Полная версия

Главная arrow Строительство arrow Конструкции малоэтажных зданий

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Требования к стенам как к ограждающим конструкциям

Ниже приведённые требования относятся к санитарно-гигиеническим и обеспечивают комфортность проживания.

1. Звукоизоляция означает защиту помещений от внешних шумов. Наука говорит, что даже если человек не замечает шума, это не означает, что шум не действует на мозг неблагоприятным образом. Поэтому природная тишина так благотворна и успокаивающая.

Подавляющая часть проникающего извне в здание антропогенного, т. е. не природного, шума передаётся через наружные стены и их элементы (рис. 4.3, 1.7):

Схема прохождения звука через стену

Рис. 4.3. Схема прохождения звука через стену:

  • 1 - падающий звук; 2 - отраженный звук; 3 — звук, прошедший через щели и поры материала; 4 - звук, возникающий от колебания конструкции как мембраны; 5 — суммарный звук, прошедший через конструкцию; 6 — звук, передающийся по материалу (структурный шум)
  • • неплотности ограждающих конструкций: заполнения оконных и дверных проёмов, примыкание перегородок к стенам и перекрытиям, через стыки между сборными элементами и т. д.; это основной путь проникания шума;
  • • непосредственно через материал стены (степень проникания зависит от материала стены), как правило, этот путь имеет наименьшее значение;
  • • вследствие колебания ограждающей конструкции как мембраны.

Но не только шум извне может беспокоить жильцов. Внутри здания так же могут возникать различные шумы (см. рис. 4.3).

Какие же конструктивные решения принимают, чтобы обеспечить тишину в доме в целом и в его отдельных помещениях?

Устранение мембранных колебаний конструкции достигается увеличением её массивности. Стена с массой более 200 кг/м2 (2 кН/м2) вполне гасит мембранные колебания. Чтобы иметь представление о массах стен, скажем, что оштукатуренная с двух сторон кирпичная межкомнатная перегородка толщиной 120 мм (в полкирпича) имеет массу чуть больше 200 кг/м2. Если массы конструкции не достаточно, звукоизоляции можно достичь многослойностью конструкции, т.е. чередованием в конструкции разных материалов с различной плотностью и звукопроницаемостью. Этот эффект положен в основу проектирования лёгких конструкций, например каркасных стен, межкаркасное пространство которых заполнено слоями различной звукопроницаемости, включая воздушные прослойки. Так же поступают, чтобы обеспечить звуконепроницаемость отдельных помещений жилища, а масса перегородок для этого недостаточна.

Обеспечение звукоизоляции в узле примыкания перекрытия к стене

Рис. 4.4. Обеспечение звукоизоляции в узле примыкания перекрытия к стене: 1 — стена; 2 - плита перекрытия; 3 — конструкция пола; 4 — плиттус; 5 — звукоизоляция

Преградой прониканию звука через неплотности в элементах наружных стен служит тщательная заделка узлов примыканий: оконных коробок, например.

Изоляция от ударного шума внутри здания обеспечивается применением упругих прослоек между отдельными элементами конструкции или в местах соединения конструкций между собой.

Например, на рис. 4.4 показано решение звукоизоляции в узле опирания плиты перекрытия на внутреннюю стену.

По ходу изучения материала мы ещё не раз будем возвращаться к вопросу звукоизоляции и смотреть, как он решается в той или иной конструкции.

2. Теплоизоляция внутреннего пространства дома обеспечивает благоприятный температурный режим в жилище. Наружные стены имеют большую площадь и, более того, на промежуточных этажах это единственная конструкция, через которую «уходит» тепло.

Поэтому теплоизоляция наружных стен должна быть особенно тщательно не только разработана, но и выполнена без брака. Основы теплотехнического расчёта были приведены в главе 1, а мы напомним, что теплозащитные свойства материала зависят от его теплопроводности, которая характеризуется коэффициентом теплопроводности X.

Теплопроводность разных материалов, понятно, неодинакова. Железобетон и металл имеют большую теплопроводность, чем кирпич, у кирпича теплопроводность выше, чем у дерева, а дерево держит тепло хуже, чем минеральная вата или любой другой теплоизолирующий материал. Существует такая зависимость: чем выше плотность материала, тем выше его коэффициент теплопроводности, а это означает, что материал с большей плотностью лучше передаёт тепло и, стало быть, его теплозащитные свойства хуже. В табл. 4.1 для сравнения приведены данные по коэффициентам теплопроводности разных материалов.

Таблица 4.1

Значения коэффициентов теплопроводности для различных материалов

Наименование материала

Значение

К

Вт/°С'М

Наименование материала

Значение X, Вт/’См

Кирпич полнотелый красный глиняный (у = 1800 кг/м3)

Кирпич пустотелый при плотности у =1200... 1600 кг/м3, при у = 800 кг/м3,

Кирпич силикатный Кирпич керамический облицовочный (у = 1350 кг/м3)

Кирпич Термолюкс (у = 900... 1000 кг/м3)

Поризованные керамические камни (блоки) (у =800 кг/м3)

  • 0,56...0,67
  • 0,35...0,44 0,21...0,27 0,7...0,81
  • 0,58
  • 0,18...0,20 0,14...0,24

Пенопласт ПВХ

0,04...0,052

Пенополистирол (у = 40...150 кг/м3) Пенополистирол экструдированный (у =45 кг/м3)

0,038...0,05 0,031

Полистирол (отделочный материал)

(у =1050кг/м3)

0,17

Полистиролбетон (у = 150...600 кг/м3)

0,055...0,21

Пробковая плита

0,043

Бетон (у =2300...2400 кг/м3) Железобетон (у =2400 кг/м3)

1,28...1,51 1,70

Пеностекло (ячеистое стекло)

лёгкое (у =200 кг/м3); тяжёлое (у =600 кг/м3)

  • 0,06
  • 0,14

Керамзитобетон (у =1800 кг/м3); Поризованный керамзитобетон (у =700... 1200 кг/м3)

  • 0,66
  • 0,14...0,17

Пенобетон (у =400 кг/м3)

0,10...0,20

Пенополиуретан (у = 30...70 кг/м3)

0,019...0,035

Газосиликат, газобетон (у = 550 ...600 кг/м3)

0,15

Минеральная вата рулонная (у =100...150 кг/м3) Минераловатные полу- жёсткие плиты (у =75...300 кг/м3) Минераловатные жёсткие плиты (у =100...400 кг/м3) Стекловата (у = 125 кг/м3)

  • 0,035...0,056
  • 0,07...0,08
  • 0,051...0,135 0,052

Керамзит

0,1...0,18

Полиэтилен (изолон, тер- моплекс, теплофол и др.)

0,03

Теплолён

0,039

Древесина

0,15

Стекло

U5

Древесно-стружечная плита (ДСП)

0,20

Рубероид

0,17

Цементно-песчаный раствор

1,2

Толь

0,23

Штукатурка цементная (у =1800 кг/м3) Штукатурка сухая (гипсокартон)

  • 0,9
  • 0,18...0,21

Алюминий

230

Воздух при 0,0°С

0,024

Надо сказать, что некоторые материалы со временем изменяют свой коэффициент теплопроводности: к примеру, минеральная вата может потерять свои свойства в результате уплотнения или увлажнения.

На основе коэффициента теплопроводности рассчитывается термическое сопротивление стены R (см. гл. 1). Чтобы не «потеряться» в связи показателей X и R между собой и в том, как же они характеризуют теплозащитные свойства материала, напомним простую формулу: чем ниже коэффициент теплопроводности X. тем выше термическое сопротивление R. а чем выше R. тем лучше теплозащитные свойства материала, (см. гл.1)

Как применить это на практике? В характеристиках материала всегда указывают коэффициент теплопроводности X. Зная эту величину и толщину слоя 5, можно легко прикинуть величину R и сравнить её с нормативной. Вооружившись данными табл.4.1, Вы сможете сами произвести элементарный теплотехнический расчёт (пример расчёта приведён в п. 4.4).

3. Инфильтрация (воздухопроницаемость) — один из факторов в обеспечении оптимального температурно-влажностного режима внутренней среды. Как составляющая компонента комфортности жилища, инфильтрация характеризует интенсивность проникания воздуха в помещение извне, со стороны улицы. Инфильтрация не рассматривает проветривание помещений через окна — одного из способов проникания свежего воздуха.

Благодаря инфильтрации в помещении создаётся воздухообмен, который образуется вследствие разности температур, а отсюда и разности давления наружного и внутреннего воздуха, а также при ветреной погоде. Важно, что инфильтрация создаёт неорганизованный и неуправляемый воздухообмен, а не дует в одном направлении, как при открытой форточке — управляемом воздухообмене. В ограниченных пределах инфильтрация выполняет полезную работу:

  • • удаляет излишнюю влажность из стенового материала, служит, таким образом, просушке стен;
  • • уменьшает влажность воздуха внутри помещений;
  • • убирает вредные примеси «закупоренного» помещения.

Это интересно. Учёные доказали, что в непроветриваемом и лишённом инфильтрации помещении состав воздуха в 50 раз хуже, чем на самом загруженном перекрёстке; в таком помещении скапливаются вредные газы (в том числе газ радон), «фонит» мебель, накапливаются микроорганизмы и возникают прочие неприятности.

Проникание воздуха происходит постоянно и осуществляется через:

  • • неплотности конструкций и их элементов (для стен такими элементами является заполнение оконных и дверных проёмов), это значительная часть воздуха, проникающего с улицы;
  • • поры материала — меньшая часть воздуха; хорошими свойствами обладает, безусловно, дерево, кирпич, ячеистые блоки; про такие материалы говорят, что материал «дышит»;
  • • вентиляционные каналы, устроенные в стенах; здесь воздухообмен происходит медленнее, но зато потоки холодного воздуха не так ощутимы;
  • • в малоэтажных домах неплохой воздухообмен осуществляется через камины.

Особенно сильна инфильтрация зимой, при больших перепадах наружной и внутренней температур. Но и летом при ничтожной разнице температур инфильтрация происходит, особенно в ветреную погоду. Разумеется, благо инфильтрации в её разумных пределах. При слишком сильном воздухообмене происходит охлаждение помещения, что делает жилище некомфортным или требует дополнительного его подогрева.

4. Непроницание влаги в материал стен.

С точки зрения влажностного режима наружные стены в нашей полосе находятся в очень неблагоприятных условиях, а влажность влияет на долговечность здания. Для проникания влаги в стену есть много путей:

  • • увлажнение стены атмосферной влагой;
  • • грунтовая сырость, которая образуется при капиллярном подсосе в стеновой материал;
  • • гигроскопичность материала (впитывание влаги из наружного воздуха);
  • • паропроницание (диффузия) водяного пара со стороны тёплого помещения.

Влага ухудшает физико-механическое и теплотехническое качество ограждающей конструкции: она является активным ускорителем процессов, нарушающих структуру материала, его прочность и долговечность. В районах с минусовой зимней температурой находящаяся в конструкции влага замерзает, увеличивается в размерах и создаёт внутреннее напряжение в материале. В результате материал начинает крошиться и теряет свою прочность и вид. Но не только прочность и вид страдают от влаги. Насыщенный влагой утеплитель теряет свои теплозащитные свойства. В деревянных домах насыщение древесины влагой приводит к развитию грибков и плесени, которые могут полностью и в короткий срок разрушить деревянные конструкции, не говоря уже о причинении вреда здоровью.

Зачастую во влаге содержатся агрессивные вещества, способные при проникании в конструкцию вызвать коррозию. Причём коррозировать может не только арматура в железобетонных изделиях или металлические конструкции, но и кирпич, бетон.

Устранить увлажнение стены атмосферной влагой сложно, но принять меры к уменьшению влияния этого явления можно, для этого:

  • • необходимо во влажных районах делать свесы скатных крыш не менее 600.. .800 мм, устраивать сливы в подоконной части, проектировать западающий цоколь — вот те конструктивные меры, которые уменьшат замачивание стены;
  • • защищать стену влагостойкими облицовочными материалами (облицовочным кирпичом, влагостойкой штукатуркой, лаком, краской и т.п.).

Грунтовая капиллярная влага отсекается гидроизоляцией, прокладываемой на стыке фундамента и стены (см. гл. 3).

Гигроскопичность некоторых материалов нивелирует их хорошие показатели по другим характеристикам. Например, гигроскопичен силикатный кирпич, о чём уже упоминалось. Можно наблюдать, как стены из силикатного незащищённого кирпича темнеют, пропитываясь влагой. Делая своё «чёрное дело», влага разрушает кирпич.

Паропроницание — это проникание {диффузия) водяного пара в наружную стену со стороны помещения. В холодном климате это ведёт к ухудшению теплозащитных свойств стены. Посмотрим, почему?

Распределение температур в трехслойной наружной стене

Рис. 4.5. Распределение температур в трехслойной наружной стене

Что мы имеем в наружной стене? Изменение температуры в каждом слое стены происходит по линейному закону, но с различным углом наклона, соответствующим термическому сопротивлению слоя R (см. гл. 1). Таким образом, график распределения температуры в слоистом ограждении получает характер ломаной линии, отрезки которой, проходящие через слои с более высоким термическим сопротивлением, имеют больший угол наклона к горизонту (рис. 4.5).

Далее происходит следующее. Тёплый воздух помещения всегда тянет за собой пар, который проникает в стену в количестве, зависящем от материала и толщины стены (например, кирпичная стена толщиной 380 мм «пропускает» пар, а толщиной 510 мм — нет; бетон менее паропроницаем, чем кирпич, и при толщине стены 200 мм пар не диффузирует на всю толщину слоя бетона). Влажный тёплый воздух, проходя через стену в холодный период года, охлаждается. В толще стены при определённой температуре и влажности образуется точка росы — конденсирующая влага. При понижении температуры влага будет замерзать, разрушая стену. Следовательно, проектировать нужно так, чтобы точка росы не находилась в толще стены._

Как предотвратить паропроницание и тем самым сохранить долговечность стены, включая её теплозащитные свойства, посмотрим в соответствующих разделах.

Эстетические требования

Безусловно, красота в архитектуре первостепенна для восприятия облика дома. Это относится не только к форме здания, но и к отделке фасадных плоскостей и поверхностей. Сюда же относится и требование поддержания эстетического вида. Например, рельефный облицовочный материал, конечно, красив, но он очень подвержен загрязнению, становясь со временем совсем не привлекательным. Бороться с этим загрязнением непросто. То же можно сказать и о пористых отделочных материалах, например, мраморе или туфе.

Экономические требования

Наружные стены являются самой дорогой конструкцией: их стоимость доходит до 25% от стоимости всех конструкций здания. Необходимы как экономия единовременных затрат на строительство, так и сокращение эксплуатационных расходов на поддержание вида стены.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>