4.3. Стены
4.3.1. Основные требования, предъявляемые к стенам
Архитектурная выраженность здания, его долговечность и комфортабельность внутренних помещений во многом зависят от конструкции стен. Стены зданий должны удовлетворять следующим основным требованиям:
статическим – быть прочными и устойчивыми;
противопожарным – в зависимости от степени огнестойкости здания иметь группу возгораемости и предел огнестойкости не ниже нормативных [4, 5];
теплотехническим – обеспечивать внутри помещений необходимый температурно-влажностный режим;
акустическим – обладать достаточными для ограждаемых помещений звукоизолирующими свойствами;
специальным, зависящим от назначения ограждаемых помещений;
экономическим – иметь конструкцию, допускающую возведение стен индустриальными методами при наименьших трудовых и денежных затратах; при удовлетворении всем техническим требованиям иметь на 1 м2 поверхности минимальные вес и стоимость. Толщина стен также должна быть по возможности меньшей, однако не менее некоторого предела, определяемого расчетами.
Стены классифицируют по условиям работы и материалу, применяемому для возведения. Оба этих показателя зависят от конструктивной и строительной систем и были рассмотрены ранее.
4.3.2. Архитектурно-конструктивные элементы и детали стен
Для придания фасадам зданий определенных пропорций, масштабности, а также архитектурной выразительности прибегают к горизонтальному (цоколь, пояски, карнизы) и вертикальному (пилястры, раскреповки) членению поверхностей стен. При этом выделяют следующие основные элементы стен: цоколь, карнизы, проемы, откосы, перемычки, пилястры, температурные и осадочные швы, парапет, контрфорс, фронтон, балкон, эркер и лоджии (рис. 4.11).
Рис. 4.11. Архитектурно-конструктивные элементы стен:
1 – цоколь; 2 – кордон; 3 – главный карниз; 4 – промежуточный карниз;
5 – подоконный поясок; 6 – сандрик; 7 – оконный проем; 8 – простенок
рядовой; 9 – простенок угловой; 10 – перемычка; 11 – ниша; 12 – обрез стены; 13 – раскреповка; 14 – пилястра; 15 – полуколонна; 16 – контрфорс;
17 – парапет; 18 – фронтон; 19 – горизонтальный карниз фронтона;
20 – деформационный шов; 21 – дверной проем
Цоколь – нижняя, обычно утолщенная, надземная часть наружной стены, защищающая ее от увлажнения и случайных механических повреждений. Цоколь является важным архитектурным элементом: образуя основу здания, придает ему зрительно и конструктивно большую устойчивость.
Карнизы – верхние горизонтальные профилированные выступы, предназначенные для предохранения стен от увлажнения стекающей с крыши дождевой или талой водой. Кроме венчающего, часто устраивают промежуточные карнизы, которые делят фасад по горизонтали. С той же целью над окнами устраивают небольшие карнизы, называемые сандриками, а по плоскости стены – пояски, напоминающие ленты, горизонтально вытянутые по стене.
Проемы – крупные отверстия, оставляемые при сооружении стен для окон, дверей или печей. Участки стен между проемами называют простенками. Различают простенки рядовые (между двумя проемами) и угловые (между углами здания и ближайшим проемом).
Откосы (притолоки) – верхние и боковые плоскости, ограничивающие проем. В проемах наружных стен откосы обычно делают с четвертями – прямоугольными выступами, закрывающими (для уменьшения продуваемости) щели между притолоками и устанавливаемыми в проем оконными или дверными коробками.
Перемычки – конструкции, перекрывающие проемы сверху. Различают перемычки несущие и ненесущие. Несущей называют перемычку, которая, кроме собственного веса и вышележащей кладки, несет нагрузку от элементов перекрытия или других конструкций. Ненесущая перемычка, кроме веса кладки и собственного, никаких нагрузок не несет.
Иногда согласно конструкции предусмотрено утолщение стен нижележащих этажей. Образовавшиеся горизонтальные уступы называют обрезами, вертикальные – раскреповками.
Пилястры – узкие вертикальные выступы стен прямоугольного сечения, служащие для местного их усиления, а также для придания устойчивости высоким и протяженным стенам. Выступы полукруглого сечения называются полуколоннами.
Важной конструктивной деталью являются деформационные швы (температурные и осадочные).
Температурные швы разрезают стену от верха до фундамента на отдельные участки. Швы необходимы в стенах большой длины для предотвращения появления трещин из-за деформации материала при колебании температуры.
Осадочные швы разрезают фундаменты, стены, перекрытия и покрытия. Устраивают их обычно на площадках с неоднородным грунтом, где возможна неравномерная осадка по периметру фундамента, а также при передаче на грунт неодинаковых нагрузок от отдельных частей здания.
Парапет – элемент, являющийся продолжением наружной стены и выступающий над свесом крыши. Парапет препятствует открытому сбросу талой и дождевой воды по поверхности стен, поэтому в здании должны быть предусмотрены дополнительные, внутренние водоотводы. Все это повышает стоимость строительства, поэтому часто парапеты заменяют более простыми и легкими металлическими ограждениями.
Кроме основных, стены выполняют ряд дополнительных функций. В частности, во внутренних стенах устраивают дымовые и вентиляционные каналы. Вентиляционные каналы размещают, как правило, рядом с дымовыми, так как подогрев их теплом дымовых газов способствует лучшей тяге. Для размещения приборов отопления и устройства стенных шкафов делают в стенах значительные углубления – ниши, а также малые углубления – гнезда.
Контрфорс – вертикальный выступ с наклонной внешней гранью, применяется для повышения устойчивости сооружения.
Фронтон – участок стены, ограниченный скатами крыши, ограждающий чердачное пространство двускатной крыши.
Балконы, эркеры, лоджии – элементы здания, создающие определенные эксплуатационные удобства. Их конструкции непосредственно связаны с конструкцией стен (рис. 4.12).
Рис. 4.12. Элементы здания: а – балкон; б – эркер; в – лоджия
Балкон – открытая площадка, выступающая за плоскость наружной стены и огражденная перилами. Основной частью балкона в современных зданиях является железобетонная плита, консольно заделанная и заанкерированная в стене.
Эркер – остекленный выступ в наружной стене здания. Он увеличивает площадь расположенного за ним помещения и улучшает доступ в него солнечным лучам, что особенно ценно при северной ориентации фасада. Делают эркеры обычно в несколько этажей и начинают со второго этажа.
Лоджия – помещение, открытое со стороны фасада, а с других сторон огражденное стенами и перекрытиями. Особое значение лоджии имеют на юге, где они большую часть года используются как крытые балконы и защищают помещения от перегрева солнечными лучами.