Обеспечение теплозащитных свойств и влажностного режима наружных ограждающих конструкций

Общие положения

При проектировании и строительстве жилых зданий необходимо обеспечить надлежащую теплозащитную способность их наружных ограждающих конструкций. С учетом вышесказанного конструктивные решения наружных ограждений (однородных и неоднородных) и толщины их слоев определяют с учетом температурного перепада между наружным и внутренним воздухом и теплозащитных характеристик материала слоев ограждения. Вопросы расчета ограждающих конструкций на теплопередачу, теплоустойчивость, образование конденсата, воздухо- и паропроницаемость изучаются в дисциплине “Строительная физика”, а ниже будут рассмотрены некоторые варианты конструктивных решений ограждающих конструкций с позиций обеспечения их теплозащитных свойств и паропроницания.

30.2. Приемы обеспечения теплозащиты и влажностного режима наружных ограждающих конструкций

Основными наружными ограждающими конструкциями, обеспечивающими теплозащиту зданий, являются стены и покрытия. Повышение теплозащиты стен достигается или увеличением их толщины или введением в конструкцию стен утепляющих слоев из теплоизоляционных материалов. Увеличение толщины однородных стен из плотных материалов неэффективно из-за необходимой большой их толщины и соответственно массы. Слоистые несущие и самонесущие стены более экономичны и могут быть кирпично-бетонными, кирпичными с термовкладышами, с воздушной прослойкой, с утепляющей гипсовой или легкобетонной плитой (см. п. 18.3.), а также могут состоять из внутреннего несущего слоя из прочных материалов, утепляющего слоя их эффективных теплоизоляционных материалов, воздушной прослойки, наружного слоя для защиты от внешних атмосферных воздействий и отделки фасада. Примером такого конструктивного решения является стена, состоящая из внутреннего кирпичного слоя толщиной 250 или 380 мм, утепляющего слоя из пенополистирола толщиной 100 мм, воздушной прослойки в 40 мм и наружного защитно-декоративного слоя толщиной 120 мм из лицевого кирпича (рис. 30.1.). Вместо пенополистирола в качестве утеплителя могут применяться минераловатные или стекловолокнистые плиты, хотя стоимость этих материалов значительно выше стоимости пенополистирола.

Рис. 30.1. Трехслойная кирпичная стена с воздушной прослойкой.

1 – вентилируемая воздушная прослойка; 2 – утеплитель; 3 – ветрозащита; 4 – облицовка лицевым кирпичом; 5 – гибкие связи с фиксаторами; 6 – штукатурка; 7 – несущий кирпичный слой

В домах высотой до 3 этажей несущие и самонесущие стены могут устраивать однослойными из легкобетонных (ячеистобетонных или газосиликатных) блоков при толщине стен 400-500 мм (рис. 30.2.) или многослойными с эффективным утеплителем и защитно-декоративным слоем (рис. 30.3.1. и 30.3.2.).

Рис. 30.2. Стена из легкобетонных блоков с утеплением

В процессе эксплуатации жилых домов в результате диффузии водяных паров через наружные ограждающие конструкции возможно в холодное время года образование конденсата в толще последних. При этом в однородном ограждении плоскость возможной конденсации располагается примерно в 1/3 толщины ограждения от наружной поверхности, а в слоистых ограждениях – за утепляющим слоем или в утеплителе. т.е. в слоистых ограждениях утеплитель целесообразно размещать ближе к наружной поверхности.

Рис. 30.3.1. Трехслойная стена из блоков и облицовкой колотым кирпичом:

1 – вентилируемая воздушная прослойка; 2 – утеплитель; 3 – облицовка колотым кирпичом; 4 – гибкие связи с фиксаторами; 5 – кладка из блоков; 6 – штукатурка

При увлажнении ограждающей конструкции, в том числе и за счет диффузии водяного пара, снижается ее теплозащитная способность, а при низкой наружной температуре возможно образование и замерзание конденсата в толще ограждения перед наружным защитно-отдельным слоем и отслаивание этого слоя от стены. Сказанное выше в первую очередь касается ограждений, примыкающих к влажным помещениям, к которым в жилых домах относятся кухни и санитарно-технические помещения.

Рис. 30.3.2. Вариант трехслойной стены из легкобетонных блоков, с утеплителем с ветрозащитой и облицовкой колотым кирпичом:

1 – вентилируемая воздушная прослойка; 2 – утеплитель; 3 – ветрозащита; 4 – облицовка колотым кирпичом; 5 – гибкие связи с фиксатором; 6 – кладка из блоков; 7 – штукатурка

В жилых помещениях квартир в отопительный период относительная влажность воздуха не превышает нормальную φ_в=50-60% и в наружных однослойных и многослойных ограждающих конструкциях, примыкающих к этим помещениям, не требуется устройства дополнительной пароизоляции. В ограждениях, примыкающих к помещениям с повышенной влажностью (φ_в > 60%), рекомендуется устраивать дополнительную пароизоляцию, например, ограждения с внутренней стороны можно покрыть пароизоляцией в виде масляных или эмалевых красок или лаков или облицевать керамической плиткой, а в конструкции чердачных, надподвальных и нижних перекрытий ввести пароизоляцию, защищающую утеплитель от увлажнения (см. п. 21.8.).

К тому же в помещениях с повышенной влажностью внутреннего воздуха предусматривается вытяжная вентиляция с помощью внутристенных или приставных вентиляционных каналов, вентиляционных блоков, панелей или шахт (см. п. 28.2.). В совмещенных покрытиях для защиты утеплителя от увлажнения устраивают в утеплителе вентиляционные каналы, сообщающиеся с наружным воздухом (см. п. 22.6.) или устанавливают аэраторы (см. п. 22.8.).

Если внутренние слои наружных ограждающих конструкций не обеспечивают требуемое сопротивление паропроницанию для защиты утеплителя от увлажнения, то кроме перечисленных выше приемов пароизоляции возможно устройство вентилируемых фаса- дов и крыш. Для этого между утеплителем и наружным защитно-отделочным слоем устраивают вентилируемую воздушную прослойку, в которой воздух движется снизу вверх вследствие естественной тяги (гравитационного подсоса) и в результате воздухообмена происходит удаление влаги из утеплителя. Воздух в вентилируемую прослойку поступает внизу из приточных отверстий, располагаемых на уровне цоколя (для стен и крыши) или на уровне карниза (для крыши) и выходит через вытяжные устройства, располагаемые в верхней части вентилируемой конструкции: на уровне карниза для стены и в коньке или фронтоне крыши – для совместно вентилируемых стены и крыши или одной крыши (рис. 22.18.2.;28.3.; 28.4.; 28.5.; 30.3.1.; 30.3.2.; 30.4.; 30.5. и 30.6.).

В качестве утеплителя в вентилируемых конструкциях могут применяться пенополистирольные, минераловатные или стекловолокнистые плиты, которые крепят к несущему слою стен с помощью специальных приспособлений (анкеров-дюбелей, металлических столиков, клея и др.), а в качестве защитно-отдельных слоев (облицовки) могут применяться кладка толщиной 120 мм из лицевого камня, полимербетонные или цементно-волокнистые плиты размером 600х600; 600х1200; 1200х2700 и 1200х3000 мм и толщиной 6-12 мм, а также керамическая плитка, размером 600х600 мм и толщиной 10-12 мм и другие элементы, например, полимерметаллические плиты.

Рис. 30.4. Вариант соединения вентилируемой скатной крыши с вентилируемой трехслойной кирпичной стеной (мансардный этаж)

Рис. 30.5. Вариант соединения вентилируемых скатной крыши и блочной слоистой стены (мансардный этаж)

Рис. 30.6. Вариант верха двускатной вентилируемой «теплой» крыши с черепичной кровлей (мансардный этаж)

Рис. 30.7. Вариант устройства вентилируемой системы фасада:

1 – облицовка; 2 – вентилируемая прослойка; 3- теплоизоляционный слой; 4 – стена здания; 5 – анкерные устройства; 6 – самонарезающийся винт; 7 – шпилька крепежная; 8 – опорный столик; 9 – профиль металлический; 10 – силиконовая мастика; 11 –ветрозащитная пленка

Отделочный слой из кирпичной кладки опирают на специальные поэтажные плиты с отверстиями для вентиляции, а облицовочные плиты крепят с помощью винтов-саморезов или специальных зацепных приспособлений к металлическим элементам в виде уголков или швеллеров, устанавливаемых вертикально и в свою очередь прикрепляемых к несущему слою стены (рис. 30.7.).

Кроме минеральных материалов в качестве облицовки могут применяться металлические листы-панели, толщиной 1- 6 мм с защитным покрытием.

Дома с вентилируемыми фасадами имеют привлекательной внешний вид, но устройство вентилируемых фасадов существенно удорожает строительство, к тому же оно трудоемко и особенно металлоемко. Надежность и долговечность таких конструктивных решений утепления и влагоудаления в условиях Беларуси пока недостаточно изучена. По предварительным данным ее долговечность составляет 15 – 25 лет, что не соответствует принципу, согласно которому основные несущие и ограждающие конструкции зданий должны иметь приблизительно одинаковые сроки технической службы для сокращения капитальных и текущих ремонтов.