Чтобы стены помогали

Татьяна Гагарина. Журнал "Современный дом"
Значение слова "стена" в сознании людей прочно связано с понятиями защищенности, надежности, дома как такового. "Быть, как за каменной стеной" - это почти то же, что и "быть у Христа за пазухой", не так ли?

Стена стене рознь

Стены призваны нести конструкции перекрытий и всё что на них находится, и ограждать помещения дома от неблагоприятного воздействия окружающей среды. При этом различают по восприятию нагрузки несущие и ненесущие, а по назначению наружные и внутренние стены. Выбор материалов и конструкций стен зависит от многих факторов, начиная от климатических условий, архитектурного решения здания и заканчивая наличием местных строительных материалов и их физико-механических и экономических показателей.

Долговечность стен во многом определяет долговечность дома в целом, поэтому материалы, используемые при возведении стен должны обладать целым набором свойств.

Наружные стены должны иметь достаточные (по соответствующим нормам) теплозащитные качества, обладать морозостойкостью, быть паро- и воздухопроницаемыми, то есть обеспечивать в помещениях необходимый температурно-влажностной режим в любое время года. В зависимости от требуемой степени огнестойкости дома, стены должны иметь группу возгораемости и предел огнестойкости не ниже установленных противопожарными нормами. Как наружные, так и внутренние стены должны обладать звукоизолирующими свойствами, соответствующими принятым стандартам.

При подборе материалов и конструкций желательно удовлетворить все технические требования и принять наиболее экономичные решения, что, к сожалению, не всегда возможно.

Как сберечь тепло и обеспечить прочность

Долгие годы кирпичная стена в два - два с половиной полнотелых кирпича считалась идеальной. Но мир меняется, а вместе с ним и наше представление о нём. Отапливать при постоянном росте цен на энергоносители по меньшей мере безрассудно и расточительно. Есть и еще одна важная причина. Сберегая тепло, мы тем самым способствуем охране окружающей среды, ведь при этом снижается суммарный выброс в атмосферу вредных веществ, образующихся при сгорании топлива.

В 1995 году СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника" был принципиально изменен. Введены новые, более жесткие нормативы по энергосбережению. Теперь стена из полнотелого глиняного кирпича должна быть толщиной более двух метров, а из обыкновенного бревна или бруса около 50 сантиметров.

При теплотехническом расчете термическое сопротивление однородной стены определяется как отношение ее толщины к коэффициенту теплопроводности материала, из которого она выполнена. При этом полученное значение не должно быть ниже так называемого приведенного сопротивления теплопередаче, которое в свою очередь определяется с учетом средней температуры и продолжительности периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной + 8 С (СНиП 23.01-99 "Строительная климатология"), т.е. по сути отопительного периода. Для Москвы и Московской области приведенное сопротивление теплопередаче составляет 3-3,2 м2С/Вт. Термическое сопротивление многослойной стены зависит от толщины и коэффициента теплопроводности материала каждого слоя.

Чем лучше материал проводит тепло, тем выше коэффициент теплопроводности. При повышении степени влажности стеновых материалов их теплозащитные свойства ухудшаются.

Табл.1 Сравнительные характеристики некоторых стеновых материалов

Материал для стен	Плотность, кг/м3	Коэффициент теплопроводности, Вт/(м*К)	Толщина стены при Rопр=3,15	Вес 1 м2 стены, кг
Кирпич глиняный полнотелый	1700	0,81	2,5	4250
Кирпич глиняный с пустотностью 20%	1400	0,43	1,35	1900
Кирпич силикатный	1800	0,87	2,7	4860
Кирпич глиняный поризованный	800	0,18	0,55	450
Ячеистый бетон (автоклавный)	500-600	0,16-0,19	0,5-0,6	250-360
Керамзитобетон	500-1200	0,23-0,52	0,72-1,64	360-1970
Полистиролбетон	150-400	0,05-0,1	0,16-0,32	24-128
Древесина	500	0,14-0,18	0,45	220

Здесь уместно будет заметить, что чем выше прочность стенового материала, а в зданиях с железобетонными перекрытиями она должна быть достаточно высока, тем ниже его сопротивление теплопередаче. Полноценный расчет с учетом всех норм, требований и сложившихся условий может сделать только специалист.

Деревянные стены

Стены из бруса и бревен

При традиционном способе возведения бревенчатых домов строительным материалом служат бревна естественной влажности. Заготовка осуществляется, как правило, в зимний период, когда древесина меньше подвержена усушке, загниванию и короблению. Для стен рубятся хвойные деревья по возможности одинакового диаметра, имеющие сбег ствола не более 1 см на 1 м ствола. Свежесрубленные деревья легче обрабатываются и меньше деформируются при естественной сушке в собранном виде.

Рубка бревенчатых домов - довольно трудоемкий процесс и требует высокой квалификации плотников. Будет ли дом теплым, во многом зависит от точности выполнения продольных и угловых стыков венцов. В углах бревна соединяют двумя способами: с остатком ("в чашу") и без остатка ("в лапу" или "обло"). Собранный сруб должен "выстояться" в течение шести-девяти месяцев. За это время влажность древесины снижается в три-пять раз, а стены дают усадку, достигающую до 1/20 своей первоначальной высоты. Затем бревна маркируют, сруб раскатывают и собирают вновь на заранее подготовленном фундаменте.

Сейчас широкое распространение получили дома из оцилиндрованного бревна, изготавливаемые промышленным способом. После предварительной подготовки (снятие коры, устройства технологического разреза и т.д.) бревна подвергаются принудительной сушке, после которой остаток равномерно распределенной в древесине влаги составляет 12-18%. Во время этой операции происходит локализация трещин в зоне технологического разреза. Далее бревно оцилиндровывают, т.е. придают ему идеальные геометрические размеры. Станочным способом выбираются продольные и угловые пазы. Благодаря герметичной упаковке бревна сохраняют низкую влажность до момента монтажа. Возведение бревенчатых стен при такой технологии сводится к сборке готовых элементов.

Что касается домов из бруса, то в отношении технологии возведения они имеют много общего с бревенчатыми домами. К различиям можно отнести неодинаковое выполнение угловых стыков венцов. Между тем прямоугольное сечение бруса значительно упрощает сборку. Использование профилированного бруса позволяет максимально уплотнить горизонтальные стыки между венцами.

При строгом соблюдении требований СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника" толщина бревенчатых стен и стен из бруса слишком велика. Разумеется, неукоснительное выполнение этих требований касается лишь домов для постоянного проживания.

Теплотехнические характеристики стен из бревен и бруса можно улучшить, облицевав их кирпичом. Между облицовкой и деревянной стеной помещают утеплитель и слой пароизоляции. Такая конструкция позволяет защитить стены от воздействия атмосферных осадков, уменьшает продуваемость и снижает вероятность возгорания. Для вентиляции внутреннего пространства, заполненного утеплителем необходимо вверху и внизу кирпичной облицовки оставлять продухи. Правда, комфортность деревянного дома в этом случае снижается, а стоимость увеличивается.

Особо следует остановиться на строительстве домов из клееного бруса. Этот материал, обладая всеми достоинствами цельной древесины, практически не имеет ее недостатков. Он гораздо прочнее традиционного бруса из цельного дерева. В клееном брусе не образуется трещин. Он практически не подвержен деформированию при изменении влажности, что позволяет придавать ему сложный профиль, обеспечивающий герметичность стыков даже без применения уплотняющих материалов. Построенный из клееного бруса дом почти не подвержен усадке. Тщательно обработанные поверхности этого материала не нуждаются в основательной отделке: достаточно нанести слой лессирующих антисептиков, не скрывающих природную фактуру дерева. Благодаря пониженной влажности (не более 12%) и отсутствию трещин клееный брус имеет более низкий коэффициент теплопроводности, чем цельная древесина. Кроме того, современные технологии позволяют производить брус толщиной до 30 см. Однако стоимость этого материала пока остается достаточно высокой и составляет около 400 у.е. за кубический метр.

Каркасные и каркасно-панельные дома

Значительно снизить расход древесины, существенно улучшив при этом теплозащитные свойства стен, позволяет технология возведения каркасных и каркасно-панельных домов.

Основой таких строений является деревянный каркас, изготавливаемый из стоек толщиной не менее 50 мм и шириной не от 150 мм. Оптимальное расстояние между ними 600мм. Деревянный каркас обшивают листовым или погонажным материалом, а внутреннее пространство заполняют теплоизоляционным материалом (плиты из минерального или стекловолокна, пенополистирол). Для сохранения устойчивости здания под действием ветровой нагрузки в стойки каркаса врезают диагональные раскосы.

С внутренней стороны утеплителя прокладывают пароизоляционный слой ("Ютафол Н" и др.), позволяющий защитить конструкцию стен от проникающих из помещений водяных паров. С наружной стороны утеплителя прокладывают ветрозащитный гидроизоляционный материал ("Тайвек", "Ютакон"). Здесь же устраивается вентиляционный зазор. Для наружной обшивки применяются доски, вагонка, водостойкая фанера, цементно-стружечные, ориентированно-стружечные, фиброцементные плиты и другие материалы. Для наружной обшивки используются доски, фанера, гипсокартон.

В настоящее время широко распространена технология сборки домов из изготовленных промышленным способом так называемых сэндвич-панелей, основой которых является всё та же каркасная конструкция. Каркасные и каркасно-панельные дома практически не подвержены усадке и поэтому могут быть отделаны сразу же после установки. При хорошей биологической защите дерева, надежном утеплителе и правильной эксплуатации такие дома достаточно долговечны.

Кирпичные стены

Традиционную кирпичную кладку условно можно разделить на три слоя. Кирпичи, уложенные в наружные ряды кладки, называют верстами. Различают наружную версту и внутреннюю, которая находится со стороны каменщика. Ряды кладки между верстами называются забутовочными или забутовкой.

Наиболее распространенными типами кирпича являются керамический (глиняный) и силикатный, при производстве которого используется известково-песчаная смесь. В строительстве загородных домов силикатный кирпич используется сравнительно редко. Он требует более массивных фундаментов, так как обладает большей, чем керамический кирпич плотностью и теплопроводностью. Силикатный кирпич хорошо впитывает влагу, поэтому его морозостойкость невелика.

Керамический кирпич выпускается полнотелым или пустотным. При формовании пустотного кирпича в нем устраиваются сквозные или замкнутые пустоты, за счет чего снижается масса и теплопроводность материала. Кроме того, уменьшение веса позволяет производить полуторные и двойные кирпичи, что в итоге снижает расход кладочного раствора и, как следствие улучшает теплотехнические свойства кладки и сокращает сроки возведения стен.

Как видно из таблицы 1, кладка из полнотелого глиняного кирпича при выполнении требований СНиП II-3-79*должна иметь толщину более двух метров. Даже при использовании пустотного кирпича стены должны быть несоизмеримо массивными, если учитывать необходимую для малоэтажного строительства конструктивную прочность.

Существует несколько способов снижения объема кирпича при обеспечении прочности и необходимых теплоизоляционных характеристик стен из этого материала.

Прежде всего, следует упомянуть о крупноформатных блоках из поризованной керамики. В качестве примера можно привести поризованные керамические камни производства ЗАО "Победа/KNAUF". Структура этих изделий включает открытые вертикальные пустоты и замкнутые поры. Благодаря укрупненным размерам блоков вдвое снижается количество швов в кладке и, вследствие этого - мостиков холода. Стены из поризованных керамических блоков имеют не только низкий коэффициент теплопроводности, но и высокую тепловую инерцию, что позволяет аккумулировать тепло. Кроме того, однослойную кладку с элементарной перевязкой, которой вполне достаточно, может выполнить любой рабочий, даже не обладающий высокой квалификацией.

Можно применить различные виды кладок таких, как, например, колодцевая. Стены выкладывают из двух самостоятельных стенок толщиной в полкирпича, соединенных между собой вертикальными и горизонтальными перемычками с образованием колодцев. Колодцы в процессе кладки заполняют утеплителем. Однако при таком способе возведения стен их конструктивная прочность снижается, поэтому не рекомендуется возводить стены с колодцевой кладкой для зданий с высотой более двух этажей. Если в качестве утеплителя используется пенобетон, то применяют анкерную кирпично-бетонную кладку. При этом возводят две параллельные стенки, между которыми укладывают слой пенобетона. Кирпичи, уложенные тычком и выступающие внутрь кладки, обеспечивают анкеровку продольных стен и бетона. При использовании теплоизоляционных плит зазор между наружной верстой и забутовкой заполняют утеплителем по ходу кладки. Прослойку из теплоизоляционного материала разделяют через каждые пять рядов кладки рядом кирпичей, уложенных тычками.

По сути, приведенные виды облегченных кладок являются разновидностью трехслойных ограждающих конструкций, состоящих из внутренней несущей чести стены, наружной облицовочной и расположенного между ними утеплителя. В качестве последнего используют плиты из минеральной ваты на основе базальтового волокна (ROCKWOOL, PAROC, ISOMAT), стекловолоконные плиты (ISOVER), экструдированный пенополистирол (Styrofoam, Styrodur, BASF, Ausroterm) и пенополистиролбетон. Внутренняя и наружная стенки соединяются гибкими связями в виде арматурных стержней или сеток, металлических скоб, а также специальных стеклопластиковых элементов.

Однако не стоит забывать, что структура трехслойной стены неоднородна, образующие ее материалы имеют различные теплотехнические и пароизоляционные свойства. Когда проектирование и возведение трехслойных ограждающих конструкций осуществляется без учета этого обстоятельства, то в их толще может образовываться конденсационная влага, что приводит к снижению теплотехнических характеристик стены.

Если архитектурное решение внешнего вида здания не предусматривает сохранение природной фактуры кирпичной кладки, то для обеспечения необходимого уровня теплоизоляции применяют системы наружного утепления фасадов. Толщина кладки, тип и сорт кирпича определяются исходя из конструктивных и прочностных требований. Фасадные системы могут быть теплоизоляционно-связанными и навесными проветриваемыми. При расчете и проектировании фасадных систем точка концентрации влаги (так называемая точка росы) искусственно выводится на наружную поверхность утеплителя. Более того, производителям теплоизоляционно-связанной фасадной системы "РУСХЕКК-ТИСС" удалось вывести точку росы в зону внешнего фактурного слоя. В соответствии с этой технологией слой утеплителя крепится к наружной стене здания специальным клеевым составом на основе цементно-известково-песчаной смеси с добавлением биологического концентрата. В качестве теплоизоляционного материала используются жесткие минераловатные плиты (PAROC, ROCKWOOL, ISOMAT). Для дополнительного крепления утеплителя используются специальные дюбели. Далее наносится армирующий состав, в который "утапливается" армирующая сетка из стекловолокна. После этого, выполняется декоративная штукатурка, которая может иметь различную фактуру. Затем фасад красится однокомпонентной силикатной краской. Таким образом, фасадная система "РУСХЕКК-ТИСС" практически не содержит синтетических компонентов. При этом, она не только сохраняет тепло, но и способствует его аккумулированию в наружных стенах, улучшая при этом микроклимат в жилых помещениях. Данная фасадная система работает как насос, выводя избыток парообразной влаги из различных частей здания наружу и регулируя тем самым температурно-влажностный режим.

Навесные проветриваемые фасадные теплоизоляционные системы устроены иначе. Так при установке системы "INTERSTONE" сначала монтируется и крепится к наружной стене дома несущая конструкция, состоящая из деревянной обработанной антисептиками обрешетки и нержавеющих металлических элементов. Затем укладывается утеплитель из минерального волокна. После этого, устанавливаются монтажные профили и навешиваются фасадные плитки, представляющие собой каменные профили. Между утеплителем и фасадными плитками образуется воздушный зазор, который обеспечивает отвод диффузных паров. Конденсации влаги на наружной стене и в слое теплоизоляции не происходит. Монтаж системы можно производить в любое время года, в том числе и зимой, так как все элементы просто навешиваются. Общая толщина стены при применении фасадных систем обычно не превышает 45 см.

Стены из ячеистого бетона

В малоэтажном строительстве всё большую популярность приобретают стеновые блоки из ячеистого бетона, основным видом которого является автоклавный газобетон. Этот материал состоит из портландцемента, извести и молотого кварцевого песка. Высокопрочная ячеистая структура образуется в результате поризации формовочной массы газом, выделяющимся при взаимодействии газообразователя (алюминиевой пудры) с гидроксидом кальция. Автоклавная обработка повышает прочность, уменьшая при этом капиллярную пористость. Образовавшиеся мелкие сферические поры не заполняются при объемном водонасыщении. Крупные российские производители изделий из ячеистого бетона такие, как Санкт-Петербургский, Самарский, Липецкий заводы поставляют стеновые блоки геометрических размеров высокой точности, что позволяет вести кладку не только на цементно-песчаной растворной смеси, но и на специальном минеральном клее. При этом толщина швов в кладке не превышает 3 мм. Таким образом, теплотехнические свойства стены улучшаются, так как исключается возникновение мостиков холода от цементно-песчаного шва.

Стены из ячеистого бетона не препятствуют воздухообмену, т.е. способны "дышать". Благодаря высокой паропроницаемости они регулируют влажность. В результате во внутренних помещениях устанавливается благоприятный микроклимат, близкий к микроклимату в деревянных домах. Кроме того, ячеистый бетон обладает прекрасными шумопоглощающим свойствами.

Для наружной отделки стен из ячеистого бетона рекомендуется использовать влагозащитные и одновременно паропроницаемые покрытия, например, вододисперсионные акриловые краски. Можно применить облицовку лицевым кирпичом. Однако в этом случае необходимо предусмотреть воздушный зазор и вентиляционные продухи.

Сейчас у застройщиков есть возможность построить дом, в котором не только стены будут из ячеистого бетона, но и такие конструкции, как плиты перекрытия и покрытия, перемычки и др. ОАО "Липецкий завод изделий домостроения" выпускает по немецкой технологии дома почти полностью из ячеистого бетона.

Стены из опилкобетона

В качестве заполнителя для легких бетонов могут служить древесные опилки хвойных пород дерева (они меньше подвержены биологическому разрушению). В смеси с цементом из них получают теплый и огнестойкий стеновой материал - опилкобетон. Иногда с целью экономии к цементу добавляют известь, а для повышения прочности и уменьшения усадки - песок. По теплозащитным качествам он значительно эффективнее полнотелого кирпича, а по санитарно-гигиеническнм показателям считается для жилых зданий одним из самых комфортных бетонов такого типа. Вместе с тем, имея в своем составе органический заполнитель, опилкобетон нуждается в предварительной обработке и защите от непосредственного воздействия влаги как снаружи, так и изнутри помещения. С наружной стороны стены обычно оштукатуривают цементно-песчаным раствором, обшивают досками или облицовывают кирпичом, с внутренней - либо оштукатуривают, либо также обшивают досками, фанерой, гипсокартонными листами и т.п. Опилочный бетон очень медленно твердеет и сохнет; марочную прочность он набирает через 3-4 месяцев, поэтому его редко используют при монолитных работах в построечных условиях. Для возведения стен целесообразнее применять готовые блоки. Следует отметить, что прочность опилкобетона невысока. По этой причине из него рациональнее возводить самонесущие стены построек высотой не более двух этажей. Кроме того, опилкобетон может пригодиться при строительстве домов каркасного типа.

Стены из керамзитобетона

Использование в качестве заполнителя керамзита позволяет производить строительные блоки и другие строительные изделия относительно малой плотности (500-1200 кг/м3). Физико-механические и теплоизоляционные характеристики керамзитобетонных блоков во многом зависят от того, какой песок был использован при их изготовлении. Высокими теплозащитными свойствами при низкой массе обладают изделия на перлитовом песке. Однако при этом их прочность невысока. Коэффициент теплопроводности керамзитобетона плотностью 1200 кг/м3 немногим меньше, чем у пустотного кирпича. Вместе с тем из-за содержания керамзита этот материал имеет крупнопористую структуру, поэтому обрабатывается (пилится, штробируется) хуже, чем ячеистый бетон. Эксплуатационные и теплоизоляционные свойства керамзитобетонных блоков удалось улучшить благодаря применяемой в настоящее время поризации.

Монолитные стены

Стены монолитных домов возводятся с применением сборно-разборных опалубочных систем или несъемных опалубок. В первом случае стены, как правило, возводятся из тяжелого бетона. При этом предусматривается дополнительное утепление фасадов или размещение утеплителя внутри стены при заливке бетона в опалубку. Однако такая технология экономически эффективна при возведении одновременно нескольких домов или при строительстве коттеджных поселков.

Сейчас все чаще используют различные технологии монолитного бетонирования стен с использованием несъемных опалубок, которые после завершения бетонирования становятся элементами стены и выполняют декоративную или теплоизолирующую функцию. В этой области можно выделить два основных направления. К первому относится применение пенополистиролбетонных пустотных блоков. После сборки части стены полость замоноличивают армированным бетоном. Роль утеплителя при таком возведении стен выполняет сама опалубка. Бетонное ядро обеспечивает прочность конструкции.

Второе направление связано с применением в качестве несъемной опалубки из древесно-цементных, цементно-стружечных плит и т.п. Так, компания "Алькомп-Европа" предлагает оригинальную технологию возведения монолитных стен с использованием древесно-цементных плит. Опалубка собирается одновременно по всему контуру дома на плоской ровной поверхности (фундаментная плита, перекрытие цокольного этажа). При этом на плиту, формирующую наружную поверхность стены, наклеен утеплитель (минвата, пенопласт). Для регулирования толщины стены используются стальные стяжки. При необходимости может быть установлена арматура. Бетонирование ведется сначала на высоту 300-400 мм, а затем на весь этаж, включая перекрытие, горизонтальная опалубка которого выполняется такжеиз древесно-цементной плиты.

При такой конструкции плиты точка росы выводится на внешнюю поверхность бетонного ядра. Масса бетона создает дополнительный температурный буфер при изменении температуры наружного воздуха. Технология позволяет использовать для заливки ядра легкие бетоны. Например, можно применить пенобетон, который отличается от газобетона тем, что его можно получать прямо на строительной площадке при помощи специального оборудования.

Следует особо упомянуть о технологии возведения эффективных каркасно-монолитных стен с использованием несъемной опалубки и пенополистиролбетона (технология "КНОМ") - материала, в котором наполнителем является вспененные гранулы пенополистирола. Несущую функцию здесь выполняет деревянный или стальной каркас. Его обшивка, изготовленная из штучных (кирпич, блоки) или плитных материалов (ЦСП, ДЦП и др.) играет роль несъемной опалубки, внутреннее пространство которой заполняется пенополистиролбетоном. Использование плитных материалов позволяет уменьшить или даже полностью исключить штукатурные работы. Толщина стены не превышает 25 см. Процесс приготовления и укладки пеноплистирольной смеси производится при помощи комплекта мобильного технологического оборудования, разработанного в НП "МВЦСТ".

Холод и его мостики

"Мостиками холода" называют такие включения высокотеплопроводных материалов в толще стен, которые приводят к их промерзанию. Вот почему при проектировании зданий узлы опирания железобетонных и металлических конструкций на несущие стены должны быть сконструированы таким образом, чтобы полностью исключить возможность промерзания последних при эксплуатации здания.

В многослойных конструкциях соединение слоев лучше производить гибким связями из стеклопластиков. Крепление утеплителя к стене при использовании наружных фасадных систем может осуществляться специальными пластмассовыми дюбелями.

Здесь же уместно будет сказать об окнах. Они хоть и не "мостики", но тоже хорошие лазейки для холода. Для средней полосы существует проверенное многими поколениями строителей правило: площадь оконного проема должна составлять примерно восьмую часть площади освещаемого им помещения. Причем теплоизоляцию окна можно увеличить, всего лишь исключив наличие в нём щелей и обеспечив герметичную заделку в стене. Эту задачу можно решить, установив оконный блок со стеклопакетом.