Кирпич для многослойной стены

Современные многослойные наружные стены

Все стены, выполненные из однородного основного материала, определяющего прочность стены и одного и более дополнительных слоев, каждый из которых вносит свой вклад в теплофизические характеристики стены – многослойные.

Известная в РФ компания– «Кселла-Аэроблок-Центр» в своем каталоге только из газобетона дает более десятка вариантов многослойных стен.

С учетом других материалов, обеспечивающих основную нагрузку на стену, конструктивных вариантов многослойных стен будет несколько десятков.

Одна из попыток классифицировать многослойные стенные конструкции дала такой результат – в РФ чаще всего используются четыре основных типа многослойных стен:

• колодцевая кладка;
• внутренняя теплоизоляция (изнутри помещения);
• вентилируемый фасад;
• наружная теплоизоляция «мокрого типа».

Первыми колодцевую кладку начали российские каменщики под руководством русского инженера А.И. Герарда в 1829 г. На этой основе были разработаны около десятка вариантов трехслойных конструкций стены.

Когда необходимы многослойные стены?

Традиционные однослойные стены попали под большое внимание специалистов-теплотехников во всем мире с началом энергетического кризиса 70-х годов ХХ века. В СССР, а потом и в СНГ этот процесс сдвинулся на 10 – 15 лет. Но самые серьезные сдвиги в этом направлении прошли в 2000-х годах. В России нормы по теплоэффективности зданий ужесточились в несколько раз.

Традиционные однослойные стены попали под большое внимание специалистов-теплотехников во всем мире с началом энергетического кризиса 70-х годов ХХ века. В СССР, а потом и в СНГ этот процесс сдвинулся на 10 – 15 лет. Но самые серьезные сдвиги в этом направлении прошли в 2000-х годах. В России нормы по теплоэффективности зданий ужесточились в несколько раз.

По новым нормам для достижения требуемых теплоизоляционных характеристик однослойная стена должна быть следующей толщины:

• из керамического кирпича (коэффициент теплопроводности – 0,8 Вт/(м °С)) – от 1,1 до 4,5 м;
• из силикатного (0,87) – от 1,2 до 4,8 м;
• из керамического пустотного (0,5) – от 0,7 до 2,9 м;
• пеноблоки, при плотности 800 кг/ куб. м. (0,37) – от 0,5 до 2 м, при плотности 400 (0,15) – от 0,2 до 0,8 м;
• керамзитеботон 1 800 (0,9) – от 1,25 до 5 м;
• он же при плотности 500 (0,23) – от 0,3 до 1,2 м;
• железобетон (1,8 – 2,1) – от 2,2 до 11,5 м.

Получается что только из пенобетонов с плотностью меньшей 500 кг/ куб. м. можно получить «удобоваримую» толщину стены.

Если теплотехнический расчет стены показывает, что стена из газобетона должна быть более 0,4 м, а для пустотной керамики с микропорами – более 0,45 м, то дома дешевле строить с двухслойными стенами.

Кроме того, однослойные стены имеют следующие недостатки:

• высокую влажность материала, т. е. теплосопротивление стены ниже проектной, а в доме холоднее;
• нерациональный расход материалов, т. к. толщина стены значительно больше нужной для ее прочности.

Поэтому для соответствия стен теплотехническим требованиям нужно использовать два, три и более слоя, один из которых даст стене прочность, второй защитит дом от холода, третий обеспечит быструю просушку стены после строительства, четвертый защитит от непогоды, УФ-излучения или просто сделает стену красивой.

Многослойные стены не нужны:

• в районах с мягким климатом и не морозной зимой;
• когда материалы дают возможность построить теплосберегающую стену нужной прочности и приемлемой толщины.

В этом случае могут использоваться:

• пороматериалы: порокирпич, газобетонные, газосиликатные, керамзитоблоки, пеноблоки и пр.;
• пустотные: пустотный кирпич, керамические, пескобетонные, шлакобетонные и керамзитные пустотные блоки и т. п.;
• крупноформатные блоки:

а) пеноблоки бетонные;
б) композитные блоки: арболитовые, опилкобетонные, пенополистиролбетонные и т. п.

Преимущества и недостатки многослойных стен

В двухслойных стенах теплоизоляционный слой устанавливается обычно с холодной стороны, снаружи.

Чаще всего по рекомендациям Министерства строительства новые кирпичные стены должны быть трехслойными.

В трехслойных сооружениях – слой теплоизоляции устанавливается между двумя одинаковой толщины слоями материала, несущего нагрузку. Т. е. стену делят пополам и между половинками устраивают слой теплоизоляции. Половинки стен «перевязывают» между собой повторяющимися через 5 – 8 рядов:

• одним или двумя рядами сплошной кирпичной кладки;
• стальными оцинкованными арматурными связями или сетками;
• сплошными железобетонными поясами – вертикальными и горизонтальными.

Но чаще наружный слой делают в 0,5 кирпича из специального облицовочного кирпича.

Есть еще и другие способы, но они используются реже.

Достоинства многослойных стен:

• стена легче, т. к. прочность обеспечивает сравнительно небольшое количество материала, а теплоизоляция, по определению, весит мало;
• высокоэффективный утеплитель обеспечивает с запасом тепловые параметры, а облицовочный (наружный слой) – внешний вид;
• огнестойкость;
• простые материалы;
• строить можно весь год и зимой тоже и др.

Недостатки многослойных стен:

• неоднородность средней плотности материала стены (мостики холода от связей, бетонных диафрагм и т. п.), что дает разную теплоэффективность стены в разных местах;
• нужна высокая квалификация исполнителей;
• перекрытия, выходящие на наружную поверхность стены, дают до 20 % теплопотерь;*
• нагрузка от перепадов температуры – бетон перекрытий всегда в тепле, а лицевая кладка в зоне замерзания/оттаивания; **
• мелкий ремонт почти невозможен;
• возможно случайное неумышленное повреждение тонких прослоек;
• велики объемы скрытых работ и возможны дефекты: неправильная или не полная установка утеплителя, неправильная установка пароизоляции и мн. др;
• высокая трудоемкость;
• стоимость дома больше чем с двухслойными стенами, и тем более с однослойными.

* При выходе межэтажных плит перекрытий на любых типах стен торцом на наружную стену их стальная арматура проводит тепло гораздо лучше плотного бетона, хотя и бетон имеет высокую теплопроводность. Внутренние пустоты, диаметром от 130 до 250 мм, заполненные воздухом, тоже участвуют в этом процессе.

Для уменьшения тепловых потерь:

• торцы плит закрывают штатной (проектной) теплоизоляцией и наружной облицовкой;
• полости плит заполняют теплоизоляцией или пенно- газобетонными вкладышами (хотя бы на 0,5 – 1 м). Заводы ЖБИ могут это сделать по заказу при производстве плит.

** При перепадах температуры бетон перекрытий, защищенный от них теплоизоляцией, имеет небольшие изменения размеров, в то время как облицовочная кладка вся находится под действием этих перепадов. В зоне их контакта возможны крошение материалов и постепенное разрушение.

Материалы, используемые при строительстве многослойных стен

Для возведения несущей и самонесущей стены, обеспечивающей нагрузку от собственного веса, перекрытий и всех вышележащих этажей используют:

• кирпич керамический полнотелый, пустотный, пористый;
• силикатный полнотелый 3, 11 и 14-пустотный и т.п.

При небольшой этажности до 3, иногда 5 этажей:

• керамические блоки – теплые пустотно-поризованные;
• арболитовые и бризолитовые блоки, твинблоки;
• пено- , газо- , шлако- , полистирол- , опилко-, керамзитобетонные и другие виды крупноформатных блоков,

В качестве теплоизоляционных материалов применяют высокоэффективные утеплители:

• ЭППС – экструдированный пенополистирол;
• другие вспененные пластики – пенополиэтилен, пенопропилен, пенополиуретан и т. п.;
• пеностекло, керамзит и др. вспененные материалы;

Б. Минеральные ваты – базальтовые, стекловолоконные, габбро-базальтовые, мергелевые и т. п.

В. Природные органические материалы:

• эковата – измельченная целлюлоза, пропитанная антипиренами пр.;
• измельченные отходы древесины, коры, веток и т. п.;
• измельченные волокна и стебли растений и пр.

Особенности технологии строительства многослойных стен

Существует несколько способов возведения многослойных стен:

• одновременно кладут внешнюю и внутреннюю стены и устанавливают мягкие или жесткие плиты утеплителя;
• послойное возведение: полностью кладут внутреннюю стену, укрепляют на ней утеплитель и кладут наружную стену:

а) на относе – фиксированном расстоянии от стены, с оставлением вентиляционного зазора погонажными рейками или профилями между теплоизоляцией и наружной стеной;
б) на основную стену через слой утеплителя специальными анкерами или дюбелями.

На внутренней стене устанавливается обрешетка, между элементами которой укрепляется плитная минвата или плиты пенополистирола с утапливанием относительно обрешетки. С помощью горизонтальных связей через 4 – 6 рядов кладки и через 0,5 – 0,6 м в ряду, используя обрешетку как средство сохранения ширины зазора, кладут облицовочный слой. Вентиляционный зазор образуется между наружной стеной и теплоизоляцией. Между внутренней стеной и теплоизоляцией его нет.

Одновременное возведение трехслойной стены

Рассмотрим процесс одновременного возведения кирпичной трехслойной стены с внутренним утеплителем:

1. Толщина внутренней кладки определяется расчетом прочности стены, но не может быть менее 250 мм – «в 1 кирпич».
   Толщина слоя теплоизоляции определяется теплотехническим расчетом и бывает минимум в 0,5 кирпича.
   Толщина наружной кладки – «облицовки» не более 0,5 кирпича, но в 1 – 2-х этажном доме может быть и меньше.
2. Кладку ведут одновременно внутренний и внешний слои, оставляя зазор в 120 мм, который заполняют минераловатными плитами. Через 5 – 8 рядов делают перевязку стальными связями из нержавеющей стали (сетка из 2-х продольных и 2-х поперечных проволок), по горизонтали – около 600 мм. Можно использовать стекло- или углепластиковую арматуру, с размещением ее под углом 45 град. Отрезки укладываются поочередно под углом 45 и 135 град (ориентировочно). Эта арматура не гнется, а ее отрезки укладываются под углом по отношению к оси стены. Гнуть их или очень трудно (при малых диаметрах) или вообще невозможно.

Анализ обрушений облицовочных стен в Москве за последние 10 лет показал, что «черный» металл корродирует до полного разрушения за 3 – 5 лет.

Переход в зоне перекрытия делают в соответствии с проектом с обязательной теплоизоляцией торца плиты перекрытия.

При раздельном способе возведения стены установка утеплителя производится двумя способами:

• мокрым облегченным – утеплитель приклеивается к стене клеем и на его внешней поверхности укрепляется стальная или высокопрочная пластиковая сетка, по которой производят оштукатуривание;
• сухим способом – на готовую стену с обрешеткой из профилей или деревянных брусков устанавливают на стену теплоизолирующий слой, поверх которого крепят облицовку из кирпича, искусственного камня и т. п.

При строительстве многослойных стен с использованием несъемной опалубки используются готовые блоки в виде коробчатых армированных конструкций из пенополистирола, арболита (стружкобетона), пористой керамики, стеклопенные и т. п.

Эти блоки как конструктор «Лего» устанавливают с перевязкой и формируют стену. В полости блоков в вертикальном положении (при необходимости и в горизонтальном) устанавливают стальную или композитную пластиковую арматуру и заливают бетоном. Можно использовать обычный бетон, или бетон с теплоизолирующими наполнителями, или вспенивающийся бетон.

Могут быть использованы плиты из самых разным видов утеплителя. Их прикрепляют к арматурному каркасу будущей стены и ведут послойную заливку бетона.

На верхней части стены монтируют горизонтальный арматурный каркас и заливают плотным бетоном монолитный пояс по всему периметру здания и внутренних несущих стен. После набора бетоном прочности устанавливают плиты перекрытия.

§ 4.6. МНОГОСЛОЙНЫЕ СТЕНЫ

Облицовка наружных стен производится с целью архитектурного оформления фасада и защиты стены от влияния атмосферных осадков.

механическим повреждениям (цоколь), или для облицовки уникаль­ных зданий. Рядовые стены обычно облицовывают лицевым кирпичом* керамическими или бетонными плитами или камнями.

При облицовке кирпичом или камнями их укладывают одновремен­но с кладкой стены без устройства специальных подмостей. Причем, будучи монолитно связанными с основной кладкой, они одновременно участвуют в восприятии действующих на стену усилий.

При малой этажности зданий иногда стены выкладывают из не­скольких (двух-трех) слоев, одна часть которых является несущими (или конструктивными), а другая часть — теплоизоляционными.

Если теплоизоляционный слой сделан из минераловатных, поли­мерных и т.

Отдельные слои многослойных стен должны быть соединены меж­ду собой жесткими или гибкими связями. Жесткими считаются связи, если при любом теплоизоляционном слое расстояния между осями вертикальных диафрагм из тычковых рядов кирпичей или камней, соединяющих конструктивные слои, не превышают 120 см и 10h, где h — толщина более тонкого конструктивного слоя или если при теплоизоляционном слое из монолитного бетона с пределом прочности на сжатие не менее 0,7 МПа или кладке из камней марки не ниже 10 — расстояния по высоте между осями горизонтальных прокладных рядов не превышают 62 см и 5h.

Гибкими являются связи из стальных стержней или полимерных материалов.

При расчете многослойных стен следует иметь в виду, что отдель­ные слои имеют разные прочностные и упругие свойства. Это обуслов­ливает различную степень участия отдельных слоев в восприятии уси­лий и неполное использование их прочностных свойств.

В связи с этим при жестком соединении слоев все они должны быть приведены к одному материалу основного несущего слоя, т. е. при расчете фактическая площадь сечения простенка или участка стены заменяется приведенной.

При приведении сечения стены к одному материалу толщина сло­ев принимается фактической, а ширина слоев по длине стены опре­деляется исходя из соотношения расчетных сопротивлений R и коэф­фициентов использования прочности т слоев по формуле

(4.22)

где bred — приведенная ширина слоя; b — фактическая ширина слоя; R и т — расчетное сопротивление и коэффициент использования проч­ности ОСНОВНОГО несущего СЛОЯ, к которому приводится сечение; Rt и т, — то же, для любого другого слоя.

В результате приведения получается, как правило, таврогое се­чение с полкой в сторону основного слоя.Коэффициенты использования прочности слоев в многослойных стенах т и пц приведены в табл. 44, а в стенах с облицовкой — в табл. 45 приложения VIII.

Эксцентриситеты всех усилий должны определяться по отношенью к оси, проходящей через центр масс приведенного сечения. При этом их значения в двухслойных стенах с жесткой связью слоев, если сила смещена в сторону термоизоляционного слоя, должны быть не более 0,5у. В стенах с облицовкой, если эксцентриситет усилия в сторону облицовки, его значение не должно превышать 0,25у.

Расчет многослойных стен с жесткими связями следует произво­дить при центральном сжатии по формуле (2.1), а при внецентрен- ном — по формуле (2.6).

В этих формулах величины А и Аа принимаются равными соот­ветственно площади приведенного сечения Ared или его сжатой части Acred« Расчетное сопротивление R принимается для материала ос­новного несущего слоя, к которому приведено сечение, с учетом коэф­фициента использования его по прочности т.

При расчете стен с облицовкой и эксцентриситете, направленном в сторону основного слоя (внутрен­ней грани стены),

коэффициенты т и mi не учитыва­ются. Сечение рассматривается как однослойное из материала основно­го несущего слоя. В расчет вводит­ся вся площадь сечения.

При расчете многослойных стен с гибкими связями (без тычковой перевязки) каждый слой рассчиты­вается раздельно на воспринимае­мые им нагрузки. Нагрузки от покрытий и перекрытий должны пере­даваться только на внутренний слой. Нагрузку от собственного веса утеплителя следует распределять на несущие слои пропорционально их сечению. При этом коэффициенты ф, и mR определяются по ука­заниям § 2.1 и § 2.3 для условной толщины, равной сумме толщин двух конструктивных слоев, умноженной на коэффициент 0,7.

При различном материале слоев принимается приведенная упругая характеристика кладки ared> определяемая по формуле

(4.24)

где и а2 — упругие характеристики кладки отдельных слоев, a ht и h2 — их толщины.

S0При расчете отдельных слоев к расчетному эксцентриситету следует добавлять случайный эксцентриситет, равный 1 см.

Пример 4.4. Требуется проверить несущую способность простенка сечением 38 х 103 см, состоящего из двух слоев кирпичной кладки (кирпич глиняный пластического прессования марки 100 на растворе марки 25) толщиной по 12 см и внутреннего слоя из монолитного ячеис­того бетона класса В2 толщиной 14 см (рис. 4.21). Спои соединены между собой через 5 рядов кладки по высоте тычковыми рядами, за­ходящими в слой бетона. Высота простенка 2,5 м, опирание его обоих концов шарнирное. На простенок действует расчетная продольная си­ла N = 80 кН и расчетный изгибающий момент М = 10,7 кН • м.

В соответствии с табл. 9 приложения II R — 1,3 МПа, табл. 13 и 15 СНиП 2.03.01-84 Rb = 0,85 • 1,3 — 1,1 МПа и табл.

Поскольку расстояние между стыкующими рядами s — 6 • 7,5 —

Кирпич или пеноблок?

Выбор между кирпичом и пеноблоком – это выбор между многослойной и однослойной стеной

Кирпич обладает высокой теплопроводностью. Дома из кирпича нужно утеплять, поэтому стены кирпичного дома всегда многослойные. Низкая теплопроводность пеноблоков позволяет обойтись без утепления, то есть стены дома из пеноблоков можно сделать однослойными. Однослойные стены хороши тем, что в них не приходится сталкиваться с проблемой выпадения конденсата. В свою очередь, преимущество многослойных стен состоит в том, что в них все основные функции (несущая способность, теплосбережение и декор) разделены между слоями, так что каждый слой решает свою задачу наилучшим образом.

Прочность и долговечность

По прочности и долговечности кирпичные дома однозначно впереди. Ведь за низкую теплопроводность газосиликата и пенобетона приходится расплачиваться снижением прочности пеноблоков.

Кирпичные дома строятся на века, а дома из пеноблоков – на десятилетия. Причем за приемлемую конструктивную прочность домов из пеноблоков приходится расплачиваться строгим соблюдением технологии строительства.

Прочность и долговечность

По прочности и долговечности кирпичные дома однозначно впереди. Ведь за низкую теплопроводность газосиликата и пенобетона приходится расплачиваться снижением прочности пеноблоков.

Кирпичные дома строятся на века, а дома из пеноблоков – на десятилетия. Причем за приемлемую конструктивную прочность домов из пеноблоков приходится расплачиваться строгим соблюдением технологии строительства.

Технология строительства и теплосбережение

Требования технологии необходимо строго соблюдать в обоих сравниваемых случаях.

Утепление стен кирпичных домов выполняется по одному из проверенных способов, которые носят названия «вентилируемый фасад» и «мокрый фасад». Смысл того и другого способа состоит в том, чтобы излишки водяного пара не задерживались в утеплителе, а выводились наружу.

Грамотное применение этих технологий гарантирует, что в многослойных стенах кирпичного дома не будет проблем с конденсатом при любой уличной температуре. Если же технология окажется нарушена, то в утеплителе в холодное время года будет скапливаться и замерзать влага.

В домах из пеноблоков не возникает проблем с конденсатом. Но балки перекрытий и конструкция кровли должны опираться на более прочную основу, чем пеноблоки, для чего поверх стен делают монолитные железобетонные или кирпичные пояса.

Пояса и перемычки над оконными и дверными проемами необходимо утеплять, чтобы не образовывалось «мостиков холода». Если этого не сделать, то в местах, где проходят пояса и перемычки, стены будут отсыревать зимой.

К тому же и при наружной отделке домов из пеноблоков необходимо грамотно выбирать составы для штукатурки, обладающие высокой паропроницаемостью. Все это усложняет технологию строительства и предъявляет довольно высокие требования к квалификации строителей.

Если технология строительства ни в чем не нарушена, то по теплосбережению кирпичные утепленные дома и дома из пеноблоков не уступают друг другу.

Строительная компания «Загородный дом» проектирует и возводит теплые и надежные каменные дома из кирпича и из пеноблоков с полной отделкой и разводкой инженерных коммуникаций.

Инструкция по возведению зданий по системе «Многослойная стена»

Инструкция по возведению зданий по системе «Многослойная стена». Применяемые материалы и оборудование Стр.

Описание системы многослойной стены_________________________________________

1.1. Известково-песчаный камень______________________________________________

1.3. Гибкие связи___________________________________________________________

1.4. Воздушный зазор________________________________________________________

1.5. Облицовочный кирпич___________________________________________________

1.6. Кладочный раствор______________________________________________________

Руководство по возведению стены_____________________________________________

3.1. Несущая часть стены_____________________________________________________

3.2. Теплоизоляционный слой_________________________________________________

3.3. Воздушный зазор________________________________________________________

3.4. Облицовочная кладка____________________________________________________

Оптимальное количество каменщиков__________________________________________

5.1. Штробление стен________________________________________________________

Инструкция по возведению зданий по системе

«Многослойная стена». Применяемые материалы и оборудование

1. Описание системы многослойной стены

Многослойная стена состоит из шести компонентов (рис.1):

1) известково-песчаный камень,

2) минераловатный утеплитель,

4) воздушный зазор,

5) облицовочный кирпич,

6) кладочный раствор.

Рис.1. Многослойная стена

Слои в системе многослойной стены располагаются следующим образом: ограждающая конструкция (известково-песчаный камень), теплоизоляция (плиты утеплителя), воздушный зазор, облицовочный кирпич. Такая схема является оптимальной, т. к. слои различных материалов воздушной прослойки располагаются по мере уменьшения коэффициентов теплопроводности и их увеличения коэффициентов паропроницаемости.

К преимуществам системы «многослойная стена» относятся:

простота и скорость возведения кладки, и, как следствие, уменьшение трудоемкости строительства, уменьшение расхода раствора и «мостиков холода», гладкая поверхность стены, отсутствие штукатурки, свобода архитектурных решений, малые затраты на оборудование стройплощадки за счет упрощения кладочного процесса, уменьшение толщины несущей стены, по сравнению с традиционными построенными зданиями. уменьшение нагрузки на фундамент, уменьшение сырости, благодаря оптимальной работе всех слоев стены, экологичность природных материалов и экологичность производства, уменьшение строительного мусора в несколько раз.

1.1. Известково-песчаный камень

Камень в системе многослойной стены выполняет функции несущей и ограждающей конструкции (рис.2). Применяется при возведении наружных, внутренних, самонесущих и несущих ограждающих конструкций.

Камень имеет 8 отверстий, одно из которых является технологичным (сквозным). Между собой камни соединяются по принципу паз-гребень.

Известково-песчаный камень обеспечивает отличную звукоизоляцию и теплоизоляцию. Система паз-гребень означает отсутствие вертикальных швов и соответственно, уменьшение количества «мостиков холода».

Рис.2. Камень для несущих конструкций 250х250х240

Техническая характеристика известково-песчаного камня.