ЛЕКЦИЯ+23РЭА

ЛЕКЦИЯ 23. Перекрытия, устройство полов и подвесного потолка

Перекрытия членят здания по высоте на этажи. Они выполняют од­новременно и несущие, и ограждаю­щие функции, а их форма и внешняя отделка во многих случаях использу­ются для получения акустического ком­форта и улучшения художественных качеств интерьера.

Как несущий конструктивный элемент здания перекрытия воспринимают и передают на несущие стены или отдельные опоры постоянные и временные нагрузки, обусловленные опиранием на них других конструк­тивных элементов зданий (например, перегородок), а также размещаемых на перекрытии людей, мебели и раз­личных видов инженерного оборудова­ния. В многоэтажных зданиях пере­крытиям обычно придают функции жестких диафрагм (связей), обеспе­чивающих устойчивость здания.

Роль перекрытий, как ограждаю­щих конструкций, сводится к функ­циональной изоляции помещений, рас­положенных в разных этажах, и предельно возможному устранению не­благоприятного влияния на людей и оборудование процессов, протекаю­щих в смежных по высоте пространствах.

Суммарная площадь всех перекры­тий здания может составлять или да же превышать общую площадь всех расположенных в здании помещений. Конструкции перекрытия трудоемки и материалоёмки. Стоимость 20 % стоимости всего здания. По местоположению в здании и экс­плуатационному назначению перекры­тия могут быть (рис. 1): надподвальные, отделяющие первый этаж от подвала или полуподвала; цокольные, отделяющие первый этаж от подполья или сквозного этажа; междуэтажные, разделяющие типовые этажи; чердач­ные, отделяющие верхний этаж от чер­дака.

Все перекрытия, кроме чердачного, включают в себя конструкцию пола. По чердачному перекрытию при необходимости движения по чердаку обслуживающего персонала укладываются ходовые доски. Пол подвальных (полу-подвальных) помещений устраивают обычно по бетонным плитам, а при её отсутствии непосредственно по грунту.

Факторами, определяющими мате­риал и конструкцию перекрытия, яв­ляются действующие на него силовые и несиловые воздействия.

Силовые воздействия вызывают напряженное состояние и деформации его элементов, наиболее ярко проявляющиеся в прогибах. Несиловые воз­действия вызывают необходимость придавать перекрытиям надлежащие акустические, теплотехнические и дру­гие качества, отвечающие требовани­ям эксплуатации. В общественных зда­ниях, требующих повышенного ком­форта, внутренней среды, достиже­нию поставленной цели может быть подчинена форма или отделка нижней поверхности перекрытия или предус­мотрено устройство подвесных по­толков.

Максимальный прогиб потолка в зави­симости от материала конструкции перекрытия и класса капитальности здания не должен превышать 1/200 … 1/400 доли пролета. При больших про­гибах возникают видимые на глаз трещины, портится интерьер, ухуд­шаются эксплуатационные качества перекрытия и снижается его долговеч­ность.

Предел огне­стойкости перекрытий многоэтажных зданий принимается в пределах 0,75…1 ч.

Конструктивная схема перекрытий определяется способом передачи вос­принимаемых ими силовых воздействий на стены и отдельные опоры. По этому признаку перекрытия разделяются на балочные и безбалочные или плитные. В перекрытиях балочного типа основ­ные несущие функции выполняют бал­ки, изготовленные из материалов, хо­рошо работающих на изгиб. Балки укладывают на расстоянии 0,6…1 м од­на от другой на стены или прогоны, опирающиеся на отдельные опоры - колонны (см. Лист 48 и 52 сборника «Конструктивные решения малоэтажных зданий» Луков А.В. и Ковалев А.О.).

Пролеты балок ограничивают раз­мерами допускаемого прогиба. Поэтому длина балок из дерева при массовом строительстве обычно не превышает 4,5…б м и 6…9 м — из железобетона и металла.

Пространство между бал­ками заполняют материалом или изде­лиями, обеспечивающими перекры­тиям требуемые эксплуатацонные и изолирующие качества, огнестойкость и долговечность.

Заполнение укладывается так, что­бы нижняя его поверхность была в одной плоскости с нижней поверх­ностью балок. Это дает возможность иметь ровную и гладкую поверхностьпотолка.

Пол настилается поверх балок.

Конструктивные элементы балоч­ных перекрытий имеют ограниченные размеры и массу, обычно не превы­шающую 100…150 кг. Поэтому перекрытия такого типа относятся к ка­тегории мелкоразмерных, и монтаж их производится с использованием средств малой механизации.

При использования железобетон­ных или металлических балок пространство между ними заполняют сбор­ными изделиями из несгораемых материалов, например железобетонных плит, легкобетонных, керамических блоков. При отсутствии го­товых балок перекрытия могут устраи­ваться сборно-монолитными с вклады­шами из пустотелых керамических блоков. Последние ук­ладывают сплошными рядами на не­большом расстоянии (60…120 мм) один от другого. В пространстве между рядами укладывают арматурные кар­касы, после чего производится их бето­нирование с устройством поверх бло­ков плиты толщиной 30…50 мм. При строительстве зданий из монолитного железобетона перекрытия также де­лают монолитными с выступающими ребрами, выполняющими роль балок.

При использовании деревянных ба­лок заполнение между ними может выполняться из сгораемых материа­лов. Однако в целях улучшения ин­терьера и повышения степени огне­стойкости нижняя поверхность пере­крытия для защиты от возгорания подбивается гипсокартонными листа­ми или оштукатуривается (см. Лист 51, 53 и 54 сборника «Конструктивные решения малоэтажных зданий» Луков А.В. и Ковалев А.О.). Концы деревянных балок, опирающие­ся на наружные стены, где вероятно возникновение неблагоприятного температурно-влажностного режима, защищаются от возникновения гнилост­ных процессов антисептированием и производят гидроизоляцию.

Перекрытия плитного типа явля­ются безбалочными. Их несущую осно­ву составляют плиты, непосредственно опирающиеся на вертикальные ограждения. В зданиях ячейковой структуры с ограниченными размерами планировочно-конструктивных ячеек плиты могут опираться по двум, трем и че­тырем сторонам.

Плиты для таких перекрытий выпускаются в виде панелей размером на планировочно-конструктивную ячейку здания (комнату) или в виде отдельных узких панелей — настилов. Сечение панелей может быть сплошным, шатровым, пустотелым. Настилы устраиваются сплошные, пустотелые, ребристые и в виде 2Т.

Над зальными помещениями, до­пускающими наличие в них вертикаль­ных опор, плитные перекрытия опи­рают на систему колонн, расположен­ных с сеткой 6х6 или 6х9 м. Колон­ны имеют круглую или квадратную форму и заканчиваются вверху расши­рением — капителью, обеспечивающей более надежное опирание плиты на колонну. Такие перекрытия называют безбалочными. Они устраиваются монолитными и сборными. Разрезка плит безбалочного перекрытия на отдельные сборные элементы может быть различной.

Для того чтобы перекрытия плитно­го типа, включающие панели или на­стилы, могли играть роль жестких диафрагм, все швы соединения панелей и плит между собой и места примыкания их к опорам заполняются цементным раствором. Плот­ная заделка стыков одновременно повышает изолирующие качества пе­рекрытий.

Выровненная поверхность плитных перекрытий служит одновременно основанием для непосредственной ук­ладки по ним изолирующих слоев, обеспечивающих перекрытиям заданные эксплуатационные качества, и является основанием для настилки полов. При повышенных требованиях к изолирующим и художественным качествам перекрытий могут устраи­ваться подвесные потолки и «плавающие» полы, не имеющие жесткой связи с несущей частью перекрытия.

Междуэтажные перекрытия разде­ляют здание по высоте на этажи. Па­раметры воздушной среды по этажам гражданских зданий обычно идентичны, поэтому определяющим фактором в оценке изоляционных качеств между­этажных перекрытий является их зву­коизоляция, обеспечивающая защиту от воздушного и ударного шумов.

По способам достижения нужной звукоизоляции перекрытия могут быть акустически однородные и аку­стически неоднородные. Акустически однородные перекрытия состоят из несущих плит, нижняя по­верхность которых является потолком, а верхняя — основанием для настилки непосредственно по ней пола. Защита от воздушного шума, достигается доведением массы перекрытия до определенной величины. В жилых зданиях между помещения­ми квартир, например, где индекс изоляции воздушного шума 50 дБ, масса 1 м² сплошной железобетонной плиты должна быть не менее 400 кг, что при тяжелом бетоне соответ­ствует толщине плиты 16 см.

Конструируя перекрытие, нужно иметь в виду, что масса его не устра­няет опасность передачи ударного шу­ма. Поэтому пол должен иметь специ­альные, предназначенные для гаше­ния ударного шума сплошные или лен­точные упругие прокладки.

Акустически неоднородные пере­крытия включают несколько слоев, один из которых — несущий — может иметь толщину, определяемую проч­ностными расчетами. Остальные слои предназначены для доведения требуе­мой звукоизоляции до величины, оп­ределяемой акустическими расчетами (см. Листы 62…69 сборника «Конструктивные решения малоэтажных зданий» Луков А.В. и Ковалев А.О.). Эти слои выполняются из материалов, хорошо поглощаю­щих звуковые колебания, передавае­мые через конструкцию, и включают воздушные прослойки частично или полностью заполненные звукоизоля­ционным материалом. При повышен­ных требованиях к звукоизоляции перекрытия устраиваются с подвесным потолком.

При конструировании междуэтаж­ных перекрытий важно исключить возникновение щелей и неплотностей, а также акустических мостиков, спо­собных резко ухудшить звукоизоля­ционные качества перекрытий.

Балочные перекрытия относятся к акустически неоднородным, поскольку они включают в себя материалы и из­делия, имеющие различные физико-технические характеристики. Требуе­мый уровень звукоизоляции в них до­стигается тщательной заделкой всех неплотностей между элементами заполнения, а при необходимости и укладкой по ним слоя тощего бетона или раствора.

Изоляция ударного шума дости­гается устройством упругого основа­ния под пол в зависимости от его конструкции сплошь по всему основанию или в виде ленточных про­кладок.

Прогиб перекрытий по деревянным балкам не должен превышать 1/200…1/300 пролета и по абсолютной величине не превышать 10…15 мм, так как боль­ший прогиб становится заметным для глаза, что портит интерьер.

В перекрытиях плитного типа (безбалочных) верхняя поверхность пане­лей или настилов служит основанием для настилки непосредственно по ней звукоизолирующих материалов и пола. Когда масса плит полностью удовле­творяет требованиям изоляции воз­душного шума, задача сводится только к защите от ударного шума. При устройстве по таким плитам пола из рулонных материалов на упругой подоснове звуко­изоляция обеспечивается полностью.

При недостаточной массе плиты воз­никает необходимость дополнитель­ной ее пригрузки. Если пригрузочные плитные материалы уложить по упруго­му основанию, то при любом материале покрытия пола тре­бования звукоизоляции будут учтены полностью. При устройстве пола по лагам звукоизоляционные упругие про­кладки могут быть полосовыми, что более экономично.

Чердачные перекрытия в зависимо­сти от характера использования чер­дака могут быть утепленными, если чердак устраивается холодным, и неутепленным, если чердак будет теп­лым.

Силовые воздействия, определяющие конструкцию чердачного перекры­тия, включают массу установленного на нем санитарно-технического обо­рудования, нагрузки, определяемые опиранием на него элементов крыши и движением по перекрытию обслуживающего персонала.

Несиловые воздействия на чердачное перекрытие определяют прежде всего температурные условия чердака. В холодных чердаках температура воздуха будет близка к температуре наружного воздуха. Основным фактором, определяющим изолирующие свойства чердачного перекрытия, являются его теплозащитные каче­ства (см. Лист 68 сборника «Конструктивные решения малоэтажных зданий» Луков А.В. и Ковалев А.О.). Теплозащитные качества чердачно­го перекрытия должны при холодных чердаках исключать большие потери тепла верхнего этажа в зимнее время и излишнее его поступление в летнее время.

Теплозащитные качества чердачного перекрытия исчисляют по мини­муму приведенных затрат. Теплозащитный слой должен быть защищен от увлажнения конденсационной вла­гой, возникающей в его толще в результате диффузии водяных паров В этих целях под него укладывается пароизоляционный слой.

При холодных чердаках теплый воз­дух помещений под влиянием теплово­го подпора будет стремиться проник­нуть через перекрытие на чердак. Это вызывает необходимость тщательной заделки всех щелей и неплотностей и оценки перекрытия по воздухопро­ницаемости. В свою очередь, холодный воздух чердака под влиянием ветро­вого подпора будет стремиться про­никнуть через перекрытие в помеще­ния. Поэтому, чтобы не допустить про­никания его через теплоизоляционный слой до несущих элементов перекры­тия, утепляющий слой должен не иметь сквозных пор или быть защищен сверху материалом, обладающим вы­сокой воздухонепроницаемостью.

Очень важно, чтобы чердачное пере­крытие, являющееся теплоограждающим элементом, не имело мостиков хо­лода, на которых со стороны помеще­ния может выпадать конденсат.

Подвальные перекрытия, отделяю­щие подвал от первого этажа, кон­струируют обычно по аналогии с меж­дуэтажными перекрытиями.

Необходимость устройства цоколь­ного перекрытия возникает когда в здании нет подвала и нужно отделить первый этаж от холодного подполья. В этом случае основное изолирующее качество цокольного перекрытия его теплоизоляционные свойства. Особенность конструирования его теплозащитных качеств опреде­ляется направлением теплового потока, который будет двигаться сверху вниз (из теплого помещения в холодное).

Таким образом, пароизоляционный слой будет располагаться поверх теплоизоляционного слоя. Во избежание накопления влаги в подпольном пространстве оно должно быть проветриваемым. Для этого в цо­коле устраивают вентиляционные от­верстия.

Полы. Пол — непременный элемент каждого помещения. С ним человек соприкасается непо­средственно и повседневно. От его качественных характеристик зависят комфорт, гигиеничность и удобство эксплуатации помещения.

Полы настилаются по перекрытиям или непосредственно по грунту. Их поверхность систематически подвергается механическим воздействиям, обусловленным хождением людей, пе­редвижением мебели, перестановкой различного вида оборудования, сухой и влажной уборкой и очисткой.

В конструкции пола могут быть выделены следующие элементы, кото­рые в зависимости от назначения и вида пола могут сочетаться в различ­ных вариантах: покры­тие — верхний слой, непосредственно подвергающийся эксплуатационным воздействиям; прослойка — промежу­точный слой, связывающий покрытие с нижележащим элементом или слу­жащий постелью; стяжка — выравни­вающий слой, образующий по утепли­телю или специальной подсыпке жест­кое и ровное основание для покрытия; изоляционный слой — влаго-, тепло- или звукоизоляционный в зависимости от выполняемых перекрытием функ­ций; подстилающий слой — элемент, передающий на стены или распреде­ляющий по основанию нагрузку, вос­принимаемую полом.

При использовании для устройства пола штучных материалов (доски, щиты, плиты) дополнительными эле­ментами являются: лаги — несущий элемент пола, передающий нагрузку на основание через расположенные на определенном расстоянии друг от дру­га отдельно стоящие опоры; столбики под лаги — вспомогательный элемент пола в виде отдельных опор, устраи­ваемых из кирпича или бетона (преи­мущественно при полах на грунте).

Полы обычно именуют по мате­риалам, из которых выполняют покрытие (дощатый, паркетный, плиточный, линолеумный и др.). Они должны обладать хорошей сопротивляемостью истиранию, что особенно важно на путях постоянного движения большого числа людей, сопротивляемостью удару, иметь малый показатель теплоусвоения его поверхностью (см. учебное пособие «Климат местности и микроклимат помещений» Луков А.В и Холщевников В.В §3.4), быть не­скользкими, бесшумными, непыльны­ми, легко очищаться от загрязнения, а в ряде случаев обладать влагостойкостью и водонепроницаемостью. Важным качеством полов, особенно общественных зданий, где по полам проис­ходит массовое движение людей, вызы­вающее их истирание, является их ре­монтопригодность, позволяющая про­изводить восстановительные работы без перерыва в эксплуатации.

С покрытием полов постоянно со­прикасается нога человека. Темпера­тура поверхности пола близка к тем­пературе воздуха в помещении (16…18 °С). Температура же тела человека намного выше (36,6 °С). Поэтому ступня человека, даже в повседневной обуви, будет подвергаться переох­лаждению, нарушая терморегуляцию организма. Чтобы опасность переох­лаждения была небольшой, темпера­турный перепад для пола не должен превышать 2…2,5 °С, а показатель теплоусвоения его поверхности 12…14 Вт/(м²- °С). Этот фактор имеет особое значение при наличии холодного подполья и устройстве пола непосред­ственно по грунту.

Подбирая материал конструкции пола, нужно иметь в виду, что показатель теплоусвоения поверх­ности, например, бетонного пола в 3 ра­за больше, чем у деревянного.

При жестком покрытии пола хож­дение по нему, особенно в обуви, па­дение на него твердых предметов, а также передвижение мебели без принятия специальных предохрани­тельных мер способны вызвать аку­стический дискомфорт за счет воз­никновения и распространения удар­ного шума. Поэтому при выборе мате­риала для покрытия пола учитывают включение в состав покры­тия упругих прокладок. В связи с этим используют рулонные материалы с мяг­кой подосновой или ворсовые ковро­вого типа. При применении жестких (паркет, доски, древесно-волокнистые плиты и др.) или рулонных материалов без эластичной подосновы звукоизо­ляционный слой вводится в конструк­цию пола.

Полы с твердым покрытием, не имеющие жестких связей с несущими элементами перекрытия, часто именуют плавающими. Они весьма эффек­тивно поглощают энергию удара, поэтому их изолирующая способность достаточно высока — 30…40 дБ. У мягкого покрытия изолирующая спо­собность не столь велика и не пре­вышает 10…20 дБ. Это связано с тем, что мягкое покрытие по условиям из­носостойкости и сжимаемости под на­грузкой обычно ограничено по тол­щине.

В помещениях, в которых вероятно увлажнение полов (санитарные узлы, душевые и др.) или проникание сы­рости из грунта, каменные или кера­мические полы должны включать гид­роизоляционные слои и иметь уклон к устраиваемым в полу трапам.

В первых этажах зданий без под­валов, помещения которых предназна­чены для длительного пребывания лю­дей, особенно детей и больных, пол должен быть теплым. Это достигается устройством покрытия пола из мате­риалов с низким показателем теплоус­воения и вентиляцией подпольного пространства воздухом помещения. Для этой цели в покрытии пола дела­ются врезные вентиляционные ре­шетки или устраиваются специальные щели, прикрытые щелевыми плинту­сами. Вентиляция подпольной воз­душной прослойки одновременно уст­раняет опасность возникновения в эле­ментах, выполненных из древесины, гнилостных процессов.

Материал и конструкцию пола вы­бирают в зависимости от назначения и эксплуатационного режима помеще­ний, его рисунок и отделку поверх­ности — исходя из поставленных архи­тектурных задач. Поэтому в зданиях общественного назначения, для кото­рых характерно интенсивное движе­ние людей и в которых рисунок пола наиболее активно участвует в оформле­нии интерьера, к полам предъявляются повышенные требования.

Номенклатура полов включает сле­дующие их виды: деревянные из обыч­ных шпунтованных досок или клееных щитов; паркетные из штучного, моза­ичного наборного паркета и паркет­ных досок; из рулонных материалов; из пластиковых плиток; из каменных и керамических плиток; монолитные (бесшовные). Дощатые полы устраивают из ос­труганных шпунтованных досок шириной 100—120 мм и толщиной (после острожки) 29 мм. Для обеспечения изоляции в случае раскрытия щелей между досками под ними прокладывают сплошной слой водонепроницаемой бумаги - с проклейкой швов. Под лаги укла­дывают упругие звукоизолирующие прокладки.

Паркетные полы устраивают из мелких дощечек твердых пород заводского изготовления — клепок толщиной 12…17 мм. Их настилают по до­щатому настилу («черному» полу) или, что более индустриально, по монолит­ной стяжке. При настилке паркета по «черному» полу применяют шпунтованную клепку, обеспечивая плотное соединение кле­пок между собой.

Более индустриальны полы из специальных паркет­ных щитов, изготовляемых в заводских условиях, или из паркетных досок. Паркетные щиты набирают в завод­ских условиях из мозаичного паркета.

Паркетные доски выполняют тол­щиной 250…270 мм, длиной 1,2…3 м. Доски соединяют между собой в шпунт и после укладки пола по лагам гладкость пола выверяется двухмерной рейкой, так как поверхность досок лакируется без предварительной цик­левки.

Полы из рулонных материалов уст­раиваются по сплошным монолитным или сборным стяжкам на холодной водостойкой мастике. Наиболее рас­пространены линолеумы на упругой основе, без упругой основы и коврового типа (ворсовые). Линолеумы на упру­гой основе и ворсовые можно насти­лать непосредственно по несущей плите перекрытия и закреплять плин­тусами. В местах стыко­вания рулонов необходимо дополни­тельное крепление. Для обеспечения ровной гладкой поверхности по несу­щей плите устраивают выравниваю­щую стяжку.

При настилке линолеумов без упру­гой подосновы по несущей плите укладывают звукоизолирующий слой.

Полы из керамических плиток отличаются износостой­костью, влагостойкостью, гигиеничностью, хорошо сопротивляются различным видам агрессивных воздей­ствий, удобны в эксплуатации. Как недостаток таких полов следует отметить их жесткость и достаточно боль­шой показатель теплоусвоения. Наибольшее применение они находят в вестибюлях, коммуникационных помеще­ниях, санитарных узлах и подсобных помещениях. Плитки настилают на цементном растворе по жесткому ос­нованию, при необходимости под ним укладывают гидроизоляционный слой.

К монолитным бесшовным полам относят цементные, монолитные, террацовые, мозаичные и др. Устраиваются они по бетонному основанию с прокладкой при необходи­мости соответствующих изоляционных слоев. Монолитные полы делают обыч­но двухслойными. Первый слой в этом случае выполняет роль стяжки и дает возможность второй слой сделать более качественным как по прочности, так и эстетическим показателям.

По периметру сопряжения полов с вертикальными ограждениями устраи­вают плинтусы, прикрывающие в этих местах швы со звукоизолирующими прокладками.

Подвесной потолок размещается на определенном расстоянии от пере­крытия или покрытия, диктуемом его назначением и условиями эксплуата­ции. Рассчитывается он только на те нагрузки — постоянные и временные, которые непосредственно на нем мо­гут возникать.

Наиболее распространены подвес­ные потолки в тех зданиях, к кото­рым предъявляются повышенные тре­бования как к внутренней отделке ин­терьера, так и к созданию наилучшего акустического комфорта. Когда одна из функций подвесного потолка яв­ляется явно преимущественной, их со­ответственно называют декоративны­ми, акустическими или осветитель­ными.

В ряде случаев подвесные потолки устраиваются по функционально-тех­нологическим условиям, вызванным необходимостью повышенной изоляции помещений от внешней среды или вы­деления пространств, используемых для прокладки коммуникаций. Если подвесные потолки служат преградой между помещениями, отличающимися температурными условиями, то такие потолки рассматриваются как тепло­изоляционное ограждение.

Выбор типа и конструкции подвес­ного потолка основывается на его функциональном назначении и прини­маемой системе обслуживания. По по­следнему признаку подвесные потолки разделяются на проходные, обслужи­ваемые сверху передвигающимся по ним обслуживающим персоналом, по­лупроходные при передвижении по потолку согнувшись, и непроходные, обслуживаемые снизу с помощью пере­движных инвентарных стремянок.

К силовым воздействиям, опреде­ляющим прочностные качества потол­ка, относится их масса (каркас и его заполнение), масса устанавливаемого на нем оборудования, а при проходных потолках и масса передвигающегося по нему обслуживающего персонала (сосредоточенный груз 150 кг). К не­силовым воздействиям относится све­товое облучение, создаваемое скрывае­мым с его помощью источником света, и движение потоков воздуха под влия­нием разности давлений в над- и подпотолочном пространстве.

Конструкция каркаса потолка включает расположенные в его плос­кости прогоны, укрепленные с по­мощью подвесок к покрытию или пе­рекрытию. В тех случаях, когда рас­стояние между прогонами существен­но превышает размер применяемых панелей или плит заполнения, устраи­ваются дополнительные прогоны — на­правляющие, к которым уже крепится заполнение.

Конструкции, совмещенные с элементами инженерного оборудования зданий

Инженерное оборудование зда­ний составляют санитарно-технические системы отопления, вентиляции (включая кондиционирование возду­ха), холодного и горячего водоснаб­жения, канализации, а также системы электрооборудования, слаботочные си­стемы радио, телефона и телевидения. Здания повышенной этажности и мно­гоэтажные дополнительно оснащают системами вертикального транспорта (лифты) и мусороудаления.