^

БАГАТОШАРОВІ І ОДНОШАРОВІ СТІНОВІ КОНСТРУКЦІЇ.
Поради архітектора
LitinskyandLitinsky. com

 

Це друга стаття з циклу моїх статей присвячених темі будівельних матеріалів і конструкцій для тих людей, які мають бажання побудуватись, але не можуть визначитися з вибором конструкції.
Замислюючись над будівництвом будинку, кожна розсудлива людина намагається зробити вибір в сторону енергоефективних матеріалів. З огляду на нинішню тенденцію до подорожчання енергоносіїв, це питання стає настільки актуальним, що мимоволі перетворюється в предмет спекуляції для компаній які торгують будівельними матеріалами. Однією з позицій ринку стали матеріали з високими теплоізоляційними властивостями і низькою щільністю. Детальніше про них можна прочитати в моїй статті «Вибір матеріалу для непрозорих стінових конструкцій». Так наприклад в лінійці модульних матеріалів з газобетону або керамічних порожнистих каменів з'являються розміри блоків, які за своїми теплоізоляційними властивостями ідеально підходять для стіни. Тобто, клієнт отримає при покупці блоку певного розміру саме той загальний опір передачі тепла в стіні, якого вимагає нормативна документація, не переплачуючи за роботу бригад, що займаються утепленням фасадів. Але варто зазначити, що багато інших важливих якостей таких стінових конструкцій не висвітлені . У даній статті я намагатимуся об'єктивно розглянути одношарову і багатошарову стінові конструкції, буду порівнювати їх в умовах різкого перепаду температури, тобто в період зимової експлуатації.

Отже спочатку визначу актуальні критерії, за якими можна буде проаналізувати конструкції:
- Енергоефективність конструкції;
- Системи опалення, вплив теплостійкості стіни на вибір системи опалення;
- Вплив на конструкцію вологості повітря, умови конденсації вологи;
- Вплив зовнішніх атмосферних чинників на теплозахисні властивості стінових конструкцій;
- Орієнтовна вартість стінових конструкцій.
Енергоефективність конструкції по суті визначають два основних значення. Один з них Коефіцієнт теплопровідності матеріалу "λ"( лямбда) , розмірність (Вт/(м•°С)) і другий - опір теплопередачі позначається "R" , розмірність (м²°С /Вт). Нагадаю що коефіцієнт теплопровідності показує теплоізоляційні властивості матеріалу, він обернено пропорційний,

тобто чим менше значення "λ", тим кращі а не гірші теплоізоляційні властивості матеріалу.

А опір теплопередачі - це розрахункове значення. Воно прямо пропорційно,

тобто чим більше значення "R", тим сильніше опір теплопередачі.

По суті, воно показує як товщина стінової конструкції впливає на проходження крізь неї певної кількості тепла, враховуючи теплоізоляційні властивості матеріалу стінової конструкції, вираженого коефіцієнтом теплопровідності "λ". Згідно вітчизняних норм встановлені необхідні значення опору теплопередачі для кожного типу конструкції, що огороджує. Для непрозорих стінових конструкцій мінімальний опір теплопередачі становить не менше Rq min= 2,8м²°С /Вт ( для другої температурної зони ) і Rq min =3,3 м²°С /Вт( для першої температурної зони ). Температурні зони визначені в ДБН В.2.6-31:2016 " Теплова ізоляція будівель ". До другої температурної зони відносяться південні області: Одеська, Миколаївська, Запорізька, Херсонська та республіка Крим. Всі інші області відносяться до першої температурної зони. Я не буду показувати всі обчислення, які необхідні для розрахунку загального опору теплопередачі, адже це не тема цієї статті, але для обчислень термічного опору теплопередачі "R"стіни потрібно ширину стіни розділити на коефіцієнт теплопровідності матеріалу стіни "λ". Наприклад, для того, щоб приблизно зрозуміти, на скільки теплоефективний будинку із силікатної цегли товщиною кладки в 0,51м (табличне значення для кладки із силікатної цегли λ= 0,87Вт/(м•°С) ),
визначаємо термічний опір теплопередачі такої стіни R= 0,51/0,87= 0,586 м²°С /Вт.( при тому, що нормами вимагається R= 2,8...3,3 м²°С /Вт)
Зрозуміло, що будинки з такою стіною мають дуже низьку енергоефективність. Для одношарових і багатошарових конструкцій розрахунки відрізняються лише тим, що в багатошарових стінових конструкціях опір теплопередачі складається з суми опорів теплопередачі всіх її шарів.
Система опалення в будинку, як ви знаєте служить для нагріву і передачі тепла внутрішньому середовищу і підтриманню комфортної температури в ньому в холодну пору року. Робота опалювальних приладів залежить від системи опалення. Вона може працювати безперервно, або циклічно, тобто з періодичним включенням і відключенням. Яскравим прикладом циклічного опалення може бути піч, а яскравим прикладом безперервного опалення можна назвати централізоване опалення від ТЕС. Для котеджів і приватних будинків зазвичай використовують циклічне опалення. Частота циклів в основному залежить від виду палива, обладнання та наявності автоматики, але також сильно впливає на циклічність опалення теплостійкість стіни. Теплостійкість відображає здатність зберігати стабільну температуру повітря в приміщенні в умовах нестабільної роботи системи опалення, тобто здатність накопичувати і утримувати тепло всередині себе протягом деякого часу, а потім віддавати, обігріваючи внутрішній простір приміщення. Чим вище теплостійкість, тим стабільніше утримується температура всередині приміщення, падіння температури в таких приміщеннях відбувається дуже м'яко. На теплостійкість матеріалу стіни впливає теплосприйняття і тепловіддача, тобто здатність матеріалу поглинати передане їй тепло і віддавати його середовищу, а також теплоємність і щільність матеріалу, які відповідають за кількість накопичення тепла в конструкції. Чи не останню роль відіграє тут вже відомий вам коефіцієнт теплопровідності "λ".
Чим більше теплоємність, щільність і теплосприйняття матеріалу, тим швидше і більше тепла може накопичити одна одиниця об'єму матеріалу, але з іншого боку такі матеріали мають дуже погані теплоізоляційні властивості, тому в сучасних одношарових стінових конструкціях використовують деяку збалансовану формулу між якісними показниками накопичення тепла і опору теплопередачі. У багатошарових конструкціях використовують певне розташування несучих та огороджувальних шарів, для досягнення максимальної ефективності.
І так, чим краще теплостійкі якості стінових конструкцій, тим більше часу потрібно між циклами нагрівання та охолодження. Стіни з високою теплостійкістю добре застосовувати для будинків, де використовується твердопаливний котел, електрокотел з двох або трьох-тарифним лічильником або піч. Недолік теплостійких стінових конструкцій в тому, що на початку вони вимагають періоду теплонакопичення або прогріву, який може зайняти до декількох діб.
Вологість повітря начебто знайоме для нас всіх поняття, але яким чином воно може вплинути на стінову конструкцію? Давайте трохи заглибимося в фізику. У будь-якій повітряній масі присутня розчинена в ній вода у вигляді пари, її кількість в повітрі називають абсолютною вологістю повітря " f " (г/м³). І при чому максимальна кількість пари, розчиненої в повітрі, залежить від температури повітря і барометричного тиску. Чим вище температура, тим більше пари вміщається і розчиняється в одному об'ємі повітря. У кожної певної температури є певна межа, після якої накопичення вологи досягає свого максимуму. Це значення прийнято називають максимальною абсолютною вологістю при певній температурі "fмакс". Наприклад в 1м³ повітря температурою в 0 ° С максимально може міститися 4,84 г / м³, а вже при температурі + 30 ° С в 1м³ повітря максимально може міститися 30,3г / м³. Після максимального накопичення вологи в повітрі відбуватися конденсація і випадання вологи у вигляді крапель води. Одним з таких прикладів може бути виникнення крапель вологи на поверхні пляшки, яку влітку тільки що дістали з холодильника. Адже повітря влітку гаряче і вологе, а температура пляшки і повітря навколо неї значно нижча. Максимальний вміст вологи в холодному повітрі як ви вже знаєте набагато менший, тому надлишки вологи з більш теплого повітря охолоджуючись конденсуються на пляшці. Атмосферними прикладами такого явища можуть бути туман, роса на рослинах або видима пара від гарячої води. Переважно вологість повітря становить менші показники від його максимального значення. Найчастіше від 30% і до 80%. Це називається відносною вологістю повітря. Для комфортної життєдіяльності необхідна відносна вологість від 30% і до 60%.
В розрахунку вологості повітря використовують величини парціального тиску водяної пари, яку часто називають пружністю водяної пари"E",що вимірюється в міліметрах ртутного стовпа (мм рт ст) або Паскалях (Па). Величина пружності водяної пари, яка міститься в повітрі одночасно є і характеристикою вологості повітря. Тобто, чим вище значення парціального тиску, тим вище вологість. Значення вологості повітря "f" і парціального тиску"E" дуже близькі але не збігаються на 100%.
 

Порівняння величин "Е" та "fмакс"

 

Величини що порівнюють

Значення величин що порівнюють при значеннях температури, °С

-10

0

+10

+16

+20

+30

Максимальна пружність водяної пари Е, мм рт ст (Па)

1,95
(260)

4,58
(611)

9,2
(1227)

13,6
(1813)

17,5
(2333)

31,8
(4240)

Максимальна абсолютна вологість повітря fмакс, г/м³

2,14

4,84

9,4

13,6

17,3

30,3

 

1 мм рт ст=133,3 Па

Щоб перерахувати пружність водяної пари в абсолютну вологість необхідно використовувати нескладну формулу. Більш детально можна про це прочитати в книзі К.Ф.Фокіна "Будівельна теплотехніка огороджувальних частин будівлі" Тепер пояснивши, звідки береться волога в повітрі, і як вона може конденсуватися на поверхні предметів або в атмосфері, постараюся пояснити як вона проникає в стінову конструкцію і випадає всередині неї у вигляді конденсату. Зазвичай це відбувається в зимовий період. Зимою зовні абсолютна вологість повітря буде нижче, через значно меншу температуру, а значить і значення пружності водяної пари теж будуть меншими. Всередині приміщення навпаки, температура набагато вища. У процесі життєдіяльності людини виникає значна кількість вологи (повітря, що видихається, приготування їжі, санітарно-гігієнічні процедури), тому значення пружності водяної пари буде вищим. Коли стіна розділяє два повітряних середовища з різними парціальними тисками виникає потік водяної пари від високого парціального тиску до більш низького, який прагне пройти крізь стінову конструкцію. Різниця парціальних тисків в звичайних умовах може становити до 1300 Па, а іноді і вище. Це явище руху водяної пари крізь конструкцію називається дифузією водяної пари. Барометричний тиск всередині і зовні приміщення при цьому може збігатись. Тобто, тепле вологе повітря зимою завжди прагнутиме рухатись з приміщення в сторону вулиці. Кожен матеріал по своєму проводить через себе пару, якийсь краще, а якийсь чинить більший опір. Ця властивість матеріалу називається паропроникністю матеріалу. Звичайно чим щільніше матеріал, тим сильніше він буде чинити опір проникненню пара крізь себе. Тиск пари між зовнішньою і внутрішньою поверхнею стінової конструкцією буде знижуватися лінійно, тобто по похилій, без різких стрибків. За розглянутий зразок візьмемо одношарову стіну з бетону. (див. мал.1). Дифундуючи крізь стіну, пара потрохи охолоджується із-за перепаду температури в товщі стіни, нерівномірно підвищуючи вологість матеріалу самої стіни "wв". У тій частині стінової конструкції, де температура наближається до 0 ° С зазвичай відбувається більше накопичення вологи ніж біля зовнішньої і внутрішньої її поверхонь. При схожих умовах, описаних вище з пляшкою води, саме в цій частині стіни може статися утворення конденсату. Це місце називають точкою роси. У масивних стінах процеси утворення роси не відбуваються водночас. Вони протікають дуже повільно, але чим тонша стіна, тим все пришвидшується.

Приблизна схема вологонакопичення бетонної стіни

Мал.1

Вплив зовнішніх атмосферних чинників на стінову конструкцію найбільш критичним чином відбувається взимку. Холодний вітер, мокрий сніг, мороз піддають стіну значним випробуванням. Давайте розглянемо чим конкретно вони загрожують. Почнемо з руху повітря і такого поняття як повітропроникність. Паропроникність і повітропроникність це не одне і те ж саме. При різниці тиску повітря з різних сторін стінової конструкції, повітря буде намагатися перетікати від більшого тиску до меншого, дифундуючи так само як і пара крізь конструкцію. Вітер є однією з причин підвищеного тиску із зовнішньої сторони стіни, тому дифузія повітря через конструкцію буде протікати із зовні до будинку, це явище називається вітровим напором. Також варто відзначити, що навіть при відсутності вітру цей процес не припиняється. Від нагрівання повітря всередині приміщення, воно стає більш розрядженим і легким у порівнянні з холодним на вулиці, яке має більшу об'ємну вагу. Це і породжує різницю тисків (хоч і не на стільки сильну як від вітру), при якій повітря буде рухатися із зовні до будинку. Називається таке явище температурним напором.
Як і у випадку з паропроникністю, на повітропроникність матеріалів впливає щільність і пористість матеріалу, наявність тріщин і щілин, а також наявність вологи в конструкції. У стіновій конструкції важливу роль, з точки зору дифузії пара і повітря, грає якість укладання розчину між каменями, наявність або відсутність розшивки швів. Конструкція, в якій шви перев'язані недбало і без ретельного нанесення суміші та заповнення швів, схильна до утворення конвективних потоків, що сприяють примусовому охолодженню конструкцій. Значення паро і повітропроникності конструкції в матеріалі двояке. Дуже високі значення показників повітро- і паропроникності негативно позначаються на теплозахисті стінових конструкцій, але позитивно позначаються на санітарно-гігієнічних умовах внутрішнього середовища, і навпаки, при дуже низьких показниках дифузії пари і повітря в конструкції зменшуються втрати тепла через дифузію, але відносна вологість повітря може досягти високого значення (більш 60%), при якому хвороботворні бактерії більш впливатимуть на організм людини.
Тепер про мороз і холод. Звично ми називаємо мороз холодом. Але фізично такого явища як холод не існує, тому що холод, по суті, це не нагріте повітряне середовище. Чим холодніше повітря, тим сильніше воно буде намагатися нагрітися, викликаючи теплообмін з більш теплими середовищами, тому тепло завжди буде рухатися до холоду, а не навпаки. Як ви вже знаєте чим холодніше повітря, тим менше насиченої пари воно може в собі містити. Зазвичай прийнято говорити, що морозне повітря сухе, от же і вплив холоду на конструкцію двоякий. З одного боку він підсушує насичену парою стіну, це видно на графіку перепаду вологості "wв" на мал.1, але з іншого боку, він може викликати конденсацію вологи і її замерзання з витікаючими наслідками.

ОДНОШАРОВА СТІНОВА КОНСТРУКЦІЯ

Вона зводиться з теплих несучих матеріалів таких як наприклад газобетон/піноблок або керамічний порожнистий камінь і т.п., виконуючи три функції одночасно. Стіна на перший погляд начебто відповідає всім запитам. Але давайте розглянемо питання глибше. З огляду на малу щільність і високу пористість таких матеріалів одношарових конструкцій, потрібно взяти до уваги не малу повітро- і пароникність, а також високу гігроскопічність (тобто, здатність вбирати пару з повітря). В одношарових стінах виникає рівномірний перепад температури, що припадає на цей єдиний шар. У найхолодніші дні перепад температури плавно розтягнений між зовнішньою і внутрішньою межею стіни. Падіння температури і тиску водяної пари при цьому буде відбувається паралельно, і це призводить до неминучого вологонакопичення, як і в будь-яких одношарових конструкціях (див. мал.1). Процес може проходити і без конденсації, але кількість вологи в такій конструкції може істотно вплинути на її теплоізоляційні властивості, адже вода десь в 25 разів сильніше проводить тепло в порівнянні з повітрям.
Для того, щоб уповільнити і зменшити дифузію паронасиченого повітря необхідно обов'язково оштукатурювати внутрішню поверхню одношарових стін щільними важкими розчинами. Не бажано використовувати для штукатурення розчини на гіпсовому в'яжучому. Такі матеріали дуже гігроскопічні. Також ви вже знаєте, що несуча здатність теплих одношарових стін невелика (я вже розглядав це в попередній статті), тому необхідно підкреслити, що спирання масивних конструкцій на таку стіну (наприклад плити перекриття) вимагає підготовчого шару з щільних і більш міцних матеріалів, таким чином формуючи в стіні мостики холоду. У таких місцях необхідно виконувати вставки з утеплювача (термовкладки), які допоможуть запобігти промерзанню конструкції.
Стіна як огородження піддається зовнішнім впливам. Як правило, фінішний матеріал зовнішнього оздоблення повинен бути досить щільний і вологовідштовхувальний, щоб стати на заваді інтенсивному воздухопроникненню і водопоглинанню. Але це не рятує від вихолоджування. При впливі холодного вітрового напору і опадів відбувається примусовий теплообмін у зовнішньої поверхні стіни, а так як стіна все ж не має таких високих теплозахисних властивостей як утеплювач, то вплив зовнішніх факторів буде відчутно відображатися на її теплостійкості. У будинках з такими стінами бажано використовувати опалення з частою циклічністю, для підтримки рівномірної температури.(див. мал. 2)

Приблизна термографічна схема одношарової стіни

Мал.2

Грошові витрати на одношарову стіну (Мал.2).

Вони визначаються насамперед її теплоефективною товщиною, тобто розміром модульної конструкції від внутрішньої до зовнішньої межі, при яких в стаціонарних умовах буде досягнутий необхідний опір теплопередачі. Як приклад розглянемо одношарову стіну з газоблоку D300.
Розрахунки ціни будуть вестися на момент літа 2017 роки для 1 м² стінової конструкції.
Для газобетону D300,товщиною 0,375м, коефіцієнт теплопровідності λ= 0, 10 ) що, гарантує опір теплопередачі R= 3.75 м²°С /Вт. ( нормоване в Україні R= 2,8...3,3 м²°С /Вт.) . Марка міцності на стиск не більше ніж М25.
Для зведення 1 м² стіни необхідно 8,3 шт. блоків (375 * 200 * 600 мм). Один блок 375мм коштує 57 грн.,в сумі виходить 475 грн.
Витрата розчину на 1 м² стінової конструкції з газоблоку становить 0,015 м³. Приймаємо кладку з теплого розчину "Тепловер М700", фасованого в мішках по 13кг. Вартість одного мішка 120 грн.. З одного мішка можна приготувати 0.024 м³ розчину. Для необхідного обсягу кладки витрати складуть 75 грн.
Зсередини і зовні необхідно оштукатурити стіну. Для внутрішньої штукатурки приймаємо розчин M100 товщиною 20 мм. Вартість 1 м³ такого розчину становить 930грн. ,необхідна кількість штукатурки буде коштувати 19 грн. Зовні оштукатурювати газобетон слід тільки спеціальними штукатурками з високою паропроникністю, а також слід використовувати армосітку.
Для цієї мети приймаємо фасадну суміш "АEROC", фасовану в мішки по 25 кг. Вартість одного мішка становить 137 грн. Приймаємо товщину штукатурного шару 10 мм, для цього необхідно 9 кг суміші. Вартість такої кількості матеріалу складе 50гр.
Сітка для зовнішнього армування "budowa 145" по 9.8 грн. за 1м² . Також необхідно захистити зовнішню поверхню від атмосферного впливу, для цього потрібна акрилова або силіконова фасадна фарба і ґрунтовка.
Приймаємо фарбу "KOLORIT STANDART R facade relief" 4,5 л за 457 грн. Її витрата 0,3 літра на 1 м². Отримуємо 30 грн. для необхідної площі.
Ґрунтовка для фарби "KOLORIT STANDART G" 2 л за 68 грн. . Її витрата 0,1 літра на 1 м². Отримуємо 3,35 грн. для необхідної площі.
У підсумку виходить наближено 662 грн. за 1м² одношарової стіни без витрат на виконання робіт.

БАГАТОШАРОВА СТІНОВА КОНСТРУКЦІЯ

В ній відбувається поділ функцій. Несучу функцію виконує конструктивний шар. Його матеріал і товщина залежить тільки від розрахункових навантажень. Наступний шар теплоізоляційний, виконаний з матеріалів з дуже низьким коефіцієнтом теплопровідності, в якому відбувається різкий перепад температур. Матеріал цього шару, на мій погляд, бажано використовувати той , що «дихає», тобто паро і повітропроникний. Це сприятливо впливає на мікроклімат приміщень. Полімерні утеплювачі і утеплювачі з піноскла по суті паронепроникні. Вони мають трохи кращі теплоізоляційний властивості та простіші в монтажі і обробці, але вони не можуть суттєво згинатися і мають велике лінійне розширення при нагріванні.
Огороджуючий шар перешкоджає зовнішнім атмосферним факторам впливати на роботу теплоізоляційного шару. Матеріал цього шару повинен бути довговічним, міцним і мінімально накопичувати в собі вологу.
Несучий шар зазвичай має щільність значно більшу ніж матеріал шару утеплення, він сильніше чинить супротив дифузії пари і повітря, і має велику теплоємність, тому виступає зимою ще як теплоакумулятор. Утеплювач зазвичай монтується поверх нього суцільним безперервним щитом, перешкоджаючи витоку теплової енергії з несучого шару в бік вулиці. Несучий шар при цьому прогрівається на всю його товщину навіть у матеріалів з незначною теплоємністю. Таке взаємне розташування шарів робить стіну теплостійкою. Чим вище теплоакумуляційні властивості несучого шару і чим більше товщина утеплювача (або вища його ефективність), тим кращі теплостійкі властивості стіни. Це велика перевага перед одношаровими стінами, в яких неможливо зимою досягти прогріву всього об'єму товщі стіни для теплонакопичення. Так само таке взаємне розташування добре позначається на зменшенні вологонакопичувальних процесів тому, що падіння температури і тиску водяної пари відбуваються не паралельно, як в одношаровій конструкції, а зі зсувом. Тиск водяної пари розпочинає падати відразу біля внутрішньої поверхні несучої конструкції, а різке падіння температури відбувається тільки аж у шарі утеплювача, де тиск водяної пари вже значно знизився. (див. мал. 3) У будинку з такими стінами можна використовувати систему опалення з меншою циклічністю, так само як і з більшою.

Приблизна термографічна схема багатошарової стіни

Мал.3

Вкрай не бажано встановлювати утеплювач зсередини приміщення.

По-перше несучий шар з низькими теплоізоляційними якостями не буде захищений від впливу холоду, він перестає бути ефективним теплоакумулятором. Різке зниження температури всередині утеплювача (іноді до негативних температур), призводить до сильного підвищення вологості всередині нього, тому що тиск водяної пари досить високий біля внутрішньої поверхні стіни і не встигає так сильно впасти як температура. Потім, зустрічаючись з щільним і більш охолодженим несучим шаром, що сильніше чинить супротив руху пари крізь себе, насичене вологою повітря починає конденсуватися біля внутрішньої поверхні конструктивного матеріалу. Висока вологість може призвести до утворення грибків усередині та на внутрішній поверхні несучого шару. (див. мал. 4)

Приблизна термографічна схема багатошарової стіни з розташуванням утеплювача зсередини

Мал.4

Але якщо інакше неможливо утеплити приміщення і ви утеплюєте мінеральною ватою (припустимо реконструкція пам'ятки архітектури), то слід розглядати в першу чергу питання вологонакопичення. Шар пароізоляції, змонтований безперервно і якомога ближче до внутрішньої поверхні стіни, перед шаром утеплювача, є в такому випадки невід'ємною складовою стіни при утепленні.
Використовуючи паронепроникний пінополістирол або піноскло слід переконатися в тому, що несучий шар добре просушений. Монтувати утеплювач бажано на суху, уникаючи потрапляння будівельної вологи в несучий шар. Шви стикування утеплювача слід заклеїти пароізоляційною стрічкою. У таку стіну не бажано встановлювати розетки, вкручувати дюбеля і т.п.
Ще одним прикладом утворення конденсату може слугувати конструкція з масивним огороджувальним шаром (див. мал.5).

Приблизна термографічна схема багатошарової стіни без повітряного прошарку

Мал.5

Варто відзначити, що огороджувальний шар повинен бути виконаний таким чином, щоб дати змогу накопиченій в утеплювачі волозі вийти без конденсації. З одного боку огороджувальний шар повинен бути виконаний з щільних і довговічних матеріалів, а з іншого боку має сприяти руху вологого повітря назовні. Для вирішення такої проблеми існує три типа рішень:
У першому випадки огороджуючий шар відокремлюється від утеплювача повітряним прошарком 1-3 см. Він виконується, як правило, у вигляді об'ємних навісних або самонесучих елементів високої щільності. Ці елементи добре захищають від атмосферних впливів, але дуже погано пропускають пару або повітря, тому повітряний прошарок слугує для відводу вологого повітря (див. мал. 6). У випадку із навісним фасадом як правило додатково використовують вітрозахист.
У другому випадку поверхню утеплювача оздоблюють тонким шаром штукатурки з високою паропроникність (див.мал.3).
У третьому випадку слід встановити пароізоляцію між несучим шаром і шаром утеплення або біля внутрішньої межі стіни, останнє рішення має більшу перевагу. Якщо не виконувати вищеописані заходи, то це неминуче призведе до конденсації вологи в утеплювачі.

Грошові витрати на багатошарову стіну (Мал.3)

Вони визначаються матеріалом несучого шару, товщиною утеплювача і типом огороджуючого матеріалу / конструкції.
Розрахунки ціни будуть вестися на момент літа 2017 роки для 1 м² стінової конструкції.
В даному випадки приймаємо несучий шар з керамічної дірчастої цегли М125, порожнистість не менше 13%, товщина кладки 250мм на розчині М100. Коефіцієнт теплопровідності такої кладки складе λ= 0,64 Вт/(м•°С).
Шар утеплювача пропонується виконати з гідрофобізованої мінеральної вати 100мм + 50мм "ТЛ приват фасад" λ= 0,044 Вт/(м•°С).
Огороджуючи шар буде виконано з штукатурки по армосітці із подальшим фарбуванням як і у прикладі підрахунку одношарової конструкції «KOLORIT STANDART R facade relief».
Опір теплопередачі такої стіни складе R= 3.75 м²°С /Вт (тобто такий же як і для одношарової конструкції з газоблоку) Вартість утеплювача за 1м² шаром завтовшки 100мм становитиме 165.41 грн.та за шар товщиною 50мм становитиме 82.7 грн.
Всього за утеплювач 248 грн.
Вартість дірчастої цегли становить 2.8 за 1 шт. Необхідно 128 цеглин. У підсумку за цеглу слід заплатити 256 грн.
Вартість розчину М100 становить 930 грн. за 1м³. Необхідна кількість для кладки 0.055 м³ і для оштукатурення внутрішньої поверхні стіни 0,02 м³. У підсумку на розчин необхідно витратити 70 грн.
Для кріплення утеплювача знадобиться дюбелі-парасолі, штук 8, по 1,5 грн. за штуку. В сумі дюбелі коштуватимуть 12 грн.
Приймаю клей для кріплення і штукатурення вати «КЛЕЙ-124», фасуванням 25кг, по 132 грн. за 1 мішок. Необхідно десь 17кг на 1м². Виходить необхідно клею на суму 90 грн.
Сітка для армування «budowa 145» по 9.8 грн. за 1м².
Вартість фарбування з ґрунтовкою вже відома з розрахунку одношарової стіни 33,35 грн.
У загальному підсумку собівартість 1м² багатошарової стіни без урахування робіт складає 720 грн.
Нагадаю, що собівартість одношарової стіни з газаблока склала 662грн.

Даний приклад показує, що собівартість багатошарової стіни виходить на 8% дорожче в порівнянні з одношаровою, з газоблоку, але багатошарова стіна буде по-перше мати дуже високі теплоакумуляційні властивості і тому набагато більшу теплостійкість, а також зможе нести в 5 разів більше навантаження при меншій на 33% площі спирання на фундамент. Так само вона має значно нижчу паро і повітропроникність.

БАГАТОШАРОВА СТІНА З ПОВІТРЯНИМ ПРОШАРКОМ

Розглянемо її як один з найскладніших прикладів багатошарової конструкції. В даному випадки приймаємо, що несучий шар виконаний з рядової повнотілої цегли або газоблоку, утеплювач мінераловатний, а огороджувальний шар виконаний з клінкерної цегли. Прошарок між утеплювачем та клінкерною цеглою з'єднаний із зовнішнім повітрям через невеликі вентиляційні отвори (розміром решітки 6.5см²) розташовані по нижньому периметру стіни в швах цегли з кроком 500мм і суцільним каналом по верхній кромці стіни. Повітря під впливом природного розрідження рухається знизу вгору. Через розміри вентиляційних решіток сила конвективного потоку повітря невелика. Ефективність утеплювача при цьому падає на 15%. Це відбувається через те, що мінераловатні утеплювачі дуже сильно повітропроникні. Але з іншого боку розглянувши це питання по уважніше, можна побачити плюси.
По-перше,в зимовий період насичена водяна пара потрапляючи в шар утеплювача не буде накопичуватися в ньому. Конвективний потік повітря, який рухається вздовж шару утеплення, буде підсушувати його, забираючи вологе повітря.
По-друге,атмосферні чинники що діють на огороджувальний шар, набагато менше впливають на шар утеплювача. Прошарок повітря створює своєрідну повітряну подушку, яка перешкоджає передачі температурних перепадів шару утеплювача від огороджувального шару . Влітку у спеку частина тепла, накопичена огороджувальних шаром, буде йти разом з рухом повітря, а зимою огороджувальний шар захищає утеплювач від вихолоджування , що його створює вітровий напір та зволоження. (див.мал.6)

Приблизна термографічна схема багатошарової стіни з повітряним прошарком

Мал.6

Хочу також приділити увагу ще одному типу багатошарових стін, який використовують в легкому каркасному будівництві. Будинки з такими стінами називають канадськими, фінськими або американськими.
Шари стіни в даному випадку не розташовуються строго один за одним (як в наведених вище прикладах) вони начебто інтегровані один в одний. Спосіб влаштування стін всюди один і той самий, за виключенням деяких конструктивних особливостей. Фактично несучу функцію виконує стійко-балочна система з стійок, ригелів і підкосів виготовлених із деревини. Цей матеріал досить міцний і легкий і при цьому має досить низький коефіцієнт теплопровідності. Основним теплоізоляційним матеріалом виступає один або два типи утеплювача. (Найчастіше це щільна мінеральна вата.) Утеплювач розташовують між елементами каркаса і поверх нього. Щоб уникнути вологонакопичення в стіні з внутрішньої її сторони виконують шар пароізоляції . Зовні будинок найчастіше оздоблюють сайдингом. Цей тип оздоблення має величезну кількість щілин і слабо захищає від вітрового напору, тому зовні, перед оздобленням фасаду, із-за великих повітропроникних властивостей мінераловатних утеплювачів, виконують шар з вітрозахисної паропроникної мембрани, або задувають каркас полімерними утеплювачами. Перевага такого будинку в порівнянні зі звичними кам'яними в великому опорі теплопередачі стіни, при її малій товщині і низьких фінансових витратах.

Цей будинок дуже добре утримує в собі тепло і дуже швидко нагрівається.

Але так само потрібно розуміти і недоліки такого будинку.
По-перше , стінова конструкція паронепроникна. Це означає, що бажано використовувати систему вентиляції в житлових приміщеннях.
По-друге , матеріал стін перетворює будинок в термос. Термос добрий тим, що він може в герметичному середовищі утримувати довго холодне холодним, а гаряче гарячим. Але як тільки його відкрити відбувається теплообмін із зовнішнім середовищем і температура вмісту в термосі швидко урівнюється із зовнішньою. Тобто така конструкція боїться протягів, природних провітрювань. Тепло не накопичується в стінових конструкціях так, як в кам'яних будинках, адже матеріали утеплювачів і каркаса не такі теплоємкі із-за того, що не мають щільної об'ємної маси. Щільність переважаючого матеріалу-мінеральної вати становить в даному випадку не більше 100 кг / м³. Це вкрай негативно впливає на теплостійкість. Тому в системі вентиляції бажано використовувати рекуператори. Ну і на останок потрібно відзначити, що довговічність каркаса не велика в порівнянні з кам'яними конструкціями. Каркас з часом усихає і сідає. Будинок може з плином часу також руйнуватись під дією комах-шкідників та гризунів. (див.мал.7)

Приблизна термографічна схема багатошарової каркасної стіни

Мал.7

Отже якщо говорити про одношарові і багатошарові конструкції то для мене, як для архітектора, явна технічна перевага на боці багатошарових конструкцій. Адже кожну окрему функцію стіни можна спроектувати відповідним чином для будь-яких умов. У випадку з одношаровою стіновою конструкцією, немає такої гнучкості в роботі з матеріалом. Одношарова стіна завжди буде вимагати певну товщину фундаменту і прямолінійні обриси будівлі в їх об'ємно-планувальному рішенні. На практиці зустрічається величезна кількість варіантів багатошарових конструкцій, що мають свої переваги і недоліки. Я сподіваюся, що беручи до уваги основні принципи влаштування стіни описані в цій статті, можна зробити більш усвідомлений вибір на користь тієї чи іншої стінової конструкції.

Дата видання:18.10.2017
Автори: арх.Літинський А.В. та арх. Літинський О.В.

Наші партнери

з питань вентиляції та кондиціювання

Альтен система

з питань оснащення віконними та дверними констукціями

Укрфасадбуд
 

Litinsky and litinsky.com
 

© Всі права захищені.