ЛЕКЦИЯ+20РЭА

ЛЕКЦИЯ 20. Наружные стены и их элементы (продолжение). Стены каменные ручной кладки и стены из небетонных материалов

Материалом для каменных стен служат кирпич или камни правильной формы, выполненные из естественных или искусственных (обожженная гли­на, бетоны) материалов и раствор (известковый, известково-цементный или цементный), по которому камни укладывают горизонтальными рядами с взаимной перевязкой швов (см. Листы 13…25 сборника «Конструктивные решения малоэтажных зданий» Луков А.В. и Ковалев А.О.).

Прочность конструкции стены обеспечивают прочность камня и раствора, укладка камней с взаимной перевязкой вертикальных швов. При этом перевяз­ка швов кладки предусмотрена не толь­ко в плоскости стены, но и в плоскости примыкающих к ней поперечных стен. Наиболее распространенным типом кладки является многорядная, где четыре-пять последовательно уложенных с перевязкой в плоскости стены ложковых рядов перевязывают (в плос­кости и из плоскости стены) пятым-шестым тычковым рядом. Только при высоких требованиях к прочности сте­ны применяют более трудоемкую двух­рядную кладку с перевязкой всех вер­тикальных швов в каждом ряду (так называемую цепную кладку).

Несущая способность каменных стен в зависимости от используемых материалов и в соответствии с требованиями проекта может изменяться в очень широких пределах.

Дополнительное повышение несу­щей способности каменной кладки дает её армирование горизонтальными свар­ными сетками, укладываемыми через 2-5 рядов. Этот прием используют в ограниченном объеме и только в частных случаях, например, для силь­но нагруженных узких простенков в нижних этажах высоких зданий.

Устойчивость каменных наружных стен обеспечивается их пространствен­ным взаимодействием с внутренними несущими конструкциями — стенами и перекрытиями. При этом наружные стены жестко связывают с внутрен­ними перевязкой кладки, а с перекры­тиями из железобетонных настилов — заведением последних в стену не менее чем на 120 мм, опиранием на стену через слой прочного раствора и соеди­нением стен с перекрытиями стальными анкерами. При устройстве перекрытий по балкам перекрытия заводят в стену на 250 мм и связывают анкерами с кладкой через каждые 6 м. Шаг поперечных внутренних стен — диафрагм жесткости, обеспечивающих устойчивость продольных фасадных стен, зависит от качества кладки и конструкции перекрытий. Так, в малоэтажных зданиях с деревянными перекрытиями он составляет 12 м, а в домах со сборными железобетонными пере­крытиями достигает 30 м.

Долговечность каменных стен обеспечивает морозостойкость материалов, применяемых для внешней части кладки. Большинство стеновых материалов из камня удовлетворяют этим требо­ваниям и их можно применять в зда­ниях различной капитальности. Исклю­чение составляют конструкции стен из ячеистых бетонов. Для повышения их морозостойкости фасадную поверх­ность блоков из ячеистого бетона покрывают защитно-отделочным слоем из морозостойкого поризованного раст­вора или выполняют кладку стен с кирпичной наружной облицовкой толщиной в ½ кирпича. Связь облицовки с кладкой обеспечивают стальными скобами или перевязкой тычковыми рядами кирпичной кладки через каждые 1 три ряда камней по высоте стены (см. Лист 41 сборника «Конструктивные решения малоэтажных зданий» Луков А.В. и Ковалев А.О.).

Теплозащитная способность наруж­ных стен при проектировании назначается в соответствии с ГСОП и с учетом эко­номии топливных ресурсов.

Материалы и конструкции каменных стен отличаются разнообразными теп­лотехническими качествами.

Для экономии камня и трудозатрат при сохранении требуемой теплозащит­ной способности предусматривают облегченные многослойные стены - трехслойные конструкции облегченных кладок. Они содержат продольные стенки толщиной по ½ кирпича и внутренний утепляющий слой между ними. Иногда по требованиям прочности внутренний слой клад, на который передают нагрузку от перекрытий, выполняют толщиной в 1 кирпич. Различия в конструкциях кладок заключаются в способах обеспечения совместной статической работы внешних слоев кладки, а также в материале утепления и участии этого материала в статической работе. Связи между слоями проектируют гибкими или жесткими. Гибкие связи выпол­няют в виде арматурных каркасов или отдельных стальных стержней. При гибких связях кирпичные слои стены раздельно воспринимают приходящиеся на них нагрузки.

Жесткие связи имеют вид попе­речных кирпичных диафрагм, соединяющих внешние слои. По расположению поперечных диафрагм различают конструкции стен с горизонтальными и вертикальными связями.

В стенах с горизонтальными диафрагмами последние выполняют через каждые пять рядов, в стенах с вертикальными диафрагмами (колодцевая кладка) шаг последних составляет 0,65 или 1,17 м. В уровне перекрытий и перемычек поперечную связь про­дольных внешних стенок облегченных кладок любого типа обеспечивают одним-двумя горизонтальными рядами сплошной кладки. Связи облегченных стен в углах и пересечениях с внут­ренними усиливают арматурными стержнями, которые укладывают в растворе горизонтальных швов в трех уровнях по высоте этажа. Для утепле­ния облегченных кладок применяют плитные утеплители из полужестких минераловатных плит на синтетической или битумной связке, цементного фиб­ролита, пеностекла, вкладыши из легкого или ячеистого бетона, моно­литный легкий бетон плотностью до 1400 кг/м³ или минеральные засыпки плотностью до 1000 кг/м³.

Декоративные свойства каменной кладки из кирпича и естественного камня весьма высоки, что позволяет в большинстве случаев использовать их в архитектурной композиции фасадов.

Для фасадного ряда кладки применяют лицевой кирпич и лицевые кера­мические камни (стены с облицовкой), укладываемые вперевязку с камнями или кирпичом основного слоя. Швы на фасаде между лицевыми камнями тщательно расшивают. Существуют разнообразные приемы декоративной кладки фасадного ряда, в том числе и без перевязки швов (см. Лист 13 сборника «Конструктивные решения малоэтажных зданий» Луков А.В. и Ковалев А.О.).

Цоколи каменных стен изготовляют из проч­ного полнотелого кирпича сплошной кладки (рис. 9). На расстоя­нии 15…см от верха отмостки укла­дывают горизонтальный гидроизоля­ционный слой, защищающий наземную часть стены от миграции грунтовой влаги. Гидроизоляционный слой состо­ит из двух слоев того или иного материала. В соот­ветствии с композиционным решением иногда применяют облицовку кирпичного цоколя плитами естественного камня или прислонными керамически­ми плитками.

Проемы оконные и дверные в ка­менных стенах выполняют с устройст­вом четвертей с наружной стороны по вертикальным и верхней граням. Чет­верти защищают от инфильтрации стык кладки со столярным блоком запол­нения проема. Размер четверти в кирпичной кладке 65х120 или 88х120 мм, в каменной — 100х100 мм.

Проемы перекрывают, как правило, сборными железобетонными перемычками, воспринимающими вертикальную нагрузку от вышележащей клад­ки, а в несущих стенах — и от перекрытий. Промышленностью выпускаются брусковые и балочные перемычки (см. Листы 16, 20 и 22 сборника «Конструктивные решения малоэтажных зданий» Луков А.В. и Ковалев А.О.) сечением соответственно 120х140, 120х75, 120х150 мм и 120х220, 120х300 мм.

Перемычки обычно комбинирован­ные из нескольких элементов: в самонесущих стенах только из брусковых, а несущих — из брусковых и одной-двух балочных, воспринимающих наг­рузку от перекрытий. Фасадный брусок смещают на один ряд вниз для обра­зования четверти. В некоторых случаях применяют традиционные конструкции перемычек из камня — клинчатые (плоские или арочные) или рядовые из армированной кладки.

Венчающая часть наружных стен выполняется в виде карниза — при наружном водоотводе с крыши или парапета — при внутреннем водоотводе (см. Лист 39 сборника «Конструктивные решения малоэтажных зданий» Луков А.В. и Ковалев А.О.). Карниз в каменных стенах часто выкладывают из кирпича или камня, однако вынос таких карнизов по условиям прочности ограничен половиной толщины стены, а последовательный напуск кирпича для образования свеса должен составлять в каждом ряду не более 1/3 камня. При устройстве карниза с большим выносом его выполняют из сборных железобетонных плит, заанкеренных в кладку.

Парапет представляет собой часть стены, возвышающуюся над крышей, выполненную в сплошной кладке. Толщину стены в зоне парапета принимают уменьшенной (до 1 камня). Возвышение парапета над поверх­ностью крыши должно составлять не менее 300 мм. Верхнюю плоскость кладки парапета защищают от увлаж­нения сливом из оцинкованной стали или бетонным парапетным камнем.

Стены из небетонных материа­лов проектируют ненесущими слоис­тыми. Их выполняют; или непосредственно на постройке путем послойного крепления слоев к фахверку (стены полистовой сборки), или мон­тируют из панелей заводского изго­товления. Стены полистовой сборки используют в промышленных и общественных зданиях, в жилых — преимущественно панельные (рис. 10).

Наружную облицовку панелей выполняют из анодированного алюминия, эмалированной стали, гофрированного стального листа, асбестоцемента. Комплектацию облицовочных и утепляющего слоев в панель выполняют путем склейки слоев друг с другом безусадочными клеями (панели типа «сандвич») или путем крепления их к внутреннему каркасу панели (каркасные панели). Комплектация на клею требует использования жестких и относительно проч­ных утеплителей, обеспечивающих монтажное и статическое единство панелей.

Более распространены каркасные панели, универсальные по возможности использования различных утепляющих материалов. Большинство материа­лов — сталь, алюминий, асбестоцемент — теплопро­водны и ухудшают эксплуатационные качества стен в умеренном и холодном климате. Наиболее благоприятные эксплуатационные качества стен обеспечивает деревянный антисептированный каркас, который может предусматриваться в зданиях любой этажности при условии защиты каркаса от непосредственного воздействия огня примыкающими несгораемыми конструкциями (см. Листы 38 и 44 сборника «Конструктивные решения малоэтажных зданий» Луков А.В. и Ковалев А.О.). В зданиях высотой до 9 этажей панели на деревянном каркасе могут быть применены без этих ограничений.

Крепление облицовки к каркасу проектируют податливым (на винтах, шурупах, алюминиевых раскладках и других соединениях) для погашения температурных деформаций, коробле­ния и усушки. С этой же целью наружную стальную и алюминиевую облицовку выполняют преимуществен­но из профилированных листов. При использовании плоских облицовок из асбеста или металла их крепят на относе в 15—20 мм с устройством вентилируемой воздушной прослойки непосредственно за облицовкой. Это позволяет создать одинаковые темпе-ратурно-влажностные условия по обе стороны облицовки, уменьшив опас­ность ее коробления.

Внутреннюю обшивку легких пане­лей для жилых зданий выполняют из гипсоопилочных, гипсоволокнистых или древесно-волокнистых плит.

В малоэтажных общественных зда­ниях с легкими металлическими кон­струкциями распространены однотип­ные трехслойные металлические пане­ли толщиной до 200 мм для наружных стен и покрытия, выполняемые по еди­ной технологии с облицовкой из гофрированных оцинкованных сталь­ных листов или алюминиевых сплавов и средним утепляющим слоем из пенопластов (фенольного, полистирольного, полиуретанового) плотностью 40…80 кг/м³.

Архитектурное решение плоскости фасадов зданий с наружными стенами из небетонных материалов обычно строится на использовании рисунка конструктивной разрезки, который чет­ко прочерчивают металлические нащельники и фартуки в стыках, кон­трасте цвета и материала обшивки панелей и линейных металлических элементов.

Деревянные стены зданий. В связи с меньшими требованиями к прочности, долговечности и огнестойкости конструкций в малоэтаж­ном строительстве наряду с капиталь­ными стенами из кирпича, бетонных блоков и панелей широко используются облегченные стены меньшей капитальности из горючих и трудногорючих (сгораемых и трудносгораемых) ма­териалов (дерева). Конструкции деревянных стен весьма разно­образны.

Деревянные рубленые стены. Материалом для стен служат, очищенные от коры и отесанные или остроганные сосновые бревна диаметром 180…240 мм (в зависимости от расчетной температуры наружного воздуха).

Конструкция бревенчатых стен (сруба) состоит из горизонтальных рядов бревен, уложенных по периметру здания (венцов), жестко связанных врубками: в наружных углах — «в лапу» или «в обло», в пересечениях с внутренними стенами — «ласточкиным хвостом» или «сквороднем» (см. Лист 37 сборника «Конструктивные решения малоэтажных зданий» Луков А.В. и Ковалев А.О.). Для устойчивости и одновременно защиты от протеканий горизонтальных стыков венцов вдоль нижней поверхности бревен выбирается ци­линдрический паз шириной 120…150 мм, которым бревна верхнего венца укладывают на «горб» нижележащего по слою конопатки из пакли или мха.

Венцы сплачивают друг с другом шипами (деревянными пластинками), устанавливаемыми с шагом 1,5…2 м по длине глухой стены в шахматном порядке, а в простенках друг над дру­гом. По длине бревна стыкуются в паз и вертикальный гребень.

Дополнительное повышение тепло-, водо- и воздухоизоляции рубленых стен обеспечивает наружная обшивка узкими строгаными горизонтальными досками («вагонкой»), выполняемая после осадки по вертикальным «прибоинам», прибитым к бревнам сруба с шагом 1 м.

Внутреннюю отделку сруба выполняют различными способами. С внутренней стороны бревна отесывают или опиливают, оставляя открытыми в интерьер. Однако чаще с внутренней стороны бревенчатые стены обшивают гипсовой сухой штукатуркой либо вагонкой.

Менее трудо- и материалоёмкие конструкции деревянных стен приме­няют в зданиях индустриальных строительных систем — брусчатой, каркасно-обшивной, каркасно-щитовой, щи­товой и панельной.

Конструкция брусчатой стены пред­ставляет собой индустриальный ва­риант рубленой стены, венцы которой выполняют из брусьев квадратного се­чения (150х150 или 180х180 мм) (см. Лист 38 сборника «Конструктивные решения малоэтажных зданий» Луков А.В. и Ковалев А.О.).

С учетом требований заводского производства конструкции брусчатого сруба упрощены по сравнению с конст­рукциями бревенчатого: взаимно перпендикулярные брусья венца распола­гают в одном уровне (а не со смеще­нием на полдерева, как в бревенчатом срубе), сложная угловая рубка в лапу заменена сопряжением на шпонках или шипах.

Каркасные стены. Более радикальное сокращение расхода древесины дает каркасная конструкция. Конструкция каркасных зданий — «воздушный каркас» не только экономичнее рубленой, но существенно менее трудоёмка и не требует для своего осуществления квалифицированного труда: сложные соединения бревен замене­ны простейшими гвоздевыми сопряже­ниями. Конструкцию наружных стен и других элементов здания составляет дощатый каркас из часто (с шагом 600 мм) расположенных стоек, объединенных верхней и нижней (в уровне чердачного и цокольного перекрытий) обвязками. Жесткость дощатому кар­касу придают установленные в его крайних панелях (у углов здания) деревянные раскосы или диагональная дощатая обшивка.

Наружная стена каркасного дома представляет собой многослойную кон­струкцию, каждый из слоев которой несет индивидуальную функцию. На­ружная дощатая обшивка выполняет функции жесткости и ограждения, рас­положенный непосредственно за ней слой картона или строительной бумаги — защиты от инфильтрации наруж­ного воздуха, полость между обшивками заполняет теплоизоляционный материал (плитный, засыпной или рулонный), непосредственно за внутрен­ней обшивкой располагают слой рулонной пароизоляции, предотвращающий снижение теплозащитных функций сте­ны из-за конденсации водяного пара. Внутренняя дощатая обшивка обеспечивает жесткость ограждения и служит основанием для отделочного, слоя из мокрой или сухой штукатурки.

Каркасно-щитовые стены проектируют из каркаса и заполняющих в пространство между стойками каркаса дощатых щитов многослойной конструкции заводского изготовления. Эта конструкция стен обеспечивает меньшую трудоемкость возведения, чем каркасно-обшивная. Недостаток конструкции — большое количество вертикальных стыков, нуждающихся в тщательной изоляции.

Щитовые стены. Конструкции стеновых щитов обладают необходимой для несущих стен одноэтажного дома прочностью, поэтому помимо каркасно-щитовой получила распространение щитовая конструкция наружных стен. Многослойные дощатые или клеефанерные щиты имеют координационный модульный размер по ширине — 1,2 м и высоту в этаж. Щиты глухие, с окном и наружной дверью. Щиты устанавливают по нижней деревянной обвязке и объединяют поверху верх­ней обвязкой, соединения — гвоздевые. Вертикальные стыки щитов изолируют лентами изоляционного материала, утепляют вклады­шами из эффективных материалов (пористых пластмасс, минераловатных плит и др.) и перекрывают деревян­ными нащельниками.

Наружные углы каркасных и щито­вых домов дополнительно утепляют и обшивают угловыми пилястрами; с внутренней стороны предусматривают утепляющий скос.

Панельные стены. Панельные стены проектируются с несколькими вариан­тами разрезки: однорядной одно- и двухмодульной (крупные панели), шириной в 1,2 м (малые панели) и двухрядной. Стены из малых панелей монтируются вручную двум рабочими, для монтажа крупных панелей применяют автомобильные кранами. Номенклатура панелей разработана на основе единого укрупненного планировочного модуля 12М.

Конструкция панелей каркасная слоистая. Панели содержат деревянный дощатый каркас-рамку, наружную обшивку из большеразмерных листов водостойкой фанеры толщиной 8 м, приклеенной к раме фенолформальдегидным клеем, внутреннюю об­шивку — из таких же листов, древесностружечных плит или двух слоев (тол­щиной по 4 мм) твердых древесноволокнистых плит. Внутренняя полость панели заполнена наиболее эффективными утеплителями из мягких древесноволокнистых или минераловатных (на синтетическом связующем).