Жилой дом с кирпичной облицовочной стеной
Наиболее распространенным облицовочным материалом для внешней поверхности фасадов является кладка из облицовочного кирпича.
В предыдущих разделах уже шла речь о том, что для обеспечения необходимой диффузии пара на сплошных поверхностях необходимо делать вентилируемые воздушные зазоры. С точки зрения сбережения энергии наиболее рентабельными считаются ограждающие конструкции с промежуточным теплоизолирующим слоем и те стены, на которые снаружи наносится только штукатурка.
Нагрузки, которые вызывает облицовка фасадных стен (масса, нагрузки, связанные с ветром и прочими атмосферными явлениями), после проведения соответствующих расчетов можно распределить между стенами, на которые наносится облицовка, на фундамент здания, на его цоколь, на восходящие стены или на каркас.
Мы уже говорили о строительной физике современных облицовочных материалов для внешних стен, а теперь представим варианты конструктивных решений.
Главные составные элементы двухоболочных стен:
— облицовочная стена с необработанной или облицованной поверхностью,
— вентиляционный воздушный зазор,
— теплоизолирующий слой,
— крепежные конструкции и элементы, удерживающие собственную массу облицовки,
— распорные анкеры (скобы), способные нести горизонтальные нагрузки,
— ограждающая стена или каркас здания.
Ограждающие стены, помимо того что отделяют одно помещение здания от другого, выполняют также функции несущих и теплоизолирующих конструкций. Они должны принимать на себя, с одной стороны, постоянные полезные нагрузки, с другой стороны, нагрузки, которые передают находящиеся перед ними облицовки, помимо этого, они должны также полностью или частично обеспечивать теплоизоляцию.
Рис. 1. Элементы опорных анкеров, предотвращающие обвал облицовочной кирпичной стены: с дюбелем и анкером с нарезкой — для забивания в просверленное отверстие; со скобой, которая закладывается в кирпичную кладку
Рис. 2. Кирпичная облицовочная стена с точечной подпоркой, воздушным зазором и теплоизоляцией
а) вид в разрезе; b) вид спереди; Н — высота ряда, распределяющего нагрузку; 1. — стена из кирпича-сырца; 2. — точечная консоль; 3. — анкерный элемент; 4. — воздушный зазор; 5. — теплоизоляция; 6. — анкерный болт; 7. — бетонная стена здания
Рис. 3. Кирпичная облицовка стены здания; определение высоты, которой требуется подпорка
а) вид спереди; b) вид в разрезе
В больших зданиях иногда можно встретить внешние стены, заполняющие каркас, они несут свой собственный вес и не пригодны для того, чтобы нести вес тяжелых облицовок внешних стен.
Соединительные или связывающие элементы можно устанавливать как в процессе строительства, так и дополнительно, закрепляя их на традиционных облицовках. Соединительные анкеры для тяжелых стен-оболочек устанавливают на поясе перекрытия или на бетонном поясе цоколя; это могут быть установленные в пояс анкерные болты или закручивающиеся штифты, которые обеспечивают более свободное смещение. Соединительные элементы обычно представляют собой консоли из хромированной стали, которые регулируются с помощью винтов.
Рис. 4. Опорные анкеры и технология строительства фасадного слоя
1. — установка опорного анкера; 2. — «прокалывание» теплоизоляции; 3. — установка (и закрепление) прижимной шайбы; 4. — установка гидрошайбы; 5. — установка уровня по боковой скобе, вмонтированной в горизонтальный шов; 6. — возведение внешней облицовочной стены
Рис. 5. Монтаж опорного анкера для теплоизоляции и облицовочной стены
А
— обычный способ; В
— допустимый способ; С — НЕДОПУСТИМЫЙ способ
Крепежные элементы, стержни, которые применяют в расчете на нагрузки, вызываемые ветром, устанавливают либо одновременно с возведением кладки, либо дополнительно — с помощью дюбелей и анкеров.
Теплоизолирующий слой закрепляют на ограждающей конструкции здания на этапе изготовления внешней облицовки. В качестве теплоизоляции можно использовать только плиты из волокнистых материалов средней плотности или твердости.
Вентилирующие воздушные зазоры необходимо делать на фасадах с кирпичной облицовкой, испытывающих значительные тепловые нагрузки, вызываемые солнечной радиацией. Размер зазора должен составлять 3-4 см, однако на северной, северо-восточной стенах достаточно и 2-3 см. Сечение входного и выходного отверстий, прерывающих поток воздуха, считается адекватным в том случае, если оно почти совпадает с сечением воздушного канала, причем сверху оно должно составлять не менее 1/4 воздушного канала, а снизу — не менее 1/6. Не стоит опасаться уменьшения сечения входного и выходного отверстий из-за конденсации пара, ведь по-настоящему важную роль они играют в летнюю (сильную) жару, а существенную конденсацию, которая возникает прежде всего в зимний период, небольшое входное отверстие даже понижает.
Кирпичная облицовочная стена-оболочка обычно делается из целых кирпичей и из половинок, причем укрепляющих колонн при этом не сооружают, а толщина стены составляет не менее 12 см. В качестве стены-оболочки толщиной 6-12 см можно также соорудить облицовочную стену из плиток для стен-перегородок или стену из кирпича, поставленного на ребро, однако такую стену необходимо облицевать. Стены возводятся так же, как оболочки толщиной в половину кирпича, однако для стабилизации и для сопротивления нагрузкам от ветра можно увеличить количество соединительных элементов — в этом случае они устанавливаются чаще и соединяют стену-оболочку с несущей стеной.
При выборе раствора для кладки главным моментом являются статические нагрузки, а паротехнические факторы играет лишь второстепенную роль. Для двухоболочной стены можно увеличить порцию цемента в облицовочном растворе, это позволит, с одной стороны, увеличить прочность, во-вторых — но не в последнюю очередь — обеспечит соответствующую жесткость стены.
Нижние цокольные элементы устанавливаются на основании завершающего верхнего ряда кирпича, а элементы перемычек проемов и крепежные элементы каждого уровня, в том числе дюбели и шпильки, которые в них вставляют, — в процессе изготовления кладки.
Дюбельное крепление можно устанавливать только в несущей, конструктивной (капитальной) стене или в конструкции, более крепкой, чем кирпичная стена (железобетонный пояс, балка, колонна).
Из числа консольных элементов заслуживают отдельного рассмотрения точечные, а также башмачковые двух- (или трех-) консольные элементы, которые могут быть изготовлены из нержавеющей или из оцинкованной стали.
Рис. 6. Точечная подпорка кирпичной облицовочной стены, с установкой теплоизоляции и анкерного элемента. Закрепление опорных консолей с помощью дюбелей в кирпичной стене допускается только при применении особых методов
Рис. 7. Опирающаяся на балку нижняя подпорка кирпичной облицовочной стены, с теплоизоляцией и опорными анкерами
Рис. 8. Двухоболочная фасадная стена с вентилируемым воздушным зазором, с внешней облицовкой из половинок кирпича, с установкой скобок или анкерных элементов:
1. — кирпичная облицовка: 2. — принимающая капитальная стена; 3. — опорный анкер; 4. — гидрошайба; 5. — прижимная шайба; 6. — теплоизоляция
Рис. 9. Закрепление фасадной облицовки при помощи башмачка, соединенного с вмонтированным рельсом
а) со вставляющимся башмачком; b) с неподвижным башмачком
Рис. 10. Фасадная облицовка с нижним распределением нагрузок при помощи бетонной консоли, прерывающей тепловой мост:
1. — полистирольный элемент с закрытыми ячейками, прерывающий тепловой мост; 2. — арматура бетонной консоли; 3. — балка бетонной консоли; 4. — стальной опорный элемент консоли; 5. — нижнее вентиляционное отверстие; 6. — воздушный зазор; 7. — облицовка стены из половинок кирпича; 8 — теплоизоляция
