Система двухоболочных внешних стен — это, в сущности, двойная стена, где внутренняя капитальная стена, как правило, является несущей, а снаружи располагается стена-оболочка. Их воздействие друг на друга с конструктивной точки зрения довольно значительно, поскольку внутренняя стена или ее каркас, а иногда пояс перекрытия принимают на себя все нагрузки соединенной с ними стены-оболочки.
К числу источников сопутствующих нагрузок можно отнести:
— внешнюю теплоизоляцию,
— соединительный каркас,
— нагрузки от стены-оболочки,
— нагрузки, приходящиеся на стену-оболочку, в том числе и метеорологические (рис. 1-7).
Рис. 1. Двойная или двухоболочная стена с вентилируемым воздушным зазором служит основанием для конструкции, удерживающей облицовку, на которой не образуются трещины
Рис. 2. В качестве дополнительной теплоизоляции с наружной стороны фасада возводится вторая кирпичная стена. Два слоя стен вместе обеспечивают теплоизоляцию здания. Фазы рабочего процесса
Рис. 3. Двухоболочная ограждающая стена с дополнительной теплоизоляцией, вентилирующим слоем и с самонесущим облицовочным слоем, закрепленным на внешнем каркасе
1. — переставной крепежный элемент; 2. — волокнистый теплоизолирующий материал; 3. — деревянный каркас; 4. — бетониповая плита; 5. — клеящий раствор + стеклоткань; 6. — тонкий слой высокосортной штукатурки
Рис. 4. Двухоболочная ограждающая стена с дополнительной теплоизоляцией и с вентилирующим воздушным зазором, с внешним бетонным или сборным облицовочным слоем
Рис. 5. Двухоболочная внешняя облицовочная стена с деревянным несущим каркасом, с дополнительной теплоизоляцией и слоем высокосортной внешней штукатурки
Рис. 6. Двухоболочная фасадная стена с дополнительной теплоизоляцией и облицовкой из малых (чешуйчатых) элементов
Рис. 7. Легкая облицовка из крупных элементов на комбинированном деревянном/стальном каркасе, с дополнительным теплоизолирующим слоем
Между теплоизолирующим слоем, закрепленным на несущем слое, и облицовкой фасада располагается вентилируемый воздушный зазор.
Облицовочная система с вентилируемым задним зазором и расположенная позади него теплоизоляция играют положительную роль с энергетической и защитной точки зрения, поскольку толщина устанавливаемой теплоизоляции при этом не ограничивается необходимо лишь выбрать соответствующую конструкцию каркаса стены-оболочки; конструкция дает возможность в зимнее время отводить диффундирующие испарения через вентилируемый задний воздушный зазор, а вентилируемый воздушный зазор, расположенный за внешней оболочкой, обеспечивает эффективную защиту от летних тепловых нагрузок. Это дает особые преимущества при высоких нагрузках на помещение, связанных с влажностью, и нагрузках, которые испытывает стена от испарений.
Поток воздуха в вентилируемом воздушном зазоре можно считать удовлетворительным в том случае, если толщина воздушного слоя в среднем будет составлять 4 см, входное и выходное вентиляционные отверстия окажутся достаточно велики и будут иметь малое сопротивление потоку воздуха (рис. 8-9).
Рис. 8. Двухоболочная внешняя стена с вентилирующим слоем, с горизонтальным деревянным каркасом, деревянной облицовкой и дополнительной теплоизоляцией
Рис. 9. Теплоизоляция фасада здания с вентиляционным воздушным зазором, с внешней облицовкой из горизонтально установленного пластикового сайдинга, который закрепляется металлическими скобками
Данную систему можно целенаправленно использовать в том случае, если здание имеет плоские, не разделенные на секции стены, а также если при дополнительной установке теплоизоляции нет необходимости или нежелательно сохранять разделение стен на секции. Такие системы стен, разумеется, также дают возможность для некоторого разделения плоскости стен, но первостепенным архитектурным инструментом является структура поверхности ее материал и цвет. Сюда же можно отнести и стены с внешней кирпичной облицовкой, оснащенные вентилируемым воздушным зазором и теплоизоляцией с внешней стороны (рис. 10-13).
Рис. 10. Регулируемые в трех направлениях w металлические консоли для установки тяжелой облицовки
Рельсовый профиль: 1. — для кирпичной стены; 2.-для каменной облицовки; З.-для крупных элементов; 4. — для облицовки из керамических плит
Рис. 11. Облицовка фасада с вентиляционным воздушным зазором, с дополнительной теплоизоляцией, установленная на капитальной стене
1. — принимающая стена; 2. — калиброванная волокнистая) теплоизоляция; 3. — вентилируемый воздушный зазор; 4 — стена-оболочка в полкирпича; 5. — оцинкованный болт; 6. — опорная консоль макс, через каждые 3 м); 7. — болт установки уровня
Рис. 12. Консольное закрепление кирпичной облицовки, макс, через каждые 6 м
1. — многоэтажный дом; 2. — стена-оболочка (проекция вида в разрезе); 3. — кривая нагрузки от собственного веса; 4. — кривая силы тяги ветра (полученная путем вычитания контрнагрузок от собственного веса из ветровой нагрузки)
Рис. 13. Облицовочная стена коттеджа, опирающаяся на консоли, имеющая структуру кирпича-сырца, воздушный зазор и дополнительную теплоизоляцию. Опорные консоли закреплены анкерами в бетонном цоколе и в поясе перекрытия
Теплоизоляция установленная с внешней стороны, значительно смягчает действие теплового моста. С точки зрения теплопотерь, возникающих вдоль периметра окон, очень хорошо, если окно соприкасается с плоскостью теплоизоляции. Если такой возможности нет, теплоизоляцию следует подогнуть, чтобы она ложилась на поверхность оконной коробки.
Эффект не всегда бывает одинаковым на внешних углах: эффективность сопротивления теплоизолирующего слоя ухудшается, если внешняя охлаждающаяся поверхность будет больше, чем внутренняя обогреваемая поверхность стены со стороны помещения.
Теплоизоляция, установленная на внешней стороне, в одинаковой мере и зимой, и летом улучшает теплоаккумулирующую способность помещения, и даже в том случае, если воздействие изменяется во времени, она обеспечивает более стабильную внутреннюю температуру.
Эффект, который дает воздушный зазор, носит комплексный характер: во-первых, он играет роль изолирующего слоя, однако гораздо важнее, что он отделяет внутренний слой кирпича от внешнего, который подвергается сильному воздействию косого дождя и поэтому неизбежно увлажняется; воздушный зазор прерывает путь распространения влаги, в результате внутренний слой остается сухим, его коэффициент теплопроводности не ухудшается, не возникает дополнительных потерь тепла, связанных с испарением влаги, уменьшается риск возникновения дефектов. Во внешнем слое делают отверстия, которые облегчают выведение влаги и просыхание конструкции.
Теплоизоляцией для двухоболочных внешних стен в большинстве случаев служат волокнистые теплоизолирующие материалы. Монтажные пены и полистирольные плиты целесообразно применять только при необходимости и лишь там, где это позволяют условия строительной физики и противопожарной безопасности. Синтетические теплоизолирующие материалы с закрытыми ячейками можно применять не в виде непрерывной изоляции, а лишь как дополнительную изоляцию для небольших узлов, и они должны составлять не более 5-10% всей оснащенной теплоизоляцией стены, а ширина единицы поверхности с непрерывной изоляцией не должна превышать толщину теплоизоляции более чем в 4 раза и не должна быть более 30 см. Это возможно в том случае, если на участке между теплоизолирующими материалами, которые также выполняют функцию паробарьеров, остается свободной (или покрытой волокнистым материалом) полоса, равная по размерам тому участку, который покрыт материалом с закрытыми ячейками. На двухоболочных стенах также необходимо соединять теплоизоляцию с капитальной стеной либо при помощи дюбельных креплений, либо креплением самой облицовки. В этом случае закрепление теплоизоляции на стене не играет столь большой роли, как при одно-оболочных теплоизолирующих системах, на которых крепление должно быть рассчитано на нагрузку от ветра и нагрузку от собственного веса. Здесь в зависимости от плотности волокон достаточно на каждый 1 м2 установить 6-10 точек соединения. Очень большое значение при этом имеет размер шайбы, потому что эффективность сцепления в значительной степени зависит от шайбы крепежного элемента (рис. 14).
Рис. 14. Ассортимент нижних и промежуточных опорных консолей для кирпичной облицовочной стены
1-11. — нижние и промежуточные одноточечные консоли; 12-15. — нижние и промежуточные непрерывные консоли для установки вдоль линии; 16. — анкерный рельс, который бетонируется в стену
