Возведение зданий с облегченными стенами

Особенности возведения энергосберегающих конструкций стен (с эффективным утеплителем)

Требования к повышению тепловой защиты зданий и сооружений, основных потребителей энергии, являются важным объектом государ­ственного регулирования в большинстве стран мира. Эти требования рассматриваются также с точки зрения охраны окружающей среды, рационального использования невозобновляемых природных ресурсов и уменьшения влияния «парникового» эффекта и сокращения выделе­ний двуокиси углерода и других вредных веществ в атмосферу.

Возведение зданий с облегченными стенами

Известно, что здания теряют тепло в основном через стеновые ограждения, окна и двери, поэтому именно на стеновые и окон­ные ограждения в настоящее время обращено самое пристальное внимание строительных предприятий и организаций, занима­ющихся реконструкцией и эксплуатацией зданий и сооружений. Мероприятия по дополнительному усилению теплозащиты зда­ний находятся сейчас под особым контролем районных и муни­ципальных органов.

Наименьшие потери тепла бывают в зданиях со стенами, име­ющими высокое сопротивление теплопередаче основного стено­вого материала или его комбинаций с теплоизоляционным мате­риалом. Для большинства районов страны сопротивление теплопе­редаче ограждающих конструкций по действующим в настоящее время нормативам должно находиться в пределах 3...5,6 м²*°С/Вт, а не 1...2 м²°С/Вт, как это часто бывает.

Рис. 29.1. Виды облегченных кладок, применяемых до повышения требо­ваний к теплоизоляции стен:

а, б — с воздушными прослойками внутри и снаружи кладки; в, г — колодцевая по системе С.А.Власова и Н.С.Попова—Н.М.Орлянкина; д — с растворными диафрагмами и металлическими связями; / — кладка; 2 — воздушная прослойка; 3 — анкер; 4 — плита ДСП; 5 — засыпная теплоизоляция; 6 — металлическая

связь; 7 — растворная диафрагма

Анализируя рассмотренные конструкции облегченных кладок, можно сделать следующие выводы: при кладке стен с воздушны­ми прослойками нельзя добиться существенного повышения тер­мического сопротивления наружного стенового ограждения, так как растворный шов, даже при самой тщательной укладке, не может обеспечить замкнутой воздушной полости, что является обязательным условием ее эффективности; колодцевая кладка имеет большое число «мостиков холода» по вертикальным ка­менным диафрагмам; засыпной утеплитель в кладке с горизон­тальными растворными диафрагмами со временем неизбежно дает осадку. В кладке появляются участки с низким термическим со­противлением, т.е. места, аналогичные «мостикам холода».

В практике современного строительства утвердились следующие конструктивные решения многослойных каменных стен:

утепление наружных поверхностей выложенных каменных стен плитным утеплителем по «мокрому» принципу, получившее на­звание «теплый дом»;

колодцевая кладка с плитным или монолитным теплоизоля­ционным слоем;

традиционная однослойная кладка из термостойкого кирпича;

трехслойная кладка, состоящая из двух продольных наружных каменных стенок, промежутки между которыми заполняются мо­нолитным теплоизоляционным бетоном.

Рис. 29.2. Распределение температуры в кладке при размещении утепли­теля:

о — с внутренней стороны стены; 6 — в теле кладки; в — с наружной стороны стены; 1 — гипсокартон; 2 — пенополистирол; 3 — кладка; 4 — штукатурка

Пример рационального расположения утеплителя (рис 29.2, в)

В качестве утеплителя обычно используются минераловатные или пенополистирольные плиты толщиной 5... 10 см, которые крепятся к стене клеем и анкерными соединениями. «Точка росы» перемещается из каменной кладки в слой утеплителя, что благо­творно отражается на прочностных, теплоизоляционных свойствах кладки и долговечности каменных конструкций.

Технологическая схема работ включает в себя: выравнивание и очистку основания, при необходимости с при­менением пескоструйной обработки;

установку с помощью дюбелей цокольного профиля, служа­щего опорой первого и последующих рядов теплоизоляционных плит;

нанесение на кирпичную поверхность грунтового клеящего состава (праймера);

приклеивание плитного утеплителя с надежным закреплением его металлическими или пластмассовыми дюбелями;

последовательное нанесение клеевого состава, втапливание в него армирующей стеклосетки, нанесение выравнивающего и де­коративного слоев штукатурки.

Рис. 29.3. Эффективная кирпичная кладка:

а, б — колодцевая с обычными и ступенчатыми диафрагмами из кирпича; в — из кирпича «Термолюкс»; г — с пенополистирольными вкладышами; д — конст­рукция вкладышей; е — трехслойная с металлическими связями; J — лицевые кирпичи; 2 — утеплитель; 3 — поризованные кирпичи; 4 — кирпич «Термо­люкс»; 5 — воздушная прослойка; 6 — металлическая связь

Колодцевая кладка со ступенчатыми диафрагмами выполняется по традиционной технологии с использованием обычных систем перевязок. В зависимости от толщины стены и вида утеплителя по сравнению с полнотелой кладкой приведенное термическое сопро­тивление теплопередаче увеличивается в 1,8 — 2,5 раза, расход кир­пича уменьшается в 1,6 — 2,4 раза, масса стены — в 1,5 раза.

Кирпич «Термолюкс» (см. рис. 29.3) создан по принципу тер­моса. Тело кирпича разрезано пятью воздушными прослойками. Во избежание затекания раствора внутрь пустот верхняя постель формуется сплошной, а перемычки, служащие для сохранения прочности изделия, располагаются в виде лабиринта.

В связи с тем что между лицевым и капитальным слоями клад­ки часто образуется конденсат, увлажняющий кладку и снижа­ющий теплотехнические характеристики стен, между слоями клад­ки следует устраивать вентилируемые полости.

На рис. 29,4. приведен пример устройства кладки из мелких эффективных блоков с пустотностью до 50 % и облицовки ее пол­нотелым лицевым кирпичом. Лицевой слой толщиной в полкир­пича соединяется с блочной кладкой гибкими связями в виде ук­ладываемых в горизонтальные швы арматурных сеток, Z-образ-ных насечек арматуры или специально закладываемых в кладку анкеров.

Суммарная толщина или сумма диаметров заделываемых в клад­ку арматурных элементов должна быть не менее чем на 4 мм мень­ше толщины шва. Максимальная толщина шва кладки допускает­ся не более 16 мм.

Облицовочный слой может выкладываться как после полно­го завершения основной кладки, так и в процессе ее выполнения. В первом случае работы ведутся с наружных лесов, во втором — с внутренних подмостей.

Рис. 29,4. Мелкоблочная вентилиру­емая кладка с лицевым слоем из кирпича:

1 — кладка из блоков; 2 — сетка; 3 — лицевой слой

2. Навесные фасадные системы

Дальнейшим развитием идеи вентиляции наружных стен стало появление навесных вентилируемых фасадных систем. Навесной вентилируемый фасад - это система, состоящая из облицовки, теплоизоляции и металлической подконструкции. Принцип действия системы заключается в том, что технологический зазор, оставляемый между теплоизоляцией и облицовкой, обеспечивает свободное движение в нем воздушных потоков.

Таким образом, естественное движение воздуха в зазоре (эффект камина) постоянно сохраняет стену в сухом состоянии, не позволяя собираться конденсату и влаге.

Воздушный промежуток снижает теплопотери и является температурным буфером, т.к. температура воздуха в нем, например, зимой, будет на 3...5 градусов выше, чем снаружи здания. Повышаются также и звукоизоляционные характеристики стен. Важным достоинством наружной теплоизоляции является увеличение теплоаккумулирующей способности массива стены, -это увеличивает тепловую инертность стен, - они в 6... 10 раз медленнее нагреваются летом и остывают зимой по сравнению с обычными стенами.

Водяные пары и конденсат на стенах и в утеплителе удаляются методом естественной вентиляции, что сохраняет высокое теплосопротивление и срок службы стен без ремонта до 35...40 лет. Конструкция спроектирована таким образом, что вся попадающая на поверхность фасада влага удаляется в дренаж. Главное достоинство - резкое уменьшение потребления энергоресурсов для отопления (охлаждения) здания.

Основой конструкции является металлокаркас, состоящий из множества элементов (стальные оцинкованные профили стоек, балок, крепежа и др.). Конструкция каркаса по нагрузкам обеспечивает облицовку зданий по высоте до 25 этажей.

В качестве облицовки применяют декоративные плиты на основе хризолитового асбестоцемента, керамогранита, тонкостенных металлических гладкоокрашенных листов и др.

Для утепления фасада чаще всего используют плиты из минеральной ваты (пеноплекса, полистирола и т.п.) плотностью 50... 120 кг/м³. В составе системы предусматриваются ветрозащитные и гидроизолирующие пленки, дренаж.

Технология возведения: к стенам крепят кронштейны, с помощью дюбелей - плитную теплоизоляцию, далее - стойки и ригели (балки) каркаса, к которым навешивают облицовочные плиты (см. рис. 29.5)

Особенностью технологии устройства комплексного наружно­го теплоизоляционного покрытия является тщательность нанесе­ния на стены элементных слоев и крепления их между собой и с основанием с помощью высокоадгезионных полимерминеральных клеев и механических приспособлений.

4. Утепление стен и покрытий каркасных зданий панелями полной

заводской готовности.

Стеновые панели рекомендуется применять навесными, по длине соответствующими шагу колонн; трехслойными, состо­ящими из наружных гладких или гофрированных стальных или алюминиевых листов и теплоизоляционной прокладки из эффек­тивного утеплителя. Установка панелей может осуществляться как горизонтальными, так и вертикальными рядами.

При бескрановой установке мелкие стеновые плиты с алюми­ниевым обрамлением и эффективным утеплителем из пенополи­уретана могут стягиваться тягами или заводиться пазом в алюми­ниевые горизонтальные прогоны (см. рис.2Я8, д).

Рис. 29.8. Облегченные конструкции покрытия и стен:

а — профнастил; б — кровельные сэндвич-панели; в — стеновые сэндвич-пане­ли; г, д — мелкие стеновые плиты; 1 — стеновые плиты; 2 — болтовое крепле­ние; 3 — колонны; 4 — тяга; 5 — опорный столик; 6 — опорный алюминиевый

прогон

В качестве покрытия рекомендуется использовать стальной профилированный настил повышенной заводской готовности с утеплением из пенополистирола или минераловатных плит, алю­миниевый настил с утеплителем из пенополистирола, а также «сэн­двич-панели» полной заводской готовности с гладкой или гофрированной поверхностью, утеплителем из пенополистирола и 9-мил­лиметровым напыленным слоем из пенополиуретана (рис. 29А).

Профилированный настил укладывают по верхним поясам ферм или по прогонам, установленным с шагом 3 м. Настил может при­менятся в виде листов, укрупненных картин или плоских блоков, укрупняемых на стендах. При необходимости разрезки листов ис­пользуются специализированные электроинструменты.

Укладка настила ведется в направлении от края пролета к его середине. Между собой листы настила стыкуются внахлестку и крепятся к прогонам болтами-саморезами, электрозаклепками или пристрелкой дюбелями.

Кровельные сэндвич-панели заводят при укладке выступами в пазы ранее уложенных панелей. В стык укладывается теплогидро-изоляционная прокладка. К основанию панели крепятся болтами-саморезами и кляммерами.

Укладка панелей ведется обычными методами в последователь­ности, принятой при укладке железобетонных плит.