Огороджувальні конструкції, вимоги до них. Методологія їх проектних рішень

Теплозахисні властивості стін залежать від здатності будівельного матеріалу передавати теплоту, що характеризується коефіцієнтом теплопровідності. Чим менше щільність, тим менше величина коефіцієнта його теплопровідності, тим краще теплозахисні властивості стін. Теплотривкість-теплова інерція - характеризує здатність стіни зберігати незмінним тепловий стан своїх внутрішніх шарів. Цей стан може бути порушено тепловими хвилями, що розповсюджуються у тілі стіни і викликаними періодичними добовими погодними змінами температури зовнішніх поверхонь. Якщо ці теплові хвилі згасають у тілі стіни настільки, що амплітуда коливань температури внутрішніх поверхонь незначна, значить, стіна має гарну теплову інерцію. Зазвичай такими бувають масивні стіни з досить щільних матеріалів (каменю, цегли і т, п.). Стіни з матеріалів малої маси не володіють такою інерцією. Воздухопроницанию характеризує інтенсивність фільтрації повітря через пори матеріалу і нещільності конструкцій (інфільтрація) при різниці тисків на зовнішніх і внутрішніх поверхнях, викликаних гравітацією, вітровим напором і т, д.

Інфільтрація в обмежених межах корисна огороджувальної конструкції, так як сприяє просушування стін, зменшує вологість приміщень, інтенсифікуючи їх повітрообмін. Необхідність забезпечення цих теплофізичних властивостей дає уявлення про бажану структурі матеріалу стін: з позицій теплопровідності краще пористі структури і, навпаки, більш щільні - з позицій теплотривкості і воздухопроницанию. Одночасно стіна повинна мати ще й таким опором паропроникненню, при якому неприпустимо або обмежено накопичення в ній вологи за холодний період року, оскільки зволоження стін призводить до зниження морозі-, біо-і вологостійкості матеріалів. Але найважливіше - це погіршення теплозахисних властивостей стіни. Основна причина проникнення вологи в стіну - дифузія пари 2 (рис. 11.13) із приміщень, в яких парціальний тиск цих парів вологи завжди більше, ніж зовні. Вкрай небажано зволоження матеріалу стін при випаданні конденсату.

Конденсат випадає зазвичай в холодну пору року, коли температура в тілі стіни має негативні значення. Діффузірующіе пари вологи, перенасичений при охолодженні, можуть конденсуватися в зоні 6. Випадання конденсату крім зниження теплозахисних властивостей стіни може з'явитися до того ж і причиною руйнування поверхневих шарів. Механізм такого можливого руйнування полягає в наступному.

У процесі заморожування води, конденсована в порах матеріалу, що утворився лід, збільшуючись в обсязі, тисне на стіни цих пір, які внаслідок цього відчувають розтягуючі зусилля. Вони і можуть служити причиною виникнення тріщин, а також і руйнувань поверхневих шарів стіни. Заходи з обмеження паропроникненню зводяться до наступного. У тих випадках, коли матеріал стін або теплоізоляція стін має пористу структуру, на внутрішній поверхні стін необхідний захисний шар пароізоляції. У разі, якщо матеріал стін має щільну структуру, найбільш щільні шари варто розташовувати ближче до внутрішньої поверхні.

До захисних від парів вологи заходів слід віднести і заходи по їх видаленню, якщо деяка частина парів проникає в стіни через нещільність, тріщини, що неминуче. У цих цілях матеріали більшою пористості раціональніше розміщувати ближче до зовнішніх верствам стіни; але не на самій зовнішній поверхні, яка піддається впливу опадів, вітру і т. п. Тому на зовнішній поверхні необхідний захисний шар з щільних структур. З розглянутого намітилися методичні передумови по проектуванню стіни як огороджувальної конструкції. Але всім видам стін в тій чи іншій мірі притаманні ще й несучі функції. Є два методи спільного обліку огороджувальних та несучих властивостей стінових конструкцій: поєднання цих функцій і їх розділення. У першому випадку конструкція виходить одношарової, а в другому-багатошарової або її ще називають шаруватої. У другому випадку кожен шар зазвичай має своє призначення: теплоізоляційний, звукоізоляційний, пароізоляційний, оздоблювальний і т. п. Принципова схема можливих рішень зовнішніх стін представлена на рис. П. 14. Тут позиція 2 означає будь-який ефективний однорідний матеріал, здатний поєднувати несучі та ізолюючі функції, - керамзитобетон, ефективний цегла, дерев'яні бруси і т. п. Для інших випадків позиція 4 передбачає будь-який матеріал щільної структури з несучими функціями.

  Повітряний прошарок 9 - один з можливих варіантів ефективних засобів теплозахисту. Повітряний прошарок в огорожах ефективна тільки у випадку ізоляції її простору від проникнення і переміщення в ній частинок зовнішнього і внутрішнього повітря. Це в рівній мірі відноситься не тільки до прошаркам в стінному огорожі, але і до будь-яких видів прошарків подвійних чи потрійних свегопрозрачних огорож і т. п. Стінові огородження будуть ефективні, якщо на додаток до сказаного будуть застосовані конструктивні прийоми, що попереджають місцеві промерзання - "містки холоду". До них ставляться випадки, коли в зовнішню стіну включаються конструктивні елементи з матеріалів більшої теплопровідності: плити балконів, заглиблені з зовнішнього боку (рис. 11.14, д), залізобетонні колони або балки, втопленного з внутрішньої сторони (рис. 11.14, е) і т. п. У цих місцях залишилися ділянок стін недостатньо для теплового захисту, і ці температурні містки є причиною місцевого пониження температури внутрішньої поверхні і утворення конденсату. Заходи боротьби - введення шару ефективного утеплювача (рис. 11.14, ж, и).

Конкретні реалізація цих методичних передумов розглянуті в розд. III-V. Міжповерхові перекриття. Фактори, що впливають на них, показані на рис. 11.15. Найважливіша огороджувальна функція перекриттів - звукоізоляція. Механізм проходження звукових хвиль через міжповерхові перекриття різний у залежності від джерела звуку. Розрізняють ударний і повітряний звуки. Ударний (поз. 4 рис. 11.15 виходить при ударах на конструкцію, танцях, ходьбі. Він викликає мембранні коливання самих конструкцій. Невелика частина звукових хвиль проходить через матеріал конструкції безпосередньо. Повітряний звук (мова, звуки радіо і т. п.) передається огороджувальних конструкцій у вигляді повітряних звукових хвиль 3, велика частина яких відображається поверхнями. Через огорожі повітряний звук може проникати двома шляхами: через нещільність, тріщини перекриттів - основний шлях; другорядний - внаслідок коливань конструкцій як мембрани.

Виходячи з цього, заходи щодо звукоізоляції перекриттів зводяться до наступного: 1. Одна з ефективних заходів боротьби з повітряним звуком - ретельна закладення всіх нещільностей в стиках між збірними елементами, в місцях сполучення перекриттів зі стінами 7 і т. д. 2. Для усунення мембранних коливань можна застосувати два способи. Перший полягає у збільшенні масивності конструкцій, їх ваги. Другий - у пристрої багатошарових конструкцій з шарами різної звукопроникності. Сенс першого способу полягає в забезпеченні такої інерційності масивних конструкцій, при якій енергія звукових хвиль не порушувала б у них коливань. Сенс же другого способу полягає в тому, що на кордонах двох суміжних середовищ (шарів) енергія звукових хвиль зменшується за рахунок відбиття від кожної нової (по ходу руху) середовища (шару). Конструкції, виконані за першим способом, називаються акустично однорідними (вони, виключаючи конструкцію підлоги, одношарові); по другому - акустично неоднорідними.

Переваги першого способу полягають у порівняльній простоті виготовлення; переваги другого-в значно менших масі конструкцій, і витраті матеріалів. Так, маса акустично однорідних міжповерхових огорож житлових будівель орієнтовно не повинна бути менше 300 ... 400 кг / см 2; маса ж акустично неоднорідних зазвичай не перевищує 200 ... 250 кг / м 2. 3. Ці заходи необхідні і достатні для ізоляції як від повітряного, так і від ударного звуків, але за однієї обов'язкової умови: глушіння ударного звуку в межах конструкції підлоги, до того, як звукові хвилі потраплять на несучі елементи перекриттів. Справа в тому, що щільні матеріали цих елементів не тільки добре відображають повітряні звукові хвилі, а й добре проводять потрапляють безпосередньо на них ударні. Ізоляція від ударного звуку забезпечується; застосуванням пружних прокладок між конструктивними елементами статі і несучими конструкціями перекриттів; застосуванням пружної основи підлоги (з Реліна, тапіфлекса і т. п.). На рис.2 11.16 схематично показані методичні принципи проектування акустично однорідних (а) і неоднорідних (б-е) конструкцій. Неоднорідність досягається звичайно включенням повітряного прошарку при різних комбінаторних поєднаннях роздільних підлоги і стелі. У межах повітряного прошарку, який може бути повністю або частково заповнена звукоізолюючим матеріалом, в значній мірі поглинаються звукові хвилі. Способи пристрою підвісних стель наведені в гл. XXIII. Все сказане відноситься до прямої передачі звуку - в напрямку руху звукових хвиль.

Крім цього існує і непряма (обхідна) передача звукових хвиль, що збуджуються в конструкції, інших конструкцій, суміжних з нею. Це особливо часто зустрічається в сучасних будинках при наявності жорстких зв'язків між конструкціями з матеріалів великої щільності. Одна з суттєвих заходів ізоляції від такого шуму, званого структурним, полягає в надійному глушіння звуків у перекриттях, в яких знаходяться джерела звуків, Надійного звукоглушенія можна досягти влаштовуючи роздільні підлоги і стелі. Інші типи перекриттів. У горищних перекриттях, як і в зовнішніх стінах, найважливішою огороджувальної функцією є теплоізоляція. Тому основна увага приділяється: забезпеченню необхідної товщини теплоізоляційного шару; додаткової теплоізоляції окремих місць, в яких можливе утворення містків холоду (рис. 11.16, і); попередження зволоження ізоляційних матеріалів. Товщина шару теплоізоляції влаштовується з урахуванням того, чи є горище опалювальним чи ні, У малоповерховому будівництві горища, як правило, не опалюються. У багатоповерховому житловому будівництві можливі обидва варіанти. Основні засоби, що попереджають зволоження утеплювача парами вологи з приміщень (див. рис. 11.15, 2): пристрій захисного шару пароізоляції перед утеплювачем по ходу руху пари, тобто в даному випадку нижче утеплювача; провітрювання горищ для видалення парів вологи, що пройшли через нещільність, і т. п. Над еркером (див. рис. 11.15), над опалювальним горищем поєднуються функції горищного перекриття та покрівлі. Така захисна конструкція - суміщена безчердачною покриття - застосовується не тільки у згаданих місцях, але є основним типом покриттів виробничих будівель, багатьох громадських і ряду житлових.

Методично конструкція цього огородження може виконуватися двома способами: 1. Дах і перекриття, що грає роль горищного, залишаються у вигляді роздільних частин із суцільним повітряним продуву (рис. 11.1, к). 2. Покрівля та горищне перекриття об'єднуються.   Натомість несучих елементів даху влаштовується підставу крівлі (стяжки) у вигляді суцільного шару твердого матеріалу, що укладається поверх утеплювача (рис. 11.16, л). У першому варіанті виходять вентильовані суміщені покриття, які правильніше називати суміщеними безгорищним дахами (за аналогією з горищними дахами). У другому має місце не тільки поєднання функцій покрівлі та горищного перекриття, а й спрощення їх конструктивних рішень. За рахунок цього другий варіант дешевше першого на 10 ... 15% і менш трудомісткий. Такі покриття бувають невентильовані і частково вентильованими. Особливості перекриттів під еркером і над проїздом IV (см, рис. 11.15) полягають у тому, що на відміну від міжповерхових вони повинні передбачати теплоізоляцію. Захисний шар пароізоляції, який повинен розташовуватися перед теплоізоляцією, в даному випадку укладається вище утеплювача - під конструкцією підлоги. Ці ж перекриття повинні мати захисний шар на нижній поверхні - для запобігання від воздухопроницанию, а іноді і газопроніцанія (див. рис. 11.15, в). Крім того, цей шар є обробним Водонепроникність - властивість, необхідне перекриттях приміщень з вологісним режимом експлуатації (душові і санітарні вузли в побутових приміщеннях, мийні в лазнях, санвузли в житлових будинках). У подібних випадках під підлогою влаштовується гідроізоляційний килим, краї якого заводять по контуру на стіни.