Повышенные требования к теплоизоляции ограждающих конструкций, введенные в действие в России, стимулировали строителей к активному внедрению в производство современных материалов и технологий. Практика показывает — больше всего вопросов у застройщиков возникает именно при выборе конструкции наружных стен.
Применение современных материалов с высокими теплоизоляционными характеристиками и механическими свойствами, достаточными для возведения несущих конструкций, позволяет строить энергосберегающие дома с привычной толщиной стен (40...64 см). Однако не сдают своих позиций при строительстве по новым технологиям и традиционные материалы, такие как дерево и кирпич.
Ограждающие конструкции должны отвечать следующим требованиям:
- обладать необходимой прочностью и сохранять ее в течение всего срока эксплуатации дома;
- обеспечивать защиту от атмосферных воздействий и необходимый уровень комфорта в жилище;
- обладать термическим сопротивлением, удовлетворяющим требованиям действующих СНиП;
- обладать декоративными качествами или же допускать возможность последующей отделки, предусмотренной архитектурным проектом.
Обеспечить прочность стен можно разными способами. Однако низкие теплотехнические характеристики одних материалов, высокая стоимость других и прочие факторы существенно ограничивают проектировщика в выборе приемлемого варианта.
По конструкции стены можно условно разделить на две основные группы: однородные стены — это когда используется один конструкционный материал и комбинированные, в конструкции которых использованы два и более строительных материалов.
К первой группе относятся как традиционные конструкции (кирпичные, деревянные бревенчатые или брусовые), так и современные — сложенные из легко-бетонных или крупноформатных керамических блоков.
Представителями второй группы являются стены домов, выполненные по каркасно-щитовой технологии, деревянные с кирпичной облицовкой, а также утепленные с помощью штукатурных или вентилируемых фасадных систем.
Попробуем же критически взглянуть на каждую из перечисленных конструкций и оценить их достоинства и недостатки.
Кирпичные стены по-прежнему популярны. Наибольшее распространение получили два 1ипа кирпича: керамический (глиняный) и силикатный, который из-за высокой гигроскопичности и низких теплотехнических свойств широкого применения в индивидуальном строительстве не находит. Глиняный же кирпич по своей структуре может быть полнотелым и пустотным. Именно благодаря образованным при формовании кирпича пустотам удается снизить вес ограждающей конструкции и улучшить ее теплотехнические характеристики. А кроме того, имеется возможность производить камни больших, чем у кирпича стандартного (250x120x65 мм) размера. Использование же полуторных (250x120x88 мм) и двойных (250x120x138 мм) кирпичей снижает расход кладочного раствора и трудозатраты.
Однако даже сплошная кладка из пустотного крупноформатного кирпича должна иметь толщину 0,8...0,9 м — только в этом случае стена будет удовлетворять требованиям обновленных СНиП по теплотехнике. Понятно, что таких толстых стен никто не делает.
Существует несколько способов уменьшения толщины стены при одновременном обеспечении достаточной ее прочности и высоких теплоизолирующих характеристик ограждающей конструкции:
- использование крупноформатных блоков из поризованной керамики. Наличие микропор снижает плотность и улучшает теплотехнические характеристики традиционного в общем-то материала, позволяя снизить толщину стены до 510...640 мм;
- применение различных систем наружного утепления фасадов. В этом случае толщину кладки выбирают только из соображений прочности конструкции, а необходимый уровень теплоизоляции обеспечивают дополнительными средствами. Общая толщина стеновой конструкции с утеплением может составлять 400...450 мм;
- использование новых видов кирпича. Например, на кирпичном заводе ЗАО «Победа/Кнауф» налажен массовый выпуск камней из пористой керамики разных размеров, в том числе крупноформатных 15 NF (510x260x219 мм с объемом в 15 условных кирпичей). Плотность таких камней составляет 790 кг/м3, а пустотность — 46%. Расход раствора при использовании этого современного материала в пять раз меньше, чем при обычной кладке. Теплопроводность ограждения — 0,195 Вт/(м°С). Требуемый уровень теплоизоляции достигается уже при толщине материала 640 мм.
Бревенчатые стены — еще один тип традиционной ограждающей конструкции. Собирают такие стены из необработанных бревен, имеющих форму конуса, в связи с чем необходима определенная селекция материала. Немалых трудозатрат и высокой квалификации исполнителей требует также выполнение угловых перевязок.
Сруб из бревен естественной влажности сначала собирают начерно (без уплотнения стыков) и дают ему выстояться. Лишь потом конструкцию собирают начисто. Посадку дверных и оконных блоков в проемы сруба делают только «скользящей». Хотя эксплуатировать такой дом можно сразу же после постройки, отделку сруба, собранного из материалов естественной влажности, лучше отложить на один, а еще лучше — на два года.
Благодаря современным технологиям удалось усовершенствовать и этот процесс. Обработанное и высушенное в заводских условиях бревно имеет идеальную цилиндрическую форму (оцилиндрованное бревно — ОЦБ), что позволило изготавливать сруб в заводских условиях, производя выборки необходимых пазов на высокоточном оборудовании. Заказчик в этом случае получает полный комплект деталей дома, сборка которого занимает не.jpg)
много времени и не требует высокой квалификации плотников. Еще один плюс — отделочные работы можно начинать сразу же после сборки коробки.
Стены из бруса возводят примерно так же, как и бревенчатые. Отличаются угловые стыки венцов, а благодаря прямоугольному сечению бруса намного упрощается сборка конструкции. Еще более технологичным материалом является профилированный брус, форма поперечного сечения которого позволяет обеспечить плотные горизонтальные стыки между венцами.
В то же время следует помнить, что брус — это бревно, у которого удалена наиболее твердая его часть — оболочка, в связи с чем этот материал подвержен деформациям при изменении влажности. Кроме того, мягкая древесина менее устойчива к атмосферным воздействиям, а значит, требует надежной антисептической обработки. Срок службы брусовых домов увеличивают также путем обшивки стен досками, виниловым сайдингом или другими материалами. Неплохой эффект дает, в частности, кирпичная облицовка.
Наиболее совершенным материалом этой категории является клееный брус, обладающий повышенной прочностью и у которого практически отсутствуют деформации. Технология его производства позволяет формировать достаточно сложные профили, обеспечивающие герметичность горизонтальных стыков венцов даже без использования уплотнения. Этот материал поставляют только в сухом состоянии, благодаря чему отделочные работы можно производить сразу же после возведения коробки. Единственный недостаток — высокая стоимость такого материала.
Подводя итог краткому обзору материалов для деревянных домов, отметим, что бревенчатые и брусовые стены совмещают функции несущей и ограждающей конструкции. Необходимый уровень теплозащиты обеспечивается при толщине деревянных стен не менее 250 мм, что требует значительных объемов древесины для строительства дома. Снизить ее расход можно, если использовать древесину только в качестве конструкционного материала. Примером такой технологии являются каркасно-щитовые дома.
Каркасно-щитовая конструкция является самой экономичной: из дерева собирают только несущий каркас дома, а в качестве изоляции применяют эффективный утеплитель, например, минеральную вату. Для обшивки используют самые различные материалы: доски, цементно-стружечную плиту (ЦСП), ориентированно-стружечную плиту (ОСП), фанеру и пр. Многие фирмы производят сборные дома, которые собирают из готовых модулей (панелей). Эта технология, в основе которой лежат те же принципы каркасно-щитовой конструкции, позволяет значительно сократить сроки монтажа дома.
Каркасно-щитовые строения могут успешно эксплуатироваться не один десяток лет, по комфортности проживания практически не уступают рубленым домам, а по энергосбережению — даже превосходят их.
К этой же группе можно отнести дома из так называемого комбинированного клееного бруса. В середину этого имитирующего брус материала введен утеплитель, а наружная и внутренняя его поверхности — из дерева. Использование при строительстве комбинированного клееного бруса позволяет не только обеспечить необходимую теплоизоляцию при меньшей (по сравнению с цельно-деревянными) толщине стен, но и снизить вес конструкции дома, сократить расход древесины.
Все шире при строительстве индивидуальных домов применяют легкие бетоны. Наиболее популярными среди изделий этой группы являются блоки из ячеистого бетона, получаемые путем автоклавного синтеза. Благодаря современному оборудованию изготавливаются изделия с высокой точностью. В результате до минимума сокращается толщина растворных швов при кладке стен. Теплоизоляционные свойства этих материалов в 2...31 раза выше чем у кирпича, что позволяет уменьшить толщину стены до 40 см. Как следствие — уменьшается нагрузка на фундамент.
В то же время нельзя забывать, что из-за высокой пористости газобетонные изделия обладают повышенным влагопоглощением, в связи с чем наружные поверхности стен следует защищать от атмосферных воздействий влагозащитными пapoпроницаемыми составами или облицовочными системами с вентилируемыми пространствами.
К легким бетонам относится и пенобетон (газобетон неавтоклавного синтеза), который отличается меньшей прочностью при сходных с газобетоном теплофизических параметрах. При наличии необходимого оборудования этот материал можно получать даже непосредственно на строительной площадке. Используют пенобетон и в качестве утеплителя для заливки монолитных конструкций, перекрытий, а также кирпичных стен, выполненных колодцевой кладкой.
Еще одним материалом этой группы является полистиролбетон. Этот материал на основе цементного связующего и пенополистирольного наполнителя сочетает в себе прочность бетона, присущую древесине легкость обработки, а также высокие теплотехнические свойства пенополистирола. Показатели прочно типолисгиро бетона в 2...3 раза выше, а водопоглощение — ниже, чем у ячеистого бетона. Монтаж блоков с использованием цементного раствора или клеевой композиции аналогичен кирпичной кладке. Этот долговечный материал легко пилить и штробить, в него можно забивать гвозди. Однако стоимость полистиролбетона пока еще достаточно высока.
.jpg)
.jpg)
А теперь, завершив краткий экскурс по основным материалам, из которых строят современные индивидуальные дома, попробуем на конкретном примере рассмотреть некоторые варианты их использования.
Этот средних размеров дом (рис. 1) предназначен для круглогодичного проживания семьи из 4 человек. При расположении на участке его лучше сориентировать так, чтобы вход располагался с восточной стороны.
Планировка жилых помещений проста и рациональна. Поднявшись на крытое крыльцо, и миновав хорошо освещенный тамбур, вы попадаете в прихожую (рис. 2). Справа — дверь, ведущая в санитарный узел, где размещена небольшая сауна. Слева расположен гардероб для верхней одежды.
.jpg)
.jpg)
Прям по ходу — застекленная дверь в гостиную и кухнюстоловую, визуально отделенные друг от друга мощными потолочными балками и колонной. Отсюда можно выйти на террасу и спуститься во двор. Из гостиной можно также пройти в небольшую спальню.
Поднявшись по открытой деревянной лестнице вы попадаете в мансарду (рис. 3), где расположены еще две спальни. В одной из них, расположенной на западной стороне дома, имеется выход на балкон-лоджию, нависающий прямо над террасой.
.jpg)
.jpg){kind=small}
Итак, первое знакомство с домом состоялось. Однако, чтобы определиться, будет ли это жилище домом вашей мечты, одних лишь видов фасадов и поэтажных планировок, разумеется, мало. Любого застройщика, который серьезно подходит к выбору своего будущего жилища, интересует гораздо большее.
Из чего можно построить такой дом? Какие материалы предпочесть, чтобы коттедж получился сухим, теплым и относительно недорогим?
Возможных вариантов конструктивного исполнения строения существует достаточно много. Конечно, мы не будем рассматривать их все, а остановимся на наиболее популярных в последние годы решениях.
Вариант 1. Каркасная деревянная конструкция
Остановимся лишь на особенностях предлагаемой конструкции (рис. 4, 5).
Верхняя обвязка каркаса стен первого этажа по осям «А» и «Г» — из бруса сечением 100x200 мм с выпуском его концов за наружные стены на 600 мм для устройства фронтонных свесов крыши (см. рис. 5). Такой же брус верхней обвязки стены тамбура но оси «6» устанавливают также с вылетом концов. Это нужно чтобы опереть на них диагональные стропила крыши тамбура. Со стороны крыльца брус опирается на стойку входного козырька.
.jpg)
В пролетах между осями «2» и «4» по оси «Б», а также между осями «1» и «4» по оси «В» устанавливают балки из клееного бруса сечением 150x300 мм. Первая из них в середине пролета опирается на стойку. Такую же балку устанавливают и на стойки балкона по оси «1», предварительно раскрепляя конструкцию временными подкосами.
.jpg)
Дощатое перекрытие нижнего этажа устраивают по деревянным балкам сечением 100x200 мм, стыкуя их по длине на опорах накладками из досок сечением 50x200 мм. Для увеличения высоты и объема мансарды, концы балок выносят в обе стороны от наружных стен на 700 мм. Все крепления — на гвоздях или с помощью металлических соединителей.
По верху балок, на расстоянии 1100 мм от продольных наружных стен, укладывают прогоны — из бруса сечением 150x150 мм. На них (над каждой из балок перекрытия) затем устанавливают стойки продольных стен мансарды сечением 100x150 мм (рис. 6). Балки верхней обвязки этих стен — из бруса сечением 100x200 мм
Рис. 6. Стропильная конструкция:
1 — коньковый прогон (100x200 мм); 2 - накладки из фанеры толщиной 20 мм;
3 — накладки из досок 50x150 мм (закрепляются после установки конькового прогона);
4 — затяжка из двух досок (50x150 мм); 5 — стропило (60x200 мм);
6 — узел соединения стропил с балками перекрытия (накладки — сечением 40x150 мм);
7 — прогон (100x200 мм); 8 — стойка (100x150 мм); 9 — брус 150x150 мм;
10 — балка перекрытия (100x200 мм); 11 — балки из клееного бруса (150x300 мм); 12 — верхняя обвязка стены
Каждую из 12 одинаковых несущих конструкций крыши (рис. 7), состоящих из двух стропил сечением 50x200 мм, изготавливают по шаблону. Вверху фермы скреплены с двух сторон накладками из фанеры толщиной 20 мм (см. рис. 6). Ниже — затяжка из двух досок сечением 50x150 мм. На уровне потолка мансарды — еще одна пара затяжек. К ним крепят обшивку (доски или гипсокартон).
Готовые конструкции устанавливают на перекрытие и временно закрепляют их в проектном положении. Концы стропил и балок перекрытия соединяют накладками на гвоздях. Верхнюю пару затяжек закрепляют после монтажа конькового прогона. После этого устанавливают подкосы между стоиками продольных стен мансарды, а стропила стягивают противоветровыми связями из стальной полосы. Завершив монтаж несущей конструкции, приступают к кровельным работам.
.gif)
Каркасные стены и крышу утепляют тремя слоями минераловатных плит. Кровлю и облицовку стен монтируют, оставляя вентилируемое пространство между этими наружными слоями и утеплителем.
Фундамент такого дома — монолитный, ленточный, мелкого заложения (см. рис. 4). На глинистых грунтах необходимо устройство противопучинной подушки, а при необходимости и дренажа. Высоту подушки, сечение фундамента и его армирование определяют расчетом.
На площадке, предназначенной под застройку, снимают почвенный слой грунта и складируют его в удобном месте. Затем размечают положение продольных и поперечных лент фундамента, после чего отрывают траншеи, предусматривая не только устройство песчаной подушки, но и укладку труб водопровода и канализации.
Уложенные инженерные коммуникации засыпают песком слоями по 10...15 см, тщательно трамбуя каждый из них, после чего тем же способом отсыпают противопучинную подушку. Горизонтальность ее проверяют уровнем. В завершение этого этапа работ монтируют опалубку (предварительно расстелив полосы полиэтиленовой пленки), устанавливают арматуру, анкера и заливают бетон. Когда он наберет необходимую прочность, опалубку снимают. Внутренние поверхности фундамента гидроизолируют.
Дно котлована также застилают пленкой (для исключения капиллярного подсоса) и заполняют грунтом до обреза фундамента, с послойным трамбованием. Поверхность засыпки тщательно выравнивают слоем песка, снова застилают полиэтиленовой пленкой, укладывают по ней сетку, связывая ее с выпусками из фундамента. Затем устанавливают анкера, монтируют опалубку и заливают бетон. Эта монолитная бетонная подготовка будет служить основанием пола первого этажа. По периметру наружных и внутренних стен (под нижнюю обвязку каркаса) точно по уровню устраивают выравнивающую стяжку и тщательно ее гидроизолируют.
Вариант 2. Бескаркасная деревянная брусовая конструкция с дополнительным утеплением и облицовкой.
Для таких стен можно использовать обычный хвойный брус сечением 150x150 мм. Венцы скрепляют между собой круглыми деревянньми нагелями 025...30 мм, а в углах — соединяют без остатка («в лапу»).
Брусовые стены, в отличие от бревенчатых, собирают сразу на готовый фундамент. Первый венец кладут на гидроизоляционный слой из рубероида с наружным свесом его над цоколем. Углы здесь соединяют в пол-дерева, в отличие от остальных венцов, которые скрепляют либо на коренных шипах, либо на шпонках.
.jpg)
Техника таких соединений не представляет большой сложности. Например, угловое соединение с коренным шипом выполняют с помощью нагелей, которые должны соединять не менее трех венцов. При соединении углов сруба на шпонках, в брусьях выбирают пазы, а при сборке вставляют в них шпонки, которые должны плотно заполнять гнезда.
Соединение балок с наружными стенами выполняют полусковороднем, а с внутренними — балку либо стыкуют посредине конструкции стень, либо делают перехлест концов.
При оборудовании проемов на торцах брусьев простенков вырезают гребни, на которые затем и монтируют элементы оконной или дверной коробки.
Для удовлетворения действующим СНиПам по теплотехнике брусовые стены следует дополнительно утеплять. В предлагаемом варианте для этого использованы два слоя минерало-ватных плит толщиной 50 мм.
Делается это так (рис. 8). Сначала к стенам, с шагом, кратным ширине теплоизоляционной плиты, прибивают гвоздями бруски сечением 50x50 мм. Затем между ними, плотно друг к другу, укладывают плиты утеплителя. Поверх них к вертикальным брускам прибивают горизонтальную обрешетку и снова плотно укладывают утеплитель, следя за тем, чтобы все стыки первого слоя перекрывались плитами второго. Сверху теплоизоляцию закрывают паропроницаемой мембраной типа «Тайвек», которая одновременно служит и ветрозащитой.
Потом к горизонтальным брускам, через мембрану, опять прибивают вертикальную обрешетку (для создания вентиляционного пространства), а к ней крепят обшивку — вагонку или сайдинг.
В заключение напомню, что все эти работы по обшивке и утеплению (как и при строительстве бревенчатых домов) можно делать только после полной осадки стен — то есть не ранее, чем через год.
Вариант 3. Стены из газобетонных блоков.
Газобетон относится к конструкционно-теплоизоляционным строительным материалам. Его применение позволяет существенно снизить массу и толщину стен, сократить объемы и сроки, а значит, и стоимость строительства. А высокие теплофизические показатели дают возможность возводить из газобетона однослойные стены. Например, блоки плотностью 400 кг/м3 и толщиной 40 см полностью отвечают современным требованиям СНиП в области энергосбережения и из них можно возводить дома даже в два этажа.
Газобетон — морозостойкий и абсолютно негорючий материал. Кроме того, он легко обрабатывается (его нетрудно пилить, в нем сверлят отверстия, штробят канавки, забивают в него гвозди). Материал не подвержен коррозии и гниению. Высокоточная технология Hebel (а она получила достаточно широкое распространение и в России) позволяет вести кладку на специальном минеральном клее, предотвращающем образование мостиков холода. Кроме стеновых блоков из газобетона изготавливают оконные перемычки, плиты покрытий и перекрытий и прочие элементы конструкции. При устройстве стен индивидуальных жилых домов из газобетонных блоков арматуру назначают по расчету, в соответствии с конкретным проектом. Обычно армирование производят через 2...4 ряда кладки.
Кладку блоков начинают вести только после устройства гидроизоляции бетонного основания. Первый ряд .jpg)
стеновых элементов укладывают на цементно-песчаный раствор. Это очень ответственная операция, поскольку она обеспечивает точность укладки всех последующих рядов. Начинают с угловых блоков, контролируя их положение уровнем и используя шнур. Все неровности этого ряда стачивают теркой, а затем тщательно очищают кладку от пыли. Последующие ряды укладывают на специальный клей, тонкий слой которого наносят сначала на вертикальный (стыковой), а затем — на горизонтальный шов. Блоки сажают на место с максимальной точностью, корректируя их положение резиновым молотком и используя для этого уровень. Возникающие неровности убирают с помощью терки.
Над оконными проемами устанавливают несущие перемычки из армированного ячеистого бетона. Глубина опоры для них должна составлять не менее 20 см.
На контрольной отметке (в рассматриваемом случае — 2,60 м от уровня чистого пола) по всему контуру наружных и внутренних несущих стен устраивают монолитный пояс, на который будут опираться балки перекрытия первого этажа (рис. 9). Последовательность этих работ следующая. Сначала по всему периметру наружных стен, заподлицо с их наружной гранью, выкладывают ряд блоков толщиной 150 мм. Затем с внутренней стороны к ним приклеивают полосу экструзионного пенополистирола толщиной 50 мм (для защиты от промерзания), после чего устанавливают доску — боковую опалубку. В образовавшийся желоб укладывают арматурный каркас, устанавливают анкеры из стальной полосы 5x50 мм и заливают бетон. Кладку фронтонов ведут как и вначале: первый ряд блоков — на цементнопесчаном растворе, а остальные — на кладочном клее.
Напомню, что газобетон, вследствие высокой пористости, обладает повышенным водопоглощением. В связи с этим после окончания возведения стен фасад здания необходимо покрыть составами, создающими влагозащитную паропроницаемую пленку на поверхности.
Один из таких вариантов — окрасить стены фасадной паропроницаемой краской. Более дорогой способ — оштукатурить стены, используя для этого специальные сухие смеси. Можно также облицевать дом кирпичом. Делают это так, чтобы между стеной и наружным слоем образовался вентилируемый воздушный зазор.
Внутренние поверхности стен штукатурят или отделывают гипсокартоном.
