Наружные стены зданий выложены из. Разновидности стен: элементы, основные требования

Стены являются основными несущими и ограждающими конструкциями здания. Они должны быть прочными, жесткими и устойчивыми, обладать требуемыми огнестойкостью и долговечностью, быть малотеплопроводными, теплоустойчивыми, достаточно воздухо- и звуконепроницаемыми, а также экономичными.
В основном внешние воздействия на здания воспринимаются кровлями и стенами (рис.2.13).

У стены различают три части: нижняя - цоколь, средняя - основное поле, верхняя - антаблемент (карниз).

Рисунок 2.13 Внешние воздействия на здание: 1 - постоянные и временные вертикальные силовые воздействия; 2 - ветер; 3 - особые силовые воздействия (сейсмические или др.); 4- вибрации; 5 - боковое давление грунта; 6- давление грунта (отпор); 7 - грунтовая влага; 8 - шум; 9 - солнечная радиация; 10 - атмосферные осадки; 11 - состояние атмосферы(переменная температура и влажность, наличие химических примесей)

По характеру восприятия и передачи нагрузок стены (наружные и внутренние) подразделяются на несущие, самонесущие и навесные (при несущем каркасе)(рис.2.14). Несущие стены должны обеспечивать прочность, жесткость и устойчивость здания от воздействия ветровых нагрузок, а также нагрузок, приходящихся на перекрытия и покрытия, передавая возникающие усилия через фундаменты на основание. Самонесущие стены должны сохранять свою прочность, жесткость и устойчивость при воздействии нагрузки от ветра, от собственного веса и вышележащей части стены. Навесные стены, предназначенные только для защиты помещений от атмосферных воздействий (холод, шум), конструируют с применением высокоэффективных теплоизоляционных материалов легкими многослойными. Они обычно, передают нагрузку (ветровую) в пределах одной панели и от собственной массы на элементы несущего каркаса здания.

По характеру размещения в здании различают стены наружные, т. е. ограждающие здание, и внутренние — разделяющие помещения.

По виду применяемых материалов стены могут быть деревянными (бревенчатые, брусчатые, каркасно-щитовые и др.), из каменных материалов, бетона, железобетона, а также многослойными (с применением в качестве теплоизолирующего слоя высокоэффективных теплоизолирующих материалов).

Основные части наружных стен - цоколи, проемы, простенки, перемычки, пилястры, контрфорсы, фронтон, карнизы и парапеты (рис.2.14). Цоколь - нижняя часть стены, примыкающая к фундаменту. Стены имеют проемы для окон, дверей и ворот. Участки стен между проемами называют простенками, над проемами - перемычками. Венчающий карниз - верхняя выступающая часть стены. Парапет - часть стены, ограждающая крышу в зданиях с внутренним водоотводом.

Рисунок 2.14 Конструкции стены: а - несущая в бескаркасном здании; б - то же в здании с неполным каркасом; в - самонесущая; г - навесная; д - основные части стен; 1- фундамент; 2 - стена; 3 - перекрытие; 4 - ригель; 5 - колонна; 6 - фундаментная балка; 7 - обвязочная балка; 8 - цоколь; 9 - проем; 10 - карниз; 1 - простенок; 12 - перемычка

В каркасных одноэтажных промышленных зданиях, имеющих большие проемы, значительную высоту и длину стен, для обеспечения их устойчивости применяют фахверк, представляющий собой, железобетонный или стальной каркас, который поддерживает стены, а также воспринимают ветровую нагрузку и передает ее на основной каркас здания.

По конструктивному решению стены могут быть сплошными , или слоистыми .

Стены - наиболее дорогостоящие конструкции. Стоимость наружных стен и внутренних составляет до 35% стоимости здания. Следовательно, эффективность конструктивного решения стен существенно отражается на технико-экономических показателях всего здания.

При выборе и проектировании конструкции стен гражданских зданий необходимо:

• снижать материалоемкость, трудоемкость, сметную стоимость и себестоимость;
• применять наиболее эффективные материалы и стеновые изделия;
• снижать массу стен;
• максимально использовать физико-механические свойства материалов;
• использовать материалы с высокими строительными и эксплуатационными качествами, обеспечивающими долговечность стен.

В теплотехническом отношении ограждающие части зданий должны отвечать следующим требованиям:

• оказывать необходимое сопротивление прохождению через них тепла;
• не иметь на внутренней поверхности температуры, значительно отличающейся от температуры воздуха помещений с тем, чтобы вблизи ограждений не ощущалось холода, а на поверхности не образовался конденсат;
• обладание достаточной теплоустойчивостью (тепловой инерцией), чтобы колебания наружной и внутренней температуры меньше отражались на колебаниях температуры внутренней поверхности.
• сохранять нормальный влажностный режим, т.к увлажнение снижает теплозащитные свойства ограждения.

Кирпичные стены . Материалами для кладки служат кирпичи: обыкновенный глиняный, силикатный, пустотелый пластического прессования;пустотелый кирпич полусухого прессования.(рис.2.15) При выполнении стек из кирпича толщина их может быть различной, в зависимости от климатической зоны. Так, в условиях Алматы толщина стены составляет 510 мм (2 кирпича), а для внутренних несущих стен - 380мм (полтора кирпича) и даже 250мм. Могут применяться керамические пустотелые камни и мелкие бетонные блоки (например, 490x340x388). Марки кирпича 50 - 150.

Кирпич глиняный обыкновенный изготовляется размерами 250x120x65 мм (88 мм) имеет объемную массу 1700 - 1900 кг/м 3 .
Эффективный глиняный кирпич выпускают пустотелым и легковесным. Объемная масса пустотелого кирпича 1300 - 1450 кг/м 3 , легковесного 700 - 1000 кг/м 3 и более.

Силикатный кирпич имеет объемную массу 1800 - 2000 кг/м 3 ; размеры 250x120x65 (88 мм).

Кирпич шлаковый имеет объемную массу 1200 -1400 кг/м 3 .
Пустотелые керамические камни отличаются от пустотелого кирпича размерами по высоте (138, 188, 298 мм), формой и расположением пустот. Керамические камни пластического прессования с 7 и 18 пустота и имеют размеры 250x120x138 мм, объемную массу 1400 кг/м 3

Легкобетонные камни бывают сплошные и пустотелые объемной массой 1100 - 1600 кг/м 3 .

Размеры камней со щелевидными несквозными пустотами 190x390x188 и 90x390x188, трехпустотных -120x250x138 мм.

Лучшие теплотехнические показатели имеют камни со щелевидными пустотами.

Лицевой кирпич и камни подразделяют на профильные и рядовые (сплошные и пустотелыe).

Плиты керамические фасонные бывают закладные и прислоненные.

Кроме керамических изделий, для облицовки стен могут применяться бетонные и другие безобжиговые плиты и камни. Естественные камни и плиты из: естественного камня применяют для кладки фундаментов и стен, для облицовки (в виде облицовочных плит-пиленых, колотых, тесаных, шлифованных). Из естественного камня делают также полы, подоконники и лестничные ступени. Сплошную кладку из обыкновенного кирпича и тяжелых каменных материалов применяют ограниченно - там, где необходима повышенная прочность, а также в помещениях с повышенной влажностью. В остальных случаях рекомендуется; применять облегченные кладки.
Кладка ведется на тяжелых (песчаных) или легких (шлаковых) растворах марок 10; 25 - 50 и 100.

Сплошная кладка ведется по многорядный (ложковой) или однорядной (цепной) системе перевязки швов, кладка узких простенков (шириной не более 1,0 м) так же, как и кладка кирпичных столбов, ведется по трехрядной системе. Толщина горизонтальных швов принята равный 12 мм, вертикальных 10 мм. Для облегчения и утепления в стене оставляют колодцы, заполненные легким бетоном.

Рисунок 2.15 Стены из кирпича и керамических камней: а- однорядная; б- многорядная; в - системы Л.И. Онищика; г- кирпично-бетонная; д- колодцевая; е- с воздушной прослойкой; ж - с плитным утеплителем; 1- тычок; 2-ложок; 3-легкий бетон; 4-воздушная прослойка; 5-штукатурка; 6-плитный утеплитель; 7-затирка.

Стены из крупных блоков. Здания из крупных блоков сооружают без каркасов и с каркасами (рис.2.16.). По назначению крупные блоки подразделяются на блоки для наружных и внутренних стен, для стен подвалов и цоколей, и специальные блоки (карнизные, для санузлов и т.д.). Материалом для крупных блоков служат легкие бетоны классом не ниже В5 (шлакобетон, керамзитобетон, ячеистый бетон крупнопористый бетон, бетон на пористых щебнях) объемным весом 1000; 1400 и 1600 кг/м 3 .
Бетонные блоки для наружных стен имеют толщину 300; 400 и 500 мм, для внутренних стен 300 мм. Наружная поверхность блоков офактуривается декоративным бетоном или облицовочными плитками, а внутренняя поверхность подготавливается под отделку.

Стены из крупных панелей. По конструктивному решению панели подразделяются на однослойные и многослойные(рис.2.17). Однослойные панели изготавливают из легких бетонов объемным весом до 1200 кг/м 3 , обладающих требуемой морозостойкости и теплозащитными качествами.

Многослойные панели (двухслойные и трехслойные) состоят из несущей оболочки, воспринимающей все нагрузки и утеплителя. Наружная поверхность панелей может быть офактурена декоративным слоем толщиной 20мм на белом и цветном цементе, облицована керамическими плитками и др. Внутренняя поверхность панелей должна иметь отделочный слой толщиной 10 мм.

Передача вертикальных усилий в горизонтальных стыках между панелями представляет наиболее сложную задачу крупнопанельного строительства.

Рисунок 2.16.Крупноблочные стены гражданских зданий: а - двух-, трех - и четырехрядная разрезка наружных несущих стен; б-основные типы стеновых блоков; в - двухрядная разрезка самонесущих стен; I,II,III,IV -ряды блоков;г - схемы расположения блоков в аксонометрии; блоки: 1- простеночный; 2 - перемычечный; 3 - подоконный; 4-поясной.

Рисунок 2.17 Панельные стены гражданских зданий: Разрезка наружных стен: а- однорядная с панелями на комнату; б- то же на две комнаты; в- двухрядная разрезка конструкции панелей; г-однослойной бетонной; д - двухслойной железобетонной; е - то же трехслойной; ж - из прокатных плит; 1- панель с проемом; 2- ленточная панель; 3- простеночная панель; 4 - арматурный каркас; 5 - легкий бетон; 6 - декоративный бетон; 7 - утеплитель; 8 - отопительная панель; 9 - железобетонная плита; 10 - прокатная плита.

В практике нашли применение четыре основных типа соединений (рис.2.18.):

• платформенный стык , особенностью которого является опирание перекрытий на половину толщины поперечных стеновых панелей, т.е. ступенчатая передача усилий, при которой усилия с панели на панель передаются через опорные части плит перекрытий;
• зубчатый стык , представляющий модификацию стыка платформенного типа обеспечивает более глубокое опирание плит перекрытий, которые наподобие «ласточкиного хвоста» опираются на всю ширину стеновой панели, но усилия с панели на панель передаются не непосредственно, а через опорные части плит перекрытий;
• контактный стык с опиранием перекрытий на выносные консоли и непосредственной передачей усилий с панели на панель;
• контактно-гнездовой стык с опиранием панелей также по принципу непосредственной передачи усилий с панели на панель и опиранием перекрытий через консоли или ребра («пальцы»), выступающие из самих плит и укладываемые в специально оставленные в поперечных панелях гнезда.

Платформенный стык применен для всех типов девятиэтажных домов, а также в порядке эксперимента - в 17-этажных и 25-этажных зданиях с узким шагом поперечных несущих стен.

Рисунок 2.18 Типы горизонтальных стыков между несущими панелями: а- платформенный; б-зубчатый; в- контактный на выносных консолях; г-контактно-гнездовой

Стенами

По местоположению - наружные и внутренние.

Наружные стены - наиболее сложная кон­струкция здания. Они подвергаются многочис­ленным и разнообразным силовым и несило­вым воздействиям. Внутренние стены делятся на:

Межквартирные;

26. Общие требования и классификация стен.

Стенами называют вертикальные конструктивные элементы зда­ния, отделяющие помещения от внешней среды и разделяющие зда­ние на отдельные помещения. Они выполняют ограждающие и несу­щие (либо только первые) функции. Их классифицируют по различным признакам.

По местоположению - наружные и внутренние.

Наружные стены - наиболее сложная кон­струкция здания. Они подвергаются многочис­ленным и разнообразным силовым и несило­вым воздействиям. Стены восприни­мают собственную массу, постоянные и вре­менные нагрузки от перекрытий и крыш, воз­действия ветра, неравномерных деформаций основания, сейсмических сил и др.

С внешней стороны наружные стены подвержены воздей­ствию солнечной радиации, атмосферных осадков, переменных температур и влажности наружного воздуха, внешнего шума, а с внут­ренней - воздействию теплового потока, пото­ка водяного пара, шума. Выполняя функции наружной ограждающей конструкции и композиционного элемента фасадов, а часто и несущей конструкции, наружная стена должна отвечать требованиям прочности, долговечно­сти и огнестойкости, соответствующим классу капитальности здания, защищать помещения от неблагоприятных внешних воздействий, обеспечивать необходимый температурно-влажностный режим ограждаемых помещений, обладать декоративными качествами.

Конструкция наружной стены долж­на удовлетворять требованиям экономическим требованиям ми­нимальной материалоемкости и стоимости, так как наружные стены являются наиболее доро­гой конструкцией (20-25 % стоимости конст­рукций здания).

В наружных стенах обычно располагают оконные проемы для освещения помещений и дверные проемы - входные и для выхода на балконы и лоджии.Температурные швы устраива­ют во избежание образования встенах тре­щин и перекосов, вызываемых концентрацией усилий от воздействия переменных темпера­тур и усадки материала (каменной кладки, монолитных или сборных бетонных конструк­ций и др.). Часто их называют температурно-усадочными. Температурно-усадочные швы рас­секают конструкции только наземной части здания. Расстояния между температурно-усадочными швами назначают в соответствии с климатическими условиями и физико-механи­ческими свойствами стеновых материалов. Осадочные швы следует предусматривать в местах резких перепадов этажности здания (осадочные швы первого типа), а также при значительной неравномерности деформаций основания по протяженности здания, вызван­ной спецификой геологического строения осно­вания (осадочные швы второго типа). Осадоч­ные швы первого типа назначают для компен­сации различий вертикальных деформаций на­земных конструкций высокой и низкой частей здания, в связи с чем их устраивают аналогич­но температурно-усадочным только в назем­ных конструкциях. Осадочные швы второго типа разрезают здание на всю высоту – от конька до подошвы фундамента. Антисейсмическиешвы следует предусматривать в зданиях, возводимых в районах с сейсмичностью 7 баллов и более. Расстояние между антисейсмическими швами не должно превышать 60 м. Антисейсмические швы следует также устраивать в местах изменения этажности и в зданиях сложной формы в плане для расчленения на самостоятельные симметрические отсеки.

Конструкция антисейсмического шва должна обеспечивать независимость отсеков.

Деформационные швы в каркасно-панельных зданиях разделяются парными колоннами.

Минимальная длина (ширина) температурного отсека каркасно- панельного здания должна быть 60 м.

Внутренние стены делятся на:

Межквартирные;

Внутриквартирные (стены и перегородки);

Стены с вентиляционными каналами (около кухни, санузлов и др.).

В зависимости от принятой конструктивной системы и схемы здания наружные и внутренние стены здания подразделяются на несущие, самоне­сущие и ненесущие. Перегородки

Несущие

Самонесущие

Ненесущие

Перегородки - это вертикальные, как правило, ненесущие ограждения, разделяющие внутренний объем здания на смежные помеще­ний.

Их классифицируют по следующим признакам:

По месторасположению - межкомнатные, межквартирные, для кухонь и сантехнических узлов;

По функции - глухие, с проемами, неполные, то есть не доходящие до

По конструкции - сплошные, каркасные, обшитые снаружи листовым материалом;

По способу установки - стационарные и трансформируемые.

Перегородки должны отвечать требованиям прочности, устойчивости, огнестойкости, звукоизоляции и др.

Несущие стены помимо вертикальной на­грузки от собственной массы воспринимают и передают фундаментам нагрузки от смежных конструкций: перекрытий, перегородок, крыш и пр. (табл.5.1).

Самонесущие стены воспринимают вер­тикальную нагрузку только от собственной массы (включая нагрузку от балконов, эрке­ров, парапетов и других элементов стены) и передают ее на фундаменты непосредственно либо через цокольные панели, рандбалки, ро­стверк или другие конструкции.

Ненесущие стены поэтажно (или через несколько этажей) оперты на смежные внутренние конструкции здания (перекрытия, стены, каркас).

27. Архитектурно-конструктивные детали стен .

На наружной поверхности стен различают горизонтальные и вертикальные членения архитектурно- конструктивными деталями и элементами.

Го­ризонтальные членения образуют цоколь, карнизы, пояски, а вертикальные - раскре­повки, ризалиты, пилястры, ниши, колонны и полуколонны и другие эле­менты.

Цоколем называется нижняя часть здания, расположенная непосредственно над фундаментом (рис. 5.4 ,а...н).

Кон­структивными элементами, предохраняю­щими стены зданий от дождя и талой во­ды, являются карнизы (рис. 5.4, г, д).

Карнизы бывают венчающими и про­межуточными . Карниз как архитек­турный элемент здания может вли­ять на выразительность фасада.

Над оконными и дверными проемами устраивают выступы – сандрики (рис.5.5, 6). ко­торые также являются архитектурными украшениями. Вокруг оконных и дверных проемов иногда устраиваются наличник и (рис. 5.5, д). Часто их выполняют из спе­циальных фасонных элементов. В некоторых случаях наружную стену здания выводят несколько выше покрытия; такая часть стены называется парапетом.

Крупными элементами, имеющими как функциональное, так и архитектурное назначение, являются балконы, лоджии, эркеры .

Балконы представляют собой площадку, состоящую из балконной плиты и ограждения (рис. 5.6, а).

Эрке­ром называют огражденную часть ком­наты, выступающей за внешнюю пло­скость фасадной стены и освещаемую обычно несколькими окнами (рис. 5.6,б). Эркеры обогащают не только общее ре­шение фасадов, но и их объемно-пространственную структуру.

Нишей называют местное углубление в стене, пилястрой – вытянутое по вертикали и незначительное по ширине местное утолщение стены.

Колонна – это отдельная опора в виде столба, полуколонна – пилястра, выступающая из плоскости стены на половину своей ширины. Колонны и полуколонны, как правило, выполняют несущие функции

Лоджия пред­ставляет собой встроенное в габариты здания открытое помещение, выступаю­щее (частично или полностью) из плоско­сти наружных стен (рис. 5.6,в). По кон­структивному решению различают три типа лоджий: западающие, полностью размещаемые в габаритах здания, частич­но западающие и выносные.

Стены должны - ограждать, защищать, и радовать глаз. Стены самые тяжелые, трудоемкие и самые затратные конструкции здания.

По характеру восприятия нагрузок стены могут быть несущими и ненесущими. Несущие стены воспринимают нагрузку от собственного веса, веса перекрытий и покрытий, а также от ветра. Они передают нагрузку на фундаменты, а ненесущие (межкомнатные перегородки) - на перекрытия этажей.

Отличить их достаточно просто. Несущая стена является естественным продолжением и неотъемлемым элементом конструкции здания, служит опорой для балок или бетонных плит междуэтажного перекрытия, то есть несет на себе какую-то нагрузку. Попробуйте мысленно удалить ее: если при этом нарушится целостность строения - стена несущая.

Ненесущая стена - это, как правило, обычная внутренняя перегородка дома, предназначенная для разделения объема на несколько частей или выделения в помещении функциональных зон.

Она выполняется из более легких материалов. Ее демонтаж не влечет за собой перераспределения нагрузок в конструкции здания.

Стены подразделяют на:

Монолитные;

Мелко- и крупноблочные;

Панельные и щитовые;

Каркасные;

Сборные (срубовые и брусовые);

Комбинированные.

Конструкционные материалы

Материалы для стен выбирают с учетом конструктивного решения, прочности, долговечности, требуемого комфорта и внешней выразительности.

Дерево (бревна, брусья, одно- и двухслойные каркасы с обшивкой из досок)- традиционный материал для индивидуального строительства. Деревянный сруб - жилище, основанное на вековых традициях. Такому дому не страшны морозы, тем более когда в нем есть камин или печка.

Это может быть и стилизованная под избу более современная постройка, в которой бревна и профилированный брус (цельный или клееный) - только отделка, а внутри стен находится минераловатный утеплитель. Наиболее серьезными недостатками таких стен является пожароопасность и дороговизна, а также (если применяется цельный брус) усадочные деформации в течение первых 2–3 лет эксплуатации.

Частный случай деревянного дома - каркасный. По этой технологии строится до 80% частного жилья во всем мире, хотя наши соотечественники пока относятся к нему скептически.

Основа такого дома - деревянный каркас из бруса, устанавливаемый на столбчатых фундаментах. Его стены напоминают сэндвич. Начинкой обычно служит минераловатный утеплитель. С внешней стороны он зашивается влагостойкой фанерой или плитами ОСП, которые отделываются фасадной штукатуркой, обшиваются сайдингом или облицовываются кирпичом.

Внутренняя отделка - из гипсокартона. Узлы крепления элементов каркасного дома (стоек каркаса к фундаменту, балок к стойкам и стропил к балкам) на Западе продумываются еще на этапе проектирования и, точно выполненные строителями, позволяют дому выстоять даже во время урагана.

Каменные стены наиболее прочны и долговечны. В качестве материала используются булыжный камень, известняк, ракушечник, туф, песчаник. По своим теплоизоляционным свойствам каменные стены значительно уступают многим другим. Их применение целесообразно лишь в южных районах. В средней полосе камень чаще применяют для устройства цоколей, кладки заборов и подпорных стен.

Бетон - экономичный, долговечный и огнестойкий стеновой материал. Стена из монолитного железобетона или тяжелых бетонных блоков имеет высокую несущую способность, но низкие тепло- и звукоизоляционные свойства. Чтобы избавить бетон от этих недостатков, ему придают пористую структуру. Такие бетоны называют ячеистыми.

Другой способ повысить изолирующие свойства бетона - придать пористость заполнителю. Так получают керамзитобетонные блоки (заполнитель - керамзит, представляющий собой вспененную и обожженную глину), шлакобетонные блоки (заполнитель - топливные шлаки), опилкобетонные блоки (бетон с добавлением отходов деревообработки).

Еще одна современная технология с применением бетона - «Термодом». Такое здание возводится из монолитного бетона с применением стационарной несъемной опалубки в виде полых пенополистирольных блоков, выполняющих после затвердения бетона роль теплоизоляции.

Кирпич, без преувеличения, самый популярный стеновой материал. Кирпичный дом считается более безопасным для здоровья в сравнении, например, с бетонным. В последнее время кирпич подвергается значительному совершенствованию: расширяется не только номенклатура изделий, но и разрабатываются новые технологии облегченной кладки.

Но однозначного вывода, что кирпич хорош, а все остальные материалы плохи, делать не стоит.

Теплосбережение

Существуют три варианта утепления в зависимости от расположения утеплителя в ограждающей конструкции: с внутренней стороны, в толще стены и снаружи.

Утепление с внутренней стороны имеет два недостатка: уменьшение площади помещения и опасность конденсирования влаги в слое утеплителя, что может привести к сырости, появлению плесени, а впоследствии даже к разрушению стены. При отделке гипсокартоном точка росы может возникнуть на поверхности утеплителя в месте, где он примыкает к стене, но лишь в том случае, если туда проникнет влага из помещения.

Чтобы этого не допустить, предусматривается слой пароизоляции (проще говоря, пленка), которая располагается между утеплителем и внутренней облицовкой. Таким образом, пар удаляется из помещения с помощью вентиляции.

Утеплитель «внутри стены» применяют, например, в каркасных деревянных домах и в колодцевой кладке из кирпича. В последнем случае толщина внутреннего слоя определяется прочностными показателями, а для наружного слоя, защищающего утеплитель от внешних воздействий, используют лицевой или оштукатуренный кирпич.

Наружное утепление - это так называемые системы «мокрого типа» (с оштукатуриванием или облицовкой фасада) и навесной вентилируемый фасад.

Система утепления «мокрого» типа состоит из трех слоев: теплоизоляционного (плита из минеральной ваты или пенополистирола), армированного (представляет собой клеевой состав, армированный сеткой) и защитно-декоративного. У этой системы немало преимуществ: испарение конденсата, аккумулирование тепла в ограждающей конструкции, отсутствие температурных деформаций несущей стены и высолов на фасадах, повышение звукоизоляции, возможность применения как на новых, так и на реконструируемых зданиях. К недостаткам можно отнести сезонность выполнения работ.

Эффективность системы «мокрого» типа зависит от совместимости слоев. Ее компоненты обычно изготавливаются различными производителями, однако ответственность за качественную работу системы берет на себя одна фирма - ее разработчик.

Навесной вентилируемый фасад состоит из облицовки (плит или листовых материалов) и под-облицовочной конструкции, которая крепится к стене таким образом, чтобы между защитно-декоративным покрытием и стеной оставался промежуток для воздуха. Если стена дополнительно утепляется и к ней крепится теплоизоляционный материал, зазор оставляется между облицовкой и утеплителем.

Навесные фасады позволяют несущим конструкциям работать в «тепличных» условиях: в холодное время года стена остается сухой и теплой, а летом - прохладной, она свободно «дышит», благодаря чему повышается комфортность помещений.

Навесные фасады собираются из высококачественных элементов полной заводской готовности, не требуют дополнительной отделки, при их монтаже отсутствуют «мокрые» процессы. В качестве облицовки могут использоваться самые различные материалы: натуральный камень, керамический гранит, цементно-волокнистые панели, виниловый сайдинг, полиуретановые, полиэстровые и полипропиленовые панели.

Блоки из пористого бетона

При относительно небольшом объемном весе блоки из пористых бетонов обладают достаточно высокой прочностью, что позволяет делать перекрытия из обычных железобетонных пустотных плит.

В зависимости от способа получения ячеистые бетоны подразделяют на пено- и газобетоны.

Газобетон получают, вводя в цементный раствор специальные вещества, вызывающие процесс газообразования. Чаще всего это алюминиевая пудра. Алюминий вступает в реакцию с продуктами гидратации цемента, происходит выделение водорода, который вызывает поризацию цементного раствора. При застывании бетона его пористость сохраняется.

Пенобетон получается при смешивании цементного раствора со специально приготовленной пеной. Пузырьки, содержащие воздух, равномерно распределяются по всему объему смеси.

Ячеистый бетон может иметь различную пористость. От количества и величины пор зависит плотность бетона, то есть вес одного кубометра: чем больше пор, тем он легче, тем выше его тепло- и звукоизолирующие свойства, но меньше прочность. С уменьшением пористости и увеличением плотности растет прочность, но ухудшаются тепло- и звукоизолирующие свойства. В зависимости от плотности ячеистого бетона меняется и его назначение (для наружных или внутренних стен).

Ячеистые бетоны не горят и не поддерживают горения. Они безупречны с точки зрения экологии - за рубежом их часто называют «биоблоками». Как и дерево, пеноблоки можно пилить ножовкой, заколачивать в них гвозди, делать из них арки, что позволяет придать дому архитектурную выразительность.

Точность размеров позволяет класть блоки на клеевые смеси с минимальной толщиной шва (3–5 мм), что минимизирует количество «мостиков холода» и существенно снижает теплопотери. Кроме того, значительно снижаются расходы на последующую отделку стен.

Благодаря высокому термическому сопротивлению здания из пенобетона способны аккумулировать тепло, что позволяет снизить расходы на отопление на 20–30%. Снижение веса приводит и к экономии на фундаментах.

Что лучше: газобетон или пенобетон - однозначно сказать нельзя. Пенобетон дешевле, однако он несколько проигрывает в прочности. В Германии, например, их часто используют совместно: несущие стены кладут из более прочных газобетонных блоков, а пенобетонные используют для перегородок, не несущих значительных нагрузок.

Многие частные застройщики думают, что, используя пеноблоки, сразу решат все задачи - и по теплу, и по прочности. Однако возведение коробки из пеноблоков с плотностью 800, достаточной по прочности, хотя и обходится довольно дешево, но влечет за собой необходимость утепления - блоки с меньшей плотностью не справятся с несущими функциями.

Однозначный плюс использования пеноблоков - строительство идет быстро и его можно разделить на два этапа: сначала возвести коробку, установить окна и двери, смонтировать крышу, а, подкопив денег, через год-другой приступить к утеплению и отделке. Но зимой в неутепленном доме лучше не жить: при отоплении могут замокать стены.

Кирпичные стены

Кирпич - дорогой и престижный строительный материал. Кирпичный особняк - показатель обеспеченности его хозяев и серьезности их намерений: при любой архитектуре это дом для нескольких поколений.

Кирпич - материал многофункциональный. Он выполняет и несущую роль, и утеплительную - причем достаточно убедительно. Однако по сегодняшним нормам как утеплитель уже не проходит (если, конечно, стены не метровой толщины). Поэтому сооружается многослойная конструкция, в которой кирпичу отводится только несущая роль, а функцию утепления берут на себя другие материалы (см. выше «Теплосбережение»).

По несущей способности для строительства частного дома подходит практически любой кирпич - лишь бы его марка соответствовала заложенной в проекте, внешний вид не важен. Что касается теплопроводности, в этом кирпич обыкновенный уступает большим пустотным кирпичным блокам.

Итак, предлагаем вам три варианта конструкции наружных стен. Первый - кирпичная стена с утеплением изнутри, второй - стена из пеноблоков с наружным утеплением и облицовкой сайдингом, третий - стена из пеноблоков с наружным утеплением «мокрым способом».

Конструкции наружных стен классифицируют по следующим признакам:

Статической функции стены, определяемой ее ролью в конструктивной системе здания;

Материала и технологии возведения, определяемыми строительной системой здания;

Конструктивного решения – в виде однослойной или слоистой ограждающей конструкции.

По статической функции различают (рис.4.4) несущие стены (4.3), самонесущие стены (4.4) и ненесущие стены (4.5).

Рис.4.4. Классификация наружных стен по несущей способности: а – несущие; б – самонесущие; в - ненесущие

Ненесущие стены поэтажно оперты на смежные внутренние конструкции здания (перекрытия, стены, каркас).

Несущие и самонесущие стены воспринимают наряду с вертикальными и горизонтальные нагрузки, являясь вертикальными элементами жесткости сооружений. В зданиях с ненесущими наружными стенами функции вертикальных элементов жесткости выполняют каркас, внутренние стены, диафрагмы или стволы жесткости.

Несущие и ненесущие наружные стены могут быть применены в зданиях любой этажности. Высота самонесущих стен ограничена в целях предотвращения неблагоприятных в эксплуатационном отношении взаимных смещений самонесущих и внутренних несущих конструкций, сопровождающихся местными повреждениями отделки помещений и появлением трещин. В панельных домах, например, допустимо применение самонесущих стен при высоте здания не более 4 этажей. Устойчивость самонесущих стен обеспечивают гибкие связи с внутренними конструкциями.

Несущие наружные стены применяют в зданиях различной высоты. Предельная этажность несущей стены зависит от несущей способности и деформативности ее материала, конструкции, характера взаимосвязей с внутренними конструкциями, а также от экономических соображений. Так, например, применение панельных легкобетонных стен целесообразно в домах высотой до 9 – 12 этажей, несущих кирпичных наружных стен – в зданиях средней этажности, а стен стальной решетчатой оболочковой конструкции – в 70 – 100 этажных зданиях.

По материалу различают четыре основных типа конструкций стен: бетонные, каменные, из небетонных материалов и деревянные. В соответствии со строительной системой каждый тип стены содержит несколько видов конструкций: бетонные стены – из монолитного бетона, крупных блоков или панелей; каменные стены – кирпичные или из мелких блоков, стены из каменных крупных блоков и панелей; деревянные стены – рубленые, каркасно-щитовые, щитовые и панельные.

Наружные стены могут быть однослойной или слоистой конструкции. Однослойные стены возводят из панелей, бетонных или каменных блоков, монолитного бетона, камня, кирпича, деревянных бревен или брусьев. В слоистых стенах выполнение разных функций возложено на различные материалы. Функции прочности обеспечивают бетон, камень, дерево; функции долговечности – бетон, камень, дерево или листовой материал (алюминиевые сплавы, эмалированная сталь, асбестоцемент или др.); функции теплоизоляции – эффективные утеплители (минераловатные плиты, фибролит, пенополистирол и др.); функции пароизоляции – рулонные материалы (прокладочный рубероид, фольга и др.), плотный бетон или мастики; декоративные функции – различные облицовочные материалы. В число слоев такой ограждающей конструкции может быть включена воздушная прослойка. Замкнутая – для повышения ее сопротивления теплопередаче, вентилируемая – для защиты помещения от радиационного перегрева либо для уменьшения деформаций наружного облицовочного слоя стены.

Изучите и проанализируйте вышеизложенный материал и ответьте на предложенный вопрос.

Лекция № 2

ПОНЯТИЯ О КОНСТРУКЦИЯХ ЗДАНИЙ

Основные конструктивные элементы гражданских и промышленных зданий

К основным конструктивным элементам гражданских и промышленных зданий относят основания и фундаменты, стены и столбы, перекрытия, крыши, лестницы, окна, двери и перегородки (рис. 1).

Рис. 1. Основные конструктивные элементы здания

Основания и фундаменты

Фундаменты служат для передачи постоянных и временных нагрузок на грунт. Они являются подземными элементами здания и устраиваются под стенами и столбами.

Плоскость, которой фундамент опирается на грунт, называется подошвой фундамента, а грунт, на который передается нагрузка от фундамента, - основанием.

Основание должно обладать достаточной прочностью, т.е. до определенных пределов отличаться малой сжимаемостью при его загружении. Прочность грунта зависит от его минералогического состава, геологического строения, плотности и присутствия в нем влаги. Верхние слои земной коры, содержащие органические примеси и подвергающиеся выветриванию, отличаются недостаточной прочностью. Поэтому подошву фундамента прихо­дится располагать (или, как говорят, «закладывать») на некоторой глубине от поверхности земли.

Минимально необходимая величина заглубления подошвы фундамента в грунт определяется не только прочностью соответствующего пласта грунта, но и климатическими особенностями, обусловливающими промерзание и, следовательно, возможность деформации верхних слоев грунта в зимнее время.

Подошва фундамента должна иметь такую площадь, чтобы нагрузка, передаваемая на грунт, не превышала допускаемого для этого грунта напряжения, составляющего обычно 1-3 кг/см 2 . Если здание имеет подвал (заглубленные в землю помещения или этажи), то фундаменты служат одновременно стенами подвала. В этом случае глубина заложения фундаментов зависит от высоты подвальных помещений. Фундаменты обычно делают из во­достойкого материала (бетонных блоков, бетона, естественного камня).

Стены, их назначение, разновидности

Стены по своему назначению и месту расположения в здании делятся на наружные и внутренние. Кроме того, различают несущие и ненесущие стены.

Несущие стены обычно называются капитальными (они непосредственно опираются на фундаменты). Несущими могут быть как наружные, так и внутренние стены. Ненесущие стены - это обычно перегородки. Они служат для деления в пределах этажа больших, ограниченных капитальными стенами помещений на более мелкие, причем для опирания перегородок не требуется устройства фундаментов.

Столбы, как правило, также несущие элементы, опирающиеся на фундамент. Их устанавливают обычно вместо несущих стен там, где оказывается необходимым раскрыть внутреннее пространство или передать вертикальную сосредоточенную нагрузку на фундамент.

Нижняя часть наружной стены называется цоколем. Он находится в особо неблагоприятных условиях, так как подвергается воздействию брызг от падающих на землю капель дождя и талой воды при таянии прилегающего к нему снегового покрова. Эта влага смачивает материал цоколя и способствует разрушению его поверхности. Поэтому цоколь делается из влаго- и морозостойких материалов.

Цоколь имеет архитектурное значение, так как, несколько отступая от плоскости стены, создает ощущение большей устойчивости здания. Верхний уступ («обрез») цоколя располагаем примерно на уровне приподнятого над поверхностью земля пола первого этажа и тем самым подчеркивает начало используемого по основному назначению объема здания. Иногда ниже пола устраивается подполье, предохраняющее конструкции здания от непосредственного воздействия грунтовых вод. В этом случае цоколи служат наружными стенами, ограждающими подполье. Обычно вместо подполья ниже пола первого этажа устраиваются подвальные этажи.

Деление зданий на каменные и деревянные условно. В качестве признака для такого деления принимается материал наружных стен. Здание, которое имеет каменные фундаменты и стены при всех прочих основных конструк­тивных элементах, сделанных, например, из дерева, считается каменным.

Стены и частично фундаменты являются не только несущими, но и ограждающими конструкциями, так как они образуют объемы помещения и ограждают (изолируют) эти объемы от внешней среды. Поэтому наружные ограждающие конструкции отапливаемых зданий должны не только удовлетворять требованиям прочности и устойчивости, но и обладать соот­ветствующими теплозащитными качествами. Они определяются толщиной конструкции и теплозащитными свойствами ее материала. Чем выше теплозащитные качества, там ниже расход топлива на отопление здания, но больше стоимость конструкции. Поэтому при проектировании следует находить экономически целесообразное соотношение единовременных затрат и эксплуатационных расходов на отопление.

Требуемый минимум теплозащитных качеств определяется также санитарно-гигиеническими требованиями:

· температура на внутренней поверхности наружной стены не должна быть много ниже температуры воздуха в помещении (разность обычно не более 6°С), чтобы не было так называемой холодной (отрицательной) радиации - ощущения как бы потока холода, которое может испытывать человек при значительной разнице температур на поверхности стены и воздуха помещения;

· температура на внутренней поверхности наружном стены должна быть выше точки росы во избежание образования конденсата, последующего увлажнении материала, ухудшении теплозащитных качеств конструкции и образования плесени.

Если температура внутренней поверхности наружной стены понижается до 0° и ниже, то конденсат превращается в иней или лед и наступает явление, называемое промерзанием ограждения.

Наружные ограждения должны удовлетворять также ряду других физико-технических требований, например, воздухопроницаемости и паропроницаемости.

Наружные ограждающие конструкции, удовлетворяющие теплозащитным требованиям, обычно отвечают требованиям изоляции помещения от внешних шумов.

Перегородки относятся к внутренним стенам, но не являются несущими; они не воспринимают вертикальных нагрузок, и их во время эксплуатации здания без нарушения его конструктивной целостности можно удалять или переносить на другое место.

Характерные требования, предъявляемые к перегородкам, - соответствующие прочность и звукоизоляция. Кроме того, перегородки должны иметь такие конструктивные и эксплуатационные качества, при которых затрудняется размножение в них разного рода микроорганизмов, насекомых и грызунов, облегчается очистка и т. п.

Перекрытия и покрытия

Перекрытия представляют собой горизонтальные несущие конструкции, опирающиеся на капитальные стены или столбы и воспринимающие передаваемые на них постоянные и временные нагрузки. Перекрытия разделяют здания на этажи. В зависимости от месторасположения в здании перекрытия делятся на:

1. междуэтажные - между двумя смежными по высоте этажами;

2. чердачные - между верхним этажом и чердаком;

3. подвальные - между первым этажом и подвалом;

4. нижние - между первым этажом и подпольем.

1.4. Лестницы и лифты

Лестницы служат для сообщения между этажами. Помещения, в которых располагаются лестницы, называются лестничными клетками (рис. 2). Конструкции лестниц (рис. 3) в основном состоит из маршей (наклонных плоскостей со ступенчатыми поверхностями) и площадок. Для безопасного хождения марши ограждают перилами (балясником).

Лифты в жилых зданиях предусматривают, начиная с шести этажей; как правило, шахты лифтов делают глухие. Машинное отделение лифтов размещают над шахтой, расположение самой шахты предусматривается у лестничной клетки или между лестничных маршей. Машинное отделение лифтов не допускается располагать под жилыми комнатами.

Есть примеры оборудования жилых зданий выносными лифтами, располагаемыми за наружной гранью стены против окон лестничной клетки. В этом случае загрузка лифтов производиться с промежуточных площадок лестничных клеток.

Рис. 2. Лестничная клетка Общий вид, план

/ - лифт; 2 - окно; 3 - марш; 4 - междуэтажная площадка; 5 - этажная площадка; 6 - дверь в квартиру; 7 - стеналестничной клетки

Рис. 3. Геометрическое построение лестницы.

а – ступень; б – разрез; в – планочное построение лестницы;1 – подступёнок; 2 – проступь; 3 – лестничная клетка; 4 – междуэтажная площадка; 5 - этажная площадка.

Балконы, лоджии

Балконы и лоджии - это открытые поэтажные площадки в жилых и общественных зданиях, связывающие внутренние пространства эксплуатируемых помещений с внешней средой. При аварийных ситуациях они могут использоваться для эвакуации людей. Лоджии, в отличие от балконов по боковым сторонам ограждены стенами, и могут быть как встроенными в объём здания, так и выносными. Лоджии бывают освещены солнцем меньшее количество время, чем балконы, а их устройство связано с увеличением площади наружных стен.

Балконы и лоджии должны иметь достаточные размеры, быть зрительно изолированными с улицы и защищенными от шума, ветра, дождя и перегрева солнечными лучами. Их местоположение должно быть спроектировано так, чтобы открывающийся с балкона или лоджии вид был максимально красивым. Необходимо обеспечить также правильное расположение их относительно соседних квартир и домов и удобную связь с примыкающими комнатами квартиры.

Важно помнить, что балконы, расположенные во входящих углах здания, лучше изолированы зрительно и защищены от ветра, чем открытые балконы, которые рекомендуется ограждать с наветренной стороны (для этой цели применяются ветрозащитные экраны. При группировке балконов смежных квартир многоэтажных домов следует также позаботиться об их зрительной изоляции. Расположение балконов на фасаде в шахматном порядке придает ему живописность, однако уменьшает зрительную изоляцию и степень защиты от ветра и солнца.

Ограждения балконов могут выполняться из различных материалов: непрозрачного стекла, пластиков, древесных материалов, волнистой листовой стали на каркасе и т.д.

Конструктивное решение балконов зависит от схемы опирания балконной плиты - (консольное, балочное опирание или угловое защемление). В крупнопанельных зданиях в зависимости от конструкции наружных стен (несущих, самонесущих) и перекрытий (сплошные плиты «на комнату» или плиты- настилы) применяют разнообразные конструктивные схемы установки балконов:

· защемление в конструкции наружной стены;

· устройство консольной плиты перекрытия;

· опирание на приставные железобетонные стойки или Г-образные поперечные конструкции;

· опирание на наружную стену и подвеска к внутренним поперечным несущим стенам, покрытию или перекрытиям;

· опирание на консоли внутренних стен или колонн в каркасных зданиях. В зданиях с кирпичными стенами балконные плиты закрепляются в кладке стены и привариваются при помощи стальных анкеров к закладным деталям железобетонных перемычек и настилов перекрытий.

Окна. Полы

Окна устраиваются для освещения и проветривания (вентиляции) помещений и состоят из оконных проемов, рам или коробок и заполнения проемов, называемого оконными переплетами.

Основные требования к окнам, которые должны соблюдаться при их проектировании и конструировании - пропускать свет в помещения в соответствии с требующейся степенью их освещенности. Окна являются наружным ограждением: следовательно, при их конструировании необходимо учитывать те же требования, которые предъявляются к наружным стенам, т е теплозащитные качества, воздухопроницаемость (продувание) и т. п.

В многоэтажных зданиях оконные и дверные проемы располагаются на поверхности стен друг над другом по одной оси. В этом случае нагрузка, передающаяся на наружные стены, воспринимается простенками. В каркасных зданиях при навесных стенах окна и двери в перегородках могут располагаться различно.

Полы. По способу устройства полы могут быть двух основных групп: монолитные и сборные. В зависимости от материала покрытия различают полы бесшовные, из штучных и из рулонных или листовых материалов.

В практике производственного строительства применяют преимущественно монолитные полы из бетона с различными добавками, придающими им заданные условиями эксплуатации свойства. К ним относятся полы с упрочненным верхним слоем и другие подобные виды.

Особую группу монолитных бесшовных полов составляют так называемые наливные полы с полимерными покрытиями на основе эпоксидных и полиуретановых смол, предназначенные для использования в помещениях с повышенными требованиями по беспыльности.

В промышленных зданиях возможно применение полов из чугунных и стальных плит, а также сборных конструкций полов из крупноразмерных плит.

Во вспомогательных помещениях применяются полы из рулонных (линолеума, плит ПХВ) и листовых материалов (например, цементно-стружечных плит и др.).

Контрольные вопросы:

1. В проработке.

1. Как называется плоскость, которой фундамент опирается на грунт?

2. На какие типы по своему назначению и месту расположения в здании делятся стены?

3. На какие типы делятся перекрытия в зависимости от месторасположения в здании?

4. Для чего служат лестницы и лифты? В чем особенности лифтов?

5. Каковы основные требования к окнам?

5. Прррррррррр

2. Конструктивные схемы зданий

Фундаменты, стены, столбы и перекрытия - основные несущие элементы здания. Они образуют остов здания - пространственную систему вертикальных и горизонтальных несущих элементов.

Конструкция перекрытий «несет» собственный вес (массу) и временную нагрузку. Стены и столбы воспринимают вертикальную нагрузку от опирающихся на них перекрытий и крыши; нагрузка на крышу состоит из веса конструкции крыши и веса (массы) лежащего на ней снега; помимо этого стены и столбы несут свой собственный вес. Кроме того, стены и крыша воспринимают также горизонтальное давление ветра.

Для того чтобы остов здания был устойчив, он должен обладать необходимой жесткостью. Это достигается устройством продольных и поперечных капитальных стен, образующих обычно замкнутые в плане контуры (коробки) с достаточно прочными сопряжениями в углах и местах пересечений. Кроме того, жесткость обеспечивается наличием перекрытия, которые, являясь жесткими горизонтальными «диафрагмами», как бы расчленяют остов на ярусы. Эти диафрагмы воспринимают горизонтальные усилия и, будучи прочно сопряженными со стенами, повышают их устойчивость против продольного изгиба.

Остов определяет так называемую конструктивную схему здания.