Кирпичные и блочные стены

Энергоэффективная кладка стен из кирпичей или из кирпичей и блоков обычно представляет собой трехслойную конструкцию. Толщина первого слоя - внут­ренней несущей стены - определяется лишь прочност­ными требованиями; толщина теплоизоляционного слоя диктуется теплофизическими требованиями; назна­чение третьего (лицевого) слоя - защитить утеплитель от внешних воздействий.

Кирпично-блочные стены. Внутренняя стена может быть выполнена из кирпича или блоков (бетонных, керамзитобетонных, шлакобетонных, гипсобетонных, газосиликатных и т.д.) (рис. 5.1).

Рисунок 5.1 – Фрагмент стены из блоков и облицовочного кирпича с воздушной прослойкой

Для лицевого слоя могут применяться кирпичи или камни керамические лицевые, отборные стандартные кир­пичи, силикатные кирпичи, бетонные лицевые кирпичи (рис. 5.2), а также бетонные и керамзитобетонные блоки с после­дующим оштукатуриванием.

Специальные требования применяются к утеплителю, так как в данном случае потери им своих сойств ремонтно-восстановительные работы невозможны. Основными из этих требований яв­ляются: устойчивость к деформациям и влагостойкость. Данным требованиям отвечают, и чаще всего применяются - минеральная вата, пенополистирол и стеклова­та.

Рисунок 5.2 – Фрагмент стены из блоков, облицовочного кирпича и расположенного между ними минераловатного утеплителя с вентилируемым зазором. Для обеспечения вентиляции в кирпичной части стены устраиваются продухи

Следует отметить, что внутренний и наружный слои ограждающей трехслойной конструкции должны быть связаны между собой жесткими или гибкими связями. С позиции теплотехники эти связи являются "мостиками холода" и могут значительно снизить термическое соп­ротивление всей ограждающей конструкции. Очевидно, что самое большое снижение теплосопротивления дает применение жестких кирпичных связей Использова­ние связей из нержавеющей стали значительно умень­шает теплопотери. Однако наиболее перспективный вариант с точки зрения борьбы с "мостиками холода" заключается в применении специальных стеклопластиковых связей. В этом случае, теплопотери, как правило, не превышают 2%.

Вообще, стеклопластик наиболее перспективный материал для гибких связей, он обладает очень низкой теплопроводностью, высокой прочностью и очень высо­кой химической и деформационной стойкостью.

При проектировании и эксплуатации трехслойных стен с внутренним расположением утеплителя существу­ет еще одна чрезвычайно серьезная проблема, на кото­рую необходимо обратить внимание - это конденсация влаги внутри конструкции. Водяной пар, попадающий в результате диффузии в толщу конструкции, может привести к прогрессирующему отсыреванию утеплите­ля и постепенной потере им своих теплоизолирующих свойств. При этом утеплитель не высыхает даже в теплое время года, так как наружный слой является паробарьером.

Во избежание этого рекомендуется устраивать с внутренней стороны ограждающей конструкции пароизоляционный слой или воздушный вентиляционный зазор снаружи.

Рассмотрим подробнее две основные конструктив­ные схемы стен колодцевой кладки: трехслойные стены без воздушного зазора и с вентилируемым воздушным зазором.

Трехслойные кирпичные стены без воздушного зазора.В этой схеме теплоизоляционные плиты размеща­ются в один или несколько слоев внутри стены и фик­сируются с помощью анкеров, заложенных в швы кир­пичной кладки несущей стены. В данном случае необходим паробарьер для пре­дотвращения конденсации водяного пара в утеплителе.

Лицевой слой выкладывается из облицовочного кирпича или камня и связывается с несущей стеной с помощью гибких стеклопластиковых или базальтопластиковых связей, имеющих низкий коэфиициент теплопроводности (рис. 5.3).

Использование металлических стержней или кладочной сетки, которые укладываются обычно через 5 рядов кладки, в данном случае нецелесообразно, так как они, являясь «мостиками холода», способствуют увеличению теплопотерь до 5-10%.

В качестве те обычлоизоляции используют или плитный утеплитель из вспененного или экструдированного пенополистирола, пеноизолола, минеральной ваты или монолитный утеплитель из пеноизола (пенопласт карбамидный теплоизоляцион­ный), пенополиуретана и т.п., приготовление которых осуществляется непосредственно на строительной площадке.

Рисунок 5.3 – Трехслойная плита с внутренним слоем из

теплоизоляционных плит без воздушного зазора

При установке плитного утеплителя могут оставаться щели между отдельными плитами, что при некаственном заполнении швов в наружнем слое кладки значительно увеличивает продуваемость стены. Заливка среднего слоя кладки монолитным пеноизолом или пенополиуретаном позволяет обеспечить плотное заполнение пустоты, что обеспечивает более качественную теплоизоляцию стены. Возможность приготавливать пеноизол непосредственно на стройплощадке с помощью срециальных установок (рис. 5.4) делает его уникальным материалом, так как ни один из других теплоизоляционных материалов не обладает таким технологичным свойством заполнять весь объем полости и обеспечивать при этом надежную тепловую защиту конструкций. Пеноизол характеризуется низкой теплопровод­ностью, низкой плотностью, пожаробезопасностью, дол­говечностью, стойкостью к действию микроорганизмов и большинству органических растворителей, а также спо­собностью предотвращать распространение насекомых и грызунов.

Пеноизол отличается от традиционных пенопластов: он более мягкий и эластичный, поэтому требует осторожного обраще­ния, так как при точечном воздействии легко протыкается, но с другой стороны, благодаря своей мягкости он хо­рошо поглощает звуковые колебания. Пеноизол противостоит открытому пламени, в огне не плавится и не течет, а лишь обугливается и мгновенно гаснет при удалении источника огня.

Рисунок 5. 4 - Общий вид установки ПЕНА производи-тельностью по пене до 8 м³/час

Пеноизол – самый дешевый теплоизоляционный материал по главному для потребителя параметру «цена-качество». По этому параметру, с учетом коэффициентов теплопроводности, он дешевле в 1,5 раза минеральной ваты, в 1,3 раза стеклянного штапельного волокна (URSA), как минимум в 1,5 раза пенополистирола, в 6,5 раз экструдированного пенополистирола, и в 4,4-5 раз теплоизоляционных плит из базальтового волокна.

Заливка пеноизола во внутренние полости стен удобна при ремонте старых зданий и сооружений, так как не приходится разрушать кирпичную кладку. В России в 70-90-х годах при возведении индивидуальных домов из кирпича традиционно оставляли воздушный зазор от 40 мм до 100 мм в наружной кирпичной стене, считая, что воздух как прекрасный теплоизолятор обеспечит значительное повышение термического сопротивдления ограждающих конструкций. Воздушная прослойка в стене может повысить теплозащиту здания только на 5-10%. Для повышения энергоэффективности таких стен в настоящее время практикуется заполнение воздушных зазоров в стенах различными теплоизоляционными материалами, наиболее пригодным из которых для реализации данной технологии является пеноизол или пенополиуретан (рис. 5.5).

Рисунок 5.5 - Теплоизоляция полых стен с помощью пено-изола или пенополиуретана

Для заполнения пустот в наружной кирпичной стене, в швах кладки, так, чтобы не повредить сами кирпичи, в шахматном порядке на расстоянии в пределах метра высверливаются отверстия. Затем пеноизольная масса подается через нижние отверстия и под давлением поднимается вверх. Заполнив весь объем внизу, суфлеобразный пенопласт появляется в отверстиях второго ряда. После этого начинается заливка уже со следующего яруса. Как правило, после завершения работы, заказчику предлагают выбрать несколько мест в стене, где аккуратно выбиваются кирпичи, дабы убедиться, что пеноизол заполнил все пространство, не оставив пустот. При использовании пеноизола для утепления зданий (слоем толщиной 10 см) затраты на отопление снижаются в 1,5-3 раза, а стоимость всех работ по утеплению окупается менее чем за один-два отопительных сезона.

Стоит также отметить, что недостатком пеноизола является его высокая гигроскопичность (до 10-20% от массы).

Существенным недостатком кирпичной кладки с внутренним слоем их эффективных утеплителей типа пенопласт или минеральная вата является разная долговечность наружных слоев стены и утеплителя. Утеплитель со временем теряет свои свойства и замена его трудноосуществима.

Трехслойные кирпичные стены с воздушным зазором.При этом способе устройства стены сначала возводится внутренняя несущая стена здания из обычного строительного кирпича (или блоков). Тепло­изоляционные плиты насаживаются на проволочные анкеры, предварительно заложенные в кладку несущей стены, и прижимаются к ней пружинными шайбами.

В последнее время большое распространение получают гибкие базальтопластиковые и стеклопластиковые анкеры с пластиковыми фиксаторами для утеплителя. Гибкие связи связывают между собой внутренний и наруж­ный слои кирпичной кладки и одновременно фиксируют плиту утеплителя с целью обеспечения заданного воздушного зазора. Вентиляционный воздушный зазор способствует высыханию утеплителя, гарантируя высокое качество теплоизоляции.

По сути своей трехслойная стена с воздушным за­зором является вентилируемым фасадом, только роль облицовки здесь выполняют не листовые или плитные материалы, а каменная наружная стенка (рис. 5.6).

Конструкции трехслойных стен с утеплителем в качестве внутреннего слоя применяются довольно часто. Это достаточно недорогой способ возведения ограж­дающей конструкции, обладающий рядом несомненных преимуществ, таких как сравнительно небольшая тол­щина и, соответственно, вес, высокая тепловая эффектив­ность, огнестойкость (стены с облицовкой из кирпича можно применять в зданиях любой степени огнестой­кости).

Однако трехслойные кирпичные стены кроме достоинств обла­дают существенным недостатком - высокой трудоемкос­тью их возведения. Производительность труда каменщиков падает в несколько раз. Целесообразно применение комбайнов для выполнения кладки, но в ближайшее время механизация или автоматизация каменной кладки в России не намечается.

Рисунок 5.6 – Трехслойная кирпичная стена с внутренним

теплоизоляционным слоем и воздушным зазором

Однако трехслойные кирпичные стены кроме достоинств обла­дают существенным недостатком - высокой трудоемкос­тью их возведения.