Современные стены

Требования, предъявляемые к жилью, и технологии строительства за последние сто лет претерпели значительные изменения. Особенно значительные изменения произошли на рынке строительных материалов. Для наибольшей эффективности расходования средств при строительстве жилья, к выбору конструкции здания следует подходить очень взвешенно, произведя сравнительный анализ как можно большего числа предложений. К тому же к домам, предназначенным для постоянного проживания, в последние три года предъявляются жесткие требования по теплосбережению. Государственная политика в области энергосбережения, следуя мировым и, в первую очередь, европейским тенденциям, направлена на удорожание строительства, окупаемое в идеале за 15-25 лет эксплуатации за счет экономии на отоплении. Удорожание сказывается только на ограждающих конструкциях здания: стенах, кровле, светопрозрачных и других заполнениях стеновых проемов. И именно в контексте новых требований к качеству и экономичности стеновых конструкций мы и поведем речь о наружных стенах.

Функции стен

Каково назначение наружных стен? Это несущие и/или ограждающие конструкции. Можно выделить два основных типа конструктивных систем: бескаркасный (с несущими стенами) и каркасный (при котором все нагрузки воспринимаются каркасом здания, а функция наружных стен сводится только к изоляции помещений от воздействий окружающей среды). Обе конструктивные системы зданий активно применяются, причем развитие каждой из них опирается на постоянно совершенствуемые технологии строительства и появляющиеся на рынке новые материалы и технические решения. Итак, вернемся к функциям стен. В бескаркасной конструктивной системе наружные стены выполняют не только ограждающую, но и несущую функцию, воспринимая нагрузки от верхних этажей, перекрытий и крыши дома. Именно стены здесь обеспечивают объемную целостность здания. Но при этом требования к их теплосберегающей способности остаются на уровне, задаваемом современными нормами.

Прочность и теплопроводность большинства строительных материалов обратно пропорциональны друг другу. Такая взаимозависимость механической прочности и теплопроводности привела современное строительство к созданию многослойных стен, в которых несущую функцию выполняет слой прочного материала с высокой теплопроводностью, а теплосберегающую роль берет на себя значительно менее прочный материал с высоким термическим сопротивлением. Впрочем, из этого правила существуют исключения: когда однослойные несущие стены для зданий высотой до трех этажей возводят из автоклавного газобетона и, с несколько меньшим успехом, из монолитного или штучного пенобетона. У зданий с несущим каркасом с наружных стен снимается требование к восприятию значительных нагрузок. Все, что должны выдерживать такие стены - это свой собственный вес и ветровые нагрузки, которые они передают каркасу.

Эксплуатационные воздействия

Мы не будем сейчас говорить о механических воздействиях на несущие стены, о том, что может случиться с ними при неравномерных просадках фундамента, при вибрации грунта вблизи оживленных автострад или промышленных предприятий, или при ударе о стену дома груженного кирпичом КамАЗа. Речь пойдет только о роли климатических воздействий и параметров микроклимата помещений на работу стены и, в режиме обратной связи, на микроклимат помещений. К основным факторам, влияющим на работу стены и на комфортность проживания, можно отнести:

- разность температур наружного и внутреннего воздуха;

- атмосферные осадки;

- влажность воздуха внутри отапливаемого помещения;

- ветровые нагрузки.

Строго говоря, к сопротивлению теплопередаче наружных стен предъявляются требования, обусловленные не только заботой об экономии энергоресурсов, но и соображениями комфортности проживания. Со школы мы знаем, что движущей силой процесса теплопередачи является разность температур. Возьмем ситуацию - в помещении поддерживается требуемая температура 20° С. При этом температура наружного воздуха составляет -20° С. Разница температур составит 40°, и нагретая изнутри стена будет активно передавать тепло вовне. Если сопротивление теплопередаче наружной стены достаточно велико, то внутренняя ее поверхность будет холоднее температуры воздуха в помещении на 0,8-1,50, что не приведет к снижению комфортности микроклимата. Но если наружная стена недостаточно утеплена, то температура внутренней поверхности стены может стать ниже температуры комнатного воздуха на 2° и более, что приведет к образованию конвективных потоков («сквозняков»), делающих нахождение в помещении некомфортным.

Атмосферные осадки

Самое большое воздействие на стены оказывает косой дождь. Ветер с силой бросает воду на стены, что, при недостаточно продуманной конструкции стены в целом или отдельных ее узлов, может привести к намоканию конструкции и даже к проникновению воды внутрь помещений. Помимо дождя, на нижнюю часть стен воздействие оказывает подтаивающий снег, лежащий вплотную к цоколю здания или на балконных плитах и козырьках, а также брызги, отражающиеся от придомовой отмостки и тех же балконных плит. Самыми уязвимыми для протечек местами стен являются обрамления оконных проемов (и особенно устройство подоконного водоотлива) и примыкания к стенам различных горизонтальных и наклонных конструкций: входных тамбуров, козырьков, кровель, перильных ограждений, балконов.

В холодное время года парциальное давление водяных паров в воздухе отапливаемых помещений значительно выше, чем в наружном воздухе. Поэтому даже при стопроцентной влажности уличного воздуха водяные пары мигрируют через толщу стены изнутри наружу. Температура внутри стеновой конструкции понижается от почти комнатной со стороны помещения до почти уличной с внешней стороны. Мигрирующие водяные пары, достигая определенной плоскости стеновой конструкции («точки росы») конденсируются, увлажняя стеновые материалы. Рост влажности строительных материалов всегда приводит к увеличению их теплопроводности, а это, в свою очередь, ведет к снижению сопротивления стены теплопередаче и повышению расхода энергии на обогрев здания. Для предотвращения такой ситуации, в стенах с эффективными утеплителями, обладающими значительным влагопоглощением, предусматривают слой пароизоляции, располагаемый в стене таким образом, чтобы отсечь водяные пары, идущие со стороны помещения, от утеплителя. Второе правило, позволяющее избежать намокания стен, заключается в том, что материалы в многослойных стеновых конструкциях располагают в порядке уменьшения их сопротивления паропроницанию - со стороны помещения располагается слой с наименьшей паропроницаемостью, а на улицу выходит наиболее паропроницаемый слой. Считается, что паронепроницаемые стены снижают комфортность микроклимата в помещениях: такие стены «не дышат». В качестве примера сравнивают деревянные дома с домами из кирпича и бетона. Однако современные технологии позволяют возводить стены, обеспечивающие большую комфортность, чем дерево. Во-первых, газо- и пенобетоны с плотностью до 600 кг/м3 более паропроницаемы, чем древесина (поперек волокон). Во-вторых, использование минераловатных утеплителей, взятых с тридцатипроцентным запасом относительно расчета, в сочетании с паропроницаемой противоконденсатной пленкой, позволяет получить стену с высокой паропропускающей способностью и, одновременно, достаточно «теплую». В-третьих, на рынке представлены утеплители, изготовленные из целлюлозного волокна, пароизоляцией для которых служит обыкновенная крафт-бумага - при помощи таких утеплителей получаются, пожалуй, наиболее «экологичные» из существующих стеновых конструкций.

проектирование наружное освещение