Доклад «Современные технологии при возведении стен»

Говоря о теплом доме, мы в первую очередь должны обес­печить необходимую и качественную теплоизоляцию всех конструкций, ограждающих внутренние помещения от внешней среды. Это касается наружных стен, кровли, мансардных, подвальных перекрытий и т. д. Обсудим строительство стен, ведь общеизвестно, что через них при эксплуатации дома теряется больше всего тепла (иногда до 40 %). Современные материалы и технологии обеспечи­вают возможность значительно уменьшить эту цифру. Немаловажно, что от выбора материала зависит и ком­фортность условий проживания, влаго- и шумозащита, пожаробезопаеность, экологическая чистота жилища. Кстати, в летнюю жару необходимо сохранить прохладу внутри помещений. Какому стеновому материалу отдать предпочтение?

При преимущественном конвективном теплообмене для теплоизоляции используют ограждения, содержащие слои материала, непроницаемого для воздуха; при лучистом теплообмене - конструкции из материалов, отражающих тепловое излучение (например, из фольги, металлизированной лавсановой плёнки); при теплопроводности (основной механизм переноса тепла) - материалы с развитой пористой структурой.

Эффективность теплоизоляции при переносе тепла теплопроводностью определяется термическим сопротивлением (R) изолирующей конструкции. Для однослойной конструкции R=d/l, где d - толщина слоя изолирующего материала, l - его коэффициент теплопроводности. Повышение эффективности теплоизоляции достигается применением высокопористых материалов и устройством многослойных конструкций с воздушными прослойками.

Задача теплоизоляции зданий - снизить потери тепла в холодный период года и обеспечить относительное постоянство температуры в помещениях в течение суток при колебаниях температуры наружного воздуха. Применяя  эффективные теплоизоляционные материалы, можно существенно уменьшить толщину и снизить массу ограждающих конструкций и таким образом сократить расход основных стройматериалов (кирпича, цемента, стали и др.) и увеличить допустимые размеры сборных элементов.

Кирпичные стены.

Хорошо знакомый нам керамический (глиняный) кирпич по-прежнему остается самым популярным стеновым материалом. Он прочен, долговечен, морозостоек, пожа­робезопасен. В кирпичных домах температура внутри по­мещений имеет незначительные суточные колебания — кирпич создает устойчивый микроклимат, поддерживая тепло   зимой   даже   при   кратковременном   отключении отопления и прохладу летом. Сохраняют кирпичные сте­ны эти качества в течение десятков и даже сотен лет.

Однако следует иметь в виду, что стены, выполненные из традиционного полнотелого кирпича, обязательно (по действующим теплотехническим нормам) требуют наруж­ного утепления. Но технологии не стоят на месте, и сегод­ня все больше домов строятся из многопустотных крупно­форматных керамических камней и блоков, производство которых в России началось около 15 лет назад. Они пред­ставляют собой многопустотную конструкцию, габариты которой в несколько раз превышают размеры одинарного кирпича. Крупный формат, внутренняя структура и особая форма керамических блоков работают на сохранение теп­ла. Потому эти блоки заслужили название «теплая кера­мика». Средняя их плотность менее 1 000 кг/м³, прочность 10~15 МПа. Крупноформатный поризованный камень мар­ки М100, размером 510 х 250 х 219 мм замещает около 15 стандартных кирпичей при массе всего около 23 кг и тепло­проводности 0,15 Вт /м• °С. Последняя цифра означает, что при сооружении стены из таких блоков (после оштукату­ривания или облицовки вполовину кирпича) будет достиг­нут соответствующий нормативным документам уровень теплозащиты. И дополнительное утепление специальными теплоизоляционными материалами не потребуется.

При производстве керамических поризованных бло­ков в глину добавляют горючие добавки. При обжиге они сгорают, образуя в теле кирпича множество мельчай­ших пор, наполненных воздухом (поэтому блоки называ­ют поризованными). Но главное, кроме мелких пор, внут­ри керамических блоков сформовано множество пустот, также наполненных воздухом. Эти пустоты спроектиро­ваны так, чтобы путь, который проходит тепло по внут­ренним стенкам такого блока, был максимально длин­ным. За счет этого они хорошо нагреваются, меньше проводят тепло и лучше его сохраняют. Именно поры и пустоты резко снижают теплопроводность блоков. На­личие на их боковых гранях гребней и пазов позволяет отказаться от вертикальных растворных швов (мостиков холода) и сократить количество горизонтальных. Приме­нение таких изделий значительно экономит расход кладочного раствора и время на возведение стен при одно­временном повышении теплозащиты и шумопоглощения ограждения.

Кроме керамических блоков, фирмы предлагают специ­альный «теплый» кладочный раствор. Для сравнения: у традиционного цементно-песчаного раствора коэффици­ент теплопроводности близок к 1 Вт/м •°С, а у специально разработанного перлитового состава 0,24 Вт/м • °С. Прак­тически термосопротивление раствора соизмеримо с ана­логичным параметром массива стены. Еще одна сфера, где теплый раствор становится поистине незаменимым, соору­жение криволинейных в плане поверхностей из керами­ческих блоков. Ведь при такой кладке неизбежно возника­ют клиновидные вертикальные швы, обращенные как внутрь здания, так и наружу. Заполняя клиновидное пространство   теплым   раствором,   можно   практическиуравнять термическое сопротивление шва и стенового ма­териала, исключая какие-либо мостики холода в огражда­ющей конструкции.

Немаловажно, что у теплой керамики великолепные характеристики прочности (М100-М150) и морозостойко­сти (Р50). Прибавьте к тому экологичность, хорошую зву­коизоляцию, паропроницаемость «теплой керамики», ее способность смягчать перепады температур и регулиро­вать влажность в помещении. «Теплую керамику» по пра­ву можно назвать кирпичом XXIвека, вобравшим лучшие черты своего предшественника.

Стены из ячеистого бетона.

В малоэтажном домостроении широко используется и яче­истый бетон, обладающий низкой плотностью плюс высо­кими теплозащитными и прочностными свойствами. Сред­няя плотность мелких ячеисто-бетонных блоков 400-600 кг/м³, предел прочности на сжатие 2,5-3,5 МПа теплопроводность 0,11-0,14 Вт/м • °С. Они позволяют хо­рошо удерживать тепло в помещениях и создавать благо­приятный температурно-влажностный режим, как летом, так и зимой.

Ячеистые бетоны делятся на два типа: газо- и пенобе­тон. Именно эти термины вы, скорее всего, встретите на строительных рынках. Друг от друга материалы отлича­ются технологией изготовления. В самом общем случае пенобетон легко представить в виде взбитых сливок, ког­да вспененная масса отливается в форму и застывает без дополнительной термической обработки. Производство газобетона можно уподобить росту дрожжевого теста. Порообразование в нем происходит внутри всего массива равномерно и одновременно. Более того, чтобы завершить химические процессы, происходящие в теле материала, изделия из газобетона подвергают термовлажностной обработке в специальных объемах, называемых автокла­вами. Такой продукт не сделаешь «на коленке». Здесь подразумевается серьезное заводское производство с за­тратами значительных энергетических ресурсов. Уместно предупредить об известной доле низкокачественной про­дукции, которую поставляют доморощенные умельцы. Разлить по формочкам пенобетонную сметану куда как легче, чем обеспечить технически грамотный регламент изготовления качественной продукции на современном оборудовании.

Как лучше утеплять стены - снаружи или изнутри?

Стены построенного дома, не обеспечивающие достаточный уровень теплозащиты, нуждаются в утеплении. Для этого используют различные теплоизоляционные материалы, располагая их с наружной или внутренней стороны стены.

При внутреннем утеплении существующая стена, расположенная перед утеплителем, находится в зоне отрицательных температур, которая отчасти захватывает и собственно утеплитель. Кроме того, нарушается естественная диффузия водяных паров, и создаются условия для образования конденсата в толще конструкции на границе утеплителя и стены.

Следует обратить внимание на тот факт, что при внутреннем утеплении практически невозможно установить теплоизоляционный материал в местах примыкания перекрытий к наружной стене. Здесь образуются мостики холода, причем потери тепла в этих зонах могут превышать потери через остальную площадь стены 

При наружном утеплении снижение температуры по толщине существующей стены происходит достаточно медленно и плавно. Резкое падение температуры наблюдается ближе к наружной стороне, а зона отрицательных температур располагается в толще слоя дополнительной теплоизоляции.

Расположение плотных, плохо пропускающих водяные пары материалов изнутри, а легких и пористых снаружи благоприятно влияет на влажностный режим стены и не создает условий для скопления в ней влаги. Если теплоизоляционный материал надежно защищен от атмосферных воздействий (дождя, снега, солнечной радиации), такая стена в течение всего года сохраняет высокие теплозащитные свойства.

Сточки зрения поддержания нормального температурно-влажностного режима утепление с наружной стороны стены является оптимальным. Необходимая толщина слоя утеплителя (табл. 1) зависит от конструкции утепляемой стены и вида утепляющего материала.

Таблица 1. Толщина слоя утеплителя.

Многослойные строительные конструкции

Утепление стен снаружи обладает рядом положительных качеств, поскольку защищает от неблагоприятных атмо­сферных воздействий, сдвигает точку росы в наружную поверхность утеплителя, создавая тем самым благоприят­ный с точки зрения влажности режим эксплуатации. К тому же это часто используемый способ повысить тепло­изоляцию дома, построенного из материалов, «транжиря­щих» энергию.

Наибольшее распространение получили следующие ва­рианты фасадного утепления: штукатурный («мокрый») способ, устройство фасадов с вентилируемым зазором и применение отделочных термопанелей.

В них теплоизоляционной составляющей являются плиты из каменной ваты, стекловолокна или вспененного полистирола. Они монтируются непос­редственно на несущую стеновую конструкцию и защища­ются от контакта с внешним воздухом тонким штукатур­ным слоем под дальнейшую окраску или отделку керамической плиткой или камнем.

Второй вариант — навесной фасад с вентилируемым зазором. Это современное решение, применяемое при но­вом строительстве, реконструкции и утеплении зданий. Принципиальная схема его конструкции такова: на неко­тором расстоянии (относе) от утепляемой несущей стены располагают с помощью специальной каркасной системы защитно-декоративный экран из облицовочных плит или листов. В пространстве между облицовкой и несущей стеной располагается утеплитель, который крепится к сте­не специальными анкерами. Воздушный зазор образуется между облицовкой и утеплителем. Он обеспечивает испа­рение и отвод влаги за счет естественной тяги, возникаю­щей внутри навесного фасада. В качестве утеплителя чаще всего также используют плиты из каменной ваты. Для создания декоративного экрана применяют различ­ные материалы: натуральный и искусственный камень, керамический гранит, металлические листы, композитные панели и др. Применение навесных фасадных систем поз­воляет совместить наружную декоративную отделку и по­высить теплозащиту ограждающих конструкций зданий.

Фасадные термопанели представляют собой жесткие пазогребневые пенополистирольные или пенополиуретановые листы с впрессованными в них клинкерными или керамогранитными плитками. Они выпускаются в виде рядовых плит, доборных и угловых элементов. Благодаря соединению типа «ласточкин хвост» плитки прочно скреп­ляются с утеплителем, а пазы и гребни по сторонам защи­щают стену от попадания влаги даже при косом дожде. Термопанели используют как в новом строительстве, так и при реконструкции зданий. Крепят изделия к стенам с по­мощью дюбелей, саморезов с последующей расшивкой швов, поэтому монтировать их можно круглый год.

В своей работе я рассмотрел основные возможности тепло и энергосбережения при возведении стен.

Библиографический список

1. Физика: Учебник для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования / В.Ф. Дмитриева.- 6-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2005.
2. http://znanija.com
3. www.knou-house.ru
4. www.vashdom.ru