Как правильно выбрать толщину стен

Оптимальная толщина стен

Создание уютной атмосферы в доме немыслимо без поддержания во внутренних помещениях комфортной для проживания температуры. Чем лучше термосопротивление наружных стен, тем более удобный для человека микроклимат будет поддерживаться в жилых комнатах на протяжении всего года. Данный показатель во многом зависит от толщины стен здания и их способности противостоять перепадам внешних температур. В связи с этим, чтобы построить комфортное жильё, следует учитывать нормативы СНиП, в которых указана минимально допустимая толщина стены из кирпича, дерева и иных материалов.

Особенности материала

Кирпич является одним из самых технологичных строительных материалов. Благодаря своим отличным эксплуатационно-техническим качествам, он издавна применяется человеком для возведения как небольших одноэтажных построек, так и при строительстве массивных многоэтажных сооружений.

Строительный кирпич с успехом выдерживает нагрузки, в тысячи раз превышающие его собственный вес, а при соблюдении всех технологий кладки, несущие стены кирпичного дома могут без проблем прослужить не один десяток и даже сотен лет. Между тем, долговечность службы зависят от таких технических показателей материала, как коэффициент прочности и морозостойкости.

Показатель морозостойкости материала даёт представление о возможности несущей стены из кирпича противостоять циклам заморозки / оттаивания при смене времён года. Коэффициент морозостойкости непосредственно оказывает влияние на сроки «безаварийной» эксплуатации и зависит от плотности и пористости материала. Чем более высокий коэффициент влагопоглощения, тем ниже устойчивость кирпичных стен к сезонным перепадам температур. Согласно требованиям ГОСТ, минимальная цикличность стройматериала не должна быть ниже 20 – 25 сезонов.

Виды строительного кирпича

Коэффициент прочности вычисляется в зависимости от того, какую нагрузку может выдержать материал без разрушения и деформации. Маркировка производится с шагом в 25-50 единиц и может составлять от М-75 до М-200. Каждая из данных разновидностей имеет свою область использования.

Чем выше этажность здания или предполагаемая нагрузка перекрытий, тем больше должна быть толщина кирпичной кладки. Если для малоэтажной частной застройки вполне подойдёт кирпич марки М-75 и М-100, то для возведения многоэтажек, цоколей и прочих конструкций с высокими эксплуатационными нагрузками следует брать кирпич с маркой прочности не ниже М-150, независимо от того, какова толщина кладки.

Среди недостатков кирпичной кладки следует указать высокую гигроскопичность. Обожжённая глина, служащая основным сырьём для этого строительного материала, способна легко впитывать из атмосферы и удерживать внутри себя воду. Содержащаяся в микропорах и трещинах сырость постепенно приводит к разрушению кирпича, потере им своих прочностных качеств. В связи с этим, наружная кладка должна быть по возможности защищена от воздействия осадков гидроизоляцией или влагоотталкивающими грунтовочными составами.

Другой минус кирпича, как материала – его высокая теплопроводность. Благодаря этому, кирпич уже сам по себе является отличным «мостиком холода», способствующим проникновению внутрь здания мороза извне. Раньше с этим отрицательным свойством боролись, увеличивая толщину несущей кирпичной стены.

В советское время при относительной дешевизне кирпича и недостатке эффективных утеплителей – это был наиболее простой выход из положения. Ещё несколько десятилетий назад толщина стен дома из кирпича в центральных районах страны могла составлять 64 см, а в северных регионах – 1 м и более. Однако сейчас, когда на строительном рынке имеется огромный выбор строительной теплоизоляции, такая толщина кирпичной стены становится ненужным расточительством.

Все проблемы с недостаточной теплоизоляцией здания можно решить с помощью любого подходящего для этих целей утеплителя.

Факторы расчёта толщины стен

Расчёт толщины кирпичных стен зависит от ряда аспектов, главных из которых два:

• Несущие показатели.
• Теплоизоляционные показатели.

В первом случае от ширины кирпичных стен зависят её несущие способности. Это актуально для несущей опорной конструкции, в то время как внутренние межкомнатные перегородки могут выкладываться «в кирпич» или «в полкирпича» – шириной в 12 или 25 см. В данном случае толщина внутренних стен вполне достаточна, чтобы создать прочную перегородку. Она способную противостоять механическим нагрузкам и выдерживать подвесные конструкции – полки, шкафы, дверные коробки и т.д.

Толщина наружной стены из кирпича в отличии от перегородочной должна быть такой, чтобы выдерживать более значительные нагрузки. На несущие стены дома ложится вес межэтажных перекрытий, вышерасположенных этажей и кровли, поэтому от её ширины зависит прочность всей постройки.

От теплоизоляционных характеристик материала также во многом зависит толщина несущих стен. Чем более высокая теплопроводность у стройматериала, тем больше должна быть минимальная толщина стеновой конструкции.

Виды кирпичной кладки

В современном строительстве применяется несколько видов кирпичной кладки, различающиеся по своей ширине. Стандартная толщина стен здания может составлять от 1 до 2-х и более кирпичей. В данном случае под понятием «в кирпич» понимается длина кирпича, составляющая 25 см. Типоразмер «одинарного» кирпича закреплён в положениях ГОСТ и составляет:

• Длина – 25 см (кладка «в кирпич»).
• Ширина – 12 см. (кладка «в полкирпича»)
• Высота – 6,5 см.

Ширина кирпичной кладки

С точки зрения экономической целесообразности при мало- и среднеэтажном строительстве наиболее эффективной является толщина наружных стен в 38 – 51 см – толщиной в два или в полтора кирпича. Такой тип кладки способен легко выдержать вес двух-трёх вышерасположенных этажей, а также нагрузку от кровли. При этом масса конструкции остаётся сравнительно небольшой, так что застройщику не придётся дополнительно усиливать фундаментное основание дома. Другой плюс подобной кладки состоит в том, что такой тип кладки позволяет значительно сэкономить на строительном материале.

Стены большей толщины, чем в 2 кирпича, в современном строительстве практически не используются. Связано это с тем, что, во-первых, их несущие способности явно избыточны – с необходимой нагрузкой вполне справляется и стена в 2 кирпича.

Увеличенные размеры кладки ведут лишь к неоправданно завышенным сметным расходам на стройматериал, без какой-либо выгоды с точки зрения прочности здания. Во-вторых, улучшить теплоизоляцию здания гораздо эффективнее благодаря применению утеплителей, нежели за счёт увеличения толщины несущих стен из кирпича. Более тонкие стены для опорных конструкций, согласно нормативам СНиП, применять не рекомендуется. Так, несущая стена в полкирпича не сможет обеспечить достаточной прочности здания и долговечности его эксплуатации.

Для внутренних перегородок чаще всего используют кладку в полкирпича (12 см). Это наиболее оптимальный вариант, как с точки зрения финансовой составляющей, так и с учётом прочностных характеристик конструкции. Гораздо реже применяется кладка в кирпич (25 см) и в 6,5 см, когда кирпичи ставятся на ребро.

Однако подобные конструкции имеют больше недостатков, чем достоинств: в первом варианте это увеличенная вдвое стоимость простенков, а во втором – недостаточная прочность простенка.

Расчёт кирпича в кладке

Перед тем как решить, какой толщины будут стены будущей постройки, необходимо произвести ряд инженерных расчётов. Прежде всего, следует вычислить общее количество кирпича, которое понадобится для возведения несущих и перегородочных конструкций. Это необходимо будет сделать по двум причинам:

• Оптимизировать сметные расходы.
• Вычислить нагрузку на несущее основание.

Первым шагом следует рассчитать площадь всех стен, отдельно внешних и внутренних, и из полученного числа вычесть площадь оконных и дверных проёмов. Далее необходимо высчитать, сколько кирпича содержится в кв.м кладки той или иной толщины. Зависит это количество от типа материала. Сегодня в кирпичном строительстве используется три основных типоразмера:

• Стандартный: 25 х 12 х 6,5 см.
• Полуторный: 25 х 12 х 8,8 см.
• Двойной: 25 х 12 х 13,8 см.

В таблице приводятся расходы разных видов кирпича для кладки различной толщины.

Сравнение показателя теплопроводности кирпича и дерева

Используя приведённую таблицу, можно не только вычислить необходимое для строительства количество материала, но также рассчитать нагрузку, которую будет оказывать постройка на фундамент. Зная же массу здания и пользуясь сводными таблицами СНиП, возможно рассчитать минимально допустимое значение прочности фундаментного основания.

Теплоизоляционные показатели

Коэффициент теплозащиты является одним из ключевых при проектировании толщины стен. Ещё не так давно толщина несущих стен из кирпича оказывалась решающим фактором для создания эффективного теплоизоляционного пояса. В связи с этим, нередко использовались кладки толщиной в 3-4 и более кирпичей. Но из-за высоких показателей теплопроводности создание надёжной защиты от морозов при помощи кирпичной кладки приводили к неоправданному возрастанию стоимости строительства.

Показатели теплопроводности и плотности кирпича в сравнении с другими строительными материалами.

Сегодня на смену этому архаичному способу пришли более эффективные технологии, использующие в качестве теплозащиты современные теплоизоляционные материалы.

В результате создание кладки толщиной более 2 кирпичей в современном строительстве признано неэффективной. Чтобы рассчитать необходимую минимальную толщину внешних стен постройки, используют следующую формулу:

Зная показатель теплопроводности того или иного материала, можно легко вычислить минимальный необходимую толщину стены с учётом теплоизолирующего слоя. Показатель необходимого теплового сопротивления для каждого региона приводится в таблицах раздела СНиП «Строительная климатология».

На представленном ниже видео показаны особенности кирпичной кладки.

Источник

Оптимальная толщина стен дома

Каждый хозяин дома хочет, чтобы его сооружение было теплым и долговечным. Во многом это зависит от правильно выбранной толщины стен. Этот критерий в свою очередь формируется с учетом строительного материала. Рассмотрим, какой должна быть толщина стен дома.

Виды стен

Наружные стены выполняют важную функцию – защиту от внешней среды. Также они играют роль несущих конструкций. Различают внутренние и наружные стены. В зависимости от накладываемых на них нагрузок это могут быть несущие или ненесущие стены.

На несущие опираются перекрытия и кровельные элементы. Ненесущие призваны разделять помещения между собой.

Наружные стены в большинстве случаев одновременно являются и несущими. Поэтому толщина их должна быть больше. Как правило, они состоят из нескольких слоев и включают утеплитель.

Толщина внутренних стен, как правило, меньше, особенно, если это не несущие конструкции. Для таких перегородок куда большее значение имеют их звукоизоляционные свойства. И здесь также важно выбрать подходящий строительный материал.

Материал стен – что выбрать?

Начиная строительство дома, большое значение имеет, из чего вы будете возводить стены. Значение имеет долговечность, комфорт, экономия и скорость строительства. Каждый материал имеет свои плюсы и минусы, поэтому выбор сделать достаточно сложно.

Наибольшее распространение получили следующие виды стен:

• кирпичные;
• бетонные (пеноблоки, газосиликат) ;
• керамзитоблоки;
• каменные;
• монолитные;
• деревянные
• комбинированные.

Казалось бы, все просто. Чем толще стена, тем лучше. Но слишком толстыми стены делать не стоит. Во-первых, это значительная переплата за материалы. Во-вторых, потеря полезной площади внутри здания. Поэтому куда проще – высчитать оптимальные показатели с учетом климата, нагрузок и состава материала.

Источник

Утепление каменного дома: базовые принципы строительства и расчёт толщины утеплителя

Выбираете энергоэффективные решения?

Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE

Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)

Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)

Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)

Темы, посвящённые строительству энергоэффективного дома, пользуются неизменной популярностью среди пользователей нашего портала. Но часто под энергоэффективным понимают хорошо утеплённый каркасный дом, обходя вниманием дома каменные. Это происходит из-за того, что начинающие застройщики делают ставку на выбор лучшего стенового материала для строительства каменного дома, в то время как вопрос энергосбережения требует комплексного подхода. В нашем сегодняшнем материале мы восполним этот пробел и расскажем, как правильно утеплять каменное строение и какой должна быть толщина утеплителя для стен.

Из этой статьи вы узнаете:

• Каковы базовые принципы строительства тёплого каменного дома.
• Почему надо устранять мостики холода в каменном доме.
• В чём заключаются плюсы однослойной каменной стены.
• В каких случаях целесообразно возводить многослойную утеплённую каменную стену.
• Как рассчитать оптимальную толщину утеплителя для каменной стены.

Энергоэффективность: базовые принципы

Когда речь заходит о строительстве каменного дома, чаще всего задаются такие вопросы: будет ли тепло в доме из газобетона с толщиной стен в 40 см или, если возвести дом из тёплой керамики, надо ли его будет дополнительно утеплять. Посмотрим, насоколько оправдан ли такой подход.

Важно понять, что понятие тёплый дом — весьма субъективно. Кто-то хочет, чтобы зимой в доме было по-настоящему жарко, кто-то, если температура в помещении упадёт ниже +18°С, просто наденет свитер, предпочитая «Африке» в комнате прохладный воздух. Т.е. у каждого человека своё понятие о тёплом, а значит — комфортном доме. Но есть базовое определение, которое поможет нам наметить ориентир при строительстве тёплого каменного дома.

Мостиками холода в каменном доме являются нетеплоизолированные от внешней среды конструкции. Это, в первую очередь, фундамент, надоконные перемычки, армопояса, торцы плит перекрытий и т.д.

При строительстве каменного дома из мелкоштучных материалов – кирпича, газо- и пенобетона, тёплой керамики, также особое внимание надо уделить кладочным швам. Т.к. в пересчёте на общую площадь стены совокупность толщин всех кладочных швов становится мощным «мостиком холода», приводящим к теплопотерям. Эти теплопотери возрастают ещё больше, если кладка (швы) продувается. Что сводит на нет все преимущества т.н. «тёплых» стеновых материалов – газобетона и крупноформатных поризованных керамических блоков. Чтобы защитить кладку от продувания, её нужно оштукатурить.

Один из способов уменьшить теплопотери через кладочные швы — современный метод кладки газобетона на монтажную пену.

Возводя каменный дом, не следует слепо наращивать толщину стен, полагая, что кладка шириной в полметра будет тёплой.
Надо учесть:

• климатические особенности в регионе проживания,
• длительность отопительного периода,
• доступность того или иного вида топлива,
• рост цен на энергоносители, причём — в долгосрочной перспективе, т.к. поддерживать комфортную температуру можно даже в плохо утеплённом доме, с большими теплопотерями через ограждающие конструкции.

Вопрос лишь в том, сколько придётся заплатить за работу отопительной системы, вырабатывающей тепло в таком доме.

Кроме стен, перекрытий, окон и дверей за «энергоэффективность» в доме отвечают ещё и системы вентиляции и кондиционирования, через которые также теряется тепло. На величину теплопотерь влияет форма и архитектура дома (наличие выступов, эркеров и т.д.), общая площадь строения, площадь остекления, месторасположение здания на участке относительно севера и юга.

Если утеплить выше норм стены, но сделать недостаточное утепление покрытия, «холодные окна» и смонтировать «энергоНЕэффективную» естественную систему вентиляции, значит — потратить деньги впустую. Дом — это система, где все должно быть рассчитано и сбалансировано.

Рассмотрев общие принципы энергоэффективности, ответим на вопросы, связанные с необходимостью дополнительного утепления стен каменного дома.

Однослойная каменная стена или стена + дополнительное утепление

Это, как раз, один из вопросов, который не имеет однозначного решения. Если рассматривать однослойную конструкцию стен, то в малоэтажном строительстве для её возведения часто применяются варианты из ячеистых бетонов (в том числе газобетона), полистиролбетона и арболита. Кирпич и тяжёлый бетон нуждаются в теплозоляции.

Чтобы выбрать тот или иной стеновой каменный материал с прицелом на «энергоэффективность», нужно знать его свойства. Для того чтобы материал типа керамики или бетона обладал хорошими теплозащитными свойствами, его нужно сделать «воздушным», пористым. С этой целью в материал добавляются пористые наполнители и, соответственно, уменьшается количество «камня» в материале. Снижается плотность материала, а значит — и его прочность, и несущая способность.

В результате: либо выбирается материал с достаточными механическими свойствами, позволяющий решить и конструкционную, и теплоизоляционную задачу, как газобетон или тёплая керамика. Или же — задачи разделяют между собой. Т.е. за прочность конструкции отвечает тяжёлый стеновой каменный материал, а теплозащитные функции обеспечиваются за счёт дополнительного утепления.

Поэтому нельзя заранее сказать, что, построив дом из газобетона плотностью D400 толщиной в один блок, мы получим необходимую нам стену, отвечающую как теплоизоляционным, так и прочностным характеристикам. Окончательное решение принимается на основании проектирования и теплотехнического расчёта конструктива дома, в привязке к конкретному региону проживания. Также при строительстве каменного дома следует учесть такие нюансы.

Каменный — тяжёлый дом — обладает высокой теплоёмкостью. Если речь идёт о доме из обычного кирпича и прочего «холодного» камня и бетона, то экономически обоснованным, эффективным и правильным решением станет его наружное утепление.

То есть, внутри у нас находится теплоёмкий несущий «скелет» здания, который утепляется и отделывается снаружи.

На мой взгляд, делать однородные стены для жителей северных широт РФ просто невыгодно экономически. Для жителей южных и средних широт проще и/или дешевле возвести более толстую однородную наружную стеновую ограждающую конструкцию, чем заниматься дополнительным утеплением.

Для конструкции можно подобрать один из таких современных конструкционно-теплоизоляционных поризованных стеновых материалов, как газобетон или тёплая керамика. Однородные стены считаются более долговечными, чем многослойные конструкции, у которых в случае нарушения технологии строительства и неправильного использования утеплителей нарушается паропрозрачность слоёв. Это может привести к избыточному влагонакоплению внутри стены, появлению на её внутренней поверхности грибков и плесени и снижению срока службы всей конструкции.

Есть правило, что паропроницание слоёв конструкций для отапливаемых помещений должно увеличиваться изнутри наружу. Это означает, что нельзя утеплять снаружи паропроницаемый материал (газобетон) материалом, который пар практически не пропускает.

Если речь идёт о стенах из условных «конструкционно-теплоизоляционных» материалов типа керамзито- и газобетона, тёплой керамики и прочих «тёплых» материалов, то и для достижения «бо́льшей» теплоёмкости, и для экономически обоснованного теплового сопротивления конструкции надо возводить однородные стенки. Также однородность стены делает строительство проще и экономичнее. Т.к. отпадает необходимость привлекать для монтажа системы «мокрого фасада» хорошо подготовленных и высокооплачиваемых специалистов. И не нужно думать — придётся ли со временем производить замену утеплителя, делать капремонт и т.д.

Повторим — решение, утеплять ли дополнительно каменные стены или не утеплять, принимается не «на глазок» и не по принципу «так делают все», а на основании расчёта именно вашего дома.

Рассмотрим слоистые кладки стеновых ограждений современных жилых многоэтажек. Они чаще всего возводятся в виде монолитных железобетонных каркасов, с наружным декоративно-защитным слоем из кирпичной кладки. Здесь не обойтись без утеплителя, поскольку они опираются на край дисков междуэтажных перекрытий, в которых не устроена теплоизоляция, и которые являются мощными мостиками холода.

Т.е. для восполнения повышенных тепловых потерь, по действующему теплотехническому СНиПу (СП), нужно увеличивать сопротивление теплопередачи стен. Но делать это без использования утеплителей — невыгодно, т.к. придётся возводить более толстую стену, а значит — возрастёт нагрузка на перекрытия и уменьшится внутренняя полезная площадь в доме в привязке стен разной толщины к одному периметру фундамента.

Т.е. делать, к примеру, однородные метровые стены из кирпича, которые будут соответствовать современным теплотехническим нормативам, естественно, никто не будет. Использование внешнего утеплителя позволяет ограничить толщину стен только требованиями по их несущей способности. Несущие стены выступают в роли массивных аккумуляторов тепла. Более того, поскольку они изолированы слоем утеплителя от внешних негативных знакопеременных воздействий (температурных перепадов), это увеличит потенциальный срок службы строения.

Важно отметить, что расчётный слой утеплителя (полистиролового пенопласта, обладающего относительно низкой паропроницаемостью, относительно стеновых блоков из газобетона) желательно брать здесь с запасом. Это позволит вывести в него (утеплитель) точку росы и тем самым избежать возможного риска увлажнения конструкции.

Среди наиболее распространённых видах утеплителей, которые используются для теплоизоляции каменного дома снаружи, можно перечислить следующие. Это — минеральная вата (в зависимости от плотности, может использоваться как элемент штукатурного или вентилируемого фасада), пенополистирол (предназначенный для утепления фасадов), т.н. «мокрый фасад» и т.п. Реже, в силу высокой цены, используются пеностекольные плиты (следует помнить, что это — паронепрозрачный материал). Также существуют и варианты утепления каменного дома по типу трёхслойная «колодезная кладка» с засыпкой керамзитом.

Пример упрощённого теплотехнического расчёта

Через стены из дома тепло уходит наружу. Наша задача создать «барьер», который будет препятствовать переносу тепла из помещения с более высокой температурой (из комнаты) во внешнюю среду с более низкой температурой (на улицу). Т.е. мы должны увеличить теплосопротивление ограждающей конструкции. Этот коэффициент (R) зависит от региона и измеряется в (м²*°С)/Вт. Что означает, сколько Вт тепловой энергии проходит через 1 кв.м. стены при разности температур на поверхностях в 1°С.

Идём дальше. Каждый материал имеет свой коэффициент теплопроводности (λ) (способность материала к переносу энергии от тёплой части от более холодной) и измеряется в Вт/(м*°С). Чем меньше этот коэффициент, тем меньше теплопередача и выше термическое сопротивление стены.

Важное условие: коэффициент теплопроводности увеличивается, если материал переувлажнён. Наглядный пример — мокрый минераловатный утеплитель, который в этом случае теряет свои теплоизолирующие свойства.

Наша задача — узнать, соответствует ли стена из условного каменного материала базовым значениям требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. Проведем необходимые вычисления. Для упрощённого примера возьмём Москву и Московскую область. Требуемое нормируемое значение теплосопротивления стен – 3.0 (м²*°С)/Вт.

Примечание: для перекрытий и покрытий нормируемое тепловое сопротивление имеет другие значения.

Стены условного дома толщиной в 38 см возведены из полнотелого керамического кирпича. Коэффициент теплопроводности материала λ (берём усреднённое значение в сухом состоянии) – 0.56 Вт/(м*°С). Кладка велась на цементно-песчаном растворе. Для упрощения расчёта, теплопотери через кладочные швы — «мостики холода» — не учитываем, т.е. кирпичная стена — условно однородная.

Теперь рассчитываем величину теплосопротивления этой стены. Для этого не нужен калькулятор, просто подставляем значения в формулу:

d — толщина материала;

λ — коэффициент теплопроводности материала.

Rф=0.38/0.56 = 0.68 (м²*°С)/Вт (округлённое значение).

Отталкиваясь от этого значения, определяем разницу между нормативным и фактическим сопротивлением теплопередачи (Rт):

Rт = Rн – Rф = 3.0 – 0.68 = 2.32 (м²*°С)/Вт

Т.е. стена не «дотягивает» до необходимого нормируемого значения.

Теперь делаем расчет толщины утеплителя стены, которая компенсирует эту разницу. В качестве утеплителя возьмём пенополистирол (пенопласт), предназначенный для утепления фасада с последующим оштукатуриванием, т.н. «мокрый фасад».

Коэффициент теплопроводности материала в сухом состоянии — 0.039 Вт/(м*°С) (берём усреднённое значение). Ставим его в следующую формулу:

d — толщина утеплителя;

Rт — сопротивление теплопередаче;

λ — коэффициент теплопроводности утеплителя.

d = Rт * λ = 2.32 * 0.039 = 0.09 м

Переводим в см и получаем – 9 см.

Вывод: чтобы утеплить стену и довести значение до нормируемого теплосопротивления, необходим слой утеплителя (в данном упрощённом примере пенополистирола) толщиной в 90 мм.

В теме FORUMHOUSE пользователи нашего портала могут узнать, как рассчитать оптимальную толщину утеплителя. Также предлагаем вам выбрать материал для стен каменного дома и получить экспертный совет наших консультантов по строительству каменного дома.

Наше видео рассказывает о личном опыте строительства дома из тёплой керамики. Также посмотрите видеосюжет о том, как выбрать качественный арболитовый блок.

Источник