Архитектурно-конструктивные детали каменных стен

Наиболее увлажняемая часть стен, расположенная непосредственно на фундамен-те и выполняемая из отборного атмосферо- и морозоустойчивого материала, называет-

ся цоколем.

При отсутствии у стен тротуара по периметру цоколя устраивают отводящую дождевые воды отмостку.

Вертикальные элементы архитектурного оформления стен включают в себя ниши, пилястры, колонны и полуколонны. Колонны и полуколонны, как правило, выполняют несущие функции.

Элементы стен

Нишейназывают местное углубление в стене,пилястрой–плоский вертикаль-ный выступ прямоугольного сечения на поверхности стены. Колонна – это отдельная вертикальная опора в виде столба, а полуколонна – вертикальный выступ из плоско-сти стены на половину своей ширины.

Перемычкойназывают конструктивный элемент,перекрывающий проем в стене.Перемычка воспринимает нагрузки от лежащей над проемом кладки и других элемен-тов здания и передает их на участки стены, ограничивающие проем с боков (простен-

ки).

Венчающий, или главный, карнизявляется конструкцией,отводящей от стеныдождевые и талые воды, и используется как элемент художественной выразительно-сти. Кроме венчающего карниза наружные стены могут иметь промежуточные кар-

низы, пояски и сандрики,выполняющие на прилегающих к ним участках стен те жефункции, что и венчающий карниз.

Часть наружной стены, продолжающаяся выше кровли, называется парапетом. Верхняя часть стены, имеющая треугольную форму и ограничивающая чердачное

пространство, называется фронтоном. Если фронтон не имеет в своей нижней части карниза, то его называют щипцом.

Каменная кладка

Примерно 60% зданий строится с каменными стенами, 3/4 объема которых зани-мает мелкоблочная кладка из местных строительных материалов.

Каменные конструкции выполняют из природных или искусственных камней.

В зависимости от вида применяемых каменных материалов кладка носит назва-

ние:

- кирпичная (сплошная или облегченная);

- мелкоблочная (из керамических и бетонных камней);

- бутовая;

- бутобетонная.

Каменные стены зданий выполняют одновременно несущую, тепло- и звукоизо-ляционную функции, поэтому их толщину принимают в зависимости от прочности, устойчивости, тепло- и звукозащитных свойств.

В жилых малоэтажных зданиях свободная длина стены обычно не превышает 6 м,

а высота этажа не более 3 м, поэтому по требованию устойчивости толщина стен должна быть не менее 250 мм.

Несущая способность стены зависит от прочности стеновых изделий и раствора кладки. В малоэтажных зданиях, где нагрузки на стены небольшие, толщину стен обычно принимают 380 мм.

Кирпичные стены

По структуре кирпичные стены можно подразделить на две группы: однородные, сложенные из обыкновенного, пустотелого или легкого строительного кирпича и не-однородные,облегченные,в которых часть кирпичной кладки заменена по толщинестены засыпкой, легким бетоном, термоизоляционными плитами или воздушной про-слойкой.

В кирпиче большие боковые поверхности называют ложками, меньшие торцовые

– тычками. Ряд кирпичей, уложенный вдоль стены ложками, называется ложковым, а уложенный тычками – тычковым.

Толщина однородных кирпичных стен всегда кратна ½ кирпича, причем стены возводят толщиной в ½, 1, 1½, 2 кирпича и более. С учетом толщины вертикальных швов, равной 10 мм, кирпичные стены имеют толщину соответственно 120; 250, 380, 510 мм в более. Толщина горизонтальных швов принята 12 мм, при этом высота 13 ря-дов кладки должна составлять 1 м.

Способ размещения кирпичей в кладке стоны с тем или иным чередованием лож-ковых или тычковых рядов для достижения перевязки швов называется системой кирпичной кладки.

При возведении, кирпичных стен наибольшее распространение получили две си-стемы кладки: двухрядная (или цепная) и шестирядная (или ложковая).

В двухрядной системекладки тычковые ряды чередуются с ложковыми.Попе-речные швы в этой системе перекрываются на ¼ кирпича, а продольные – на ½ кирпи-

ча.

В шестирядной системе кладки пять ложковых рядов чередуются с одним тычко-вым. В каждом ложковом ряду поперечные вертикальные швы перевязывают в полкирпича, продольные же вертикальные швы, образуемые ложками, перевязываются тычковыми рядами через пять ложковых рядов.

Системы кирпичной кладки: двухрядная шестирядная

фасады

разрезы

Конструктивно для обеспечения прочности многорядной кладки необходимо вы-полнять такие минимально допустимые условия перевязки швов: для сплошного кир-пича толщиной 65 мм – один тычковый слой кирпича на пять ложковых слоев; для пу-стотного кирпича толщиной 65 мм и сплошного кирпича толщиной 88 мм – один тыч-ковый на четыре ложковых; для камней – один тычковый на три ложковых. При клад-ке стен из керамических камней с щелями и на участках с большими местными нагрузками рекомендуется использовать цепную кладку.

Чем больше смежных ложковых рядов, тем кладка менее прочна и менее трудо-емка, поскольку возрастает число вертикальные продольных рядов и уменьшается ко-личество кирпичей, которые подвергаются колке на части.

Системы перевязки влияют не только на прочность стены, но и формируют кла-дочный рисунок. Помимо приведенных систем кладок, применяется еще несколько разновидностей кладочных рисунков:

Системы лицевых кладок:

тычковая двухрядная готическая двухрядная английская трехрядная

Одним из средств улучшения технико-экономических показателей наружных стен зданий средней этажности является применение наружных стен слоистой конструк-ции.

Несущую способность обеспечивает более прочный сплав, а требуемую тепло-

изоляцию – менее прочной, эффективный утеплитель.

Использование многослойных конструкций наружных стен предлагает три вари-анта расположения утеплителя: с наружной стороны стены (по фасаду), в середине конструкции стены и с внутренней стороны стены.

С целью обеспечения теплотехнических требований, а также экономии кирпича издавна применяются так называемые облегченные кирпичные стены, в которых кир-пич частично освобожден от не свойственных ему теплоизолирующих функций путем замены части кладки менее тепловидными материалами.

Различают несколько видов многослойных конструкций наружных стен:

- колодцевая кладка с монолитным легкобетонным или засыпным утеплите-

лем;

- колодцевая кладка с плитным утеплителем и воздушной послойкой;

- кирпично-бетонная кладка;

- кладка с уширенным воздушным или заполненным эффективным утепли-телем швом;

- кладка с установкой утеплителя с внутренней стороны стены;

- кладка с установкой утеплителя с наружной стороны стены.

Колодцевая кладка с монолитным легкобетонным или засыпным утеплите-

лемсостоит из двух кирпичных стенок толщиной120мм с заполнением средней частитолщиной 200-270 мм шлаком, керамзитом, легким бетоном или легкобетонными бло-ками-вкладышами.

Связь стенок осуществляется вертикальными диафрагмами из кирпича толщиной 120 мм, устраиваемых на расстоянии до 1170 мм по длине стены или же одним рядом тычковых кирпичей, укладываемых через пять рядов тычков по высоте.

Кирпичная колодцевая кладка:

При заполнении колодцев засыпным утеплителем устраивают растворные арми-рованные диафрагмы.

В модернизированной колодцевой кладке заполнение внутреннего слоя произво-дится монолитным полистиролбетоном.

Кирпичные стены из монолитного полистиролбетона с утеплителем:

для малоэтажных зданий для зданий средней этажности

Колодцевая кладка с плитным утеплителем и воздушной прослойкойвыпол-

няется аналогично вышеописанной кладке. Утеплитель, толщина которого определя-ется теплотехническим расчетом, плотно прилегает к внутреннему слою стены. Между плитным утеплителем и наружным слоем кладки устраивается воздушный зазор не бо-лее 40-50 мм. Фиксация плитного утеплителя в проектном положении обеспечивается скобами-фиксаторами из оцинкованной стали (пластмасс) или вертикальными распор-ками из плитного утеплителя на всю высоту этажа.

Конструкции наружных кирпичных облегченных стен

Варианты слоистых стен с использованием кирпичной кладки

Из-за низкого термического сопротивления (из-за многочисленных «мостиков хо-лода») традиционная кирпичная кладка может применяться только с дополнительным утеплителем.

С целью обеспечения вентиляции воздушного промежутка между наружной клад-кой и утеплителем в уровнях цоколя и над окнами устраиваются приточные отверстия, а в областях карниза и под окнами – отверстия для удаления воздуха. Для устройства отверстий вертикальные швы между кирпичом не заполняются раствором.

Разрез по наружной кирпичной стене Кирпично-бетонная кладкасостоит

жилого дома из двух стенок толщиной 0,5 кирпича и

легкого бетона, укладываемого между

ним. Стенки связывают тычковыми ряда-

ми, заходящими в бетон на 0,5 кирпича,

которые располагают через каждые три

или пять ложковых рядов кладки.

Кирпично-бетонная кладка

Тычковые ряды (диафрагмы) можно размещать в одной плоскости и вразбежку в шахматном порядке в зависимости от принятой толщины стены (380-680 мм).

Вместо сплошных тычковых рядов продольные стенки можно связывать кирпи-чами, укладываемыми в продольных стенах тычками не реже чем через два ряда по высоте и не реже чем через два кирпича, уложенных ложками по длине продольных стенок. Кладку применяют при строительстве зданий высотой до четырех этажей. Со-став легкого бетона выбирают в зависимости от этажности строящегося здания, каче-ства заполнителей и марки цемента.

Применяют также кирпично-бетонную анкерную кладке (тычковые кирпичи наружной и внутренней стенок смещают отнстительно друг друга). Тычковые кирпичи ее, выступающие внутрь кладки, обеспечивают анкеровку продольных стенок с бето-ном.

Кирпичная кладка с уширенным швом,заполненным эффектным утеплителемприменяется в стенах толщиной 400-680 мм. Кладка ведется с многорядной перевяз-кой.

При кладке с уширенным швом, незаполненным эффектным утеплителем, требу-ется выполнение штукатурки фасадной плоскости стены. Выполняют такую кладку с многорядной перевязкой швов с перекрытием воздушной прослойки тычковыми ряда-ми черз каждые 4 ряда кладки.

Кирпичная кладка с теплоизоляционным материалом с внутренней стороны стены требует дополнительных решений по ее пароизоляции.

К таким материалам относится устройство проветриваемого зазора между утеп-лителем и массивом стены или же укладка пароизоляционного слоя перед утеплите-лем.

Кирпичная кладка с теплоизоляционным слоем с наружной сторонынаибо-

лее целесообразно.

Для защиты утеплителем от атмосферных и механических воздействий, а также придания фасаду требуемых эстетических свойств применяются три конструктивных решения:

- лицевая кладка из облицовочного кирпича или керамических камней;

- защитно-декоративная штукатурка;

- навесная фасадная облицовка.

Внутренний несущий слой кирпичной кладки предусматривается толщиной 250 мм (для малоэтажных зданий, 380 мм – для зданий средней этажности) и выполняются из полнотелого или эффективного кирпича на обыкновенном или теплом растворе, приготовленном на шлаковом, перлитовом или другом пористом песке. По стене укла-дываются теплоизоляционные плиты, а затем устраивается облицовочный слой кладки

толщиной 60, 80, 100, 120 мм.

Облицовочный слой кладки является самонесущим. Он соединяется с несущим слоем разнообразными гибкими стальными (стержни Ø 6 мм, с загнутыми концами, из нержавеющей или анодированной стали, покрытие лаком) или стеклопластиковыми связями (анкеры).

Стена с облицовочным самонесущим слоем из кирпича Целесообразно облицовочный слой

кладки выполнить с устройством воздуш-ного зазора. Вентиляционный воздушный зазор способствует высыханию утеплите-ля, гарантирует высокое качество эксплу-атации утеплителя.

Для теплоизоляции применяются стекло- или минераловатные плиты из базальто-вого волокна (например КL-37, КL-35, КL-34 и жесткие ветрозащитные плиты rкl фирмы ISOVER, плиты фирмы РАRОС), которые насаживаются на анкеры, предвари-тельно заложенные в кладку несущей стены и прижимаются к ней специальными шай-бами. Вторая шайба насаженная на анкер, устанавливается в средине воздушного про-межутка и служит для стока конденсата. При этом необходимо обеспечить небольшой уклон анкера в сторону облицовочного слоя.

В системе наружной теплоизоляции «мокрого типа» по слою утеплителя

устраивается слой штукатурки, выполняемой с использованием мокрых технологиче-ских процессов.

В системе можно выделить три основных слоя:

- теплоизоляционный – плиты из материала с низким коэффициентом теплопро-водности (минвата, пенополистирол);

- армированный – слой из специального минерального клеевого состава с устой-чивой к щелочи сеткой;

- защитно-декоративный – грунтовка и декоративная штукатурка (минеральная или полимерная), возможна также окраска специальными «дышащими» красками или использование облицовочных материалов (например, клинкерная плитка).

Системы утепления фасадов «мокрого типа» подразделяются на два конструктив-ных вида;

- с жестким креплением утеплителя на основании и легкой тонкослойной штука-туркой;

- с гибким (подвижным) креплением утеплителя и тяжелой толстослойной штука-туркой.

В системах с жестким закреплением утеплитель на поверхности закрепляется с

помощью высокоадгезионного клеящего состава. На утеплитель наносится клеевой со-став в который втапливается стеклосетка с ячейкой 5х5 мм м массой 150-200 г/м², об-работанная специальным щелочестойким материалом. Затем осуществляется механи-ческое крепление утеплителя, после чего наносится второй слой раствора и защитно-декоративный слой.

В качестве теплоизоляции применяются плиты из пенополистирола типа ПСБ-С

размерами 1200х1000(500), 1000(800)х500 мм толщиной от 30 мм и выше с интерва-лом 10 мм, плотностью не менее 25 кг/м³ или минеральной ваты (фирмы «Данко индастри», ТЕХНОНИКОЛЬ, ISOVER, PAROC, ROCKWOLL) размерами

1000х600х30, 40, 50, 60, 80, 100, 120 мм и 1200х200х40, 50, 60, 80, 100, 120 мм, плот-

ностью для плит с беспорядочным расположением волокон 120-160 кг/м³ и для плит с расположением волокон перпендикулярно к плоскости стены 80-120 кг/м³.

Механическое крепление плит утеплителя к поверхности стены осуществляется с помощью специальных дюбелей (из расчета 4-8 дюбеля/м²).

Дюбели для крепления лит утеплителя:

Использование пенополистирола имеет ряд ограничений, связанных с требовани-ями пожарной безопасности. Он имеет также низкую паропроницаемость (в зависимо-сти от плотности) примерно в 40-70 раз ниже, чем у минерального волокна. В много-этажных зданиях полистирол разрешается использовать с обрамлением оконных и дверных проемов и этажными противопожарными рассечками из минераловатных плит шириной не менее 200 мм.

Устройство противопожарных рассечек «Хенкель Баутехник» (Украина).

В зависимости от видов используе-

мых утеплителей применяется 3 типа си-

стемы:

I – с минеральными утеплителями

(система Сеrеsit МВ);

II – в основном с пенополистироль-

ными плитами с поясами из минеральных

плит;

III – с пенополистирольными плита-

ми (система Сеrеsit ППС).

Распространение в Украине получила

система утепления фасадов Сеrеsit фирмы

Система Cerezit МВ Система Cerezit ППС

Толщина армированного гидроизоляционного слоя должна быть не менее 3 мм при устройстве декоративной тонкослойной штукатурки и не менее 5 мм – при окраске фасада. Толщина декоративного слоя 1,5-3,5 мм.

Легкие штукатурные системы утепления

Применение строительной изоляции PAROC

Утепление фасадов

Навесная фасадная облицовка (навесные вентилируемые фасады)

Навесной фасад представляет собой конструкцию, состоящую из облицовоч-ного слоя и подоблицовочной конструк-ции, которая крепится к стене таким обра-зом, чтобы между защитно-декоративным покрытием и стеной оставался воздушный зазор. Для утепления между стеной и об-лицовкой может устраиваться теплоизо-ляция. В этом случае вентиляционный за-

При устройстве вентилируемых фасадов используются вспомогательные элемен-ты: уплотнительные ленты между панелью и профилем подоблицовочной конструк-ции, декоративные уголки и вставки для закрытия торцов и зазоров между панелями, перфорированные металлоконструкции для вентиляции системы сверху и снизу, за-клепки, кляммеры, гребенки и др.

Подоблицовочная конструкция может крепиться на несущую или самонесущую

стену, выполненную из кирпича или бетонами меняются вентилируемые фасады как в новом строительстве так и при реконструкции старых зданий.

Использование навесных конструкций позволяет, с одной стороны, «одеть» фасад в современные отделочные материалы, а с другой – улучшить теплотехнические ха-рактеристики ограждающей конструкции и защитить ее от вредных атмосферных воз-действий.

Расположение отдельных слоев в вентилируемом фасаде, выполненных из раз-личных материалов, должно обеспечивать уменьшение показателей их теплопередачи изнутри наружу, а сопротивление паропроницаемости, наоборот, с возрастанием сна-ружи вовнутрь.

Основные достоинства вентилируемых стен с навесными облицовками:

- широкие архитектурные возможности;

- высокие тепло- и звукоизоляция;

- защита теплоизоляции от атмосферных воздействий;

- вентиляция внутренних слоев;

- нивелирование термических деформаций;

- длительный безремонтный срок эксплуатации.

Подоблицовочная конструкциясостоит изкронштейнов,которые крепятсянепосредственно на стену, и несущих профилей, устанавливаемых на кронштейны. На несущие профили, образующие каркасную систему, с помощью специальных эле-ментов крепежа закрепляются плиты (листы) облицовки.

Предназначение подоблицовочной конструкции – надежно закрепить плиты об-лицовки и теплоизоляции к стене так, чтобы между ними остался промежуток для вен-тиляции. При этом исключаются клеевые и другие «мокрые» процессы, а все соедине-ния осуществляют механически.

К подоблицовочной конструкции предъявляются следующие требования: доста-точная несущая способность (для восприятия собственного веса, веса облицовки и утеплителя), антикоррозионная стойкость, достаточная подвижность узлов (для вы-держивания температурных и ветровых нагрузок), возможность выравнивания неров-ностей несущего основания, легкость, высокая скорость монтажа.

Основными элементами, обеспечивающими крепление подконструкции к основа-нию, являются кронштейны. В зависимости от материала самой подоблицовочной конструкции они выполняются из алюминия, оцинкованной или нержавеющей стали.

Крепление кронштейнов к стене производится дюбелями или шурупами. Их диа-метр и глубина установки подбираются в зависимости от выдергивающего усилия и материала стены. Кронштейны выносятся на необходимое расстояние от стены с тем, чтобы обеспечить использование утеплителя необходимой толщины и воздушного за-зора.

Несущая способность кронштейнов играет особую роль при больших выносах каркаса. При этом необходимо либо увеличивать количество кронштейнов, либо при-менять кронштейны с большей несущей способностью. Для выравнивания неровно-стей стены необходимо иметь большой типоразмерный ряд либо использовать кронш-тейны с широкими пределами изменения их длины. Оба варианта позволяют отступать от стены до 40 см.

Через кронштейны возможно образование «мостиков холода». Для решения этой проблемы применяют два варианта: сокращают площадь соприкосновения металла кронштейнов со стеной; применяют теплоизолирующие прокладки (из пластика, поро-нита).

Несущая конструкция(каркас)состоит из антикоррозионных профилей(алю-миния, оцинкованной или нержавеющей стали) или антисептированных деревянных брусков. Применяются самые различные формы сечения профилей – Т-, Г-, П-образные и др..

Элементы подоблицовочной конструкции («Диат»)

Кронштейн

направляющие профили кляммеры

двухсторонний и односторонний

Несущая конструкция может быть трех типов: горизонтальная, вертикальная и комбинированная (совмещенная). Наихудшей по работе является конструкция из гори-зонтальных направляющих, в которой профили работают на изгиб и кручение. В вер-тикальной конструкции профили воспринимают нагрузки на сжатие и растяжение (бо-лее благоприятный режим работы), и такая конструкция не препятствует основному вертикально-воздушному потоку. Наилучшей является комбинированная конструкция, в которой к стене с помощью кронштейнов крепятся горизонтальные направляющие, а к ним – вертикальные направляющие.

Плиты теплоизоляционного материалаустанавливаются между несущимипрофилями и крепятся непосредственно к стене. При непрочном креплении возникает опасность сползания плит и образования между ними щелей (мостиков холода).

Утеплитель должен обладать следующими свойствами: негорючестью, долговеч-ностью, биостойкостью, иметь стабильную форму, паропроницаемость, высокие теп-лоизолирующие характеристики, устойчивость к ветровым потокам.

В качестве утеплителя в вентилируемых стенах чаще всего применяют минерало-ватные плиты, иногда используют стекловатные плиты.

Для защиты утеплителя от воздушных потоков в вентиляционном промежутке применяют ветрозащитную паропроницаемую пленку, иногда используют каширован-ные (с пленкой) плиты утеплителя или применяют жесткие (плотные) теплоизоляци-

онные плиты. Может быть использован вариант с двумя слоями плит, когда более жесткая плита устанавливается с наружной стороны стены.

Крепление плит утеплителя к стене осуществляется чаще всего тарельчатыми пластиковыми дюбелям.

Механическое крепление облицовочных материалов к несущим профилям осу-ществляется крепежными деталями. Различают видимые и скрытые элементы креп-ления.

Видимое крепление более простое и осуществляется шурупами-саморезами, за-клепками или кляммерами. Видимые части крепежа, в том числе декоративные, часто окрашивают в цвет облицовочного материала. Кляммеры должны позволять легко и надежно производить монтаж облицовки и не позволять плите вибрировать при поры-вах ветра.

Скрытое крепление требует дополнительной обработки панелей для обеспечения их крепления. Например, в плитах керамогранита высверливают с тыльной стороны углубления типа «ласточкин хвост».

Большое разнообразие отделочных материалов для облицовки вентилируемых стен предоставляет архитектору широкие возможности для решения эстетических за-дач. Помимо внешнего вида материалы различаются между собой по составу, размеру, типу крепления, цене и т.д.

Выделяют следующие виды облицовочных изделий: крупноразмерные (высотой с этаж), мелкоразмерные панели, длинные узкие панели, профилированные листы, пане-ли-кассеты (объемные панели из тонколистовых материалов).

В навесной вентилируемой фасадной системе «Марморок» применяется фасад-ный камень, подоблицовочные конструкции (ригели, стояки, консоли, анкерные креп-ления), утеплитель.

1 – фасадный камень; 2 – стояк; 3 – ригель; 4 – консоль; 5 – дюбель; 6, 7 – шуруп.

Ригели крепятся непосредственно к стене или через консоли при высоте стены до 8 м с шагом 600 мм, анкерным способом фасадными винтовыми дюбелями.

На ригели с шагом 300 мм крепятся самонарезными шурупами вертикально рас-положенные стояки V-образной формы. С интервалом 100 мм в косых стенках стояков устроены выступы для анкерного крепления фасадных камней.

Для утепления используются плиты с базальтового волокна типа РАRОС, RОСКWОLL (без ветрозащиты), а также плиты типа WENTIROCK.

Утеплитель РАRОС выпускается из базальтовых пород с добавкой доломита. Плиты типа FS выпускаются размером 1000х500/600 мм и толщиной 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 120, 130 мм. Плотность – 60кг/м³. Расчетный коэффициент теплопроводности

– 0,034 Вт/мК. Плиты типа FР выпускаются размером 1000х500/600 мм и толщиной 40, 50, 80, 100, 120, 150 мм. Плотность – 70кг/м³. Расчетный коэффициент теплопроводно-

сти – 0,034 Вт/мК.

Утеплитель RОСКWОLL выпускается также из базальтовой ваты. Рекомендуются

плиты типа ПАНЕЛЬРОК (РАNЕLRОСК) размером 1000х500/600 мм и толщиной 50, 60, 70, 80, 90, 100, 120, 150 мм. Плотность – 70кг/м³. Расчетный коэффициент тепло-проводности – 0,037 Вт/мК.

Плиты типа WENTIROCK размером 1000х500/600 мм и толщиной 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 120 мм. Плотность – 100кг/м³. Расчетный коэффициент теплопроводности

– 0,037 Вт/мК.

Для облицовки применяются фасадные камни длиной 300, 600 мм, шириной – 105 мм, а строительные размеры 300(600)х100х25 мм.

Максимальный вес одного камня составляет 2,82 кг.

Надежность крепления обеспечивается его весом и усиками, что отгибаются. Камень состоит из мраморной или гранитной крошки, бетона, цветных добавок и

обделывается водонепроницаемым веществом.

Конструкция стояка обеспечивает образование воздушного канала толщиной 15

мм между стеной и облицовкой.