Вы здесь

О роли облицовочного слоя в слоистых каменных стенах

Версия для печати

Слоистые каменные стены, которые широко применяются как в зарубежной, так и отечественной практике домостроения, выгодно отличаются от однослойных по теплостойкости, акустическим свойствам, пожарной безопасности и долговечности. Исключительно важную роль играет в них лицевой кирпичный слой, защищающий внутренние слои от атмосферных, химических и механических воздействий (рис. 1). Нагрузки, воспринимаемые данным элементом, – собственный вес, воздействие ветра, усилия, вызванные температурными и усадочными деформациями.

Фасады домов с облицовочным кирпичным слоем по сравнению со штукатуркой в значительно меньшей степени подвержены загрязнению. Они более стойки к химически агрессивной среде, характерной для больших и промышленных городов. Обычно лицевой слой изготавливается из морозостойкого полнотелого клинкерного либо силикатного кирпича и крепится к внутреннему с помощью гибких металлических связей. Следует отметить, что слоистые стены с облицовкой кирпичом являются более дорогостоящими по сравнению с такими же стенами со штукатурным защитно-декоративным слоем. Например, согласно зарубежным данным, 1 м2 слоистой стены с внутренним слоем из керамических пустотных блоков, утеплителем толщиной 14 см и лицевым слоем из клинкерного кирпича дороже такой же стены со штукатурным слоем, нанесенным на утеплитель, на 35–40%. Причем основное различие заключается не в трудозатратах, а в стоимости материалов облицовки. Необходимо, однако, иметь в виду, что это разовые затраты, а их удельный вес в стоимости всего здания незначительный. Так, на наружные кирпичные стены в многоэтажном здании приходится около 10%, а на облицовку из клинкерного кирпича – всего 2,5–3% общей стоимости здания. К тому же стены с лицевым кирпичным слоем более долговечны (свыше 60 лет) по сравнению со стенами с лицевым штукатурным слоем, нанесенным на утеплитель (10–15 лет). Исключительно важными их экономическими показателями являются эксплуатационные затраты. Правильно и качественно облицованные кирпичом ограждающие конструкции практически не требуют ремонта. Согласно немецким данным, после 80 лет эксплуатации стоимость ремонта стен из обыкновенного глиняного кирпича составляет около 30%, в то время как оштукатуренных – 130, а окрашенных – 1100% первоначальной стоимости их возведения.

В зарубежной практике при изготовлении лицевого слоя предпочтение отдается полнотелому клинкерному кирпичу либо пустотелому – с пустотностью не более 25%, прочностью на сжатие более 15 МПа, морозостойкостью не ниже 25 циклов и низким водопоглощением. При этом прочность строительного раствора должна быть не ниже 5 МПа.

Толщина лицевого слоя, согласно европейским нормам ЕС-6 [1], вообще не регламентируется, согласно английским нормам BS 5628 [2], принимается равной 75 мм, немецким DIN 1053 [3] – 90 мм. Следует особо подчеркнуть, что лицевой слой практически не оказывает влияния на теплопроводность слоистой стены в целом. Поэтому его изготовление из пустотных камней, обладающих пониженной теплопроводностью, бессмысленно. В отечественном домостроении из-за существенного отличия нашего климата от европейского требования к материалу лицевого слоя должны быть более жесткими.

Широкое применение слоистые стены с лицевым кирпичным слоем в России и других странах СНГ получили начиная с середины 90-х годов прошлого столетия в связи с ужесточением нормативных требований к сопротивлению теплопередаче. При этом ввиду отсутствия соответствующей нормативной базы и опыта строительства многие решения были заимствованы за рубежом и в первую очередь в странах Европы, где они начали внедряться на 20–30 лет ранее. Эксплуатация слоистых стен, особенно в многоэтажном каркасно-монолитном домостроении, уже в первые 3–5 лет выявила ряд серьезных недостатков, приводивших во многих случаях к аварийному состоянию стенового ограждения. Причины этого, по мнению ведущих специалистов [4, 5], сводятся к следующему:

  • низкое качество строительных работ в условиях отсутствия высококвалифицированных каменщиков;
  • недостаточное качество или вообще отсутствие горизонтальных и вертикальных деформационных швов в лицевом слое;
  • недостаточная анкеровка лицевого слоя к внутреннему слою стены;
  • опирание лицевого слоя на железобетонные перекрытия, торцы которых не утеплены и являются мостиками холода, через которые происходит более 20% теплопотерь;
  • применение кирпича с повышенной пустотностью и недостаточной морозостойкостью;
  • отсутствие внутренней воздушной вентилируемой прослойки.

Как уже отмечалось, проектирование таких стен ведется при отсутствии полноценной нормативной базы, а их возведение – без соответствующего контроля как за качеством используемых материалов, так и производством работ. В отличие от СНИП II-22–81* [6] в европейских нормах ЕС-6, немецких DIN 1053 и английских BS 5628 вопросам проектирования слоистых стен уделяется особое внимание. Но рекомендации этих норм во многом неприемлемы для отечественной практики в связи с существенным различием в климатических условиях. С другой стороны, ряд давно применяемых и хорошо зарекомендовавших себя за рубежом конструктивных особенностей слоистых стен в белорусской практике проектирования и строительства недооценивается либо вообще игнорируется.

Швы обеспечивают свободу температурных деформаций лицевого слоя, предотвращая тем самым появление в нем разрушающих напряжений, которые приводят к его выкрашиванию и растрескиванию. Под влиянием ветра, дождя и мороза указанные повреждения увеличиваются, в результате увлажняется утеплитель внутреннего слоя и ускоряется деструкция всей стены. Наибольшие проблемы в эксплуатируемых каркасно-монолитных зданиях с кирпичными наружными стенами возникают с поэтажными деформационными швами в местах примыкания верха лицевого слоя к железобетонной плите перекрытия. Прогибы последней с учетом деформаций ползучести при пролетах 6 м могут достигать 6 см [7]. В этом случае даже при наличии качественного деформационного шва толщиной 2–3 см плита перекрытия будет нагружать лицевой слой, вызывая в нем разрушающие усилия. Избежать этого можно несколькими способами. Во-первых, по контуру плит выполнять окаймляющие балки, которые повышают их жесткость в местах опирания слоистых стен. Радикальным же мероприятием, практикуемым за рубежом, является опирание лицевого слоя не на плиты перекрытий, а на специальные кронштейны. При этом горизонтальные деформационные швы при изготовлении лицевого слоя из клинкерного кирпича могут устраиваться через 3 этажа (не более 12 м). Тогда лицевой слой первых 3 этажей будет опираться на фундамент, а верхних – на кронштейны, прикрепляемые к железобетонным перекрытиям (рис. 2). Аналогичное решение применяется при креплении лицевого слоя к железобетонным конструкциям глухих торцевых стен. При этом минимизируются мостики холода, характерные для выступающих наружу и неутепленных кромок плит перекрытий.

В настоящее время за рубежом налажен массовый выпуск разнообразных кронштейнов, изготовленных преимущественно из нержавеющей стали (рис. 3).

Эта система позволяет также подвешивать перемычки из облицовочного кирпича заводского изготовления или собранные на строительной площадке (рис. 4).

Применение анкерных консолей в отечественной практике сдерживается высокой стоимостью нержавеющей стали и отсутствием заводского производства данных изделий. В то же время мнимая экономия, достигаемая при опирании лицевого слоя непосредственно на железобетонные перекрытия, оборачивается впоследствии весьма дорогостоящими ремонтами фасадов.

В отечественной практике каркасного домостроения отсутствуют удовлетворительные решения соединений плит балконов и лоджий с плитами перекрытий. Термовкладыши из пенополистирола, которые повсеместно применяются с целью снижения теплопотерь, в действительности оказываются неэффективными, а при их неправильной установке создают предпосылки для ускоренной коррозии рабочей арматуры и снижения несущей способности железобетонного сечения консольных плит. Кроме того, данное техническое решение способствует конденсации пара на внутренней поверхности стен и потолков, что приводит к образованию плесени и ухудшению интерьера помещений. Во избежание этого можно применить успешно апробированные за рубежом соединения балконных плит с перекрытием с помощью специальных термоизолирующих элементов (рис. 5).

Толщина термовкладыша в таком элементе соответствует толщине основного утеплителя в стене, а металлические анкерные стержни, рассчитанные на восприятие изгибающего момента и поперечной силы, по снижению теплопроводности значительно превосходят железобетонные перфорированные сечения. Приведенные на рис. 3–5 системы весьма просты. Их производство вместо закупок за границей легко наладить на белорусских предприятиях.

На работоспособность лицевого кирпичного слоя существенно влияет наличие не только горизонтальных, но и вертикальных деформационных швов. Устройство последних в отечественной практике в большинстве случаев игнорируется, хотя очевидным является факт, что температурные деформации лицевого слоя в горизонтальном направлении всего фасада намного превышают такие же деформации в вертикальном направлении на участке между перекрытиями. Согласно европейским нормам ЕС-6, вертикальные деформационные швы должны устраиваться с расстоянием между собой не более 12 м при кладке лицевого слоя из глиняного кирпича и 8 м – из силикатного. Кроме того, их устройство обязательно в наружных и внутренних углах здания. Уплотнение деформационных швов осуществляется специальными уплотнительными шнурами, обладающими огнестойкостью, высоким сопротивлением атмосферным воздействиям и долговечностью.

В заключение следует отметить, что внедрение в Беларуси передовых, апробированных в странах Европы технологий строительства зданий со слоистыми стенами позволит существенно повысить их качество и долговечность. Для этого в республике необходимо наладить выпуск высококачественного облицовочного кирпича, специальных кронштейнов и термоизолирующих элементов, анкеров из нержавеющей стали. Используемые в Европе конструктивные решения эффективных слоистых стен следует адаптировать применительно к нашим климатическим условиям.

Литература

1. BS 5628 Struktural use Masonry, Part 1, Unreinforced masonry. – 1992.

2. Еврокод 6. Проектирование каменных конструкций. Часть 1–1: Общие правила для армированных и неармированных конструкций: СТБ EN 1996–1-1–2008. – Введ. 1.07.2009. – Мн.: Госстандарт. – 127 с.

3. DIN 1053–100 Mauerwerk – Teil 100: Berechnung auf der Grundlage des semiprobabilistischen Sicherheitskonzepts. – 2006.

4. Ищук, М.К. Отечественный опыт возведения зданий с наружными стенами из облегченной кладки. – М.: РИФ “Стройматериалы”, 2009. – 360 с.

5. Лобов, О.И., Ананьев, А.И. Долговечность наружных стен современных многоэтажных зданий // Жилищное строительство. – 2008. – № 8. – С. 48–52.

6. СНиП II-22–81* Каменные и армокаменные конструкции. Госстрой СССР. – М.: Стройиздат, 1983. – 40 с.

7. Деркач, В.Н. Повреждения кирпичной облицовки многослойных стен, вызванные прогибами дисков перекрытий. Проблемы современного железобетона: сб. тр. в 2 ч. Ч. 1. Бетонные и железобетонные конструкции. – Мн.: Минсктиппроект, 2009. – С. 199–209.

 

 


comments powered by HyperComments
Читайте также
23.07.2003 / просмотров: 20 525
Целевые ориентиры. Многие малые и средние городские поселения Беларуси имеют богатую историю и обладают ценным историко-культурным наследием,...
23.07.2003 / просмотров: 15 580
Туризм – одно из наиболее динамичных явлений современного мира. В последнее время он приобрел колоссальные темпы роста и масштабы влияния на...
23.07.2003 / просмотров: 9 653
Гольшаны, пожалуй, единственное в Беларуси местечко, которое сохранило свое архитектурное лицо. Что ни дом — то бывшая мастерская, или лавка, или...