Теплі стіни приватного будинку
2010-09-23 14:20:24
Зовнішні стіни індивідуального будинку повинні бути міцними, стійкими, довговічними, відповідати вимогам нормативних документів по вогнестійкості, теплопровідності і захисту від шуму, а також відповідати сучасним уявленням про архітектурі .
Сучасні нормативно-технічні документи, спрямовані на вирішення завдань енергозбереження та експлуатаційних витрат, пред'являють нові вимоги відповідно до яких одношарова захисна конструкція з традиційних будівельних матеріалів – залізобетону, цегли або дерева – не здатна забезпечити необхідне значення термічного опору. Воно може бути досягнуто лише в багатошаровій огороджувальної конструкції, де як утеплювач застосовується ефективний теплоізоляційний матеріал. Таким чином, для дотримання сьогоднішніх нормативів в будівництві індивідуальних потрібне використання багатошарових стінових з різнорідних матеріалів, що володіють, з одного боку, малим коефіцієнтом теплопровідності, з іншого – забезпечують достатню несучу здатність. Грамотне їх проектування і зведення повинно бути обумовлено розумінням фізичних процесів, що відбуваються у зовнішніх стінах.
Найбільш несприятливий вплив з усіх факторів, що впливають на стан зовнішніх стін будинку, надають атмосферні опади – наприклад, косий дощ з вітром. Верхні частини стін і кути піддаються найсильнішому впливу дощу. Дощова вода потрапляє всередину стіни через тріщини, щілини, нещільні шви, отвори, вона може проникнути і через пористу структуру поверхні. Тому при проектуванні фасадів будівлі необхідно звернути особливу увагу на розміщення архітектурних елементів – світильників, поручнів балконів. Вони повинні розташовуватися так, щоб не направляти дощову воду по стіні. Причиною намокання стін може стати також неграмотно спроектована водостічна система: наприклад, поздовжні шви водостічних труб повинні бути влаштовані в протилежній від стіни стороні, а відстань між стіною і водостічними жолобами повинно бути не менше 30 мм.
Попаданню вологи всередину конструкції стіни можуть також сприяти неправильно виконані віконні укоси. Крім того, стіни можуть воложитися в результаті капілярного підйому грунтових вод, обумовленого ушкодженням (або відсутністю) гідроізоляції між цоколем і стіною. А також на стіни впливає водяний пар, який постійно утворюється у внутрішніх приміщеннях в результаті життєдіяльності людей. Пари води, що містяться в повітрі усередині будівлі, проникають в конструкцію стіни і, охолоджуючись до температури нижче точки роси, конденсуються. Кількість вологи, що утворюється тим більше, чим вище різниця температур повітря зовні і всередині приміщення, тому в зимовий час волога досить інтенсивно накопичується в матеріалі огороджувальних конструкцій. Для боротьби з негативними наслідками цього явища в конструкцію стіни включають пароізоляційні матеріали (зсередини приміщення) або використовують різні конструктивні прийоми (перш за все, пристрій вентильованих зазорів), що забезпечують ефективне видалення вологи.
Особливо висока вологість спостерігається в недавно побудованих або відремонтованих будинках. Швидкість висихання конструкції залежить від висоти температури та ефективності провітрювання.
Крім вологи на зовнішні стіни постійно впливають значні перепади температур: внутрішня поверхня стін найчастіше має температуру, близьку до температури повітря в приміщенні, а температура зовнішньої поверхні в той же час змінюється в досить широкому діапазоні – від вельми значних негативних величин (у зимову морозну ніч ) до значень, що наближаються до 100 ° С (в літній сонячний день). При цьому температура різних ділянок на поверхні стіни в один і той же час може бути неоднаковою через неоднорідною освітленості сонцем. Тому, щоб уникнути деформацій і руйнування в результаті дрейфу геометричних розмірів, явленого температурними коливаннями, дуже важливо, щоб матеріали, об'єднані в загальну конструкцію, мали близькі коефіцієнти термічного розширення.
Для деяких матеріалів серйозну небезпеку представляють часті перепади температури від плюса до мінуса. Як правило, ці матеріали мають порівняно високим водопоглинанням, тому волога при позитивних температурах накопичується в порах матеріалу, а при негативних – замерзає і, розширюючись, деформує його структуру, супроводжуючись прогресуючим руйнуванням, що призводить до утворення тріщин.
Таким чином, конструктивне рішення стін і вибір матеріалів для їх зведення необхідно проводити, з огляду на місцеві кліматичні умови, економіку, задану міцність і довговічність будівлі, брати до уваги і внутрішній комфорт, і архітектурну виразність фасадів. Зовнішні стіни повинні володіти відповідними декоративними якостями або допускати можливість подальшої обробки, що забезпечує реалізацію вигляду будівлі, передбаченого архітектурним проектом. Але в першу чергу конструкції зовнішніх стін повинні володіти необхідною міцністю і зберігати несучу здатність протягом усього терміну експлуатації будинку, забезпечувати захист від атмосферних впливів, необхідний рівень комфорту. Їх теплоізоляційні властивості зобов'язані задовольняти вимогам відповідних нормативних документів (СНиП П379 «Будівельна теплотехніка»).
Для оптимального вирішення цього питання важливо не тільки правильно вибрати конструкцію стін і матеріали, а й максимально спростити геометрію будівлі. Це пов'язано з тим, що найбільші тепловтрати відбуваються через зовнішні стіни, а складна форма будинку призводить до збільшення периметра і площі зовнішніх стін, через які втрачається тепло з будинку назовні, і для їх зведення буде потрібно більше будівельних матеріалів. Складна геометрія фасаду, як правило, має на увазі наявність великої кількості кутів, які мають найгірші теплозахисні характеристики (в порівнянні з гладкими стінами). Це пов'язано з тим, що холодна зовнішня поверхня має велику площу в порівнянні з внутрішньою, дотичної з теплим повітрям приміщення.
З точки зору збереження тепла, найкращою конфігурацією будинку слід визнати куб. Але, на жаль, в такому будинку складно виконати зручне планування внутрішніх приміщень, тому частіше всього будинку проектують у вигляді прямокутного паралелепіпеда (без обліку форми даху). Не слід забувати, що для природного освітлення кімнат недоцільно робити їх витягнутими всередину будинку. Найбільш сприятливим слід визнати співвідношення розмірів стін приміщень 1,5:1, але допускається і планування будинку із співвідношенням сторін від 1,75:1 до 2:1, заглиблених або витягнутих уздовж зовнішніх стін з вікнами.
Потоки вітру, зустрічаючи на шляху перешкоду у вигляді будівлі, обходять його з різних сторін, в результаті чого навколо споруди утворюються області позитивного і негативного тиску. Вітрові навантаження, що збільшуються за висотою будівлі, в обов'язковому порядку враховують при розрахунках огороджувальних конструкцій. Великі перепади тиску (біля будинку, витягнутого в плані призводять до посиленої інфільтрації холодного повітря через огороджувальні конструкції (стіни і вікна).
За призначенням стіни можна розділити на зовнішні і внутрішні, а по сприйняттю навантажень – на несучі ненесучі. В залежності від застосовуваних матеріалів стіни умовно підрозділяються на наступні: дерев'яні будинки – з колод, брусів, дерев'яного каркаса; цегляні будинки – з повнотілих і пустотілих керамічних (глиняних) і силікатних цегли і блоків; кам'яні – з булижника каменю, вапняку, піску, черепашнику , туфу; легкобетонні – з газоселіката, керамзитобетону, шлакобетону, орголіта, опілкобетона; грунтобетонние – з саману , ущільненого грунту.
«По конструктивному рішенню стіни бувають рубані з колод і зібрані з дерев'яних брусів; мілкоблочною – з цегли і дрібних блоків масою більше 50 кг; панельні або щитові-з готових елементів стін заввишки на поверх; каркасні-зі стійок і обв'язок з обшивкою листовими або погонажнимі матеріалами; монолітні – з бетону і грунту; композитні або багатошарові з використанням різних матеріалів і конструкцій.
При будівництві заміських будинків найчастіше як стінових матеріалів використовуються цегла, полегшений бетон (пінобетон, керамзитобетон), дерево (брус, колода) і дерево з утеплювачем (каркасні стіни). Крім того, для спорудження каркасних стін може успішно використовуватися відносно новий матеріал – цементно-стружкові плити (ЦСП).
При виборі матеріалу для виготовлення стін необхідно враховувати, перш за все, так зване «правило однорідності». Згідно з цим правилом, всі капітальні стіни, зовнішні і ті з внутрішніх, на які спирається перекриття, повинні бути виготовлені з одного і того ж матеріалу і спиратися на однаковий фундамент. (Поєднання деяких матеріалів, наприклад цегли і полегшеного бетону, а також ЦСП і дерева, при обшивці каркасних стін допустимо.) Для зведення однорідних стін використовується один конструкційний матеріал по всій товщині в горизонтальному напрямку. До групи однорідних стін відносяться традиційно використовуються в малоповерховому котеджному будівництві цегляні, кам'яні та дерев'яні (рублені і брусові) конструкції, а також стіни з сучасних матеріалів (блоки з легкого бетону, великоформатні керамічні блоки і т. п.), які відрізняються більш високими теплоізоляційними характеристиками.
Стіни можуть бути також і комбінованими, з використанням в конструкції двох (або більше) основних будівельних матеріалів, виконують різні функції. Наприклад, один матеріал може бути застосований зведення основної несучої конструкції, другий – використовуватися як утеплювач, а третій – захищати споруду від несприятливого впливу атмосферних явищ. До таких конструкцій відносяться будинки, виконані за каркасно-щитової технології, дерев'яні будинки з цегляною облицюванням, а також утеплені за допомогою штукатурних або вентильованих фасадних систем.
Відстань між капітальними стінами (опорами для дерев'яних балок перекриття) не повинно перевищувати 4 м, але воно може бути збільшене до 7 м при залізобетонному перекритті (для цегляних стін).
І все-таки, незважаючи на велику кількість сучасних матеріалів для будівництва, кожен з яких володіє певними перевагами, важко дати однозначну відповідь на запитання, з чого ж побудувати будинок. Вибір матеріалу залежить від фінансових можливостей майбутнього власника і призначення майбутнього будинку.
Можна лише зауважити, що якщо заміський будинок, наприклад, призначений лише для сезонного проживання та для виїздів на природу у вихідні дні, то найбільш оптимальним варіантом видається дерев'яний брус, колода) або каркасно-щитової котедж: дерево володіє найменшою (в порівнянні з іншими матеріалами ) теплоємність, тому такий будинок легше прогріти. А ось для постійного проживання більше підходить капітальний будинок з цегли або його аналогів – легкобетонних блоків. Але в будь-якому випадку остаточний вибір залишається за господарем і залежить від його смаків і пристрастей.