Что такое стены слоистой конструкции

Современные многослойные наружные стены

Все стены, выполненные из однородного основного материала, определяющего прочность стены и одного и более дополнительных слоев, каждый из которых вносит свой вклад в теплофизические характеристики стены – многослойные.

Известная в РФ компания– «Кселла-Аэроблок-Центр» в своем каталоге только из газобетона дает более десятка вариантов многослойных стен.

С учетом других материалов, обеспечивающих основную нагрузку на стену, конструктивных вариантов многослойных стен будет несколько десятков.

Одна из попыток классифицировать многослойные стенные конструкции дала такой результат – в РФ чаще всего используются четыре основных типа многослойных стен:

• колодцевая кладка;
• внутренняя теплоизоляция (изнутри помещения);
• вентилируемый фасад;
• наружная теплоизоляция «мокрого типа».

Первыми колодцевую кладку начали российские каменщики под руководством русского инженера А.И. Герарда в 1829 г. На этой основе были разработаны около десятка вариантов трехслойных конструкций стены.

Когда необходимы многослойные стены?

Традиционные однослойные стены попали под большое внимание специалистов-теплотехников во всем мире с началом энергетического кризиса 70-х годов ХХ века. В СССР, а потом и в СНГ этот процесс сдвинулся на 10 – 15 лет. Но самые серьезные сдвиги в этом направлении прошли в 2000-х годах. В России нормы по теплоэффективности зданий ужесточились в несколько раз.

Традиционные однослойные стены попали под большое внимание специалистов-теплотехников во всем мире с началом энергетического кризиса 70-х годов ХХ века. В СССР, а потом и в СНГ этот процесс сдвинулся на 10 – 15 лет. Но самые серьезные сдвиги в этом направлении прошли в 2000-х годах. В России нормы по теплоэффективности зданий ужесточились в несколько раз.

По новым нормам для достижения требуемых теплоизоляционных характеристик однослойная стена должна быть следующей толщины:

• из керамического кирпича (коэффициент теплопроводности – 0,8 Вт/(м °С)) – от 1,1 до 4,5 м;
• из силикатного (0,87) – от 1,2 до 4,8 м;
• из керамического пустотного (0,5) – от 0,7 до 2,9 м;
• пеноблоки, при плотности 800 кг/ куб. м. (0,37) – от 0,5 до 2 м, при плотности 400 (0,15) – от 0,2 до 0,8 м;
• керамзитеботон 1 800 (0,9) – от 1,25 до 5 м;
• он же при плотности 500 (0,23) – от 0,3 до 1,2 м;
• железобетон (1,8 – 2,1) – от 2,2 до 11,5 м.

Получается что только из пенобетонов с плотностью меньшей 500 кг/ куб. м. можно получить «удобоваримую» толщину стены.

Если теплотехнический расчет стены показывает, что стена из газобетона должна быть более 0,4 м, а для пустотной керамики с микропорами – более 0,45 м, то дома дешевле строить с двухслойными стенами.

Кроме того, однослойные стены имеют следующие недостатки:

• высокую влажность материала, т. е. теплосопротивление стены ниже проектной, а в доме холоднее;
• нерациональный расход материалов, т. к. толщина стены значительно больше нужной для ее прочности.

Поэтому для соответствия стен теплотехническим требованиям нужно использовать два, три и более слоя, один из которых даст стене прочность, второй защитит дом от холода, третий обеспечит быструю просушку стены после строительства, четвертый защитит от непогоды, УФ-излучения или просто сделает стену красивой.

Многослойные стены не нужны:

• в районах с мягким климатом и не морозной зимой;
• когда материалы дают возможность построить теплосберегающую стену нужной прочности и приемлемой толщины.

В этом случае могут использоваться:

• пороматериалы: порокирпич, газобетонные, газосиликатные, керамзитоблоки, пеноблоки и пр.;
• пустотные: пустотный кирпич, керамические, пескобетонные, шлакобетонные и керамзитные пустотные блоки и т. п.;
• крупноформатные блоки:

а) пеноблоки бетонные;
б) композитные блоки: арболитовые, опилкобетонные, пенополистиролбетонные и т. п.

Преимущества и недостатки многослойных стен

В двухслойных стенах теплоизоляционный слой устанавливается обычно с холодной стороны, снаружи.

Чаще всего по рекомендациям Министерства строительства новые кирпичные стены должны быть трехслойными.

В трехслойных сооружениях – слой теплоизоляции устанавливается между двумя одинаковой толщины слоями материала, несущего нагрузку. Т. е. стену делят пополам и между половинками устраивают слой теплоизоляции. Половинки стен «перевязывают» между собой повторяющимися через 5 – 8 рядов:

• одним или двумя рядами сплошной кирпичной кладки;
• стальными оцинкованными арматурными связями или сетками;
• сплошными железобетонными поясами – вертикальными и горизонтальными.

Но чаще наружный слой делают в 0,5 кирпича из специального облицовочного кирпича.

Есть еще и другие способы, но они используются реже.

Достоинства многослойных стен:

• стена легче, т. к. прочность обеспечивает сравнительно небольшое количество материала, а теплоизоляция, по определению, весит мало;
• высокоэффективный утеплитель обеспечивает с запасом тепловые параметры, а облицовочный (наружный слой) – внешний вид;
• огнестойкость;
• простые материалы;
• строить можно весь год и зимой тоже и др.

Недостатки многослойных стен:

• неоднородность средней плотности материала стены (мостики холода от связей, бетонных диафрагм и т. п.), что дает разную теплоэффективность стены в разных местах;
• нужна высокая квалификация исполнителей;
• перекрытия, выходящие на наружную поверхность стены, дают до 20 % теплопотерь;*
• нагрузка от перепадов температуры – бетон перекрытий всегда в тепле, а лицевая кладка в зоне замерзания/оттаивания; **
• мелкий ремонт почти невозможен;
• возможно случайное неумышленное повреждение тонких прослоек;
• велики объемы скрытых работ и возможны дефекты: неправильная или не полная установка утеплителя, неправильная установка пароизоляции и мн. др;
• высокая трудоемкость;
• стоимость дома больше чем с двухслойными стенами, и тем более с однослойными.

* При выходе межэтажных плит перекрытий на любых типах стен торцом на наружную стену их стальная арматура проводит тепло гораздо лучше плотного бетона, хотя и бетон имеет высокую теплопроводность. Внутренние пустоты, диаметром от 130 до 250 мм, заполненные воздухом, тоже участвуют в этом процессе.

Для уменьшения тепловых потерь:

• торцы плит закрывают штатной (проектной) теплоизоляцией и наружной облицовкой;
• полости плит заполняют теплоизоляцией или пенно- газобетонными вкладышами (хотя бы на 0,5 – 1 м). Заводы ЖБИ могут это сделать по заказу при производстве плит.

** При перепадах температуры бетон перекрытий, защищенный от них теплоизоляцией, имеет небольшие изменения размеров, в то время как облицовочная кладка вся находится под действием этих перепадов. В зоне их контакта возможны крошение материалов и постепенное разрушение.

Материалы, используемые при строительстве многослойных стен

Для возведения несущей и самонесущей стены, обеспечивающей нагрузку от собственного веса, перекрытий и всех вышележащих этажей используют:

• кирпич керамический полнотелый, пустотный, пористый;
• силикатный полнотелый 3, 11 и 14-пустотный и т.п.

При небольшой этажности до 3, иногда 5 этажей:

• керамические блоки – теплые пустотно-поризованные;
• арболитовые и бризолитовые блоки, твинблоки;
• пено- , газо- , шлако- , полистирол- , опилко-, керамзитобетонные и другие виды крупноформатных блоков,

В качестве теплоизоляционных материалов применяют высокоэффективные утеплители:

• ЭППС – экструдированный пенополистирол;
• другие вспененные пластики – пенополиэтилен, пенопропилен, пенополиуретан и т. п.;
• пеностекло, керамзит и др. вспененные материалы;

Б. Минеральные ваты – базальтовые, стекловолоконные, габбро-базальтовые, мергелевые и т. п.

В. Природные органические материалы:

• эковата – измельченная целлюлоза, пропитанная антипиренами пр.;
• измельченные отходы древесины, коры, веток и т. п.;
• измельченные волокна и стебли растений и пр.

Особенности технологии строительства многослойных стен

Существует несколько способов возведения многослойных стен:

• одновременно кладут внешнюю и внутреннюю стены и устанавливают мягкие или жесткие плиты утеплителя;
• послойное возведение: полностью кладут внутреннюю стену, укрепляют на ней утеплитель и кладут наружную стену:

а) на относе – фиксированном расстоянии от стены, с оставлением вентиляционного зазора погонажными рейками или профилями между теплоизоляцией и наружной стеной;
б) на основную стену через слой утеплителя специальными анкерами или дюбелями.

На внутренней стене устанавливается обрешетка, между элементами которой укрепляется плитная минвата или плиты пенополистирола с утапливанием относительно обрешетки. С помощью горизонтальных связей через 4 – 6 рядов кладки и через 0,5 – 0,6 м в ряду, используя обрешетку как средство сохранения ширины зазора, кладут облицовочный слой. Вентиляционный зазор образуется между наружной стеной и теплоизоляцией. Между внутренней стеной и теплоизоляцией его нет.

Одновременное возведение трехслойной стены

Рассмотрим процесс одновременного возведения кирпичной трехслойной стены с внутренним утеплителем:

1. Толщина внутренней кладки определяется расчетом прочности стены, но не может быть менее 250 мм – «в 1 кирпич».
   Толщина слоя теплоизоляции определяется теплотехническим расчетом и бывает минимум в 0,5 кирпича.
   Толщина наружной кладки – «облицовки» не более 0,5 кирпича, но в 1 – 2-х этажном доме может быть и меньше.
2. Кладку ведут одновременно внутренний и внешний слои, оставляя зазор в 120 мм, который заполняют минераловатными плитами. Через 5 – 8 рядов делают перевязку стальными связями из нержавеющей стали (сетка из 2-х продольных и 2-х поперечных проволок), по горизонтали – около 600 мм. Можно использовать стекло- или углепластиковую арматуру, с размещением ее под углом 45 град. Отрезки укладываются поочередно под углом 45 и 135 град (ориентировочно). Эта арматура не гнется, а ее отрезки укладываются под углом по отношению к оси стены. Гнуть их или очень трудно (при малых диаметрах) или вообще невозможно.

Анализ обрушений облицовочных стен в Москве за последние 10 лет показал, что «черный» металл корродирует до полного разрушения за 3 – 5 лет.

Переход в зоне перекрытия делают в соответствии с проектом с обязательной теплоизоляцией торца плиты перекрытия.

При раздельном способе возведения стены установка утеплителя производится двумя способами:

• мокрым облегченным – утеплитель приклеивается к стене клеем и на его внешней поверхности укрепляется стальная или высокопрочная пластиковая сетка, по которой производят оштукатуривание;
• сухим способом – на готовую стену с обрешеткой из профилей или деревянных брусков устанавливают на стену теплоизолирующий слой, поверх которого крепят облицовку из кирпича, искусственного камня и т. п.

При строительстве многослойных стен с использованием несъемной опалубки используются готовые блоки в виде коробчатых армированных конструкций из пенополистирола, арболита (стружкобетона), пористой керамики, стеклопенные и т. п.

Эти блоки как конструктор «Лего» устанавливают с перевязкой и формируют стену. В полости блоков в вертикальном положении (при необходимости и в горизонтальном) устанавливают стальную или композитную пластиковую арматуру и заливают бетоном. Можно использовать обычный бетон, или бетон с теплоизолирующими наполнителями, или вспенивающийся бетон.

Могут быть использованы плиты из самых разным видов утеплителя. Их прикрепляют к арматурному каркасу будущей стены и ведут послойную заливку бетона.

На верхней части стены монтируют горизонтальный арматурный каркас и заливают плотным бетоном монолитный пояс по всему периметру здания и внутренних несущих стен. После набора бетоном прочности устанавливают плиты перекрытия.

Источник

Слоистая кладка

В некоторых новых построенных зданиях утеплитель размещается центрально (в середине) в ограждающей конструкции. При таком варианте утеплитель очень хорошо защищен от механического повреждения и имеется больше возможностей для оформления фасадов. Однако, риск возникновения ущерба вследствие влажности намного выше, чем при внешнем утеплении, поэтому структуру слоев следует тщательно спланировать и выполнять без дефектов.

Эта конструкция состоит из трех слоев: несущей стены, стены из облицовочного материала и утеплителя, который расположен между ними. Несущая и облицовочная стены опираются на один фундамент. Наружный слой чаще всего выполняют либо из облицовочного кирпича, либо из строительного с последующим оштукатуриванием, покрытием искусственным камнем, клинкерной плиткой и пр.

Преимущества

• красивый и респектабельный внешний вид при использовании дорогостоящих облицовочных материалов;
• высокая долговечность при условии правильного проектирования и квалифицированного монтажа конструкции.

Недостатки

• большая трудоемкость возведения;
• малая воздухопроницаемость;
• возможность конденсации влаги между разнородными слоями такой стены.

Очень важно, чтобы все слои конструкции сочетались друг с другом по паропроницаемости. Сочетаемость определяется только расчетом системы в целом.

Недооценка этого обстоятельства может привести к накоплению влаги во внутренней части стен. Это создаст благоприятную среду для развития плесени и грибка. Утеплитель от возможного образования конденсата будет намокать, что сократит срок службы материала и существенно снизит его теплозащитные свойства. Ограждающая конструкция станет промерзать, что приведет к неэффективности утепления и может вызвать ее преждевременное разрушение.

Виды конструкций

Типовые решения устройства слоистых кладок можно разделить на два вида: с устройством воздушного зазора и без него.

Устройство воздушного зазора позволяет более эффективно удалять влагу из конструкции, так как избыточная влага из несущей стены и утеплителя будет сразу уходить в атмосферу. При этом воздушный зазор увеличивает общую толщину стен, а, следовательно, и фундамента.

Утеплитель внутри кладки стен

В той или иной степени проблема паропереноса актуальна для слоистой кладки с утеплителем любого типа.

Утепление конструкции минеральной ватой является наиболее предпочтительным. В таком случае появляется возможность устроить воздушный зазор между утеплителем и наружной стенкой для лучшего вывода влаги из несущей стены и утеплителя.

Для слоистых кладок следует применять полужесткий минераловатный плитный утеплитель. Это позволит, с одной стороны, хорошо заполнить все дефекты в кладке, создать сплошной слой теплоизоляции (плиты можно немного «поджать», избежав щелей). С другой стороны, такие плиты будут сохранять геометрическую целостность (не давать усадку) на протяжении всего срока службы.

Определенные сложности в применении пенополистирола в слоистых кладках вызваны низкой паропроницаемостью этого материала.

Трехслойная кирпичная кладка с утеплителем

1. Внутренняя часть кирпичной стены
2. Минеральная вата
3. Наружная часть кирпичной стены
4. Связи

Традиционным материалом для внутренней части стен является полнотелый красный керамический кирпич. Кладка обычно выполняется на цементно-песчаном растворе в 1,5-2 кирпича (380-510 мм). Наружная стенка обычно выполняется из лицевого кирпича толщиной 120 мм (в полкирпича).

Продухи

В случае устройства системы с воздушным зазором шириной 2-5 см для его вентиляции устраиваются продухи (отверстия) в нижней и верхней частях стены, через которые парообразная влага удаляется наружу. Размер таких отверстий принимается из расчета 75 см 2 на 20 м 2 поверхности стены.

Верхние вентиляционные продухи располагают у карнизов, нижние — у цоколей. При этом нижние отверстия предназначаются не только для вентиляции, но и для отвода воды.

1. Воздушный зазор 2 см
2. Нижняя часть здания
3. Верхняя часть здания

Для осуществления вентиляции прослойки в нижней части стен устанавливают щелевой кирпич, положенный на ребро, или в нижней части стен укладывают кирпич не вплотную друг к другу, а не некотором расстоянии друг от друга, и образовавшийся зазор не заполняют кладочным раствором.

Установка связей

Внутренняя и наружная части трехслойной кирпичной стены связываются между собой специальными закладными деталями — связями. Они выполняются из стеклопластика, базальтопластика или стальной арматуры диаметром 4,5–6 мм. Предпочтительнее использовать связи из стеклопластика или базальтопластика из-за большей теплопроводности стальных связей.

Эти связи также выполняют функцию крепежа плит утеплителя (утеплитель просто
накалывают на них). Их устанавливают в процессе кладки в несущую стену на глубину
6—9 см с шагом 60 см по горизонтали и 50 см по вертикали из расчета в среднем 4 штыря на
1 м 2 .

Для обеспечения равномерного вентилируемого зазора по всей площади утеплителя на стержни крепят фиксирующие шайбы.

Часто вместо специальных связей используют загнутые арматурные стержни. Помимо связей наружную и внутреннюю стенки кладки можно связывать стальной арматурной сеткой, уложенной через 60 см по вертикали. При этом для устройства воздушного зазора применяется дополнительное механическое крепление плит.

Плиты утеплителя устанавливают с перевязкой швов вплотную друг к другу, чтобы между отдельными плитами не было щелей и зазоров. На углах здания создают зубчатое зацепление плит, чтобы избежать образования мостиков холода.

Технология кладки с утеплителем

• Кладка облицовочного слоя до уровня связей
• Монтаж теплоизоляционного слоя, чтобы верх его был выше облицовочного слоя на 5-10 см
• Кладка несущего слоя до следующего уровня связей
• Установка связей, протыкая их через утеплитель

если горизонтальные швы несущего и облицовочного слоев стены, в которых ставятся связи, не совпадают более, чем на 2 см в несущем слое кирпичной кладки, связи размещают в вертикальном шве

Кладка по одному ряду кирпича в несущей части стены и облицовочном слое

Источник