3.4.2. Стены
Общие требования к стеновым конструкциям
Стены гражданских зданий обеспечивают восприятие нагрузок от веса конструкций и технологического оборудования, теплозащиту и звукоизоляцию помещений, отвод атмосферных осадков, а также являются архитектурными элементами здания, создающими его архитектурный образ.
Стены – наиболее дорогостоящие конструкции. Стоимость наружных и внутренних стен составляет до 35% стоимости здания. Следовательно, эффективность конструктивного решения стен существенно отражается на технико-экономических показателях всего здания.
При выборе и проектировании конструкций стен гражданских зданий необходимо:
снижать материалоемкость, трудоемкость, сметную стоимость и себестоимость;
применять наиболее эффективнее строительные материалы и стеновые изделия;
снижать массу стен;
максимально использовать физико-механические свойства материалов;
применять местные строительные материалы, а также индустриальные стеновые изделия;
использовать материалы с высокими строительными и эксплуатационными качествами, обеспечивающими долговечность стен.
Классификация стен
Стены могут быть подразделены по следующим основным признакам:
назначению ограждения (наружные и внутренние);
типу и размерам стеновых изделий (из мелкоразмерных и крупноразмерных);
материалам изделий (деревянные, каменные, бетонные, железобетонные и др.);
конструктивным признакам (несущие, ненесущие и самонесущие);
теплотехническим характеристикам;
энергосберегающим технологиям;
степени сборности и готовности (сборные, сборно-монолитные и монолитные).
Деревянные стены
По способу изготовления различают бревенчатые, брусчатые, каркасные и щитовые стены (рис.3.4.6.).
Для бревенчатых стен применяют сосновые бревна диаметром 180-240 мм. Ряд бревен по периметру здания называют венцом. Венцы соединяют шипами через 2 м. При бревнах длиной больше 6 м устраивают сжимы.
Брусчатые стены выполняют из опиленных на четыре канта бревен. Между бревнами и брусьями прокладывают паклю.
Рис. 3.4.6. Деревянные стены и их элементы:
а – бревенчатые (рубленные); б – брусчатые; в – каркасные; г – щитовые: 1 – верхняя обвязка; 2 – нижняя (цокольная) обвязка
Деревянные каркасные здания кроме каркаса состоят из ограждающих элементов с утеплителем в виде засыпки шлака, керамзита; плит из фибролита, минеральной ваты и др.
Щитовые стены выполняют из сборных щитов заводского изготовления, соединяемых между собой болтами, скобами и др. Размеры щитов: ширина – 1200 и 600 мм, а высота – 2800 - 300 мм (для одноэтажных зданий).
Кирпичные стены
Кирпичные стены в зависимости от конструктивной системы здания могут быть несущими, самонесущими и навесными (в каркасных зданиях).
Конструкцию кирпичных стен выбирают в результате технико-экономического анализа.
В соответствии с требованиями СП 23-101-2000 «Проектирование тепловой защиты зданий» кирпичные стены должны быть трехслойными с внутренним слоем из эффективного теплоизоляционного материала. Толщина этого слоя определяется теплотехническим расчетом.
Толщина слоя кирпича, обращенного в сторону помещения, зависит от действующих нагрузок, этажности здания и может быть от 120 до 510 мм. Толщина наружного облицовочного слоя – 120 мм (см. рис. 3.4.7)
Практический интерес представляют облегченные наружные стены с облицовкой утеплителей стены сплошной кладки (рис.3.4.8). Для утепления каменных стен со стороны улицы применяют жесткий плитный утеплитель из легких бетонов, пеностекла, фибролита в сочетании с атмосферостойкой и прочной облицовкой (листы асбетоцемента, доски и др.)
Для утепления наружных стен со стороны помещения используют полужесткий плитный утеплитель (камышит, соломит, минераловата и др.) (рис. 3.4.8).
Цоколи кирпичных стен (сплошных и облегченных) необходимо выполнять из хорошо обожженного глиняного полнотелого кирпича. Цоколь может быть облицован плитами из прочных пород камня. Пример цоколей с отмосткой приведен на рисунке 3.4.9.
Венчающие карнизы кирпичных стен могут иметь различное конструктивное решение (рис. 3.4.10)
При вылете карниза до 300 мм и не более половины толщины стены карнизы выполняют из полнотелого кирпича путем постепенного напуска рядов кладки на величину до 80 мм в каждом ряду. При вылетах более 300 мм применяют карнизные железобетонные плиты, консольно заделанные в стены с помощью различных анкеров.
I II III
Рис. 3.4.7. Способы утепления стен:
I – кладка с воздушной прослойкой; II – кладка с плитным утеплителем; III – кладка с минеральной засыпкой и диафрагмами из цементно-песчаного раствора; IV – то же с диафрагмами из тычковых кирпичей, расположенных в шахматном порядке; V – то же с диафрагмой из тычковых кирпичей в одной плоскости; VI – стены с внутренним утеплением; VII – стены с наружным утеплением;
1 – штукатурка; 2 – тычковые кирпичи; 3 – воздушная прослойка; 4 – плитный утеплитель; 5 – металлические связи; 6 – диафрагма, армированная металлической сеткой; 7 – утеплитель; 8 – дощатая обшивка
Рис. 3.4.8. Стены с облицовкой утеплителем:
а – с наружной стороны; б – с внутренней стороны: 1 – штукатурка; 2 – пароизоляция; 3 – утеплитель; 4 – камень искусственный; 5 – деревянная антисептированная прокладка
Рис. 3.4.9. Примеры конструкций цоколей и отмостки кирпичных стен
Рис. 3.4.10. Конструкции венчающих карнизов:
а – кирпичные; б, г – из железобетонных сборных плит; в – из плит по консольным балкам: 1 – железобетонные плиты; 2 – крепежные блочки; 3 – анкерные болты; 4 - железобетонне кронштейны; 5 – анкер; 6 – плита верхнего перекрытия; 7 – закладная деталь карниза; 8 – капельник; 9 – проволочная скрутка; 10 - ерш
Наружные сборно-монолитные стены с несъемной опалубкой
(энергосберегающая технология строительства)
Стены с несъемной опалубкой выполняются из блоков с пустотами. Блоки изготавливаются из легких эффективных теплоизоляционных материалов и выполняют роль опалубки, пустоты которой заполняются легким бетоном с γ = 1200-1400 кг/м3. Опалубка не снимается, а остается в стене.
В стене выполненной, из таких блоков, опалубка выполняет теплоизоляционные функции, а легкий бетон – несущие функции, обеспечивающие прочность и устойчивость стены.
Такие стены могут быть несущими, самонесущими и навесными (при опирании на перекрытия каркасных зданий) и применяться как в одноэтажных, так и в зданиях повышенной этажности.
Стена из блоков несъемной опалубки имеет толщину 250 мм (150 мм монолитный пенобетон, а наружный и внутренние слои из пенополистирола плотностью 25-30 кг/м3, толщиной 50 мм). Размеры блоков несъемной опалубки могут быть 1500х375х250 мм; 1200х375х250 мм; 600х195х250 мм и другие.