой поверхности. Наружную поверхность каркасных стен отделывают сайдингом, штукатурят или обкладывают лицевым кирпичом, внутреннюю — чаще всего обшивают гипсокартонными листами.

Каркасно-панельные и щитовые стены. Такие стены возводят из готовых панелей заводского изготовления. Наиболее популярная на сегодня технология — SIP-панель (от англ. Structural Insulated Panel), или по-русски СИП-панель (структурно изолированная панель). Такая панель представляет собой трехслойную конструкцию, состоящую из двух плит OSB-3 толщиной 12 мм, между которыми находится слой пенополистирола ПСБ-С толщиной 140 мм. SIP-панели имеют размеры 3200х1250 мм или 2500х1250 мм. Сопротивление теплопередаче панелей достигает 3,758 м2·К/Вт, что превышает требования норм. По вертикали со­­седние панели соединяются между со­­бой брусом, который выполняет функции стойки классического деревянного каркаса, а снизу и сверху панели прочно связаны обвязочными досками: нижняя доска лежит на перекрытии, а на верхнюю опираются плиты вышележащего перекрытия. Технология предусматривает использование SIP-панелей также в конструкции перекрытий и крыши.

Достоинства каркасных и каркас­но-панельных стен:

1. Сопротивление теплопередаче стен соответствует нормативному.

2. Небольшая масса стен обуславливает значительно меньшую нагрузку на фундаменты и на грунт под подошвой фундаментов, чем у иных конструкций — для таких стен достаточно легкого фундамента, что снижает трудозатраты и общую стоимость строительства.

3. Применение негорючих утеплителей (минеральной ваты) и трудновозгораемой обшивки повышает огнестойкость стены по сравнению с рублеными стенами.

4. Использование недорогих легких материалов обеспечивает низкую стоимость таких стен.

Недостатки каркасных и кар­кас­но-панельных стен:

1. Небольшой нормативный срок службы.

2. Несущая способность стены не позволяет применять перекрытия с большим пролетом и большой массой.

3. В случае неравномерной просадки грунтов и, как следствие, неравномерной усадки фундаментов, стойки, раскосы и ригели стен могут изменить свое проектное положение, что приведет к разрушению узлов соединения элементов каркаса.



Монолитные стены

в несъемной опалубке

Такие стены выполняются из монтируемых с перевязкой легких полых блоков, которые при кладке образуют сквозную вертикальную полость, заполняемую бетонной смесью. Наибольшее распространение получили блоки из пенополистирола (они известны как «термоблоки», а технология получила название «Термодом»). Изредка используются и утепленные древесно-цементные блоки (например, технология Durisol). Кладку укрепляют вертикальными и горизонтальными арматурными стержнями. Залитый в полости блоков бетон, набрав требуемую прочность, создает монолитную жесткую пространственную конструкцию здания. Толщина стен «Термодома» составляет 25 см: 10 см (два слоя по 5 см) — пенополистирол, 15 см — бетон. Масса 1 м2 стены без внешней и внутренней отделки составляет 360 кг, расход бетона на 1 м2 стены — около 0,125 м3.

Достоинства стен из термоблоков:

1. Сопротивление теплопередаче стены соответствует нормативному.

2. Высокая несущая способность стены позволяет опирать на нее тяжелые перекрытия с большим пролетом.

3. Небольшая масса стены, обусловленная незначительной (150 мм) толщиной слоя железобетона, снижает нагрузку на грунт под подошвой фундамента, конструкция которого может быть более легкой и дешевой.

4. Стоимость такой стены, по сравнению со стенами из кладочных материалов, меньше.

Недостатки стен из термоблоков:

1. Низкая огнестойкость пенополистирола и выделение токсичных газов при его горении. Кроме того, в железобетонных стенах, подвергшихся воз­действию высокой температуры, качество сцепления арматуры с бетоном снижается, что уменьшает несущую способность стены.

2. Низкая паропроницаемость стен создаёт парниковый эффект, что требует оснащения дома системой вентиляции.

3. Продолжительный период полного схватывания бетона (28 дней) задерживает выполнение работ по устройству перекрытий и кровли, что удлиняет сроки строительства дома.



Владимир ВЫПРИЦКИЙ,

конструктор