Для уменьшения теплопотерь из коробки здания на пути движения теплорода и ин-, эксфильтрации воздуха нужно поставить преграду. Остановить этот процесс можно двумя способами: увеличить толщину конструкции перекрытий и стен, чем в старину и занимались, или установить на пути движения тепла утеплитель.
Воздух не бывает абсолютно сухим, в своем составе он содержит различные примеси, в том числе и водяные пары. Влажный воздух, проходя через чердачное и подвальное перекрытия, встречает на своем пути утеплитель и смачивает его, то есть поры утеплителя заполняются водой, открывая дорогу теплороду. Другими словами, утеплитель перестает отвечать теплозащитным требованиям, он становится проводником тепла (холода). Для отсечения водяных паров от утеплителя устраивают пароизоляцию. Сейчас пароизоляцию чаще всего выполняют из полиэтиленовой пленки с проклеенными швами клейкой лентой (малярным скотчем). Раньше пароизоляцию выполняли из одного слоя пергамина или рубероида. Пароизоляцию чердачного перекрытия выполняют снизу утеплителя, подвального перекрытия — сверху утеплителя (рис. 9,а). Между пароизоляционной пленкой и утеплителем подвального перекрытия устраивают воздушный продух для проветривания (сушки) утеплителя (рис. 9,б). Конструкция чердачного утепления подробно рассматривалась в статье «Крыши».
Рис. 9. Утепление конструкций перекрытий здания:
а — чердачное перекрытие; б — надподвальное перекрытие; 1 — железобетонная плита перекрытия; 2 — пароизоляция; 3 — утеплитель расчетной толщины; 4 — паропроницаемая (на основе известковых вяжущих) армированная стяжка (к исполнению желательна, но необязательна); 5 — воздушный продух; 6 — конструкция чистого пола; 7 — плинтус, устанавливаемый на деревянные подкладки толщиной 1–1,5 см (конструкция образует щель воздухообмена); QE — векторы направления теплового и влажностного потоков
Влажный воздух, фильтруясь через тонкие стены, непременно встречает на своем пути изотерму, имеющую температуру точки росы. Для тех, кто не помнит, что это такое, скажу, что это температура, при которой вода, находящаяся в парообразном состоянии, превращается в жидкость. Так вот, в конструкции стены происходит превращение водяных паров в капельки воды и происходит смачивание стены. Она теряет свои теплозащитные качества. В натуре это выглядит как появление черной плесени на стенах (пахнет сыростью). Для уменьшения процесса инфильтрации стены обычно штукатурят и(или) окрашивают масляной краской с внутренней стороны.
При недостаточной толщине наружной стены или при тяжелом тепловом режиме отопления здания (когда его эксплуатируют наездами) происходит полное промерзание стены (рис. 7), то есть нулевая изотерма температур смещается к самой кромке внутренней поверхности стены или заходит внутрь помещения. И тогда при включении отопления теплый воздух конденсируется непосредственно на внутренней стороне стены — стены «заплачут». Просушить такой дом и впоследствии поддерживать в нем необходимый тепловой режим весьма проблематично, а экономически совершенно невыгодно. Требуется потратить огромное количество тепловой энергии. Так что же делать? Выполнять толстые стены, что тоже невыгодно? Необходимо отодвинуть нулевую изотерму, а вместе с ней — изотерму температуры точки росы к наружной кромке стены, а еще лучше — за ее пределы. Для этого конструкцию стены из однослойной превращают в многослойную, ставя снаружи утеплитель. Установка утеплителя внутри помещения тоже практикуется и будет приведена в этой статье, но извините — это все равно что мертвому припарка. Посмотрите, на рис. 10 утеплитель снаружи отодвигает изотерму нулевых температур наружу — стена прогревается теплым воздухом, из нее выпаривается избыточная влага и она аккумулирует тепло.
Рис. 10.Пример размещении утеплителей с наружной и внутренней сторон стены:
а — размещение утеплителя с наружной стороны стены сдвигает изотерму нулевых температур к наружной поверхности, зона промерзания стены (заштрихована) стремится к нулю; б — размещение утеплителя с внутренней стороны стены сдвигает нулевую изотерму к внутренней поверхности стены, зона промерзания стремится занять всю толщину стены
То есть при перебое с отоплением (что важно при эксплуатации дома наездами) стена еще долго не остынет, так как холод сдерживается утеплителем. При утеплении изнутри помещения утеплитель сдерживает теплый воздух внутри здания, стена же при этом может промерзнуть насквозь. Стоит отключить отопление, и через несколько часов температура в комнате будет почти такой же, как на внутренней стороне стены. А при недостаточной толщине стены это означает 0° или ниже нуля. Если выразить устройство утеплителя внутри помещения простым языком, то его можно сравнить с употреблением стакана водки на морозе. Кровь гуляет, вроде тепло и даже жарко, но конечности или кожу при этом можно отморозить запросто. Утепление снаружи сравнимо с одеванием теплой шубы.
При устройстве наружного утепления утеплитель нужно защитить от атмосферных осадков. Для этого его штукатурят по сетке паропроницаемым раствором или облицовывают специальными панелями с устройством воздушных продухов. Паропроницаемую штукатурку или воздушные продухи устраивают для удаления из утеплителя избыточной влаги. Намокший от водяных паров или внешнего увлажнения утеплитель работать не будет. Конструкций утепления стен с целью уменьшения объема основных строительных материалов разработано достаточно много (и ведутся дальнейшие их поиски). Некоторые из них вы найдете в данной статье.
Наружные и внутренние стены коробки здания принимают на себя силовые воздействия от веса крыши, снега, веса перекрытий, бытовую нагрузку, и передают их на фундамент. Причем внутренние стены несут вдвое большую нагрузку, чем наружные, так как опирание перекрытий и крыши происходит с двух сторон. Все конструкции стен независимо от материала их изготовления работают на сжатие. В малоэтажном жилом строительстве не требуется производить расчет стен на прочность, так как нагрузки, способные раздавить материал стен, в таких домах не возникают. Например, кирпичная стена, выполненная в полкирпича, способна нести двухэтажный мансардный жилой дом. При выборе толщины стен в малоэтажном строительстве руководствуются несколько иными расчетами, чем прочностные характеристики стен. Та же стенка, выполненная в полкирпича, не будет смята тяжестью двухэтажного дома, но она может потерять устойчивость в результате динамических нагрузок, возникших при эксплуатации здания (например, в доме устроили танцы). На стены такой толщины трудно опирать несущие конструкции перекрытия и крыши. Поэтому толщина стены чаще всего выбирается из конструктивных соображений. Еще лет пять-десять назад при выборе толщины наружных стен учитывали в основном теплотехнические расчеты. Сейчас с появлением новых теплоизоляционных материалов остались только конструктивные соображения. Такой поворот строительной индустрии позволяет рационально выполнять толщину наружных стен с учетом последующего их утепления. Толщина внутренних несущих стен всегда подчинялась только конструктивным соображениям. Их толщины выбирались такими, чтобы на них возможно было выполнить двухстороннее опирание перекрытий и оставалось бы место для прохода вентиляционных каналов, стояков водо- и газоснабжения, а также канализационных стояков.
Перекрытие оконных и дверных проемов в зданиях, выполненных из мелкоразмерных строительных материалов (кирпича, пено- и шлакоблоков и т. д.) осуществляют с помощью перемычек. Все перемычки относятся к силовым конструкциям. Они делятся на несущие, воспринимающие нагрузку от перекрытий, и самонесущие, воспринимающие нагрузку от части стены над ними. По способу изготовления и материалу конструкции перемычки делят на рядовые, армокаменные, клинчатые, арочные, а также сборные железобетонные (рис. 11).
Рис. 11-1. Конструкции перемычек над проемами каменных стен:
а — железобетонные сборные перемычки; б — рядовая кирпичная перемычка; в — облицовка перемычек профильным кирпичом; г, д, е, ж, з — кирпичные перемычки; г — плоская клинчатая; д — лучковая; е — циркульная; ж — коробовая; 1 — арматура диаметром 6 мм или полосовая сталь толщиной 20 мм; 2 — до плиты перекрытия должно быть не менее 5 рядов кладки; 3 — стальной уголок; 4 — профильный кирпич; 5 — раствор; 6 — пята; 7 — замок
Рис. 11-2
Рядовые перемычки устраивают из тех же камней, что и стены, с прокладкой арматуры из стальных стержней или полосовой стали, концы арматуры загибают и вводят в простенки на глубину не менее 20 см. Длина перекрываемых пролетов до 2 м.
При больших пролетах применяют армокаменные перемычки. Арматура в таких перемычках назначается по расчету. Железобетонные сборные перемычки маркируют следующим образом: Б — брусковая самонесущая и несущая нагрузку только от кладки над ней; БУ — брусковая усиленная, кроме перечисленных выше, несущая нагрузку от перекрытий и других вышерасположенных элементов; БП — плитная, как и брусковая, рассчитана только на собственный вес и на кладку над ней; БГ — балочная, с нижней опорной полкой, для тех же нагрузок, что и БУ. При возведении стен с отделкой лицевым кирпичом наружный ряд кладки перемычек выполняют из профильного кирпича, навешанного на фасадный элемент перемычки, выполненный из стального уголка.
Перемычки из сборных железобетонных элементов обычно проектируют комбинированными из нескольких брусковых или балочных. Устанавливают несущие перемычки к внутренней стороне стены, самонесущие — к наружной. Иногда люди, не знакомые со строительной механикой, задают вопрос: почему устанавливают одинаковые перемычки как на первом этаже здания, так и на пятом? Ведь, следуя логике, нагрузка от веса стены на первом этаже должна быть большей, соответственно и перемычка — мощнее. Дело в том, что стены выполненные из мелкоразмерных деталей, образуют над прое