С. А. Хворостухина

Утепление квартиры и дома современными материалами

Введение

Мой дом – моя крепость… Такое определение, к сожалению, подходит не ко всем современным жилым постройкам. Увы, большинство из них очень часто устаревает и разрушается задолго до окончания запланированного срока эксплуатации. Причин тому может быть множество. Среди них нужно назвать и некачественные строительные материалы, и неверные расчеты при проектировании, и несоблюдение правил тепло– и гидроизоляции.

Следует отметить, что теплоизоляция не является достижением современной цивилизации. Еще в глубокой древности люди стремились к тому, чтобы всячески защитить собственное жилище от негативного воздействия дождя, снега и ветра. Безусловно, в то время использовали природные утеплители, что называется, подручные материалы.

Современная промышленность дает проектировщикам и строителям возможность в несколько раз увеличить теплосберегающие параметры жилых построек. В этом производителям помогает наука – физика и математика. Ведь для того, чтобы правильно выбрать необходимые утепляющие материалы, посчитать их количество и определить месторасположение, нужен точный расчет.

Сегодня промышленность предлагает застройщикам достаточно широкий ассортимент утеплителей высокого качества. Это могут быть традиционно применяемые в строительстве материалы: пакля, войлок и пр. Помимо них, существуют утеплители, созданные по новым технологиям, а потому более совершенные и обладающие в достаточной степени высокими теплотехническими характеристиками.

Среди основных представленных на рынке видов теплоизолирующих материалов следует назвать следующие. Это легкие бетоны, пено– и сотопласты, минерало– и стекловатные утеплители. Особого внимания заслуживают материалы, выполненные из натурального сырья: деревянные, целлюлозные, камышовые и пробковые. Среди их достоинств не только высокие теплосберегающие показатели, но и экологическая чистота, что немаловажно в наше время.

Качество теплоизоляции постройки зависит не только от теплотехнических параметров использующихся для ее отделки специальных материалов. В значительной степени показатели теплосбережения здания определяются качеством выполнения ограждающих конструкционных элементов постройки и свойств материалов, из которых она возведена. Известно, что сооружения, выложенные из кирпича или возведенные из бетонных панелей с соблюдением всех норм, оказываются теплее в сравнении с деревянными.

Вместе с тем деревянный сруб и сегодня остается самым популярным видом жилых построек. Однако, намереваясь поставить его, следует помнить о том, что стеновые полотна, выложенные из бревен, потребуют дополнительного утепления и регулярного обновления в процессе эксплуатации. Для этого необходимо будет заполнять зазоры, образующиеся между бревнами, утепляющим материалом. А это, в свою очередь, потребует дополнительных финансовых и трудовых затрат.

Принято считать, что стены, выполненные из кирпича, обладают высокой теплопроводностью, а потому они более холодные. Значительно повысить теплотехнические качества такой конструкции помогут точные расчеты при проектировании, а также правильное использование утеплителей. Помимо этого, повысить теплосберегающие свойства кирпичной кладки можно посредством устройства добавочных стеновых полотен. В результате образуется своеобразная камера, внутри которой сохраняется воздух, являющийся эффективным естественным утеплителем.

Для того чтобы повысить теплотехнические параметры ограждающих конструкций, каковыми являются стены, нужно особым образом утеплить оконные блоки. Для этого можно прибегнуть к «народным» методам и использовать бумажные полоски и всевозможные прокладки из металла, поролона и резины.

Но нужно сказать, что сегодня существуют более эффективные способы утепления окон. Делают это посредством совершенствования их конструкции. Наиболее надежными и теплыми в настоящее время – и по праву – считаются пластиковые стеклопакеты. Безусловно, для обеспечения нужного уровня теплосбережения они должны быть качественно выполнены. В противном случае эффект окажется обратным. Конденсат, влага и разница между температурными режимами разрушат не только оконный блок, но и прилегающие к нему участки ограждения.

Утепления требуют не только оконные блоки, но и кровля. Не секрет, что именно на крышу приходится значительная доля воздействия атмосферных осадков. Для того чтобы не допустить преждевременного выхода из строя ее конструкционных элементов и продлить срок эксплуатации постройки, необходимо должным образом утеплить и гидроизолировать чердак и кровельные скаты. Подобные мероприятия позволят также увеличить теплотехнические параметры стеновых полотен и улучшить микроклимат во внутренних помещениях.

В заключение, перефразируя известную поговорку, скажем: дом построить – не поле перейти. Основой для его возведения должны стать не только начальные, полученные когда-то в юности навыки владения топором или выполнения кирпичной кладки. Для того чтобы выстроить надежное здание, которое в будущем станет настоящей крепостью, понадобятся специальные знания. Ведь от того, насколько правильно спроектировано и возведено сооружение, а также подобраны материалы, зависит продолжительность жизни вашего дома.

Именно со специальных знаний мы и начнем. Итак, знакомимся с ключевыми понятиями в строительном деле: физико-климатическими факторами, теплопроводностью, тепловыми потерями и теплоизоляцией…

Утепление. Что это такое?

Прежде чем приступить к выбору материалов и выполнению постройки, необходимо определить физико-климатические параметры, а также характер воздействия внешних факторов на сооружения. Помимо этого, следует установить, от чего зависят тепловые потери жилых домов, размещаемых в том или ином районе. Нелишней окажется информация о существующих и используемых в практике способах повышения теплоизоляционных качеств конструкционных элементов зданий.

Выбор теплоизолирующих материалов с учетом физико-климатических факторов

Сегодня уже невозможно установить, хотя бы приблизительно, время возникновения первого жилища человека. Вероятнее всего, первобытные люди стали возводить укрытия для того, чтобы защититься от сильного ветра и полуденного зноя. Материалом для таких построек служили ветви деревьев, которые, скрепив между собой, обмазывали густым глиняным раствором.

Безусловно, жилища древних людей северных и южных районов отличались друг от друга. И это закономерно, поскольку при разных климатических условиях требовались укрытия с различной конструкцией. Отличались такие жилища и набором материалов, используемых для их выполнения. Так, для областей с суровым северным климатом были характерны постройки с толстыми стенами и перекрытиями и с узкими оконными проемами.

Напротив, в южных районах преобладали легкие постройки, сделанные из стеблей бамбука или тростника. Этого было достаточно для того, чтобы сохранить тепло в течение довольно прохладной ночи. Главным требованием к такому жилищу была комфортабельность, а не теплоизоляционные характеристики. Следовательно, можно говорить о том, что выбор теплоизолирующих материалов, из которых планируется возводить жилище, в основном зависит от климатических факторов на той или иной территории.

Все конструкционные элементы постройки можно условно разделить на 2 вида: несущие и ограждающие. К числу первых принадлежат перекрытия, балки, стропила и колонны. Вторая группа представлена также перекрытиями, наружными стенами, дверями и окнами.

Указанные выше конструкции характеризуются различными функциями. Так, несущие элементы призваны принимать на себя основную нагрузку, обусловливая таким образом устойчивость и надежность постройки. Ограждающие детали сооружения предназначены для того, чтобы защитить помещения от воздействия атмосферных осадков.

Для получения прочного сооружения важно выбирать материалы, которые обеспечивали бы теплоизоляцию прежде всего ограждающих элементов. Только при таком условии постройка защитит от ветра, снега, дождя и сохранится в течение длительного времени.

Однако, подбирая ограждающие строительные материалы, мало уделять внимание только их теплоизоляционным свойствам. При их выборе важно учитывать также архитектуру, форму и назначение будущей постройки. При этом именно теплоизолирующие материалы нужно подбирать в соответствии со стилем и архитектурными особенностями сооружения, а не наоборот. Одним из главных условий выбора теплоизолирующих материалов является их совместимость с архитектоникой здания. Только так можно получить одновременно теплое, прочное и функциональное сооружение.

При возведении жилища важно учитывать действие физико-климатических факторов, к которым относятся прежде всего объем выпадающих осадков, уровень влажности и температуры воздуха, а также снежного покрова в зимний период, направление и скорость ветра. Помимо этого, значимыми являются и показатели количества пасмурных и ясных дней.

Таким образом, к группе физико-климатических факторов, учет которых обязателен в жилищном строительстве и в дальнейшей эксплуатации сооружений, следует причислять факторы, оказывающие определенное влияние на температурный уровень и степень влажности конструкционных элементов постройки. Следовательно, наиболее значимыми из них оказываются климатические факторы (температурные условия и режим влажности), что становится определяющим для эксплуатационных характеристик как наружных деталей сооружения, так и его внутренних помещений.

Следует заметить, что при проведении расчетов такого физико-климатического фактора, как температура воздуха, учитываются средние величины. Известно, что на территории одного и того же района возможны значительные температурные колебания не только в пределах нескольких лет, но и сезона.

Для того чтобы расчеты оказались как можно более точными, во внимание берут средние показатели установленных за выбранный промежуток времени температур воздуха. При этом высчитывают минимальный температурный уровень за 3 и 5 суток. Следует вычислить и самый низкий уровень температуры наружного воздуха.

При возведении какой-либо постройки на этапе проектирования предварительно высчитывают среднюю внутреннюю и наружную температуру воздуха в холодный сезон.

Кроме того, необходимо произвести расчет показателей скорости ветра. Такие параметры являются особенно значимыми при выборе стеновых конструкций и способа их воздухозащиты.

Россия – огромная страна, территория которой разделена на несколько климатических зон, различающихся своими характеристиками. Считается, что именно в нашей стране в сравнении с Европой и Америкой самый суровый климат в зимний период. Это действительно так. И анализ физико-климатических факторов доказывает это.

Так, например, среднегодовая температура воздуха в летний и зимний сезоны в Копенгагене, составляет соответственно +7,7° C и –0,4° C, а в Москве – +3,8° C и –10,2° C. Поскольку физико-климатические условия обусловливают продолжительность отопительного периода, то показатели последнего в указанных городах также существенно различаются: 152 дня – в Копенгагене и 212 дня – в Москве.

Выбор теплозащитных материалов для несущих конструкций окажется правильным только при условии учета в момент проектирования сооружения разницы между величинами температур наружного воздуха. Различие в показателях можно наблюдать на протяжении не только различных времен года, но и в пределах суток. Как известно, в ночные часы воздух не прогревается солнечными лучами, а потому он более холодный в сравнении с температурным режимом в дневное время суток.

Таким образом, справедливо утверждение, что ночью наружные поверхности конструкционных элементов постройки охлаждаются, что в дальнейшем приводит к понижению температуры и внутренних ее частей. Скорость снижения температуры ограждающих конструкций обусловлена их способностью транспортировать тепло, то есть уровнем теплопередачи. Такая характеристика строительных материалов – возможность сохранять или перераспределять тепло – получила наименование инерционности. В физике ее обозначают буквой «Д».

В строительстве различают материалы, обладающие малой (Д = 1,5–4 единицы), средней (Д = 4–7 единиц) и большой (Д > 7 единиц) инерционностью температурного режима. Помимо этого, существуют так называемые безынерционные (Д < 1,5) строительные материалы.

В группу строительных материалов с большим показателем инерционности входят древесина и полнотелый кирпич, изготовленный из глины или силикатного сырья. Выполненные из дерева или кирпича сооружения способны сохранять тепло в холодное время года и прохладу – в знойные дни.

К числу среднеинерционных строительных материалов принадлежит пустотелый кирпич. А малой инерционностью обладают те, которые изготовлены из стеклокерамики.

Уровень влажности воздуха также учитывают при проектировании воздухозащиты конструкционных элементов постройки. Подобные расчеты нужны при выборе ограждающих частей сооружения и облицовочных материалов, которые помогут защитить каркас от действия осадков и влаги.

Показатели влажности воздуха не случайно определяются как негативный физико-климатический фактор, их учет обязателен при проектировании сооружений различного назначения и выборе материалов для строительства.

Влага в сравнении с воздухом, который характеризуется высоким уровнем теплоизоляции, напротив, отличается хорошей теплопроводностью. Для того чтобы снизить отрицательное воздействие воды, при изготовлении строительных материалов используют особые технологии. Так, например, многие из них имеют заполненные воздухом поры и отверстия. Таким образом достигается повышение их теплоизоляционных свойств.

Однако при наличии физико-климатических условий с высоким уровнем влажности воздуха теплоизоляционные качества строительных материалов значительно снижаются. Более того, вода, растворяя входящие в состав сырья компоненты, оказывает разрушительное воздействие на конструкционные элементы. В результате этого наблюдаются размокание стен, повышение уровня влажности воздуха и понижение температуры во внутренних помещениях. В свою очередь, это становится фактором, значительно ухудшающим эксплуатационные качества постройки.

Необходимо отметить, что в атмосферном воздухе, помимо газов, имеется определенное количество водяного пара. То количество воды, которое содержится 1 м^3 воздуха, принято определять как абсолютную влажность. Единицей ее измерения является г/м^3.

Для того чтобы установить, насколько воздух насыщен влагой, существует другое понятие – относительная влажность. Она измеряется в процентах и является выражением отношения реальной упругости водяного пара, содержащегося в воздушной массе, к его максимальной упругости при определенных температурных условиях.

Наиболее значимыми для показателей испарения с поверхности конструкционных элементов постройки являются величины относительной влажности воздуха. Найти их можно в специальных строительных справочниках. При этом между указанными явлениями наблюдается обратная связь, а именно: чем ниже уровень относительной влажности воздуха, тем более интенсивно испаряется влага.

Вот почему показатели относительной влажности воздуха весьма важны в процессе выполнения проекта и при дальнейшей эксплуатации жилых и нежилых зданий. Учет скорости испарения влаги имеет особое значение, поскольку капельки воды не только улетучиваются с поверхности конструкционных элементов сооружения, но и выходят из поверхностных слоев материала. Именно поэтому сухие строительные материалы, характеризующиеся высоким уровнем теплоизоляции, способны создавать наиболее благоприятный влажностный и температурный режим во внутренних помещениях. Кроме того, они обеспечивают сохранность наружных поверхностей конструкционных элементов.

Как уже было замечено выше, строительные материалы определенного вида необходимы не только для укрепления конструкции и сохранения тепла внутри помещений, но и для регулирования уровня влажности воздуха и поглощения водяных частиц, содержащихся в воздушных массах. Подобное свойство веществ принято называть сорбцией.

Известно, что наибольшей сорбцией обладают строи тельные материалы, изготовленные из органического сырья. К ним относят древесину, фибролит, древесно-стружечные полотна и пр. В группу материалов со средним показателем способности к поглощению влаги входят керамзитобетон, минеральная вата и минеральный войлок, кирпич, пенопласт.

Скорость проникновения влаги в толщу строительного материала обусловлена его плотностью. При этом сорбция того или иного вещества является достаточно значимым показателем, величину которого нельзя не учитывать при проектировании построек, поскольку он оказывается определяющим для срока эксплуатации сооружения.

При возведении постройки, помимо указанных выше факторов и показателей, нужно принимать во внимание также скорость высыхания поверхности элементов конструкции. Например, было замечено, что при нормальном уровне влажности воздуха процесс испарения влаги из поверхностных слоев бетонной заливки происходит быстрее, чем отвердение и связывание.

Именно данное свойство бетонной массы нередко в дальнейшем приводит к растрескиванию поверхности, что, несомненно, уменьшает прочностные качества используемых конструкционных элементов. Подобное явление чаще всего наблюдается в южных и юго-восточных областях, характеризующихся сравнительно высокой температурой воздуха.

Теплоизоляционные свойства ограждающих конструкционных деталей во многом зависят от скорости и силы ветра. Как известно, в ветреную погоду мороз кажется сильнее. Чрезмерное остывание постройки происходит вследствие того, что вокруг нее образуются ветровые потоки, движение которых приводит к ослаблению теплоизоляционных показателей и снижению температурного уровня внутри помещений.

В настоящее время ученые доказали существование прямой связи между температурой во внутренних помещениях постройки, скоростью и характером ветра. Кроме того, следует учитывать повторяемость направления движения ветра и периодичность таких повторений. Учет данных факторов обязателен при проектировании сооружения и подборе строительных материалов.

Для того чтобы измерить приблизительную скорость ветра, можно использовать 12-бальную шкалу Бофорта. Она была разработана в 1806 году английским адмиралом Ф. Бофортом. Шкала скорости ветра и сегодня применяется в мореходной практике. С ее помощью можно измерить силу воздушного потока на возвышенности высотой не более 10 м либо на ровном участке.

Так, 0 баллов по шкале Бофорта определяется как полный штиль. При этом, например, дым из печной трубы поднимается строго вверх, а на море не заметно волнения. 2 балла по шкале Бофорта – это легкий ветер, скорость которого составляет от 1,6 до 3,3 м/с. При этом ощущается едва заметное движение воздушных масс, наблюдается слабое вращение флюгера, а на море видны небольшие волны.

Ветер существенно влияет на прочность и надежность сооружений. Наибольшее воздействие воздушный поток оказывает на обращенную к нему поверхность конструкционных элементов постройки. Эта область называется зоной ветрового напора, или повышенного давления (рис. 1).

Рис. 1. Схема зон ветрового напора, или повышенного давления: 1 – ветровое давление; 2 – изменение ветрового потока; 3 – направление движения воздушных масс

Считается, что именно через нее холодные потоки воздуха, проходя через мельчайшие поры в конструкционных элементах, интенсивно проникают внутрь помещений. В результате этого наблюдается резкое охлаждение постройки и внутренних помещений. Подобный процесс обозначается термином «инфильтрация», а обратное ему явление принято называть «эксфильтрация».

Со стороны, противоположной указанной выше области, ветрового напора стороны образуется так называемая зона ветрового отсоса, или пониженного давления. В итоге формируются значительные колебания атмосферного давления. Это, в свою очередь, приводит к увеличению скорости продвижения воздушных масс внутри помещений. Такое явление в народе называют сквозняком. Он становится причиной снижения температуры воздуха во внутренних комнатах и увеличения интенсивности теплоотдачи.

Для того чтобы предотвратить описанные выше негативные явления, на стадии проектирования следует провести анализ преобладающего направления ветра и его силы. Затем нужно будет разместить с учетом полученных данных постройку и подобрать необходимые утеплители.

В качестве мероприятий, направленных на защиту сооружения от ветров, рекомендуется:

– уплотнение дверных и оконных проемов, максимальное их сочленение с поверхностью стен;

– максимально возможное сопряжение стен;

– использование в качестве наружного ограждения таких материалов, главной характеристикой которых является высокая воздухопроницаемость;

– размещение оконных проемов на одной стороне постройки, что поможет предотвратить образование сквозняков.

Следует отметить, что связь между ветровым потоком и постройкой взаимообратная. Дело в том, что не только ветер оказывает определенное воздействие на конструкцию, но и она сама влияет на свойства движущихся воздушных масс. В частности, встречая на своем пути сооружение, меняется как направление ветра, так и его скорость, которая значительно снижается. Нередко постройки оказываются причиной формирования потоков воздуха. Именно видом конструкции часто обусловлено направление ветра (рис. 2).

Рис. 2. Изменение направления движения воздушных масс в зависимости от конструкции здания

Суммируя все сказанное выше, нужно отметить, что важным условием удачного проектирования постройки является учет ряда определяющих физико-климатических факторов, к числу которых прежде всего следует отнести температуру и уровень влажности воздуха, направление и скорость движения воздушных масс. Только таким образом можно защитить в дальнейшем конструкционные элементы от деформации и разрушения, а также значительно увеличить срок эксплуатации сооружения.

Теория теплопередачи – основа строительства

Современные физики говорят о 3 явлениях, выражающих теплопередачу, – теплопроводности, излучении и конвекции. Каждое из них обладает собственными характеристиками. Так, при определении свойств однородных твердых тел говорят о теплопроводности. Ее суть заключается в способности одного объекта передавать тепло другому при соприкосновении либо посредством промежуточного проводника (рис. 3).

Рис. 3. Теплопроводность как путь передачи тепла: 1 – штукатурка; 2 – кирпичная кладка

Все строительные материалы можно условно разделить на группы в зависимости от данного параметра. Наиболее высокой теплопроводностью обладают такие материалы, как металл, железобетон и мрамор. А у воздуха этот показатель, наоборот, довольно низкий. Поэтому в настоящее время при возведении жилых построек для теплоизоляции часто применяют такие пористые материалы, как полиуретан, пенопласт, пенобетон и т. п.

Явление конвекции можно наблюдать в газообразных и жидких средах. В данном случае передача тепла осуществляется через движение молекул. Один из наиболее ярких примеров конвекции можно увидеть, понаблюдав за поверхностями двойного остекления оконного проема (рис. 4).

Рис. 4. Конвекция, возникающая при двойном остеклении оконного проема

При нагревании вследствие контакта с внутренним стеклянным полотном воздушные массы устремляются вверх. Там их температура резко снижается, и они опус каются. Процесс повторяется вновь и вновь. Такая циркуляция воздуха обусловливает возникновение процесса конвекционной теплоотдачи. При этом его скорость напрямую зависит от разницы температур: чем она больше, тем интенсивнее будет протекать конвекция.

Данное явление нередко наблюдается и в газообразной среде. Там же может возникать теплопередача, при которой тепло переходит с поверхности одного тела на поверхность другого через пространство. Наглядным примером такого обмена в газообразной среде является нагревание нашей планеты солнечными лучами. В данном случае тепловая энергия поступает на Землю с Солнца в форме электромагнитного излучения.

Другим примером теплопередачи в газообразной среде является нагревание внутренних стен помещений постройки через воздух с помощью радиаторов центрального отопления. При этом наблюдается прямая связь между температурой отопительных приборов и температурой в комнате. Чем горячее радиаторы, тем выше температура в помещении.

В том случае, когда молекулы и атомы ускоряют движение (вращательное или поступательное), температура тела, которое они составляют, становится выше отметки абсолютного нуля. При этом оно начинает излучать тепло, часть которого отражается, а остальное поглощается.

Описанное выше свойство характерно и для строительных материалов. Обладающие им вещества получили наименование «серые». Помимо этого, существуют белые (отражающие энергию) и черные (поглощающие ее) строительные материалы. Это обязательно нужно учитывать при их выборе для сооружения построек различных типов.

Предположим, предстоит возводить крышу и необходимо сделать выбор между рубероидом и оцинкованной сталью. Рубероид, имеющий шероховатую и темную поверхность, даст покрытие, которое в летний период будет довольно сильно нагреваться под действием солнечных лучей, передавая поглощенное тепло помещениям, располагающимся под крышей. В результате этого происходит перегрев внутренних комнат. Сквозь стены тепло уходит из-за того, что они состоят из материалов, обладающих определенной теплопроводностью. Интенсивность процесса зависит от коэффициента теплопроводности. При этом материалы с высокими показателями способны пропускать большее количество тепла. А это означает, что они имеют низкие теплоизолирующие качества.

На основании показателей теплопроводности все строительные материалы, используемые для возведения построек разного назначения, условно можно разделить на несколько групп. В приведенной ниже табл. 1 представлены наиболее распространенные в строительстве материалы и указаны коэффициенты их теплопроводности. Следует отметить, что последний параметр находится в прямой зависимости от влажности воздуха.

Проанализировав эти данные, можно увидеть, что показатели коэффициента строительного материала напрямую зависят от его плотности: чем она больше, тем выше теплопроводность. Объяснить такое явление достаточно просто. Дело в том, что поры материала, имеющего большую плотность, минимально заполнены воздухом, характеризующимся низкой теплопроводностью. Вследствие этого можно делать вывод о том, что большее количество пор обусловливает повышение плотности материала, а также, коэффициента его теплопроводности.

Таблица 1 Коэффициент теплопроводности строительных материалов

В том случае, если наполнителем пор строительного материала становится влажный воздух, показатели теплопроводности увеличиваются. Это связано с тем, что у воды коэффициент теплопроводности в 20 раз больше, чем у воздушных масс. Причем увеличение уровня влажности воздуха неизменно влечет за собой повышение степени теплопроводности.

Ярким примером зависимости показателей теплопроводности от уровня влажности воздуха являются сырые подвальные помещения многоэтажных построек. Влажные воздушные массы постепенно проникают в верхние ярусы здания, в результате чего отсыревают и разрушаются перекрытия и стены. К тому же в этом случае температура воздуха на первом этаже постройки будет ниже, чем на более высоких этажах.

Подобное явление обусловлено значительным снижением уровня теплоизоляции конструкционных элементов сооружения вследствие повышения (даже незначительного, около 5–6 %) их влажности. В результате при температуре воздуха снаружи –20° C и +20° C во внутренних помещениях +20° C температура сухого перекрытия будет составлять не более 14° C. А при повышении уровня его влажности данный показатель снизится до 12° C.

Для того чтобы предотвратить преждевременное разрушение конструкционных элементов постройки и обеспечить достаточно продолжительный срок ее эксплуатации, при ее возведении следует применять исключительно сухие строительные материалы. Это обязательное условие получения качественной, надежной и теплой постройки. Кроме того, при планировке ограждающие части необходимо устанавливать и изолировать таким образом, чтобы защитить их от воздействия влаги вследствие образования конденсата.

Теплопотери и теплоизоляция – ключевые понятия в строительстве

Как уже было замечено выше, ограждающие конструкционные элементы построек служат своеобразным щитом, который защищает сооружение от негативного воздействия климатических явлений: ветров, влаги, резких колебаний температуры воздуха. Кроме того, они препятствуют проникновению внутрь помещения холодных воздушных масс.

Помимо этого, ограждающие конструкции выступают как элементы строения, представляющие собой сопротивление теплопередаче. Иначе говоря, они пред отвращают выход теплого воздуха из внутренних помещений наружу. Причем более значительные по толщине конструкции оказывают большее сопротивление. При этом они характеризуются высокими теплоизоляционными свойствами, следовательно, они способны противостоять, не разрушаясь, воздействию низкой температуры (табл. 2).

Таблица 2 Показатели сопротивления теплопередаче строительных материалов

Помимо толщины конструкций, на показатели сопротивления теплообмена оказывают влияние излучение или конвекция, образующиеся на наружной и внутренней поверхностях стеновых перегородок. Объем теплопотерь напрямую зависит от коэффициента теплообмена. Материал, который имеет низкую сопротивляемость теплопередаче, характеризуется незначительными теплозащитными свойствами.

Наиболее показательными для определения степени сопротивления теплопередаче считаются зоны, располагающиеся на наружных, внутренних поверхностях ограждающего элемента и в его толще. Причем каждая из них обладает собственной величиной сопротивления теплопередаче. Теплоизолирующие качества материала и уровень его сопротивления теплопередаче устанавливается на основании интенсивности протекания процесса в указанных областях. Общий показатель сопротивления теплопередаче ограждающего конструкционного элемента определяется путем сложения полученных величин.

Неоспоримым является тот факт, что только в постройке с высокими теплозащитными свойствами можно создать пригодные для комфортного проживания условия. Известно, что температура тела человека выше температуры воздуха и ненагревающихся предметов, находящихся внутри жилища.

Таким образом, человек сам становится объектом, принимающим активное участие в теплообменных процессах, происходящих в той среде, где он находится. В связи с этим в течение всей своей жизни он вынужден постоянно утрачивать часть тепла.

Ученые подсчитали, что при температуре воздуха в помещении от 18° C до 20° C человек теряет около 116 Вт тепловой энергии. Причем 50 % составляет собственно излучение, еще 20 % приходится на испарение, а оставшаяся часть растрачивается на теплопроводность и конвекцию. Подобное соотношение между разными видами теплопотерь принято считать нормальным. При этом любое изменение температурного режима становится причиной нарушения указанной пропорции (рис. 5).

Рис. 5. Схема теплопотерь тела человека в состоянии покоя: 1 – при теплопередаче и конвекции; 2 – при теплопередаче, конвекции и излучении; 3 – при теплопередаче, излучении, конвекции и испарении

Следует заметить, что процесс теплопотерь протекает даже при сравнительно высокой температуре воздуха. При этом он осуществляется путем конвекции. Это происходит вследствие того, что тело человека не допускает перегрева и требует охлаждения. В результате повышения температуры воздуха он начинает потеть, что приводит к поддержанию нормальной температуры тела.

В том случае, если воздух охлаждается, показатели теплопотерь тела человека значительно увеличиваются, поскольку организм требует сохранения определенной температуры, на что затрачивается тепловая энергия.

При этом процесс теплопотерь протекает одновременно с тепловым излучением. Безусловно, чем ниже температура окружающего воздуха, тем выше будет утрата собственного тепла.

Как уже было замечено выше, во время пребывания внутри помещения какой-либо постройки человек вынужден участвовать в теплообмене. По мнению физиков, особенно интенсивен такой процесс, происходящий между телом человека, окнами и стеновыми перегородками.

Такое явление возникает вследствие того, что названные объекты обладают минимальными характеристиками сохранения тепла. При снижении температуры их поверхностей процесс теплопоглощения становится более интенсивным. А это, в свою очередь, приводит к снижению температуры тела человека, поскольку он является одним из активных участников теплообменного процесса.

Для того чтобы предотвратить переохлаждение либо минимизировать влияние процесса теплообмена на организм человека, ограждающие конструкционные элементы составляют и устанавливают так, чтобы сохранить определенный температурный режим на их поверхностях. В соответствии с этим подбирают и строи тельные материалы, из которых планируется выполнять данные конструкции. Только при таком подходе к проведению проектирования и выбору материалов можно получить комфортную для проживания людей постройку.

Как известно, воздушные массы содержат некоторое количество влаги. Ее образование в воздухе связано с жизнедеятельностью живых организмов и растений. Доказано, что в помещении с более высокой температурой воздуха влаги больше, чем в холодной комнате. Резкое снижение температуры является причиной выпадения и оседания капелек воды на поверхностях. Такое явление называется конденсатом, который оказывает разрушительное действие на конструкционные элементы и предметы, находящиеся в помещении.

Нормальным уровнем влажности воздуха принято считать показатель не более 60 %. Изменение его в ту или иную сторону вызывает явления, которые отрицательно воздействуют на окружающую среду. Например, при его понижении происходит высыхание слизистой, напротив, при повышении уровня влажности воздуха наблюдается уменьшение скорости испарения излишков влаги с тела человека.

Для того чтобы получить комфортное для проживания сооружение, при подборе материала и на этапе проектирования постройки важно уделить особое внимание теплоизоляционным характеристикам конструкций. Стены, например, должны быть выполнены из такого материала, который не позволит оседать влаге на поверхностях конструкционных элементов. Это, в свою очередь, предотвратит нарушение теплообменных процессов и не допустит переохлаждения тела человека.

На основании указанных факторов и следует определять теплозащитные параметры ограждающих конструкций. В строительстве существует понятие «нормативный температурный перепад». Под ним подразумевается разница между температурой воздуха внутри помещения и внутренней температурой стеновых перегородок. Согласно принятым нормативам, ее величина не должна превышать 6° C. Иными словами, максимально комфортным является помещение, в котором температура воздуха составляет 20° C, а температура внутренней поверхности стен не опускается ниже 14° C.

Для того чтобы уменьшить теплопотери, при сооружении постройки нужно использовать такие ограждающие конструкционные элементы и материалы, которые обладали бы способностью сохранять достаточное количество тепла, а его выделение при этом должно быть минимальным.

Данная проблема является особенно актуальной для оконных проемов, через которые обычно уходит достаточно много тепла. Для предотвращения чрезмерного выделение тепла и повышения теплосбережения они должны быть устроены таким образом, чтобы при эксплуатации помещения в дальнейшем исключить вероятность образования конденсата и запотевания стекол.

При этом нужно устранить зазоры, обычно имеющиеся между стеновым перекрытием и оконным блоком. Помимо этого, во время устройства окон переплеты следует размещать, подгоняя вплотную друг к другу. Профессиональные строители и архитекторы (на стадиях возведения постройки и составления проектного чертежа соответственно) для определения степени воздухопроницаемости окна применяют специальную формулу. Так, было доказано, что его следует считать герметичным, если масса воздуха, проходящего через 1 м^2 проема, не превышает 10 кг.

Для того чтобы продлить срок эксплуатации окна, разница между температурами внутренней поверхности стеклянного полотна и воздуха внутри помещения должна составлять не более 9° C. В противном случае образующийся в результате этого конденсат приведет к разрушению возведенной конструкции.

При сооружении постройки особое внимание необходимо уделять устройству потолочных перекрытий. Главный враг любого строительного материала – вода. Образующаяся на перекрытиях влага может привести к преждевременной их порче и значительному сокращению срока эксплуатации здания.

Для предотвращения скапливания конденсата на внутренних поверхностях потолочных конструкций микроклимат внутри помещений следует поддерживать на таком уровне, чтобы разница между воздухом и внутренней поверхностью потолочного полотна составляла не более 4° C. Если температура последней будет выше, это приведет к более равномерному распределению теплого воздуха.

Комфортными условиями в жилище считают такие, при которых температурные показатели пола и внутреннего воздуха практически одинаковы. Однако такая величина не должна быть ниже температуры стоп человека. Если количество утрачиваемого стопами тепла не превышает энергии, вырабатываемой телом, человек не переохлаждается. Если же, напротив, теряемое тепло больше, чем производимое, тогда человек начинает ощущать холод.

Напольные покрытия, которые обладают способностью сохранять тепло и предотвращать таким образом переохлаждение ног человека, принято называть теплыми. К группе подобных материалов относятся покрытия, выполненные из древесины (в том числе и паркет) и линолеума с утепляющей основой.

Холодным напольным покрытием считается такое, при контакте с которым наблюдается понижение температуры поверхности стопы человека. При этом расход тепла превышает объем вырабатываемой энергии. В качестве примера напольных покрытий подобного типа следует назвать керамическую плитку, бетонные, земляные и каменные полы.

Для создания наиболее комфортных условий проживания разница между температурами воздуха внутри помещения и поверхности пола должна составлять не более 2° C. Особенно высокими термосберегающими характеристиками обладают, как уже было замечено выше, напольные покрытия из древесных материалов, дополненные линолеумом на теплой основе.

Как известно, для обогревания помещений в холодное время года применяются отопительные приборы и системы. Причем разница между внутренней и наружной температурами может быть достаточно большой. Чем холоднее воздух на улице, тем сильнее должен обогреваться воздух внутри жилых помещений постройки.

Такое требование является вполне закономерным, поскольку вследствие понижения наружной температуры увеличиваются объемы теплопотерь ограждающих конструкционных элементов. Для того чтобы их компенсировать, требуется увеличить внутреннюю температуру. Стоит заметить, что количество термопотерь находится в прямой зависимости от теплоизолирующих качеств используемого материала и величины конструкции (рис. 6).

Рис. 6. Зависимость теплопотерь, площади и качественных характеристик ограждающих конструкционных элементов: 1 – однослойные керамзитобетонные; 2 – кирпичные; 3 – утепленные трехслойные панельные

Стеновые перекрытия являются самыми большими по площади конструкционными элементами постройки. А потому именно их теплоизоляционными показателями в большей степени обусловлены качественные характеристики всего помещения. Было установлено, что сквозь стены высвобождается до 45 % тепла.

Общая площадь оконных проемов значительно меньше, чем у стеновых перекрытий. Однако теплозащитные свойства стекол ниже по сравнению со стенами. Это происходит вследствие низкого сопротивления окон теплопередаче, которое примерно в 3 раза меньше, чем у стен. В связи с этим количество термопотерь через стекла достигает 40 %. Для того чтобы снизить степень влияния подобного явления на сохранение тепла внутри помещения, важно уделять особое внимание теплоизоляции окон.

Следует отметить, что в ветреную погоду сквозь имеющиеся в стенах и окнах зазоры из помещения уходит достаточно большая часть тепла. Термопотери в результате увеличиваются. При этом нужно упомянуть о таких понятиях, существующих в строительстве, как эксфильтрация и инфильтрация.

Эксфильтрация представляет собой процесс, при котором теплый воздух, находящийся в помещении, перемещается с внутренней поверхности в толщу конструкционного элемента и увеличивает его температуру, что становится причиной роста показателей термопотерь и образования конденсата.

При инфильтрации более холодные воздушные массы проникают через конструкции постройки с улицы внутрь помещения. Это приводит к понижению температуры ограждающего элемента, его поверхностей и внутреннего воздуха. Данное явление зачастую становится причиной значительного увеличения теплопотерь.

Следовательно, можно говорить о том, что процессы эксфильтрации и инфильтрации воздушных масс оказывают значительное влияние на температурный режим внутри помещения и показатели утечки тепла сквозь ограждающие конструкционные элементы.

Выполняя небольшую по высоте постройку, следует тщательно спланировать теплоизоляцию потолочного перекрытия верхнего этажа и цоколя. В том случае, если используемые материалы окажутся низкого качества, объем термопотерь возрастет с 3 до 10 %. Плохо изолированная крыша нередко становится главной причиной возрастания теплопотерь. При этом в многоэтажных постройках они составляют 5–10 %, а в малоэтажных – 30–35 %.

Устройству теплоизоляции крыши нужно уделить особое внимание, если планируется оборудовать мансардное помещение.

Только качественно проведенная работа позволит создать постройку с пригодными и комфортными для проживания условиями.

Теплоизоляция – важная составляющая архитектуры здания

О доме, отличающемся от других построек изысканной и оригинальной архитектурой, мечтает каждый. Сегодня реализовать это желание несложно: достаточно всего лишь подготовить смелый проект и необходимые строительные материалы.

Современные загородные мини-городки удивляют своими необычными строениями с характерными для них сложной конфигурацией, резкой разницей высоты составляющих частей, французскими окнами и т. п. Действительно, такие дома можно отнести к разряду подлинных шедевров архитектурного искусства. Вместе с тем, заботясь о внешнем оформлении, большинство застройщиков не задумывается над тем, чтобы с должным вниманием отнестись к таким частным проблемам строительства, как, например, теплоизоляция жилища и снижение термопотерь за счет использования особых материалов, обладающих высокими теплоизоляционными характеристиками.

При возведении даже самого необычного по конфигурации и внутреннему дизайну дома в первую очередь следует позаботиться о том, чтобы сделать его максимально комфортным. Для выполнения этого условия на этапе составления проекта сооружения нужно принимать во внимание такие факторы, как природно-климатическое воздействие и особенности эксплуатационного режима.

Безусловно, неоспоримым является то, что даже самые изысканные по внешнему виду конструкции не смогут заменить комфорт. В по-настоящему хорошем доме всегда тепло и сухо. Получить такое жилище можно только одним способом – устранив полностью или частично негативное влияние факторов внешней среды.

Профессионалы не рекомендуют возводить постройки с чрезмерно сложной конфигурацией. В большинстве случаев это приводит к увеличению площади стеновых перекрытий, которые относятся к конструкционным элементам, приводящим к возрастанию теплопотерь.

Помимо этого, постройка здания со сложной конфигурацией предполагает увеличение количества углов, что приводит к значительному снижению теплоизоляционных характеристик конструкционных элементов. Это связано с тем, что наружные (более холодные) поверхности в данном случае оказываются больше по площади, чем внутренние (теплые).

Кроме того, недостатком возведения построек сложной конфигурации является увеличения объема используемых строительных материалов.

Проектируя индивидуальную постройку, важно решить 3 основные проблемы:

1) определить форму здания;

2) высчитать соотношение между площадями застекленных поверхностей и стеновых перекрытий;

3) установить оптимальный способ устройства крыши и ее покрытия.

На первоначальном этапе работы над составлением проекта необходимо выбрать форму дома. Специалисты рекомендуют подбирать для индивидуального строительства достаточно простую конфигурацию, тогда в процессе эксплуатации сооружения удастся значительно сократить объемы теплопотерь.

Согласно законам геометрии, самой маленькой площадью обладает шар. Это означает, что шаровидные конструкции будут иметь минимальные теплопотери. Однако вряд ли сегодня найдется смелый человек, который рискнет выполнить постройку, имеющую форму шара. Более того, проектирование такого здания потребует наличия узкоспециальных знаний и навыков.

Другой идеальной формой для жилых построек в теории архитектуры считается куб. На чертеже он имеет вид квадрата. Следует отметить, что добиться оптимального расположения комнат и хозяйственных помещений при такой форме почти невозможно.

Для удобства работы в большинстве случаев возводят строения, имеющие форму параллелепипеда. На плане их вычерчивают как прямоугольники. Это наиболее приемлемая форма для рационального расположения конструкционных элементов. Для того чтобы обеспечить достаточно продолжительное естественное освещение внутреннего пространства, помещения делают углубленными внутрь постройки. При этом нужно сохранять определенные пропорции между параметрами комнат.

Среди них существуют допустимые и благоприятные соотношения. Первая группа представлена следующими пропорциями: 1 : 2; 1 : 1,75; 1,75 : 1; 2 : 1. Во вторую группу входят такие показатели: 1 : 1,5; 1 : 1,25; 1,25 : 1; 1,5 : 1; 1 : 1. Иначе говоря, в идеале одна величина помещения не должна превышать другую более чем в 1,5 раза.

Однако нужно отметить, что чрезмерно вытянутые помещения считаются нерациональными. Это объясняется возрастанием площади стеновых перекрытий, что, в свою очередь, приводит к увеличению тепловых потерь. Кроме того, образующиеся в ветреную погоду резкие перепады давления становятся причиной возникновения процесса инфильтрации охлажденных воздушных масс.

В том случае, если постройку планируется дополнить террасой, рекомендуется располагать ее по длинной стороне основной части. При этом, безусловно, нужно принимать во внимание ее теплотехнические качества. При указанном размещении террасы внутренние помещения постройки окажутся защищенными от сквозняков, а значит, будут более теплыми. Это поможет сберечь максимум тепла и добиться снижения термопотери, которая обязательно возникает при процессе инфильтрации воздуха.

Еще одним важным этапом в строительстве жилого дома считается организация тамбура. Обычно такой элемент является несколько чужеродным для общей архитектуры и делает ее более сложной. Однако он особенно значим для снижения теплопотерь постройки.

Как известно, в момент открывания входной двери теплый воздух выходит наружу, а холодный, наоборот, проникает в помещения. Это приводит к изменению температурного баланса внутри здания. Тамбур, выполняя функцию промежуточного сооружения, разделяющего наружное и внутреннее пространства, поможет свести к минимуму негативное воздействие попадающего внутрь холодного воздуха. Все это позволит уменьшить показатели тепловых потерь.

При постройке жилого дома большое значение имеет уровень пола. Для того чтобы предотвратить его переохлаждение и снизить теплопотери внутри помещений, рекомендуется стелить его таким образом, чтобы поверхность покрытия находилась выше участка у входа. Кроме того, путь сквознякам преградят пороги, предусмотренные у дверных проемов. С их помощью также возможно добиться значительного сокращения теплопотерь.

Еще одной проблемой, связанной с постройкой жилого здания, является планировка кухни и ванной комнаты. Обычно в таких помещениях воздух наполнен большим количеством пара и влаги. Кроме того, в них наблюдается особенно значительная потеря тепла. Для сохранения теплоизолирующих качеств конструкционных элементов лучше всего располагать подобные помещения в северной части постройки.

Таким образом можно добиться формирования своеобразного теплового щита, который будет препятствовать проникновению холодных воздушных масс внутрь жилых помещений, которые профессионалы рекомендуют разместить на южной стороне постройки.

Как уже было сказано выше, при возведении дома, помимо расположения помещений, внимание нужно уделять также устройству окон. Прежде всего необходимо определить размер оконных проемов. Большинство застройщиков мечтают о больших окнах, впускающих максимум световых и солнечных лучей и прохладного воздуха.

Однако, прежде чем отдать предпочтение оконным проемам большой величины, стоит задуматься о возможных значительных тепловых потерях. Такие окна действительно будут впускать достаточное количество света и воздуха, но одновременно с этим они окажутся путем выхода тепла. Определяя их величину, не нужно забывать о том, что их теплоизолирующие качества в несколько раз ниже, чем у стеновых перекрытий.

Как уже было замечено выше, в помещении, площадь остекления которого значительна, теплообмен между человеческим организмом и ограждающими конструкционными элементами существенно увеличивается. При этом переохлаждению в большей степени подвергается именно обращенная к оконному проему поверхность тела. Процесс становится более интенсивным, если между стеновыми перекрытиями и оконными блоками имеются зазоры, легко пропускающие холодный воздух внутрь.

Для того чтобы предотвратить подобные явления, на этапе проектирования постройки важно уделять особое внимание расположению окон. Кроме того, следует установить оптимальное их количество для каждого внутреннего помещения. Число оконных проемов должно быть таковым, чтобы одновременно исключить охлаждение комнат, с одной стороны, и недостаток освещения – с другой.

Для достижения оптимального результата в процессе проектирования нужно учитывать используемую в архитектуре пропорцию, демонстрирующую соотношение между площадями пола и остекленной поверхности. Оно должно быть не более 8 : 1 и не менее 5,5 : 1.

Заключительным этапом возведения дома является устройство крыши. Это один из наиболее значимых конструкционных элементов, который завершает архитектуру здания. На стадии составления проекта необходимо определить конфигурацию кровли и выбрать материалы, из которых она будет выполнена.

По мнению профессиональных архитекторов и строителей, наиболее подходящей для малоэтажных жилых построек является двускатная крыша. Она достаточно проста в устройстве, надежна и прочна. Кроме того, для ее сооружения можно использовать самые разные материалы.

В домах, отличающихся сложной конфигурацией, обычно устраивают так называемые многощипцовые крыши. Обязательным элементом их конструкции являются ендовы, которые предназначены для защиты скатовых сочленений от попадания влаги. Однако их сооружение требует наличия определенных навыков.

Помимо этого, в осенний период на их поверхности скапливается листва, что в дальнейшем приводит к засорению водостоков.

Некоторые застройщики, желая придать зданию более представительный вид, возводят массивные и высокие крыши. В таком случае чердачное помещение выполняет не только эстетическую, но и вполне практическую функцию – в качестве дополнительного жилого помещения. Помимо этого, строить дома с высокими крышами рекомендуется в областях со значительной толщиной снежного покрова в зимний период. С такой кровли, имеющей достаточно большой уклон, снег будет легко скатываться вниз, не задерживаясь на крыше. Это поможет предохранить наружные поверхности кровельных материалов от воздействия влаги, а значит, защитит их от разрушения. Вот почему такие покрытия характеризуются довольно продолжительным сроком эксплуатации. Однако в тех районах, где господствуют сильные ветра, лучше всего сооружать жилые постройки с прочными и надежными плоскими крышами. Если пологая конструкция портит внешний вид здания, можно выбрать двускатную крышу с усиленными элементами.

Большое значение для продолжительности срока эксплуатации крыши имеет не только ее высота, но и выбор кровельных материалов. Причем уклон скатов в большой степени обусловлен именно их типом. Известно, что при использовании черепицы возводят крышу, уклон которой составляет от 30 до 60°. В случае применения рулонных материалов он равен 2–14°, а шифера – от 14 до 60°.

Суммируя все сказанное выше, можно сделать вывод, что еще на этапе проектирования жилой постройки следует учитывать такие параметры, как конфигурация здания, площадь остекления и форма крыши. Помимо этого, важно соблюдать определенные правила расположения и соотношения элементов, составляющих дом.

Теплоизолирующие материалы

До недавнего времени в нашей стране теплоизолирующие материалы применялись не очень активно. Чаще всего они имели природное происхождение. Наиболее распространенными среди них были солома, войлок и сухие засыпки разного состава. В большинстве же случаев теплоизоляционные характеристики сооружений повышались за счет увеличения толщины конструкционных элементов.

Таким образом, ограждающие конструкции и, соответственно, материалы, применяемые для их сооружения, выполняли 2 функции – конструкционную и теплосберегающую. Известно, что толщина стеновых перекрытий домов, возведенных на территории России, как правило, составляет от 51 до 64 см.

В наши дни, когда стала заметна тенденция к значительному сокращению энергетических расходов, все более актуальными становятся проблемы уменьшения тепловых потерь жилых построек и модернизация ограждающих конструкционных элементов, к которым предъявляются довольно высокие требования по теплоизоляционным характеристикам. Именно этим объясняется принятое в 2000 году повышение нормативов теплосопротивления строительных материалов. Новые величины почти в 3 раза превышают существовавшие ранее параметры.

Существенно увеличить показатели теплоизоляции ограждающих конструкционных элементов с помощью традиционно применяемых утепляющих материалов не представляется возможным. Нерационально возводить строения со стенами, толщина которых будет достигать 180 см.

Для решения данной проблемы были разработаны технологии изготовления утеплителей, которые отвечают всем имеющимся требованиям.

В архитектуре и строительстве теплоизолирующими принято называть такие материалы, которые позволяют свести к минимуму и сделать менее интенсивным процесс теплообмена, происходящий между конструкционными элементами здания, его внутренними помещениями и окружающей средой. В настоящие время к ним относят материалы, показатели теплопроводности которых не превышают 0,175 Вт/(м°С), а плотность составляет не более 600 кг/м^3.

Применение высокоэффективных теплоизолирующих материалов при возведении жилых зданий позволяет значительно сократить термопотери и сэкономить тепловую энергию. Их использование приводит также к уменьшению основных параметров – веса и толщины – ограждающих конструкционных элементов, экономии строительных материалов, и снижению стоимости строительных работ и потерь при транспортировке.

Условно применяемые в современном строительстве материалы делят на группы на основании следующих характеристик:

1. По назначению:

1) монтажные (для изолирования труб);

2) общего назначения (для изоляции построек).

2. По компонентам, составляющим сырье:

1) органического происхождения (из дерева, древесных опилок, шерсти, синтетического полимерного сырья);

2) неорганического происхождения (стекловата, минеральная вата, материалы на основе асбеста);

3) комбинированные (фибролит, арболит).

3. По форме:

1) штучные (блоки, полотна, кирпичи);

2) сыпучие (песок, перлит);

3) шнуровые (шнуры);

4) рулонные (маты, рубероид).

4. По показателям горючести:

1) легкосгораемые;

2) несгораемые;

3) трудносгораемые;

4) трудновоспламеняющиеся.

5. По структуре:

1) ячеистые (пенопласт, пеностекло, пенобетон);

2) волокнистые (стекловата, асбест, солома, минеральная вата, камыш);

3) пластинчатые (вспученный вермикулит);

4) зернистые (известняк, пермикулит, керамзит, перлит).

6. По степени жесткости:

1) мягкие (каолиновая вата, стекловата, минеральная вата);

2) жесткие (минеральная вата на битумной или синтетической основе);

3) средней жесткости (штапельное стекловолокно);

4) твердые (плиты из полиуретанового сырья);

5) супержесткие (армированная минеральная вата).

7. По технологии образования пор:

1) вспененные (пеноасбест, пенобетон, пеношамот);

2) вспученные (перлит, шунгизит);

3) волокнистые (гранулированная минеральная вата, маты из стекловаты, рыхлая минеральная вата);

4) пористые (шунгизит, перлит);

5) пористые пространственные (вулканит, сотопласты, гранулированная минеральная вата).

8. По показателям плотности:

1) плотные (марки 500, 450, 400);

2) средней степени плотности (марки 350, 300, 250, 200);

3) низкой степени плотности (марки 175, 150, 125, 100);

4) особо низкой степени плотности (марки 75, 50, 35, 25, 15).

9. По показателям теплопроводности:

1) низкая степень теплопроводности (класс А – менее 0,06 Вт/(м°С);

2) средняя степень теплопроводности (класс Б: от 0,06 до 0,115 Вт/(м°С));

3) высокая степень теплопроводности (класс В: от 0,115 до 0,175 Вт/(м°С)).

Для того чтобы возвести постройку, которая будет отвечать всем имеющимся требованиям теплоизоляции, необходимо использовать высококачественные строительные материалы с определенными характеристиками.

Об основных их свойствах можно узнать, обратившись к табл. 3.

Таблица 3 Основные характеристики современных теплоизолирующих материалов

Прежде чем определиться с теплоизолирующими материалами, нужно получить информацию об их теплотехнических характеристиках. Часто незнание этого приводит к ошибкам в выборе и размещении утепляющего элемента, что, в свою очередь, становится причиной возведения холодного и непригодного для комфортного проживания сооружения. Более того, значительно возрастают теплоэнергетические затраты.

Помимо указанных выше параметров, к числу важных свойств теплоизолирующих материалов относятся также такие, как химическая устойчивость, температурная стойкость, паро– и воздухопроницаемость (табл. 4).

Таблица 4 Дополнительные характеристики теплоизолирующих материалов

Виды теплоизолирующих материалов

В настоящее время при возведении жилых строений применяют не только традиционные материалы, но и те, которые были созданы с использованием новейших технологических разработок.

Для получения постройки с высокими теплотехническими показателями особое внимание нужно уделять не только выбору утеплителя, но и способу его монтажа и эксплуатации. Было замечено, что выполнение теплоизолирующих конструкций без соблюдения установленных норм часто становится причиной значительного увеличения тепловых потерь.

Правильный выбор и монтаж теплоизолирующих материалов в соответствии с принятыми правилами обусловливают уменьшение направленных на эксплуатацию постройки расходов, создание пригодного для жизни микроклимата внутри помещений и отсутствие необходимости производить ремонт теплоизолирующих конструкций.

Бетоны легкие

Основным сырьем для изготовления легких бетонов является портландцемент. Заполнителями для них служат вспученный перлит, керамзит и т. п. Плотность подобных пористых материалов не превышает 1200 кг/м^3, а средние показатели данного параметра составляют от 500 до 1800 кг/м^3.

Главной отличительной особенностью легких бетонов считается шершавая поверхность. Кроме того, к характерным признакам данных материалов относится их высокая пористость.

Процесс теплопередачи в легких бетонах происходит в результате теплопроводности и конвекции. Тепловая энергия передается с помощью большого количества пор, в которых имеется воздух.

Теплоизолирующие свойства легких бетонов определяются величиной составляющих их пор. Высококачественными признаются те, которые имеют поры маленького размера. Благодаря этому достигается более стремительное перемещение накапливающегося в них воздуха, что, в свою очередь, приводит к повышению степени теплоизоляционных характеристик материала.

В настоящее время на рынке представлен широкий ассортимент легких бетонов. Они различаются на основе заполняющего компонента, входящего в состав сырья. Например, существуют перлитобетон, керамзитобетон и т. п.

Следует заметить, что керамзит – один из наиболее распространенных заполняющих компонентов, который применяют в качестве материала, обладающего высокими звуко– и теплоизолирующими свойствами. Он отличается легкостью и особой прочностью. Его плотность составляет от 250 до 800 кг/м^3.

Помимо этого, достоинствами керамзита являются его инертность по отношению к химическим веществам и устойчивость к воздействию кислот. Этот материал относится к группе экологически чистых и обладающих продолжительным сроком эксплуатации. Его применяют главным образом для устройства теплоизоляции ограждающих конструкционных элементов. С его помощью также утепляют подвальные помещения и конструкции фундамента. Керамзит можно по праву назвать эффективным утеплителем, поскольку при его применении термопотери удается снизить на 75 %.

В продажу он поступает в 3 формах. Ниже приведено краткое описание каждой из них:

1. Щебень. Отличается угловатой формой. Его изготавливают путем дробления вспученного керамзитового сырья. В результате получают частицы, величина которых составляет от 5 до 40 мм.

2. Гравий. Его получают из легкоплавких вспученных глин, которые подвергают термической обработке при температуре 1200° C. Он имеет вид гранул величиной от 5 до 40 мм. Их поверхность защищена твердой оболочкой, а внутри имеются многочисленные поры. Главной характеристикой керамзитового гравия является его устойчивость к действию высокой и низкой температуры. Кроме того, он относится к категории огнеустойчивых материалов.

3. Песок. Он состоит из зерен величиной не более 5 мм и представляет собой остаточный продукт переработки сырья при изготовлении керамзитового гравия.

Другим довольно распространенным заполняющим материалом является шлаковая пена. По структуре она пористая. Ее получают из остаточных продуктов промышленного производства, чаще всего из доменных шлаков, которые обладают способностью вспучиваться при стремительном охлаждении. Путем дробления исходного материала – шлаковой пены – получают песок и щебень.

Продуктом переработки отходов промышленного производства является также другой заполнитель – гранулированный шлак. Это пористый материал, состоящий из частиц величиной 5–7 мм.

Кроме того, в строительстве при теплоизоляции сооружений различного назначения применяют вспученный перлит. Его изготавливают посредством обжига вулканических пород (перлита), которые имеют стеклообразную структуру с содержанием 3–5 % гидратной воды.

При производстве строительного материала перлит подвергают обработке в условиях высокой (900– 1200° C) температуры, вследствие чего происходит преобразование содержащейся в породе воды в пар, который, в свою очередь, вспучивает расплавленную массу. Такой процесс сопровождается образованием твердых зерен, имеющих белый цвет. В процессе расплавления исходная масса увеличивается в объеме почти в 2 раза.

Плотность используемого в строительстве перлита достигает 90 %. При этом коэффициент его теплопроводности составляет от 0,04 до 0,08 Вт/(м°С).

При утеплении жилых домов часто применяется материал, представляющий собой смесь перлита и компонента минерального происхождения. В результате получается масса, которая отличается довольно высокой устойчивостью к воздействию факторов окружающей среды и тугоплавкостью. Чаще всего ее применяют как теплоизолирующую засыпку для термозащиты конструкций, температура которых при эксплуатации может достигать 800° C.

При смешивании бетонной массы и перлитового песка образуется материал, который называется перлитобетон. Его плотность достигает 150 кг/м^3, а коэффициент теплопроводности варьируется в пределах от 0,075 до 0,04 Вт/(м°С). Перлитобетон достаточно широко используется в жилом строительстве в виде плит, из которых сооружают несущие конструкции. В качестве его облицовки могут применяться фольга, стеклоткань и т. п.

В качестве засыпки при возведении и утеплении жилых построек нередко применяют вспученный вермикулит. Его производят в виде чешуек, имеющих золотистый или серебристый цвет. Этот материал относится к группе гидрослюд. Его получают путем обжига минерала вермикулита при 400–1000° C. Вследствие воздействия высокой температуры первоначальный объем увеличивается более чем в 15 раз, что приводит к образованию пара из воды и увеличению расстояния между частичками слюды.

Вспученный вермикулит весьма огнестоек. Кроме того, он характеризуется отличными показателями устойчивости к воздействию высокой температуры и влаги, а также не подвержен гниению и образованию плесени. Это малотоксичный материал, который пригоден для сооружения жилых зданий.

Вермикулит составляет основу теплоизоляционных плит марок М 300 и М 350, которые производят, смешивая его с портландцементом. Помимо этого, в строительстве для теплоизоляции используют рубероид с вермикулитовой посыпкой. Соединяя вермикулит и бетон, получают вермикулитобетон. Такой материал служит основанием для пластикового покрытия теплозащитной конструкции пола.

Для повышения теплоизоляционных качеств конструкционных элементов рекомендуется выбирать также топливные шлаки. Они представляют собой остаточные продукты, получаемые после сжигания твердого топлива.

К категории легких принадлежат и так называемые ячеистые бетоны. Доля пор в них достигает в среднем 80 %. Их получают путем автоклавного отверждения исходного вспученного состава, в который добавляют воду, вяжущий компонент и кремнезем.

Еще один вид утеплителя – пенобетон. Его основу составляют цементное тесто и пенистая смесь с устойчивой структурой из животного клея и канифольного мыла. В результате отверждения образуется твердый и прочный ячеистый материал.

Из ячеистого пенобетона производят главным образом теплоизолирующие полотна, размер которых составляет 50 × 50 × 100 см. Коэффициент его теплопроводности равен 0,1–0,2 Вт/(м°С). Кроме того, в качестве теплосберегающего элемента при сооружении двухслойных ограждающих конструкций может использоваться так называемый конструктивный пенобетон с коэффициентом теплопроводности от 0,4 до 0,6 Вт/(м°С).

В группу ячеистых бетонов входят газосиликат и газобетон. Сырьем для производства первого являются известь и кварцевый песок, второго – портландцемент. Исходную массу подвергают вспучиванию с добавлением газообразователя, а затем отверждают. В зависимости от способа отверждения газобетон делят на неавтоклавный и автоклавный. Газосиликат получают только путем автоклавного отверждения.

Показатели водопоглощения газосиликата и газобетона невысоки: всего лишь 30 и 20 % соответственно. Вследствие этого они не рекомендуются для теплоизоляции помещений с постоянно высоким – более 60 % – уровнем влажности воздуха.

Газосиликат производят в виде блоков, а газобетон – в форме плит. Газосиликатные полотна используются для сооружения жилых построек. Такие материалы позволяют значительно уменьшить трудовые затраты. Кроме того, они относятся к числу достаточно эффективных теплосберегающих материалов. Например, обладая плотностью 600 кг/м^3, газосиликат имеет коэффициент теплопроводности 0,15 Вт/(м°С).

В качестве теплоизолирующего материала в жилом строительстве нередко используют беспесчаный бетон. Сырьем для его изготовления служат гравий либо щебень и портландцемент марок М 300 и М 400. В результате соединения указанных компонентов получают материал с пористой структурой. Поры заполняются воздухом, повышающим, как известно, теплозащитные свойства конструкционных элементов.

Довольно высокими теплоизолирующими характеристиками отличается опилкобетон. Его составляющими являются цементно-известковое тесто, древесные опилки и песок. При изготовлении данного материала компоненты берут в пропорции 1 : 3,2 : 1,1.

Новым видом утеплителей является шунгизит. Его производят путем вспучивания шунгитовых пород, относящихся к камнеподобных породам и отличающихся плотной структурой. Исходное сырье подвергают дроблению и обжигу в специальных печах при температуре 1100–1160° C. В результате получается сыпучий материал, используемый как засыпка и утепляющий заполнитель для конструкций из легких и сверхлегких бетонов.

Пенопласты

Пенопласты относятся к группе строительных материалов, традиционно применяемых для утепления и повышения теплоизолирующих качеств ограждающих конструкционных элементов и покрытий жилых сооружений. Они представляют собой пористые пластики, получаемые путем вспучивания и дальнейшей обработки полимерного сырья в условиях высокой температуры.

В результате такого воздействия происходит выделение газа, что приводит к увеличению объема исходного материала. При этом в толще отверждаемой массы образуются многочисленные поры. Они располагаются равномерно и составляют до 98 % от общего объема. Данным свойством обусловлен небольшой вес пенопластов.

К числу наиболее важных достоинств таких утеплителей относятся не только их небольшая масса, но и устойчивость к гнилостным процессам и легкость монтажа. Полотна из пенопласта можно без усилий соединять между собой либо с конструкционными элементами, выполненными из иных материалов (древесины, металла и пр.). Существенным недостатком считается их низкая теплостойкость. Помимо этого, данный материал подвержен возгоранию.

Учитывая исходное сырье, все пенопласты можно условно разделить на несколько групп: полиуретановые, полистирольные и т. д. Самым распространенным из них в строительстве признан пенополистирол, который представляет собой гранулированный вспененный полистирол, состоящий из круглых фракций и полученный в результате воздействия высокой температуры. По существу, это затвердевшая пена с многочисленными закрытыми порами.

Пенополистирол характеризуется высокой устойчивостью к воздействию воды, щелочей и кислот. Среди самых важных недостатков данного материала следует выделить его ярко выраженную горючесть. Полотна из полистирола возгораются уже при температуре 80° C. Для того чтобы предотвратить это, их монтируют, располагая между огнестойкими конструкционными элементами.

При утеплении помещений применяют пенополистироловые плиты, размер которых составляет 120 × 100 × 10 см. Их плотность достигает 60 кг/м^3, а теплопроводность равна 0,03–0,04 Вт/(м°С). Пенополистирол также применяют при изготовлении слоистых алюминиевых, железобетонных и асбестоцементных панельных элементов.

Другим видом пенопластов является пенополиуретан, или пенополиуретановый поропласт. Существуют пластичные и твердые разновидности данного материала. Его производят в виде мягких или жестких плит, имеющих коэффициент теплопроводности 0,02– 0,03 Вт/(м°С), а также в виде матов с коэффициентом теплопроводности 0,04 Вт/(м°С) и размером 200 × 100 × 3–6 см.

По сравнению с другими пенопластами некоторые пенополиуретановые материалы характеризуются низкой горючестью. Такое их свойство достигается за счет добавления в исходную массу специальных компонентов.

Еще один популярный пенопласт – мипора. Это теплоизолирующий материал, который производят из мочевиноформальдегидного полимера. Он имеет вид плит толщиной 10 и 20 мм или блоков, обладающих коэффициентом теплопроводности 0,03 Вт/(м°С).

Главным достоинством мипоры является ее низкая горючесть. К числу недостатков можно отнести непластичность и высокую степень гигроскопичности. В связи с этим данный материал не рекомендуется использовать для утепления помещений, к которым предъявляются высокие требования к влажности. Им также утепляют каркасные конструкционные элементы и применяют в качестве заполнителя.

Одним из новейших материалов, характеризующихся высокой эффективностью, считается пеноизол. Он представляет собой отвердевшую пену с многочисленными закрытыми порами. В зависимости от входящих в состав исходного сырья добавок пеноизол делят на 2 разновидности: пластичный и твердый.

Иные характеристики данного материала также обусловлены свойствами добавляемых компонентов. Так, при смешивании первоначального сырья с размолотым в мелкую пыль керамзитовым песком значительно снижаются показатели воспламеняемости пеноизола. При этом в данном случае температура возгорания возрастает до 350° C. А в условиях температуры до 500° C снижается объем выделения в окружающую среду токсичных веществ, что весьма важно для поддержания экологического баланса.

Еще одно довольно важное достоинство пеноизола заключается в его химической устойчивости при контакте с материалами из другого сырья. Вот почему он подходит для отделки конструкционных элементов, выполненных, например, из бетона, кирпича или металла.

В связи с этим его весьма часто применяют для утепления не только жилых построек, но и бассейнов, гаражных помещений и т. п.

В продажу пеноизол поступает в форме блоков и плит разного размера. Это позволяет использовать их в качестве утеплителя для конструкционных элементов различного типа (пустотелые профили, плиты и т. п.). При плотности, составляющей 25–30 кг/м^3, коэффициент теплопроводности колеблется в пределах от 0,03 до 0,07 Вт/(м°С).

Сотопласты

Следующую группу теплоизолирующих материалов представляют сотопласты. Это утеплители, выпускаемые в виде гофрированных полотен, изготовленных из стеклянной или хлопчатобумажной ткани либо бумаги, которые пропитаны антипиреном или полимерным компонентом. В толще такого материала равномерно распределены мелкие полости, которые по форме сходны с сотами.

В настоящее время сотопласты чаще всего применяют при выполнении теплоизоляции жилых помещений. При этом их монтируют, располагая между полотнами асбеста или алюминия. В результате получается трехслойная утепленная панель. Для того чтобы повысить теплоизоляционные качества ячеек сотопласта, их нередко наполняют мипорой, которую предварительно измельчают в мелкую крошку.

Сотопласты изготавливаются в виде плит и блоков толщиной до 350 мм. При этом наибольшее распространение в жилом строительстве получили материалы, произведенные на основе пропитанной фенолформальдегидной смолой крафт-бумаги и состоящие из ячеек величиной 12 и 25 мм.

Производят сотопласты и на основе обычных бумажных полотен, которые тоже пропитывают формальдегидной смолой. Однако они характеризуются низкой прочностью и повышенной хрупкостью, поэтому в строительстве используются редко.

Утепляющие материалы из минерального сырья

Минеральная вата – это собранные воедино стекловидные волокна, длина которых может составлять от 2 до 60 мм. Для ее получения горные породы (базальт, мергель и т. п.) или отходы металлургического промышленного производства подвергают расплавлению.

В процессе изготовления между волокнами образуется пространство, в котором сохраняется воздух, занимающий до 95 % от общего объема. Именно этим определены достаточно высокие теплоизолирующие параметры минеральной ваты. Плотность данного материала составляет 75–150 кг/м^3 (в зависимости от этого выделяют 3 разновидности – 75, 100 и 150). Термическая устойчивость сохраняется при температуре до 600° C.

Минеральная вата по степени распространения и объемам использования в жилищном строительстве в настоящее время занимает лидирующее место среди теплоизолирующих материалов, имеющих неорганическое происхождение. Это обусловлено сравнительной простотой и низкой себестоимостью производства, а также доступностью сырья, необходимого для изготовления. Кроме того, минеральная вата обладает таким достоинством, как низкая горючесть.

Среди недостатков нужно указать на склонность к уплотнению, снижению в следствии этого теплосберегающих характеристик, комкование, повышенную хрупкость и истирание в пыль. Чтобы повысить теплотехнические свойства для отделки конструкций, которые планируется эксплуатировать в условиях очень высокой (до 600° С) или низкой (до –200° С) температуры, минеральную вату применяют не самостоятельно, а в сочетании с материалами с соответствующими качествами. Среди них можно назвать жесткие и полужесткие плиты, сегменты скорлупы и войлок.

Для утепления помещений зданий рекомендуется использовать так называемую рыхлую минеральную вату. Она представляет собой остаточный продукт производства других утеплителей. С ее помощью можно без труда отделать, например, чердачное помещение. Для этого данным материалом наполняют специальное пневматическое приспособление, после чего методом распыления наносят на рабочие поверхности на необходимую толщину.

Чтобы повысить теплоизоляционные характеристики наружных ограждающих конструкций, используют прошивные плиты, изготовленные из минеральной ваты. При плотности от 100 до 200 кг/м^3 они имеют коэффициент теплопроводности 0,052–0,062 Вт/(м°С). Минераловатные плиты выпускают в форме полотен, ширина которых варьируется от 90 до 130 см, толщина составляет 0,06 м, а длина достигает до 2 м.

В зависимости от применяемого для усиления материала минераловатные плиты делят на 3 основные группы:

– на стеклохолщовой обкладке. Размер таких плит составляет 200 × 60 × 4 см. Их плотность равна 125– 175 кг/м^3, а коэффициент теплопроводности достигает 0,044 Вт/(м°С);

– на металлической арматуре. Размер подобных полотнищ – 300 × 50 × 5 см. При плотности 100 кг/м^3 коэффициент теплопроводности равен 0,05 Вт/(м°С).

– с добавлением крахмального связующего компонента и обкладкой из ткани или бумаги. Размер плит данного типа составляет 100–200 × 95–200 × 4–7 см. Они характеризуются плотностью 100 кг/м^3 и коэффициентом теплопроводности 0,044 Вт/(м°С).

Смешивая исходное сырье со связующей добавкой, имеющей синтетическое происхождение, получают полужесткие плиты для теплоизоляции жилых помещений. Их виды и теплотехнические параметры различаются в зависимости от свойств пропитки и способа ее производства:

– минераловатные плиты с фенолоспиртовой пропиткой, изготовленные путем охлаждения. Коэффициент теплопроводности таких утеплителей составляет 0,046 Вт/(м°С) при плотности в 100 кг/м^3;

– минераловатные плиты с пропиткой из карбамидовой смолы, полученные путем воздействия высокой температуры. Плотность подобных материалов составляет от 80 до 100 кг/м^3, а коэффициент теплопроводности – 0,031–0,058 Вт/(м°С).

Те виды минераловатных плит, которые производятся с использованием битумного связующего, по сравнению с указанными выше материалами характеризуются большей хрупкостью и плотностью. Помимо этого, они выглядят менее привлекательно.

Жесткие минераловатные плиты изготавливают на основе исходной минеральной массы и связующей добавки, в качестве которой могут выступать битумные или синтетические компоненты, а также вещества неорганического происхождения (глина, цемент и т. п.). В дальнейшем полученную смесь уплотняют и высушивают. Для повышения прочностных характеристик материала в сырье вводят коротковолокнистый асбест.

Коэффициент теплопроводности жестких минераловатных плит с добавлением битумного связующего достигает 0,042 Вт/(м°С). Если применяют связующий компонент, имеющий синтетическое происхождение, данный показатель снижается до 0,04 Вт/(м°С). Минераловатные плиты обоих типов поступают в продажу в виде полотен размером 100 × 50 × 6 см.

Минераловатные плиты с битумным связующим отличаются устойчивостью к поражению насекомыми и грибком. Помимо этого, в число их достоинств входит низкая степень гигроскопичности. Главной характеристикой минераловатных плит с синтетическим связующим компонентом является особая прочность, в связи с чем их широко используют для повышения теплосберегающих качеств крупнопанельных конструкционных элементов.

При возведении и утеплении индивидуальной постройки настоятельно рекомендуется применять минераловатные плиты, имеющие более низкую прочность, но обладающие при этом высокими теплоизолирующими свойствами.

Мягкие минераловатные плиты, или минеральный войлок, выпускают в виде рулонов. При толщине 5–10 см ширина полотен в зависимости от разновидности составляет 45, 50 и 100 см, а длина – 100, 150 и 200 см соответственно. Подобные утеплители имеют плотность от 100 до 150 кг/м^3 и коэффициент теплопроводности 0,046–0,052 Вт/(м°С).

Сырьем для производства минераловатного войлока является шерсть животных низкого сорта. В процессе обработки ее смешивают с клейстером, приготовленным из крахмала, и растительными волокнами. Затем массу пропитывают 3 %-ным раствором фтористого натрия. Это поможет предотвратить ее повреждение молью. На заключительном этапе материал хорошо высушивают.

Минераловатный войлок используют главным образом для повышения теплоизолирующих свойств ограждающих конструкционных элементов и перекрытий в жилых постройках, выполненных из различных материалов – бетона, кирпича и дерева. Обладая эластичной и мягкой структурой, он также пригоден для заделывания зазоров между деталями дверных и оконных блоков или стеновыми перекрытиями.

Одним из основных недостатков минерального войлока является подверженность уплотнению с течением времени. Такое явление приводит к увеличению показателей плотности материала практически в 2 раза, что, в свою очередь, отрицательно сказывается на теплоизолирующих качествах.

Стеклянные утепляющие материалы

Технология изготовления стекловаты во многом сходна с методом производства минеральной ваты. В качестве основного сырья выступают мел либо известняк, кварцевый песок и сульфат натрия либо сода. Кроме того, для получения этого утеплителя могут использоваться и остаточные продукты стекольной промышленности.

Стеклянная вата состоит из тончайших волокон, которые получают путем вытягивания из предварительно расплавленной стеклянной массы. Образовавшийся в результате материал характеризуется повышенной хрупкостью. В чистом виде показатели его плотности достигают 130 кг/м^3, а коэффициент теплопроводности составляет 0,05 Вт/(м°С).

Даже при незначительном повреждении стеклянная вата превращается в мельчайшую пыль, которая оказывает раздражающее воздействие на кожные покровы и слизистые оболочки. Для того чтобы максимально уменьшить степень отрицательного влияния на организм человека, стекловату выпускают в виде стеклополос и стекломатов.

Для производства стеклянных матов применяют связующее вещество синтетического происхождения. При плотности 350 кг/м^3 такой материал имеет коэффициент теплопроводности до 0,045 Вт/(м°С). Стекломаты данного вида выпускают в форме полотен размером 100–150 × 50–100–150 × 3–6 см.

Кроме того, существует разновидность так называемых прошивных стеклянных матов. Их плотность равна 50 кг/м^3, а коэффициент теплопроводности достигает 0,044 Вт/(м°С).

Стеклополосы выпускают размером 100 × 50–100 × 30–60 см. Плотность составляет 50–70 кг/м^3, а коэффициент теплопроводности – 0,046 Вт/(м°С).

В настоящее время одним из часто используемых для теплоизоляции жилых построек материалов является пеностекло. Оно относится к категории ячеистых утеплителей. Его производят методом спекания исходной массы, в результате чего под действием газообразующего компонента происходит вспучивание сырья. В связи с этим было бы корректнее называть получаемый материал «газостекло». Однако в строительстве закрепилось указанное выше наименование.

Производимое в настоящее время пеностекло характеризуется следующими теплотехническими свойствами: пористость – от 80 % до 95 %; предельная температура эксплуатации – 300–400° C; коэффициент теплопроводности – от 0,058 до 0,12 Вт/(м°С); величина пор – 0,1–3 мм.

Кроме того, пеностекло отличается морозо– и влагостойкостью, высокими прочностными характеристиками и низкой степенью горючести. По прочности оно занимает ведущее место среди теплоизолирующих материалов, имеющих минеральное происхождение. Благодаря этому пеностекло чаще всего используют для повышения теплосберегающих свойств ограждающих конструкций, то есть потолочных и стеновых перекрытий и крыш.

Древесно-стружечные теплоизолирующие материалы

Одним из наиболее распространенных в настоящее время древесно-стружечных утеплителей является фибролит. Его получают путем смешивания древесной стружки, портландцемента и воды. Древесная стружка, или древесная шерсть, при этом должна состоять из лент длиной не менее 50 см. В некоторых случаях портландцемент нередко заменяют магнезиальным вяжущим компонентом.

Перед технологической обработкой древесную стружку, выступающую в качестве арматуры, пропитывают особым раствором. Это может быть жидкое стекло или хлористый кальций. В дальнейшем в полученную массу добавляют воду и цемент. На следующем этапе под высоким – до 0,5 МПа – давлением смесь спрессовывают, после чего отверждают, помещая в специальные пропарочные печи, а затем сушат. В готовом виде влажность фибролитовых плит должна составлять не более 20 %.

В зависимости от показателей плотности фибролит делится на теплоизолирующий марки М300 и теплоизоляционно-конструктивный марок М400 и М500. Коэффициент его теплопроводности составляет от 0,09 до 0,12 Вт/(м°С). Полотна имеют размер 200– 240 × 50–55 × 5–7–10 см.

Фибролит марки М 300 предназначен главным образом для теплоизоляции стеновых перекрытий и покрывных элементов. Фибролит марок М 400 и М 500 используют при утеплении потолочных и стеновых перекрытий и перегородок, а также несущих стен. Однако такой материал особенно требователен к влажностному режиму, поэтому его не рекомендуется применять для отделки помещений с высоким уровнем влажности воздуха. В противном случае может произойти поражение материала и конструкций грибком.

Среди достоинств фибролита следует назвать низкую горючесть, легкий монтаж, низкую степень водопоглощения (35–45 %) и хорошую сцепляемость со штукатуркой.

Сходным по теплотехническим свойствам с фибролитом утепляющим материалом является арболит. При его производстве смешивают дробленые древесные опилки, стружку (или щепу), воду и портландцемент. По существу он представляет собой вариант легкого бетона, в состав которого входит заполнитель органического происхождения. Способ изготовления арболита аналогичен выпуску бетона.

Плотность теплоизоляционно-конструктивного арболита достигает 500 кг/м^3, а теплоизоляционного – 700 кг/м^3. При этом их коэффициент теплопроводности составляет 0,12 Вт/(м°С). Теплоизоляционный арболит выпускают в форме полотен размером 50 × 50 × 0,5 см. Размеры плит теплоизоляционно-конструктивного арболита марок М 400 и М 500, соответственно, следующие: 60 × 60 × 0,7 см и 70 × 70 × 0,7 см.

Главными достоинствами арболита являются низкая степень горючести, воспламеняемости, устойчивость к действию влаги и грибка. Его традиционно применяют в качестве не только утеплителя, но и звукоизолирующего материала. Им укрепляют стеновые перекрытия и перегородки. Кроме того, он подходит для сооружения несущих и навесных стен и перегородок.

Еще одной разновидностью древесно-стружечных утеплителей является древесно-стружечные плиты, или ДСП. Они производятся из древесной стружки путем спрессовывания и смешивания с синтетической смолой. ДСП имеют слоистую структуру: в верхних, наружных, слоях располагаются более мелкие (толщиной до 0,2 мм) стружки, а во внутренних – сравнительно крупные (толщиной до 1 мм). Кроме того, существуют однослойные древесно-стружечные плиты. На наружные поверхности ДСП наносят тончайшую полимерную пленку или водостойкий лак.

Для того чтобы повысить теплотехнические характеристики ДСП, при производстве в исходную массу добавляют антипирены, антисептические и гидрофобизирующие вещества. Это позволяет получить материал, отличающийся низкой воспламеняемостью и устойчивостью к воздействию влаги.

Показатели плотности древесно-стружечных плит зависят от их разновидности. Для повышения теплоизоляционных характеристик конструкционных элементов жилых зданий рекомендуется использовать легкие ДСП. От полутяжелых и тяжелых они отличаются не только весом, но и особенностями технологии производства. При их изготовлении применяют меньшее количество полимерного материала. Кроме того, они подвергаются обработке в условиях более низкого давления. В результате плотность легких ДСП составляет от 250 до 400 кг/м^3. Такие плиты выпускаются размером 250–360 × 120– 180 × 1,3–2,5 см.

Сходным по теплотехническим показателям с ДСП является такой утеплитель, как древесно-волокнистые плиты, или ДВП. От ДСП они отличаются тем, что в состав исходного сырья при их производстве добавляют гипс, водные эмульсии смол синтетического происхождения и асбест. Такие компоненты значительно повышают прочностные характеристики материала.

Плотность ДВП различается в зависимости от их качественных свойств. Для утепления стеновых перекрытий рекомендуется применять полотна, плотность которых составляет 250 кг/м^3. Их размер составляет 120–300 × 120–160 × 0,3–0,8 см, а коэффициент теплопроводности – 0,07 Вт/(м°С).

Другой популярный древесный утеплитель – оргалит. Его производят путем измельчения и особой обработки древесины. Плотность оргалита составляет 150 кг/м^3, а коэффициент теплопроводности – 0,055 Вт/(м°С). Чаще всего его используют для стеновых перекрытий и крыши.

В качестве утеплителя для конструкционных элементов жилых помещений древесные опилки применяют в чистом виде. Плотность такого материала составляет не более 150 кг/м^3. Главное его достоинство – низкая стоимость.

Торфяные утеплители

Для повышения теплоизоляционных характеристик ограждающих конструкционных элементов нередко используют торфоизоляционные плиты. Их производят на основе плохо разложившегося торфа, который отличается волокнистой структурой. В процессе обработки сырье формуют и выдерживают в условиях высокой температуры.

Плотность торфоизоляционных плит составляет от 170 до 260 кг/м^3, а коэффициент теплопроводности равен 0,06 Вт/(м°С). В продажу они поступают в виде полотен размером 100 × 50 × 30 см.

Торфоизоляционные плиты пригодны для утепления ограждающих конструкционных элементов.

Целлюлозные утеплители

Эковату, или целлюлозную вату, применяемую в строительстве для повышения теплосберегающих качеств жилья, изготавливают из отходов бумажной промышленности и макулатуры. В сырье в процессе производства добавляют антипирены и антисептические вещества.

Целлюлозная вата считается одним из наиболее экологически чистых материалов для теплоизоляции. Действительно, в ее составе нет токсичных и потому вредных для организма человека компонентов. Теплоизоляционные покрытия из целлюлозной ваты хорошо пропускают воздух, а из-за наличия в составе антисептического соединения бора они не подвержены повреждениям грызунами и насекомыми.

Эковата принадлежит к категории слабогорючих материалов. Этим весьма важным свойством она обладает благодаря введению в состав уже упомянутых ранее соединений бора. В результате воздействием высокой температуры при возгорании данный компонент нагревается, что приводит к выделению кристаллов воды. Она смачивает материал, поэтому он не воспламеняется. При показателях плотности от 35 до 65 кг/м^3 коэффициент теплопроводности эковаты достигает 0,041 Вт/(м*°С).

В настоящее время наиболее распространенным видом в строительстве целлюлозных теплоизолирующих материалов является РАЙВ. Сырьем для его производства служит распушенное целлюлозное волокно. Благодаря наличию высоких теплотехнических свойств, сходных с качествами древесины, РАЙВ пригоден для использования по своему назначению в областях, характеризующихся разнообразными климатическими условиями.

Среди его достоинств нужно выделить небольшой вес и низкую гигроскопичность, вследствие чего данный материал рекомендован для использования в условиях повышенной влажности. Во время эксплуатации он не требует особого ухода. Кроме того, РАЙВ характеризуется долговечностью и легкостью монтажа. Он относится к группе универсальных материалов и обладает высокими пылезащитными и звукоизолирующими свойствами.

РАЙВ производят в форме блоков и лент. Коэффициент теплопроводности первых равен 0,023 Вт/(м°С) при ширине 2–30 см и толщине 0,8–1 см. Коэффициент теплопроводности РАЙВ-ленты составляет 0,03 Вт/(м°С), плотность – 25 кг/м^3, а выпускаются они размеры составляют 56 × 87 × 0,5 см.

Пенополистирольные утеплители

В последнее время на строительном рынке особенно высоким спросом пользуется теплоизолирующий материал URSA XPS. Его выпускают в форме жестких плит, размер которых составляет 1,25 × 0,6 м. Сырьем для производства данного материала является экструдированный пенополистирол, обладающий структурой с закрытыми ячейками.

URSA XPS – это утеплитель, главными свойствами которого являются устойчивость к воздействию влаги и высокая степень прочности. Это трудновоспламеняемый и экологически чистый материал. Кроме того, к числу его важных характеристик относятся биоустойчивость и морозостойкость.

Чаще всего URSA XPS используют для утепления и пароизоляции кровель. Данный материал позволяет предотвратить проникновение влаги из помещений на внутренние поверхности конструкционных элементов крыши и образование на них конденсата.

Камышовые утеплители

Среди камышовых утепляющих материалов в настоящее время особенно большое распространение в жилищном строительстве приобрел камышит. В зависимости от направления используемых для производства данного материала стеблей растения различают продольную и поперечную разновидности.

Показатели плотности камышита определяются степенью спрессовывания исходной массы и составляют от 175 до 250 кг/м^3. При этом коэффициент теплопроводности равен 0,046–0,093 Вт/(м°С). Камышит производится в виде плит размерами 240–280 × 55–150 × 3–10 см.

Изготовленный из камыша теплоизолирующий материал обладает рядом существенных недостатков. Прежде всего следует указать на подверженность гниению вследствие воздействия влаги и легкое повреждение грызунами. Кроме того, такие плиты легко воспламеняются. Подобные свойства материала компенсируют за счет введения в исходную массу антисептического компонента. Покрытие можно также усилить с помощью штукатурки.

Камышит пригоден для теплоизоляции потолочных и стеновых перекрытий, а также в качестве заполнителя для несущих стен. Этот материал отличается сравнительно низкой стоимостью.

Асбестовые утеплители

Для теплоизолирования конструкционных элементов, помимо уже описанных выше материалов, часто применяют асбестовый картон. В качестве основных составляющих сырья используются асбест (IV–V сорт), крахмал и каолин. Данный материал производят в виде полотен, имеющих форму квадрата со стороной длиной 90–100 см. Его толщина варьируется от 0,2 до 1 см, а коэффициент теплопроводности равен 0,157 Вт/(м°С).

Пакля

Для повышения теплосберегающих качеств ограждающих конструкций используют паклю. Это традиционный материал для заделывания зазоров, часто образующихся между дверными или оконными блоками и стеновыми перекрытиями. Не утратил он свою актуальность и в настоящее время.

Пакля входит в группу коротковолокнистых материалов. Ее плотность достигает 160 кг/м^3, а коэффициент теплопроводности составляет 0,047 Вт/(м°С).

Пробковые утеплители

Одним из высокоэффективных современных утепляющих материалов считаются плиты, изготовленные из измельченной коры пробкового дуба. Среди их главных достоинств следует назвать небольшой вес, твердость, прочность и устойчивость к гниению и образованию плесени при воздействии влаги.

Пробковые теплоизолирующие материалы не повреждаются грызунами и не разрушаются вследствие действия щелочи. Они не изменяются в объеме при перемене условий окружающей среды, а монтаж не требует особых усилий. Их характеристики остаются неизменными в течение всего срока эксплуатации.

Плиты, выполненные из пробки, не пропускают электрический ток. На их поверхности не скапливается статическое электричество. Они относятся к разряду негорючих материалов, которые при тлении не выделяют в окружающую среду опасные для здоровья человека токсичные вещества.

При отделке и утеплении конструкционных элементов жилой постройки рекомендуется использовать плиты, размер которых составляет 100 × 50 × 2,5–5 см. Для повышения теплоизолирующих характеристик при изготовлении пробковых плит в исходное сырье вводят специальные связующие добавки органического происхождения.

Отражательные теплоизолирующие материалы

Так называемые отражательные теплоизолирующие материалы входят в отдельную категорию утеплителей. Они выполняют не только теплосберегающую, но и воздухо– и парозащитную функцию.

Основным и наиболее распространенным видом подобных материалов является алюминиевая фольга. В строительстве нашли довольно широкое применение такие ее разновидности, как альфоль и фольгопласт.

Толщина выпускаемых промышленностью полотен фольги составляет от 0,005 до 0,2 мм.

Поверхность альфоля и фольгопласта серебристая, вследствие чего она хорошо отражает световые и тепловые лучи. Благодаря этому удается достичь уменьшения теплопотерь и повышения теплосберегающих свойств ограждающих конструкций. Было установлено, что размещение полотна фольги на поверхности стенового перекрытия у источника тепла приводит к сохранению воздушной прослойки, образующейся между конструкционным элементом и утеплителем, вследствии чего теплоизоляционные свойства стены улучшаются почти в 2,5 раза.

В настоящее время в продаже имеется алюминиевая фольга 2 видов: мягкая и твердая. Причем коэффициент излучения не зависит от структуры и толщины материала. В связи с этим при выборе фольги для утепления квартиры следует уделять особое внимание не теплотехническим параметрам, а стоимости и способу монтажа. Кроме того, довольно важными критериями подбора подобных материалов являются качество поверхности и возможное наличие дефектов.

Алюминиевую фольгу производят в форме рулонов, диаметр которых составляет 8–43 см. Толщина полотна может варьироваться от 0,005 до 0,02 мм, а ширина – от 100 до 460 см.

В группу отражающих утеплителей входит и вспененный полиэтилен, или пенофол. На одну или обе его поверхности нанесена алюминиевая фольга. Наличие полиэтиленовой основы позволяет повысить не только теплосберегающие, но и звукоизоляционные качества материала. Показатели светоотражения пенофола достигают 97%. Его производят в форме рулонов, которые имеют следующие размеры: длина – от 500 см до 5 м, ширина – от 60 до 120 см, толщина – от 0,2 до 1 см.

Другой современный отражающий теплоизолирующий материал носит название «армофол». В данном случае алюминиевую фольгу наносят на обе поверхности полотна, а основанием является стеклянная сетка.

Армофол относится к типу рулонных материалов. Длина полотнища составляет 500–3000 см, ширина – 60–100 см, а толщина 0,3–0,4 мм. Величина светоотражающего эффекта данного материала достаточно высока (до 97 %).

Новейшим отражающим утеплителем считается жидкая фольга. Ею покрывают поверхность конструкционного элемента, в результате чего образуется тончайшая тепло– и светозащитная пленка. При этом ее основные теплотехнические и отражающие свойства не ниже, чем аналогичные параметры медной или алюминиевой фольги.

Использование жидкой фольги для теплоизоляции позволяет повысить теплотехнические показатели ограждающих конструкционных элементов от 2 до 10 раз. Подобный материал обладает способностью снижать объемы теплопотерь и одновременно предотвращать перегрев конструкций при значительном повышении температуры воздуха (например, при работе отопительных систем).

БАТ – теплоизолирующий материал, производимый в виде гофрированных бумажных лент, на ребра которых нанесена пленка алюминиевой фольги. Это один из новейших утеплителей. Его теплосберегающие параметры превосходят аналогичные показатели традиционно используемых материалов в 3–5 раз.

Ограждающие конструкции – современные решения

Для того чтобы правильно подобрать способ теплоизоляции жилой постройки и вид утеплителя, важно знать основные характеристики конструкционных элементов, составляющих здание, и материалов, используемых для их выполнения.

Чтобы получить жилище, которое будет отвечать всем требованиям комфорта и безопасности, при проектировании особое внимание следует уделять выбору ограждающих конструкционных элементов. Одной из важных составляющих надежной постройки являются стеновые перекрытия. От того, насколько верно выбрана их конструкция, зависят теплосберегающие показатели здания в целом и температурно-влажностные характеристики воздуха внутри помещений. Несоблюдение определенных правил при установке может в дальнейшем привести к значительному повышению объемов тепловых потерь.

Конструкции стен из древесных материалов

В настоящее время разработано немало конструкционных решений стеновых перекрытий. Одним из самых распространенных материалов в нашей стране была и остается древесина. Возводимые в старину срубы служили множеству поколений. При этом они являлись отличным укрытием как от ветров, морозов, так и от летнего зноя.

Проходили столетия, и на смену срубам из бревен пришли жилища из железобетона и кирпича. Однако и сегодня многие рачительные застройщики в выборе материалов для возведения домов отдают предпочтение именно древесине. Однако в последнее время ее используют не в чистом виде, а в комбинации с иными материалами (например, с кирпичом).

Как уже было замечено выше, постройка, выполненная из древесины, называется срубом. Такое наименование она получила вследствие того, что в процессе возведения бревна укладывают, располагая одно поверх другого и формируя горизонтальные ряды (венцы) а в углах их соединяют, фиксируя так называемыми врубками. Конструкции последних могут быть 2 видов: «в чашу» (с остающимся свободным концом бревна – рис. 7, а) и «в лапу» (без остатка – рис. 7, б).

Рис. 7. Конструкции врубок: а – «в чашу»; б – «в лапу»; 1 – сливная доска; 2 – угловой шип; 3 – потайной шип; 4 – угловая пилястра; 5 – цоколь; 6 – пакля; 7 – бревно; 8 – коренной шип; 9 – штукатурка

Сруб, углы которого скреплены способом «в чашу», выглядит привлекательнее. Помимо этого, было установлено, что соединение такого типа способствует значительному повышению теплосберегающих показателей стеновых перекрытий. Однако способ фиксирования бревен «в лапу» является более экономичным. В связи с этим большинство застройщиков выбирают именно его.

Прежде чем приступить к сооружению сруба, необходимо особым образом подготовить бревна.

Для возведения жилой постройки рекомендуется брать хорошо просушенные и очищенные от коры бревна. Их диаметр должен составлять не менее 22 см. Для областей с суровым климатом (Сибирь, северные районы и т. п.) нужно использовать бревна большего диаметра – 24–26 см.

Для более плотного сочленения бревен поперек каждого из них устраивается паз (рис. 8). Венцы располагают таким образом, чтобы он был направлен вниз. При дальнейшей эксплуатации дома это поможет предотвратить попадание воды на внутренние поверхности стен.

Рис. 8. Соединение венцов посредством паза

Чтобы скрепить венцы, применяют выполненные из древесины шипы, которые принято называть шкантами. Их устанавливают в горизонтальном направлении с интервалом в 1–1,5 м друг от друга. По вертикали они размещаются в шахматном порядке. В каждом ряду следует закреплять не менее 2 шкантов. Длина каждого из них должна составлять 10–12 см, а диаметр – 2,5 см. Венцы, образующие стены с оконными или дверными проемами, фиксируют шкантом таким образом, чтобы он лежал на расстоянии 20 см от краевой линии проема.

Для составления венцов, находящихся над нижним (окладным), выбирают бревна с одинаковыми параметрами. Для нижнего венца нужно брать бревна, диаметр которых на 3–4 см превышает толщину остальных. Бревна в последующих венцах укладывают так, чтобы комли располагались в разном направлении. Это поможет выдержать горизонтальность постройки.

Рис. 9. Скрепление бревен по длине с помощью вертикального гребня

По линии длины бревна в срубе фиксируют с помощью вертикального гребня (рис. 9). Косяки и стойки оконных и дверных проемов устанавливают таким образом, чтобы между ними образовались небольшие зазоры, которые в дальнейшем дадут бревнам пространство для осадки. Для заполнения промежутков применяют различные мягкие материалы, чаще всего используется пакля. Это поможет предотвратить выветривание внутренних помещений здания.

При возведении стеновых перекрытий сруба бревна закрепляют, простукивая деревянным молотом. Таким образом добиваются плотного их расположения. Для сращивания нижнего и верхнего венцов по длине предусматривают косой или прямой замок. Лежащие между ними бревна фиксируют торцевым шипом. При этом их укладывают способом «вразбежку». Для скрепления балок на участках пересечений применяют технику «сковородень» (рис. 10).

Рис. 10. Соединение балок «сковороднем»

Для дополнительного укрепления конструкционных элементов сруба поверх оконных, дверных проемов и под балками собирают венец. При укладке венцов, составляющих наружные стены, кант выполняют лишь с внутренней стороны сруба. Окантовку венцов внутренних конструкционных элементов делают двусторонней (рис. 11).

Рис. 11. Соединение внутренней перегородки и наружных венцов стены

В результате должна получиться постройка, состоящая из элементов, показанных на рис. 12.

Рис. 12. Элементы стены сруба: 1 – дощатая кровля; 2 – стропило; 3 – обрешетка; 4 – скоба; 5 – кобылка; 6 – чердачное перекрытие; 7 – паз с утепляющим материалом; 8 – зазор с утеплителем; 9 – нижний брус оконной коробки; 10 – верхний брус оконной коробки; 11 – промежуточный венец; 12 – обработанная смолой прокладка; 13 – дощатая подкладка; 14 – гидроизоляция; 15 – основания для укладки лаг; 16 – цоколь; 17 – окладной венец; 18 – фундамент

Известно, что осадка деревянных построек происходит в течение первых 2 лет после возведения. При этом высота стен уменьшается приблизительно на 5 %. По прошествии указанного времени зазоры, образовавшиеся между бревнами вследствие осадки, следует заделать утеплителем. Торцевые стороны стен и угловые участки укрепляют досками.

Для заполнения промежутков, появляющихся между бревнами и конструкционными элементами после осадки дома, можно применять пеньку, паклю или войлок. Однако последний перед использованием и в процессе эксплуатации необходимо обрабатывать формалином. Приготовленные для заделки зазоров торф, мох и древесные опилки предварительно соединяют с нужным количеством 10 %-ной извести-пушонки и гипсовым раствором. Это поможет повысить плотность материала и предотвратить гниение деревянных конструкций. Применять негашеную известь в тех же целях не рекомендуется, поскольку она легко воспламеняется.

Защитить деревянные конструкционные элементы жилой постройки от повреждения насекомыми и загнивания помогут специальные антисептические вещества. Для предупреждения попадания влаги на них можно гидроизолировать цоколь.

Гидроизолирующую систему располагают на высоте 40 см от поверхности почвы. Сверху укладывают дощатое покрытие, толщина которого должна составлять не менее 5 см, а ширина – 3 см. Перед монтажом все поверхности доски, кроме торцевой и наружной, необходимо тщательно обработать битумной мастикой или антисептиком. Данные вещества при необходимости можно заменить рубероидом, который нужно укладывать в 2 слоя.

Для того чтобы во время дождя на цоколе не скапливалась влага, в бревнах, составляющих второй венец, предусматривают паз, под которым располагают доску или металлическую полоску для стока воды. Ее верхний конец должен располагаться не менее чем на 50 см выше уровня цоколя. Последний, как правило, выкладывают из красного кирпича, а фундамент делают бетонным или бутобетонным.

Постройка жилого здания из бревен является достаточно кропотливой работой, требующей терпения и наличия определенных навыков. Возведение дома из брусков – менее трудоемкий процесс. Они распространяются через специализированные торговые сети уже подготовленными к укладке: с гнездами для шипов и врубками.

Канты на брусках, предназначенных для возведения стен жилого здания, имеются с 4 сторон. Однако на брусьях для наружных и внутренних стен они имеют различные параметры. Сечение брусьев для внутренних стен составляет 10 × 15 и 10 × 18 см, а для наружных – 15 × 15 и 18 × 18 см.

При устройстве стен бруски соединяют с помощью шкантов (рис. 13).

Рис. 13. Скрепление брусков посредством шкантов: 1 – штукатурка; 2 – шип; 3 – рейка; 4 – пакля

В процессе монтажа между отдельными брусками укладывают предварительно обработанную смолой паклю. Образующиеся швы проконопачивают. Поверх элементов, составляющих конструкцию дверных и оконных проемов, предусматривают зазоры, которые позволят брускам лечь вплотную друг к другу при осадке постройки. Через 2 года брусчатые стены проконопачивают и отделывают штукатуркой или обшивкой.

При возведении дома бруски располагают рядами, скрепляя друг с другом посредством деревянных нагелей диаметром 2,5–3 см и длиной 6 см. Их размещают с интервалом в 1,5–2 м.

Венцы из брусьев, составляющих наружные и внутренние стены, собирают таким образом, чтобы они находились на одном уровне. В углах и на участках примыкания стеновых перекрытий их соединяют с помощью шпонки и шипов (рис. 14).

Рис. 14. Соединение стен на участках примыкания: 1, 2 – коренной шип; 3, 4 – оконная коробка; 5 – шип

Бруски, лежащие в нижнем и верхнем венцах, дополнительно скрепляют косым или прямым замком, а промежуточные – с помощью торцевых шипов. При этом при сращивании брусьев фиксирующие элементы размещают не друг над другом, а в шахматном порядке.

При использовании для постройки дома брусков стены возводят так, чтобы длина каждой из них не превышала 6,5 м. В противном случае возможно выпучивание стенового перекрытия. Для предотвращения этого можно установить вертикальные сжимы.

Для того чтобы вода не скапливалась в горизонтальных швах брусчатой стены, на верхнем ребре каждого бруска предусматривают фаску размером 2 × 2 см.

Еще одним конструкционным решением является дом с каркасными стенами, возведенный из древесных материалов. Для повышения теплосберегающих характеристик данной постройки можно использовать утеплители различного вида (например, засыпные, рулонные или плиты). Типовая конструкция подобного сооружения приведена на рис. 15.

Рис. 15. Каркасная стена из древесных материалов: а – план; б – разрез; 1 – оконный проем; 2 – верхний брусок оконной коробки; 3, 4 – опорные стойки внутренней стены; 5 – угловая стойка каркаса; 6 – рядовые стойки каркаса; 7 – цоколь; 8 – заполнитель; 9 – перекрытие; 10 – гидроизолирующий слой; 11 – брусок; 12 – верхняя обвязка; 13 – засыпка подполья; 14 – пол

Монтаж каркасных стен отличается сравнительной простотой и меньшими трудовыми затратами по сравнению с рублеными. Врубки, для выполнения которых требуются определенные профессиональные навыки, в них заменены соединениями с помощью гвоздей. Кроме того, подобные конструкции считаются экономичными.

Одним из существенных недостатков каркасных стен является скопление влаги на внутренних поверхностях. Часто это происходит вследствие появления зазоров и щелей в лицевой обшивке либо из-за оседания конденсата, образующегося в холодное время года из водяного пара и проникающего из помещений в отопительный сезон.

Кроме того, как известно, для полного высыхания конструкционных деталей требуется определенный период, в течение которого возможно образование плесени и появление участков, пораженных грибком.

Все это оказывает разрушительное действие на элементы конструкций постройки и утеплители. Следствием описанных выше явлений становится чрезмерное увлажнение утеплителей, конструкционных элементов и быстрое их разрушение. Кроме того, повышается уровень влажности воздуха во внутренних помещениях. При этом наблюдается значительное снижение теплоизоляционных характеристик конструкций.

Для предотвращения возникновения подобной ситуации утеплители, которые используются при возведении каркасных стен, следует защищать от воздействия влаги с внутренней и наружной стороны, а также снизу, откуда возможен подъем грунтовой влаги.

Каркасная стена представляет собой многослойную конструкцию, каждый из элементов которой наделен особой функцией. Основой такой стены служит внутренняя обшивка. Она необходима для придания конструкции надежности и жесткости. Кроме того, на ней производят отделку.

К внутренней обшивке примыкает слой пароизоляции. Ее назначение заключается в задержке водяных паров, которые могут проникать в помещение снаружи, оказывая таким образом разрушительное воздействие на утеплитель, составляющий следующий слой каркасной стены.

Для повышения теплоизоляционных свойств каркасных стен можно использовать различные утеплители в виде рулонов, засыпок и плит. Их располагают в полосках каркасной конструкции. Далее размещается слой строительной бумаги или картона, играющий роль ветровой защиты для постройки.

Наружный слой – обшивка, собранная, как правило, из досок. Ее функция заключается в придании сооружению жесткости и надежности, а также в предупреждении проникновения во внутренние слои сооружения влаги.

Приступив к возведению каркасной стены, прежде всего необходимо сформировать нижнюю обвязку. Для этого можно использовать хорошо просушенные доски из древесины хвойных пород. Размер их должен составлять 5 × 10 см. При необходимости вместо них можно взять брусья сечением 10 × 10 см. Предварительно их следует обработать антисептиком.

Доски, составляющие нижнюю обвязку, располагают на цоколе, если сооружен фундамент ленточного типа, либо непосредственно на элементах столбчатого фундамента. На цоколе доски фиксируют с помощью анкеров длиной 40 см и диаметром 1–1,2 см. В цоколь их углубляют на величину не менее 30 см. Затем готовую нижнюю обвязку необходимо гидроизолировать. Для этого цоколь выстилают влагонепроницаемым материалом (например, рубероидом).

В угловых стыках элементы обвязки фиксируют между собой, используя метод крепления «вполдерева» прямым замком. Поверх нижней обвязки с интервалом в 50–150 см располагают несущие опорные стойки. Для их выполнения понадобятся брусья, имеющие сечение 10 × 10 см. Для установки промежуточных стоек следует взять бруски сечением 6 × 10 см. Их длина должна соответствовать высоте стенового полотна в готовом виде. Бруски скрепляют с помощью гвоздей.

Над стойками укладывают брусья, составляющее верхнюю обвязку. Их фиксируют между собой шипами размером 5 × 5 × 5 см и скоб. Крепеж располагают на противоположных сторонах. Свободные концы обвязок соединяют способом «вполдерева».

Верхняя обвязка обычно состоит из 2 венцов. При этом один служит в качестве основания для балок перекрытия, а другой – для стропил.

К опорным стойкам прикрепляют раскосы или подкосы, придающие стенам устойчивость и надежность. Для фиксации подкосы нужно врубить в элементы обвязки или опоры методом лобовой врубки, а раскосы – способом «полусковороднень». При необходимости в этих же целях можно воспользоваться болтами и гвоздями.

Для того чтобы сделать конструкцию более жесткой и прочной, угловые сочленения нужно дополнительно обшить рейками или досками. Последние располагают под углом в 45° на расстоянии не более 20 см. Закрепляя дверные и оконные блоки, прибивают рейки размером 5 × 10 см. Их укладывают по горизонтали, скрепляя с опорными стойками.

После завершения возведения стен их отделывают, для чего используют вагонку, строганый тес или шпунтованные доски. Полоски облицовки можно укладывать, располагая разными способами (рис. 16).

Рис. 16. Укладка облицовочного материала: а – простая обшивка по вертикали; б – обшивка по вертикали с деревянными рейками; в – обшивка по горизонтали внахлест; г – обшивка в четверть; д – полушпунтованная обшивка по вертикали; е – обшивка шпунтованными досками; ж – обшивка шпунтованными горбылями

Существует так называемый экранный способ размещения обшивки, при котором элементы последней располагаются на расстоянии 3–5 см от стенового полотна. В результате этого достигается образование воздушного слоя, предотвращающего скопление влаги.

Для выполнения экранной обшивки берут листы твердого ДВП. К ним прикрепляют деревянные рейки, которые выступают в качестве основания элементов наружной обшивки. Для монтажа внутренней обшивки используют ДВП, вагонку или гипсокартон. Образовавшееся между двумя слоями пространство необходимо наполнить материалами, которые относятся к категории теплоизоляторов. Для этого можно применять утеплители в форме плит или сыпучие.

В том случае, если в качестве теплоизолирующего материала планируется применять плиты, сооружение обшивки рекомендуется начинать с внутренней поверхности. В дальнейшем это позволит уложить с наружной стороны между опорными стойками теплоизолирующий материал и постепенно выполнять с наружной стороны. Кроме того, подобная методика поможет предотвратить возможное осыпание материала в процессе эксплуатации постройки и снижение ее микроклиматических характеристик.

Как известно, сыпучие теплоизолирующие материалы с течением времени становятся более плотными. В результате в верхней части стеновой панели появляется незаполненное пространство. Это приводит к ухудшению теплотехнических качеств конструкционных элементов постройки и ухудшению температурного режима в помещениях. Для того чтобы предотвратить такое явление, рекомендуется оставить в стене открытым небольшой участок, через который можно будет в дальнейшем добавлять засыпку. При этом уже имеющийся материал и новый должны быть одного вида.

Кроме того, предотвратить образование пустот в конструкции стены можно, если увеличить высоту стенового полотна таким образом, чтобы ее верхний край выступал за балки потолочного перекрытия не менее чем на 30 см. При этом в процессе эксплуатации засыпка уплотнится, однако пустоты в стене на высоту до потолка образовываться не будут. В результате теплотехнические характеристики стены останутся неизменными.

Для того чтобы получить возможность добавлять утепляющий материал под окна, доски, располагающиеся под ними, рекомендуется уложить свободно так, чтобы при необходимости их можно было выдвинуть.

Утеплитель в форме твердых плит укладывают в пространство, образующееся между опорными стойками. Для их фиксации следует использовать прижимные брусья сечением 2 × 3 см. Их закрепляют, располагая вдоль опорных стоек так, чтобы образовались пазы для гребней, предварительно предусмотренных в теплоизолирующих плитах.

Вместо брусков для закрепления теплоизоляционных плит можно применять специальные дюбели, отличающиеся крупной шляпкой (так называемые грибы), или гвозди, дополненные металлическими либо фанерными шайбами.

Листы пенопласта, используемые в целях теплоизоляции конструкций постройки, фиксируют посредством монтажной пены.

Конструкции стен из кирпича

Стены, выложенные из кирпича, по сравнению с деревянными характеризуются значительно большей прочностью и устойчивостью. Помимо этого, в число их достоинств входят долговечность и способность сохранять первоначальные качества при длительном воздействии неблагоприятных внешних физико-климатических факторов.

Для сооружения жилых построек современная строительная промышленность производит кирпич разного вида: с увеличенной толщиной, простой, модульный и т. п. Наибольшее распространение получили обыкновенные кирпичи, сырьем для изготовления которых является глина. Их выпускают с соблюдением стандартного размера – 25 × 12 × 6,5 см. Главными свойствами являются огнеупорность и влагостойкость.

В современном строительстве востребован также силикатный кирпич. Однако по сравнению с обыкновенным сфера его применения более узкая. Он предназначен для сооружения стеновых полотен в постройках, где при эксплуатации будет обеспечен нормальный внутренний влажностный режим.

При возведении жилого дома кирпичи скрепляют друг с другом особым составом. Для этого может быть использован известковый, цементный или цементно-известковый раствор. Последний характеризуется наиболее высокими показателями пластичности. В его состав введено глиняное или известковое тесто. Такая добавка не только улучшает свойства раствора, но и позволяет сэкономить основной составляющий его материал – цемент.

Строительные растворы, приготовленные на основе извести, применяют главным образом при возведении сравнительно невысоких малоэтажных построек. Цементные массы более востребованы при сооружении несущих стеновых полотен, цоколей и опорных стоек.

Каждая из плоскостей кирпича имеет собственное наименование. Так, длинная сторона называется «ложка», а короткая – «тычок». При укладке кирпичи располагают на таком расстоянии друг от друга, чтобы получить вертикальный шов толщиной 0,8–1,5 см, а горизонтальный – 1–1,5 см.

Толщина стенового перекрытия, выложенного в 3 кирпича, должна составлять 77 см, в 2,5 кирпича – 64 см, в 2 кирпича – 51 см, в 1,5 кирпича – 38 см, в 1 кирпич – 25 см, в полкирпича – 12 см. Указанный параметр кирпичной кладки определяется на этапе проектирования постройки физико-климатическими факторами, характерными для той или иной местности.

Выполняя кладку, кирпич располагают, уложив широкой стороной на постель из раствора, поверхность которой предварительно выравнивают. Таким образом выкладывают горизонтальные ряды. Подсчитано, что 1 м кирпичной кладки вмещает 13 рядов. Детальный план кирпичной кладки можно видеть на рис. 17.

Рис. 17. План кирпичной кладки: 1 – горизонтальный шов; 2 – вертикальный шов; 3 – забутка; 4 – внутренняя верста; 5 – наружная верста; 6 – ложковый ряд; 7 – тычковый ряд

В строительном деле распространены несколько видов кирпичной кладки. Так, кирпичи укладывают, располагая в 2, 3 и 6 рядов (рис. 18–20).

Рис. 18. Кирпичная кладка в 2 ряда: 1 – ложковый ряд; 2 – тычковый ряд; 3 – смещение вертикальных швов на 0,25 кирпича

Рис. 19. Кирпичная кладка в 3 ряда: 1 – ложковые ряды; 2 – тычковый ряд; 3 – совмещение 3 вертикальных швов

Рис. 20. Кирпичная кладка в 6 рядов: 1 – ложковый ряд; 2 – тычковый ряд; 3 – смещение вертикальных швов на 0,5 кирпича; 4 – смещение вертикальных швов на 0,25 кирпича

Для соединения швов можно укладывать не только цельные кирпичи, но и их части. При выполнении кладки следует производить постоянный контроль вертикальности рядов. Для этого можно воспользоваться отвесом. А горизонтальность рядов проверяют посредством уровня. Для того чтобы получить абсолютно прямые линии швов, перед началом работ устанавливают шнур-причалку, который облегчает контролирование ровности рядов в процессе работы.

Существует несколько видов швов, образующихся между горизонтальными рядами. Выбор того или иного варианта обусловлен типом дальнейших отделочных работ. Если планируется штукатурить стены, кирпичи укладывают способом «впустошовку». При этом кладку выполняют, не доводя раствор до вертикальной кромки стенового полотна на 1–1,5 см.

Способ кладки «врасшивку» применяют, если стены в дальнейшем не будут отделаны штукатуркой. При таком варианте раствор укладывают так, чтобы он немного выходил за плоскость шва. А его излишки по завершении работы снимают с помощью кельмы.

Как уже было сказано выше, наиболее распространенным в строительных работах является обычный глиняный кирпич. Основными недостатками возведенной из него стены считаются большая масса и высокие показатели теплопроводности, что заставляет увеличивать ее толщину.

В настоящее время успешно для улучшения теплоизолирующих свойств применяется кирпичная кладка сплошного вида. Одним из наиболее распространенных является использование растворов, в состав которых входят специальные заполнители. В качестве них могут выступать такие материалы, как туф, шлаки и т. п. Одними из главных их свойств является низкий коэффициент теплопроводности и малая плотность.

Для повышения теплотехнических качеств кирпичной кладки часто применяют пустотелые кирпичи. При этом кладку выполняют с перевязкой швов. Плотность такой стены составляет 800–1000 кг/м^3, а коэффициент теплопроводности равен 0,2–0,35 Вт/(м°С). Такие показатели теплопроводности ниже по сравнению с простой кирпичной кладкой с применением силикатного либо глиняного кирпича. Это позволяет уменьшить толщину стены и в то же время увеличить теплоизоляционные характеристики наружной ограждающей конструкции.

В последнее время для возведения стен жилых домов нередко выбирают силикатные или керамические камни. Величина каждого из них соответствует размеру 2 кирпичей, уложенных друг на друга. В них предусмотрены полости, которые заполнены воздухом. Они увеличивают теплотехнические показатели материала и конструкционных элементов.

Такие полости могут быть несквозными или сквозными. Камни с несквозными пустотами укладывают таким образом, чтобы полость была направлена вниз. Имеющие сквозные полости камни располагают по вертикали. Такую кладку выполняют с перевязкой швов.

В некоторых случаях целесообразно выполнять так называемую комбинированную кладку. При этом стену возводят с использованием кирпича или камня двух видов. Чаще всего сочетают обыкновенный глиняный и силикатный кирпич. Кладку ведут методом перевязки швов.

Помимо указанных выше вариантов, существует упрощенная кладка, имеющая горизонтальные диафрагмы. Она способствует сохранению определенного температурного и влажностного режимов внутри помещений постройки. При этом сооружают 2 стены, располагающиеся параллельно друг другу. Их называют наружной и внутренней верстами.

Кладку выполняют в полкирпича. Их перевязку осуществляют с интервалом в 5 рядов, прокладывая при этом горизонтальные тычковые ряды. Последние при необходимости можно заменить железными прутьями, толщина которых должна составлять не менее 6 мм. Их размещают на расстоянии 50 см друг от друга.

После завершения выполнения кладки образовавшееся между стеновыми полотнами пространство наполняют сухой засыпкой, в качестве которой может выступать керамзит или шлак, либо легким бетоном. С этой же целью можно использовать и утеплители, выпускаемые в виде плит. Таким образом, в результате получают трехслойную конструкцию, характеризующуюся достаточно высокими теплотехническими параметрами (рис. 21).

Рис. 21. Трехслойная кирпичная кладка с горизонтальными диафрагмами: 1 – диафрагма; 2 – стяжка из раствора; 3 – утеплитель из легкого бетона

Для возведения малоэтажных зданий рекомендуется использовать метод кирпичной кладки, который известен под названием «колодцевая». Ее схема приведена на рис. 22.

Рис. 22. Схема колодцевой кладки: 1 – диафрагма, выполненная из тычковых кирпичей; 2 – теплоизолирующий материал

Используя способ колодцевой кладки, сооружают внутреннюю и наружную стены (версты), толщина каждой из которых должна составлять полкирпича. Между ними по горизонтали и по вертикали выстраивают перемычки, разделяющие пространство конструкции на колодцы. Выполняя кладку, одновременно полученные колодцы наполняют утеплителем.

Для теплоизоляции колодцевой кирпичной кладки выбирают самые разные материалы, например шлак, керамзит, легкий бетон и т. п. В том случае, если планируется применение сыпучего теплосберегающего материала, то с интервалом в каждые 5–6 рядов кладки устраивают бетонную стяжку, центральную часть которой усиливают проволочной арматурой. Полученная армированная стяжка поможет предотвратить осадку и уплотнение утепляющей засыпки, а также сохранит первоначальные теплотехнические свойства ограждающих конструкционных элементов.

Для заполнения колодцев кирпичной кладки, помимо сыпучих материалов, можно применять утеплители, имеющие форму плит. Для повышения теплосберегающих качеств конструкции материал располагают таким образом, чтобы между выложенной из кирпича стеной и утеплителем образовалась воздушная прослойка.

Чтобы соединить кладку и утепляющий материал, фиксируют полоску, выкроенную из утеплителя. Кроме того, между наружным стеновым полотном и теплоизолирующими слоем размещают листы строительного картона, который предохранит помещения от сквозняка.

Помимо этого, нужно создать пароизолирующий слой, который должен быть размещен между внутренней стеной и теплоизоляционной прослойкой. Он поможет предотвратить проникновение внутрь помещений пара. Если для утепления кирпичных стен планируется применять теплоизолирующий материал, отличающийся высокими гидроизолирующими свойствами, то дополнительно устраивать пароизолирующий слой нет необходимости.

Для того чтобы с течением времени не произошло оседания и уплотнения теплоизолирующего материала, размещенного под горизонтально расположенными мостками, под них необходимо положить полоски, вырезанные из утеплителя. При этом следует учитывать, что их толщина не должна быть более половины толщины утепляющей засыпки.

Возведение жилого здания, высота которого не превышает 4 этажей, можно производить, выполняя анкерную кладку из бетона и кирпича. Ее схема представлена на рис. 23.

Рис. 23. Анкерная кладка из бетона и кирпича: 1 – теплоизолирующая прослойка; 2 – наружная стена; 3 – внутренняя стена; 4 – анкерные тычковые элементы

Метод бетонно-кирпичной анкерной кладки заключается в возведении внутренней и наружной верст из кирпича с заполнением пространства между ними легким бетоном. В качестве анкеров обычно используют тычковые кирпичи, которые укладывают на бетонный заполнитель. Вследствие этого достигается прочное соединение раствора и кирпича. Глухие стеновые полотна можно сочетать с вертикально расположенными диафрагмами, размещенными с интервалом в 2–3 ряда. Такая кладка характеризуется особой прочностью и надежностью.

Стены, выложенные из кирпича, высотой до 5 этажей рекомендуется устраивать, оставляя воздушную прослойку (рис. 24). Последняя, при условии расположения близко к наружному стеновому полотну, позволяет значительно повысить теплотехнические свойства ограждающих конструкционных элементов. Для того чтобы еще больше снизить теплопотери, которые возникают вследствие конвекции, воздушную прослойку формируют, чередуя с тычковым кирпичом с интервалом в 5 рядов.

Рис. 24. Кирпичная кладка с воздушным слоем: 1 – перевязка из тычковых кирпичей; 2 – воздушный слой

В некоторых случаях двухслойную кирпичную кладку целесообразно сочетать с жесткими плиточными утеплителями. В качестве такового в большинстве случаев используют листы пенопласта. Схема одного из вариантов подобной кладки представлена на рис. 25.

Рис. 25. Кирпичная кладка, утепленная пенопластом: 1 – наружная стена; 2 – теплоизолирующие плиты; 3 – перевязка из тычкового кирпича

Плиты жесткого теплоизолирующего материала располагают близко к наружному стеновому полотну. С интервалом в 5 рядов располагают ограничители, собранные из тычковых кирпичей. В результате получают утепленный шов, который способствует сохранению первоначальных теплотехнических параметров ограждающих конструкций и нормального температурно-влажностного режима в помещениях.

В массовом строительстве особое распространение получили постройки, возведенные с применением стеновых панелей. Такой материал позволяет значительно сократить время сооружения. Однако для правильного его использования требуются специальная техника и профессиональные строители.

В большинстве случаев ограждающими конструкциями служат однослойные стеновые панели, сырьем для производства которых является перлито-, шлако– или керамзитобетон. Их название «однослойные» следует считать условным, поскольку на самом деле они сложены из 3 компонентов: конструкционной основы, наружного защитного и внутреннего отделочного слоев. В качестве материала для изготовления конструкционного основания в данном случае используют ячеистые или легкие бетоны.

Для обеспечения высоких теплосберегающих свойств материалов внутренний слой нужно сооружать так, чтобы его толщина составляла не менее 15 мм. Только при таком условии он будет выполнять защитные функции и предохранять основание конструкции от воздействия влаги, проникающей изнутри постройки. Внутреннюю прослойку выполняют из тяжелого бетона, плотность которого достигает 1800 кг/м^3.

При выполнении наружного слоя используют ячеистый бетон, сырьем для приготовления которого являются растворы плотностью от 1200 до 1400 кг/м^3. Толщина прослойки должна составлять 10–25 мм.

Для того чтобы повысить теплоизолирующие характеристики однослойных панелей, необходимо уменьшить плотность легкого бетона до 700 кг/м^3. С той же целью можно применять особо эффективные утепляющие материалы. Среди них особое распространение в последнее время получили специальные термовкладыши, выполненные из термоизоляционных материалов (крупнопористого керамзитобетона, минеральных плит, пенополистирола и т. п.). Они позволяют сократить тепловые потери конструкционных элементов постройки почти в 1,5 раза.

Помимо однослойных, для возведения жилых построек нередко используют трехслойные бетонные панели. Их составляющими являются внутренний и наружный слои, сооруженные из легких или тяжелых бетонов, а также размещенный между ними утеплитель. Схема такой конструкции показана на рис. 26.

Рис. 26. Схема трехслойной стеновой панели: 1 – наружный слой; 2 – внутренний слой; 3 – утеплитель

При выполнении теплоизоляции рекомендуется выбирать утепляющие материалы, плотность которых не превышает 400 кг/м^3. Для этого подойдут стекло– либо минераловатные плиты, маты или блоки с синтетическим связующим компонентом, пеностекло, полипенопласт и т. п. Чтобы повысить теплоизолирующие характеристики панелей, можно также применять заливочные пенопласты, полимеризация которых осуществляется после их проникновения в полость, которая находится между наружным и внутренним конструкционными слоями.

Для того чтобы создать оптимальные для жизни условия в постройке из трехслойных панелей, при проектировании и строительстве следует соблюдать пропорцию между толщиной наружного и внутреннего слоев. Она должна составлять 1 : 1,2. В процессе эксплуатации жилья это поможет предотвратить скапливание влаги в теплоизоляционной прослойке. С той же целью создают пароизоляционный слой, для чего используются листы алюминиевой фольги. Их следует располагать в пространстве между внутренней стеной и утепляющим слоем.

Придать конструкции трехслойной панели особую устойчивость и надежность можно, если соединить наружный и внутренний слои с помощью жестких или пластичных связок. Они представляют собой располагающиеся по поперечным линиям армированные грани, сформированные из жесткого или легкого бетона.

Такие фиксаторы позволяют добиться прочного сочленения элементов. Помимо этого, они служат для защиты металлических частей конструкции от воздействия влаги и позволяют использовать утепляющие материалы разных видов. Основной недостаток описанных выше армированных связок – их способность снижать теплосберегающие качества ограждающих конструкций. Кроме того, они создают условия для образования конденсата на гранях и участках их смыкания с внутренней стеновой панелью.

Для того чтобы улучшить свойства армированных связок и компенсировать негативные качества, их устраивают таким образом, чтобы толщина их граней не превышала 4 см. При этом толщина внутреннего конструкционного слоя должна составлять не более 12 см. Это позволит нормализовать температурный режим на внутренней стороне и предотвратить его снижение до точки росы.

В современном жилищном строительстве особую популярность приобрели ограждающие конструкции, выполненные из трехслойных керамзитобетонных панелей с жесткими связками и пенополистироловым утеплителем. Для изготовления таких блоков используют керамзит с коэффициентом теплопроводности не более 0,65 Вт/(м°С).

Строительные панели с пластичными связками различаются в зависимости от толщины. Они бывают трехслойными и состоят из внутреннего и наружного слоев, выполненных из тяжелого бетона, и утеплителя из ячеистого бетона, минераловатных плит со связующим компонентом синтетического происхождения или цементного фибролита. Однако считается, что самым эффективным теплоизолирующим материалом является полистирольный пенопласт.

Пластичность металлических связок позволяет добиться создания оптимального температурно-влажностного режима внутри помещений, а также повышения теплоизолирующих качеств утеплителя и основных конструкционных элементов. Было подсчитано, что они обусловливают повышение температуры на участках оконных проемов и внутри глухих простенков на 2–3 и 4–5° C соответственно. При этом в сравнении с жесткими связками пластичные уменьшают тепловые потери почти в 2 раза.

Одним из новейших направлений в строительстве является возведение вентилируемых стеновых перекрытий. Такой метод позволяет значительно увеличить теплосберегающие характеристики используемых конструкционных элементов.

При сооружении вентилируемой стены в ограждающей конструкции предусматривают полости, через которые проходят воздушные массы. Они при перемещении по каналам нагреваются в результате контактирования с наружным ограждающим элементом, после чего проникает в помещение. В результате этого данный метод строительства позволяет увеличить теплосбережение до 30%.

В индивидуальном малоэтажном жилищном строительстве особой популярностью пользуются легкие бетоны, которые идут на возведение стен, имеющих вид монолитной конструкции, выполняемой с использованием разборной опалубки. Подобные стеновые перекрытия характеризуются высокими теплоизоляционными качествами и считаются более экономичными.

Чтобы повысить теплотехнические свойства, наружные стеновые полотна рекомендуется возводить, оставляя полости. Их нередко заменяют вкладышами, в качестве которых могут выступать легкие утепляющие материалы и даже упаковка, остающаяся после бытовой техники или продуктов.

Для возведения небольших по площади строений подойдут газосиликатные блоки. Они отличаются сравнительно малым весом, легкостью и быстротой монтажа, а также достаточно высокими теплотехническими параметрами при относительно низком уровне теплопроводности.

При сооружении постройки выбирают блоки, ширина которых составляет 50–60 см, а толщина – от 15 до 20 см. Их устанавливают, фиксируя на цементной постели. После завершения монтажа блоки отделывают с обеих сторон. Это поможет предотвратить попадание влаги в толщу стеновых перекрытий и увеличит их теплоизоляционные свойства.

В некоторых случаях для повышения теплотехнических характеристик постройки требуется устроить дополнительную теплоизоляцию. Ее можно разместить как с наружной стороны ограждающего конструкционного элемента, так и с внутренней.

Как известно, теплоизолирующие материалы обладают способностью повышать теплоизоляционные свойства ограждающих конструкций. В то же время они способствуют изменению уровня влажности воздуха, окружающего стеновое перекрытие. Неправильное размещение утепляющего материала в большинстве случаев приводит к значительному повышению влажностного режима конструкции, снижению ее качества и существенному ухудшению микроклимата внутри помещений.

Для того чтобы получить максимально комфортную и пригодную для проживания постройку, важно уметь разбираться в использующихся в современном строительстве стандартных схемах расположения утепляющего материала. В этом поможет информация, предложенная ниже:

1. Если стеновое полотно относится к типу однородных паронепроницаемых конструкций, выполнено из древесных материалов или бетона и по всей его площади равномерно размещен утеплитель, то внутри помещений удастся создать наиболее оптимальные температурно-влажностные условия.

Размещение дополнительной теплоизоляции на внутренней стороне неизменно приведет к ухудшению влажностного режима в помещениях. Дело в том, что теплоизолирующая прослойка весит меньше по сравнению с материалом, применяемым для возведения стены. Это обусловливает свободное проникновение пара и его накапливание в толще стенового перекрытия в месте сочленения с теплоизолятором.

Кроме того, теплоизолирующая прослойка, необходимая для сохранения тепла внутри помещения, спровоцирует понижение температуры материала, находящегося в толще стенового полотна. Таким образом, повышение влажностного уровня стены и являющееся следствием этого понижение ее температурного уровня вызывают образование конденсата, накапливание которого будет происходить на участках, находящихся сравнительно неглубоко от внутренней поверхности стенового полотна.

2. При размещении теплоизолирующего слоя снаружи стеновых перекрытий наблюдается повышение степени теплоустойчивости ограждающих конструкционных элементов. Паронепроницаемый и теплоизолирующий материал, отличающийся высокими теплотехническими качествами, будет предотвращать накапливание влаги. Вследствие этого стеновое полотно останется сухим.

Кроме того, произойдет повышение температуры в толще стенового перекрытия, поскольку теплоизоляционный слой не позволит теплу проходить через ограждающую конструкцию. Результатом беспрепятственного прохождения водяных паров и повышения температуры наружной поверхности конструкции станет значительное повышение теплотехнических свойств стенового полотна. Это, соответственно, улучшит микроклимат во внутренних помещениях постройки.

Однако следствием подобного расположения теплоизолирующего слоя является быстрое его разрушение при воздействии солнечных лучей, влаги и ветра. Таким образом, утеплитель быстро выйдет из строя, и тогда понадобится проведение дополнительных работ по ремонту и замене теплоизолирующего материала, что не является экономичным решением.

Для того чтобы продлить срок эксплуатации утеплителя, при его размещении описываемым выше способом теплоизоляционную прослойку дополнительно усиливают, укладывая твердый материал. В качестве последнего подойдет керамическая плитка, характеризующаяся высокой прочностью. Дополнительное укрепление поможет уменьшить степень воздействия негативных факторов на наружные поверхности ограждающей конструкции и сохранит оптимальные микроклиматические показатели внутри помещений.

3. При сооружении стеновых перекрытий из древесных материалов пароизолятор рекомендуется располагать на их внутренней поверхности. Это предотвратит разрушение теплоизоляционного слоя грибком. Кроме того, такое размещение пароизоляционного слоя поможет уменьшить объем водяного пара, который перемещается из помещений в толщу стенового полотна.

Для проведения работ следует использовать пароизоляционные материалы высокого качества. В противном случае они не смогут предотвратить проникновение пара и образование конденсата на внутренних участках стенового перекрытия.

4. Одной из схем расположения изоляционных материалов является следующая: с наружной стороны размещают теплоизолирующий слой с дополнительной защитой, а с внутренней устраивают пароизоляционную прослойку.

Это значительно улучшит теплотехнические показатели наружных ограждающих конструкционных элементов, однако не позволит предотвратить образование и накапливание конденсата на поверхности пароизолирующего слоя.

5. Повышению теплосберегающих параметров конструкций будет способствовать сооружение замкнутого воздушного слоя. Однако его близкое расположение к внутренней поверхности стены неизменно приведет к изменениям показателей температуры и влажности.

Для того чтобы повысить теплотехнические параметры ограждения и предотвратить попадание в воздушный слой водяного пара, проходящего из внутренних помещений постройки, внутреннюю поверхность усиливают пароизолирующей прослойкой, которую следует разместить вплотную к наружной стороне стенового перекрытия. Таким образом, слой, заполненный воздушными массами, которые характеризуются небольшим коэффициентом теплопроводности, значительно улучшит теплоизоляционные качества стенового полотна.

6. В некоторых случаях пароизолирующую прослойку устраивают на обеих поверхностях наружной ограждающей конструкции. В таком случае на материал, из которого возведена стена, будет постоянно воздействовать влага, скапливающаяся в толще стенового перекрытия.

Сооружение такой пароизоляции особенно не рекомендуется для построек из древесины и конструкций, составляющих первый этаж. Именно они испытывают наиболее значительное воздействие поднимающейся из грунта влаги.

Следствием пароизоляции указанного вида является сохранение влаги между отдельными ее слоями. В результате этого наблюдаются увлажнение и повышение коэффициента теплопроводности стенового полотна. Теплотехнические характеристики ограждения ухудшатся, а в течение холодного времени года оно будет промерзать. Помимо этого, стеновое перекрытие при описываемом типе размещения тепло– и пароизолирующих слоев может быть поражено грибком.

7. К снижению теплотехнических качеств приводит и размещение пароизолирующих слоев на обеих поверхностях наружной ограждающей конструкции. Результат этого подхода будет таким же, как и при расположении пароизоляции на внутренней поверхности ограждающих конструкционных элементов.

Таким образом, для получения постройки, имеющей ограждающие конструкции с высокими теплотехническими показателями, недостаточно правильно выбрать утеплитель. Важно также правильно расположить его.

Кроме того, критериями сооружения теплоизоляции являются назначение здания и продолжительность его эксплуатации: круглогодичная или сезонная. Как известно, при временном проживании отопление внутренних помещений осуществляется нерегулярно. При таком характере использования постройки рекомендуется устраивать теплоизолирующую прослойку на внутренней поверхности стенового полотна, поскольку при этом не будет происходить выхода тепла наружу, а внутренние помещения будут нагреваться быстрее. Если планируется эксплуатировать дом постоянно, то целесообразно разместить теплоизолирующий слой на наружной поверхности ограждающей конструкции. Так он сможет защитить постройку от воздействия осадков и ветра.

Расположенный на наружной стороне утеплитель при условии постоянного использования здания сохранит температурный режим ограждающих элементов и поможет предотвратить увеличение тепловых потерь. При этом влага, проникающая в толщу стенового перекрытия из помещения, не будет скапливаться благодаря способности теплоизолирующего материала удерживать ее.

Современные методы теплоизоляции

Основу современных технологий теплоизоляции жилых построек составляет применение эффективных высококачественных материалов, которые характеризуются высокими параметрами теплосбережения. Используя их, можно добиться требуемого уровня утепления ограждающих конструкционных элементов постройки, оконных блоков и кровель.

Технология теплоизоляции стен

При возведении и эксплуатации жилой постройки часто бывает так, что промерзает лишь некоторый участок стены либо разрушилась небольшая часть утеплителя. В обоих случаях теплоизолировать рекомендуется всю внутреннюю поверхность ограждающей конструкции. В дальнейшем это предотвратит нарушение целостности покрытия на соседних участках.

Процесс устройства теплоизоляции всегда нужно проводить одновременно с сооружением пароизолирующих прослоек. Это поможет защитить стены от воздействия влаги и продлит срок эксплуатации ограждения и утеплителя.

В целях теплоизоляции на внутреннюю поверхность стенового полотна наносят штукатурку. Ее укладывают равномерным слоем, толщина которого должна составлять не менее 30 мм. Перед этим старую штукатурку необходимо счистить. В том случае, если удалить старый слой штукатурки не удается, для повышения адгезии поверхности к стене прикрепляют арматуру. В качестве нее можно использовать металлическую сетку или каркас. Степень их сцепления с теплоизолирующим раствором достаточно высока.

Для укрепления стенового полотна рекомендуется применять плетеную сетку из металла с ячейками размером 5 × 5 см. Она может быть выполнена из сверхпрочных нитей. Ее применяют, предварительно выстелив стены деревянными рейками или дранкой, которые позволят повысить адгезию поверхности ограждения и теплоизолирующего материала.

Армирующую сетку укладывают по всей поверхности стены, прикрепляя с помощью гвоздей, длина которых должна составлять не менее 5 см. Их вбивают с интервалом в 10 см, располагая в шахматном порядке. Вколачивая, гвозди не утапливают на всю длину, а оставляют свободным кончик со шляпкой высотой до 2 см. Его затем забивают, сгибая, на сетку, добиваясь дополнительной ее фиксации.

После закрепления армирующей сетки стеновое полотно отделывают штукатуркой в 3 этапа: сначала выполняют обрызг, затем наносят грунтовку, а потом – накрывку.

Прежде чем приступить к обрызгу, поверхность кирпичной, бетонной или деревянной стены увлажняют. Для его выполнения следует использовать жидкий раствор, который надо наносить на стеновое полотно резкими движениями. С силой ударяясь о стену, он быстро заполнит все поры ограждающей конструкции и хорошо сцепится с ней, образуя надежное основание для грунтовки и накрывки.

При обрызге важно следить за тем, чтобы раствором была обработана вся поверхность стены. Не должно оставаться незаполненных участков. При обрызге жидкий раствор наносят слоем толщиной не более 0,3– 0,9 см.

По завершении обрызга переходят к грунтовке рабочей поверхности. При этом формируют защитный слой штукатурки, который поможет скорректировать имеющиеся дефекты и выровнять стену. Для работы необходимо приготовить более густой, чем для обрызга, раствор. По консистенции он должен напоминать тесто.

При необходимости уложить штукатурку раствор при грунтовке наносят в несколько достаточно толстых слоев. Толщина каждого из них должна составлять не менее 1,5 см. Уложенный за один прием толстый слой штукатурки может привести к стеканию растворной смеси. Выполняя многослойную грунтовку, первый слой укладывают способом набрызга, а последующие равномерно распределяют мазками. Отделанную поверхность хорошо выравнивают.

Во время выполнения накрывки применяют жидкий раствор, которым покрывают слой грунта. В данном случае растворную массу следует укладывать, формируя слой отделки толщиной не более 0,4 см.

Перед оштукатуриванием нужно приготовить рабочий раствор. При этом требуется соблюдать определенные пропорции его ингредиентов и учитывать вид отделочных работ (табл. 5).

Таблица 5 Виды штукатурных работ и типы растворов

Толщину штукатурного слоя при проведении отделочных работ определяют в зависимости от типа материала, из которого была выполнена ограждающая конструкция. Так, при обработке стен, выложенных из кирпича, раствор укладывают толщиной от 5 мм. Это позволяет замаскировать и укрепить швы.

Поверхности из древесных материалов отделывают, распределяя штукатурный раствор слоем, толщина которого не должна быть меньше 2,5 мм. Чаще всего такие стены усиливают дранкой, что нередко приводит к растрескиванию поверхности после оштукатуривания. Для того чтобы предотвратить это, рабочий раствор следует укладывать слоем указанной выше толщины.

В том случае, если планируется эксплуатировать постройку в условиях, при которых допускается образование наледи на ограждающих конструкциях, в качестве способа теплоизоляции нужно выбирать не оштукатуривание их внутренних поверхностей, а отделку специальными теплоизолирующими растворами либо установку утепляющих плит.

Чаще всего в качестве теплоизолирующих плит применяют полотна фибролита, полистирольного пенопласта и т. п. Сначала внутренние поверхности стен очищают от старых отделочных покрытий (обои, краска и пр.), после чего проделывают отверстия, глубина которых должна составлять 5–7 см, а диаметр – 20 мм. В них закрепляют выполненные из дерева пробки, которые затем дополнительно фиксируют гипсовым или цементным раствором.

Далее к деревянным пробкам прикрепляют рейки, предварительно пропитанные антисептическим препаратом. Для работы нужно использовать рейки, толщина которых равна толщине теплоизолирующих плит. Их размещают с интервалом, соответствующим ширине утепляющего полотна.

На следующем этапе работы между закрепленными рейками устанавливают теплоизолирующие плиты. Для их дополнительного укрепления можно воспользоваться мастикой на битумной основе, синтетическим клеем либо специальным клеящим составом, который предназначен для приклеивания утеплителей.

После этого поверхность утеплителя покрывают отделочным слоем. Для этого используют листы ДВП, гипсокартона и т. п. Полотна приколачивают к рейкам, которые служат в качестве каркасного основания. Образовавшиеся швы следует заделать раствором. Таким же образом нужно замаскировать шляпки гвоздей. Это поможет предотвратить образование в дальнейшем на поверхности облицовочного слоя пятен ржавчины. По линии низа прикрепляют плинтус. Затем внутреннюю плоскость стены окончательно отделывают, покрывая краской или приклеив обои.

Для теплоизоляции стен часто применяют листы ячеистого бетона, размер которых составляет 25 × 40 × 5–7 см. Их укладывают поверх постели из цементно-песчаного раствора. Толщина слоя растворной массы должна составлять не более 0,3 см. Далее плиты прибивают гвоздями, которые располагают в углах на расстоянии 5 см от кромки. Полученные швы затирают, используя цементный раствор.

В качестве утеплителя нередко выбирают мягкие и твердые плиты ДВП. Ими покрывают внутреннюю поверхность стен. Для этого прежде всего нужно устроить каркасное основание из деревянных брусьев или реек. Далее на них фиксируют мягкие листы ДВП, после чего – твердые. Причем первые служат для теплоизоляции, а вторые являются пароизоляционным слоем, пред отвращающим проникновение водяного пара в толщу ограждающей конструкции.

Для повышения теплотехнических характеристик стены можно утеплять с помощью керамзито– или перлитобетона. Для этого подойдет также пористый раствор, приготовленный из цемента и песка. Керамзитобетон укладывают слоем толщиной 5–7 см, перлитобетон – 2–2,5 см, цементно-песчаный раствор – 1,5–3 см.

Как уже было замечено выше, помимо утеплителей плиточного типа, для теплоизоляции помещений жилых построек можно использовать и растворы. Одним из наиболее распространенных вариантов является известково-перлитовая штукатурка. Ее готовят на основе цемента, извести и перлитового песка. Их соотношение в готовой массе составляет 1 : 2 : 10, 1 : 2 : 8 или 1 : 1 : 6.

Известково-перлитовую штукатурку наносят на поверхность стены обычным способом. Однако предварительно плоскость стенового полотна рекомендуется покрыть тонким слоем цементного молока, что повысит степень адгезии раствора с рабочей поверхностью.

После полного отверждения цементного молока стену покрывают теплоизолирующим слоем. На заключительном этапе работы нужно произвести накрывку с использованием раствора на основе мелкозернистого песка, которая поможет выровнять поверхность стены и равномерно покрыть утепляющую прослойку. При необходимости укладки штукатурки толстым слоем стену подготавливают указанным выше способом.

Повысить теплоизолирующие характеристики стенового полотна поможет напыление с применением пенополиуретана. Предварительно к стене прикрепляют деревянные брусья, заранее пропитанные антисептическим препаратом. Завершив напыление, формируют пароизолирующий слой, после чего прибивают полотна из гипсокартона или любого другого изоляционного материала.

С помощью образования воздушной прослойки можно существенно повысить теплотехнические показатели ограждающих конструкций. С этой целью сначала выполняют каркасное основание, на которое затем набивают листы ДСП. Между воздушным слоем и теплоизолирующими плитами нужно уложить листы алюминиевой фольги. Ее располагают таким образом, чтобы блестящая сторона была направлена к помещению. Таким образом тепловые лучи будут отражаться от ее поверхности, что приведет к сохранению тепла. Отделанную поверхность можно дополнительно покрыть облицовочными материалами.

Часто стены жилых домов растрескиваются, что приводит к увеличению воздухопроницаемости ограждающих конструкций, а следовательно, ухудшаются их теплотехнические параметры.

Для заделывания трещины, ширина которой составляет от 5 до 6 мм, можно использовать цементно-песчаный раствор, приготовленный в пропорции 1 : 3. Полоску, выкроенную из хлопчатобумажного полотна, опускают в приготовленную массу, после чего скручивают в жгут и вкладывают в образовавшийся зазор. При необходимости цементно-песчаный раствор заменяют специальной пастой «Карболат».

Чтобы ликвидировать широкую трещину, образовавшуюся в кирпичной стене, сначала следует демонтировать часть кладки вокруг данного дефекта на пол-кирпича. При этом разбирают как внутреннюю, так и наружную стену, оставляя цельной серединную кладку. Далее участок вновь заполняют кирпичом. При этом необходимо соблюдать перевязку швов, формируя перемычки между новой и старой кладками.

Описанный выше способ устранения трещины считается трудоемким. Однако он позволяет получить достаточно надежную и устойчивую конструкцию.

Иногда целесообразно для повышения теплотехнических показателей стен использовать тес. Улучшение теплоизолирующих качеств ограждения в данном случае происходит вследствие образования воздушного слоя между тесом и бревнами, составляющими сруб. Имеющиеся в стенах зазоры затем заделывают паклей, что также обусловливает уменьшение тепловых потерь.

В качестве утеплителя для деревянного сруба можно применять полотна гипсокартона. Отверстия под крепежные элементы проделывают таким образом, чтобы предотвратить повреждение и растрескивание листа. Образовавшиеся между отдельными панелями швы заполняют раствором, после чего окончательно отделывают.

Эффективным утеплителем внутренней поверхности стен деревянного сруба считается оштукатуривание. Стену покрывают штукатурным составом обычным способом в 3 этапа. При этом к ограждению предварительно прикрепляют щитовую или штучную дранку.

Дранку предварительно сортируют. Для рядов, которые планируется расположить в нижней части ограждающей конструкции, можно использовать материал более низкого качества. Его толщина может составлять от 3 мм. Для формирования верхних рядов отделки берут прямую дранку шириной от 1,5 до 2 см и толщиной, не превышающей 5 мм. Не рекомендуется выбирать дранку большей ширины, поскольку возможно ее растрескивание в процессе работы.

Таким образом формируют ряды простильного слоя дранки. Затем над ними укладывают выходную дрань. Вследствие такого расположения материала между его слоями и стеновым полотном сохраняется пространство, которое наполняют раствором, добиваясь этим плотного сочленения элементов ограждения и теплоизоляции.

Слой простильной драни формируют, двигаясь в направлении снизу вверх. Полотна укладывают под углом в 45°, оставляя между ними расстояние не менее 4,5 см. Проведя 2 ряда простильной, закрепляют выходную дрань. Полотна располагают под прямым углом относительно простильных рядов и под углом в 45° к плоскости пола.

Чтобы зафиксировать простильную дранку, по краям полотен вколачивают гвозди. Выходную дрань закрепляют иным способом. Для этого прежде всего забивают гвозди на концах, располагая один из них под углом в 45° относительно рабочей поверхности, а второй – под прямым углом. Так достигается равномерное натягивание материала. Далее гвозди вбивают с интервалом в 2 дранки простильного ряда.

Для фиксирования драни рекомендуется подобрать штукатурные гвозди, длина которых составляет 1,5, 3 или 4 см. Чтобы предотвратить повреждение и растрескивание материала, его предварительно увлажняют. Полотна размещают таким образом, чтобы между ними сохранялся свободный промежуток шириной 2–3 мм. В дальнейшем это поможет избежать вспучивания и раскалывания штукатурного слоя.

Чтобы теплоизолировать деревянные ограждающие конструкции, можно использовать войлок. Его предварительно обрабатывают антисептическим препаратом, после чего тщательно высушивают. Для повышения теплотехнических характеристик стены слой войлока нужно проложить дранкой. Он относится к группе достаточно эффективных утеплителей, которые предохраняют ограждения от воздействия влаги и разрушения, а оштукатуренные поверхности – от растрескивания.

В процессе работы полотна войлока укладывают, располагая внахлест. При этом одно полотнище должно заходить на соседнее на 2–3 см. После этого материал обрезают по кромкам. При использовании войлока большой толщины полотна кладут впритык. Таким образом избегают образования утолщения на участке соединения.

Далее утеплитель закрепляют с помощью гвоздей, которые сначала вколачивают на половину длины, а затем загибают на войлок. Отделанную войлоком стену дополнительно покрывают дранкой и после этого наносят штукатурку.

Как уже было сказано выше, в каркасных постройках в качестве теплоизолирующего материала часто применяют сыпучий утеплитель, к свойствам которого относятся уплотнение и осыпание с течением времени. В результате этого появляются участки с пустотами, что, в свою очередь, становится причиной повышения теплопотерь, снижения теплоизоляционных качеств и температуры ограждения и утеплителя. Нередко в таких случаях на поверхности стен появляется наледь.

Чтобы предотвратить изменение свойств утеплителя и повысить теплоизолирующие параметры ограждения и утепляющего материала, необходимо добавить сыпучий теплоизолятор. Для этого нужное его количество, предварительно уплотнив старую засыпку, насыпают в пространство между внутренней и наружной стенами, заполняя пустоты.

При оседании и деформации плиточного утеплителя прежде всего рекомендуется удалить элементы старой и поврежденной обшивки, после чего, уплотнив швы, вновь покрыть ограждение утепляющими плитами.

Оседание утепляющего материала в процессе эксплуатации – явление актуальное и наиболее характерное для построек, сооруженных с применением трехслойных панелей. С течением времени на стенах нередко образуются наледь и множественные участки увлажнения, что значительно снижает теплоизолирующие свойства ограждающей конструкции.

Поврежденный утеплитель в домах, сложенных из трехслойных панелей, восстанавливают с помощью инъецирования. При этом используют пенополиуретан, неавтоклавный газо– или пенобетон. Сначала путем простукивания поверхности устанавливают границы участков с пустотами. После этого посредством перфоратора проделывают отверстия и вводят через них с помощью специального приспособления утеплитель. Закончив работу, отверстия замазывают раствором. Помимо перечисленных выше материалов, для восстановления целостности утеплителя можно использовать пеноизол. Это новейший теплоизолирующий материал, считающийся весьма эффективным при теплоизоляции жилых построек. Он весьма удобен в работе, а его применение не требует наличия профессиональных навыков. Его вводят с помощью газожидкой установки ГЖУ-1, вырабатывающей пеноизол.

В некоторых случаях к увеличению объема тепловых потерь и ухудшению теплоизолирующих характеристик ограждающих конструкций приводит плохое утепление швов и участков сочленения конструкционных элементов. Вследствие этого появляются зазоры и отверстия, через которые холодный воздух беспрепятственно проникает внутрь помещений, что приводит к снижению температуры воздуха в комнатах и изменению микроклиматических условий.

Описанный выше дефект можно легко исправить. Для этого сначала необходимо удалить старый слой раствора из шва или с участка сопряжения деталей, после чего уложить новый. После этого поверхность следует затереть.

Кроме того, для восстановления поврежденного шва можно сначала заделать образовавшийся зазор, а затем покрыть восстановленный участок новым слоем штукатурки. Существует еще один способ коррекции осыпавшегося шва. Сначала требуется вычистить из зазора старый раствор, после чего заполнить щель минеральной ватой или паклей. Утеплитель нужно хорошо уплотнить, для чего следует воспользоваться стамеской или конопаткой.

При значительных разрушениях применяемую минеральную вату или паклю нужно предварительно вымочить в гипсовом растворе а затем сразу же уложить в щель. Далее участок заделывают обычным способом. В таком случае утепляющий материал укладывают таким образом, чтобы он не доходил до верхней кромки стеновой панели на 2 см. Данный участок в дальнейшем нужно будет отделать известково-гипсовым или гипсовым раствором.

Особое внимание при утеплении стен необходимо уделить области за батареей отопления. Чаще всего радиатор закрепляют близко к стеновому перекрытию. В отопительный период оно оказывается сильно разогретым вследствие воздействия тепла, исходящего от радиатора. Это является причиной увеличения теплопотерь на указанном участке стены.

К снижению теплоизоляционных качеств стенового полотна приводит и размещение радиатора в специально устроенной для этого нише. В таком случае уменьшается толщина стены, что значительно снижает ее теплотехнические параметры. Для предотвращения увеличения тепловых потерь ограждения вследствие работы радиатора участок за ним рекомендуется дополнительно теплоизолировать.

Как известно, значительный объем тепла разогретый радиатор передает в форме теплового излучения. Для того чтобы не допустить увеличения теплопотерь на участке стены, располагающемся за батареей отопления, его отделывают специальным материалом, который, помимо теплоизолирующих, обладает еще и отражающими свойствами. Например, можно использовать алюминиевую фольгу. Отражаясь от полотна, тепловой поток будет направляться внутрь помещения. Для того чтобы процесс конвекции протекал свободно, между радиатором отопления и листом фольги необходимо оставить незаполненное пространство шириной не менее 3 см. Это позволит сберечь тепло и уменьшить тепловые потери стены, выложенной из кирпича, на 35–40 %.

Эффективно утеплять можно и наружные поверхности стен постройки. Для этого лучше всего выбирать такие материалы, как минеральная вата, ячеистый бетон, полистирольный пенопласт и фибролитовые полотна. Кроме того, можно применять утепляющие штукатурные растворы. Для прикрепления плиточных материалов понадобятся гвозди, дюбели, шурупы и специальные клеящие массы. Последовательность выполнения работ при отделке наружной стороны кирпичной стены минераловатными плитами аналогична технологии утепления внутренней поверхности ограждения. Отличия имеются лишь на завершающем этапе.

После укладки плиточного утеплителя к размещенным по вертикали и закрепленным брусьям прикрепляют деревянные рейки. На них затем фиксируют асбестоцементные полотна. Поверхность готовой обшивки покрывают штукатуркой (рис. 27).

Рис. 27. Утепление наружной поверхности кирпичной стены: а – с образованием воздушной прослойки; б – без образования воздушной прослойки; 1 – плиточный утеплитель; 2 – брусья; 3 – рубероид; 4 – воздушная прослойка; 5 – асбестоцементное полотно; 6 – армирующая сетка; 7 – штукатурка

Для устройства теплоизоляции следует выбирать брусья, толщина которых может быть больше толщины утепляющего материала. Однако следует помнить о том, что в таком случае между утеплителем и стеной образуется воздушный слой, который будет способствовать значительному повышению теплотехнических показателей ограждающей конструкции.

Если толщина применяемых для сооружения теплоизоляции деревянных брусьев и плит утеплителя одинакова, то на первых дополнительно фиксируют укрепляющую тканевую сетку. По завершении работ поверхность отделывают штукатуркой.

Минераловатные плиты, используемые для теплоизоляции кирпичных стен, рекомендуется располагать между деревянными брусками. Последние прибивают к ограждению и размещают по горизонтали (рис. 28). Минераловатные плиты укладывают способом враспор. Это поможет предотвратить их деформацию и добиться плотного прилегания к поверхности ограждающей конструкции. Утеплитель из минераловатных плит дополнительно усиливают, прибивая к стене листы шифера. Их размещают таким образом, чтобы они заходили друг на друга на половину волны. Такое расположение защитит покрытия от попадания влаги внутрь.

Рис. 28. Утепление стены, выложенной из кирпича, минераловатными плитами, расположенными по горизонтали: 1 – минераловатные полотна; 2 – брусья; 3 – стена; 4 – листы шифера

Существует еще один способ утепления наружной поверхности бетонных стен жилых построек с помощью минераловатных плит. Его суть заключается в укладке теплоизолирующих полотен на специально сооруженное для них металлическое приспособление, зафиксированное на стене (рис. 29).

Рис. 29. Выполнение теплоизоляции бетонной стены из минераловатных плит: 1 – минераловатные плиты; 2 – стена; 3 – металлическое основание; 4 – детали крепежа; 5 – элементы профнастила

Для выполнения основания, предназначенного для закрепления плит утеплителя, можно взять оцинкованное железо. Высоту, на которой планируется расположить полученный столик, определяют в зависимости от размера плит теплоизолирующего материала. Ширина основания-возвышения должна соответствовать толщине утепляющих минераловатных полотен.

При установке минераловатных плит описанным выше способом важно соблюдать все указанные правила. Возможные ошибки при монтаже могут стать причиной разрушения и деформации материала. Это, в свою очередь, неизменно приведет к снижению теплотехнических параметров ограждающих конструкций.

Выше уже было сказано о том, что в целях повышения теплосбережения стены можно штукатурить. При этом отделывать можно как внутренние, так и внешние поверхности ограждения. Однако в последнем случае особое внимание нужно уделять швам, соединяющим кирпичи кладки.

При утеплении швов, выполненных способом «врасшивку», сначала вынимают старый раствор на глубину не менее 1 см. Для этого можно использовать зубило. В процессе работы его нужно удерживать, располагая под углом в 45° к обрабатываемой поверхности. Удаление старой растворной массы поможет в дальнейшем добиться лучшего сцепления поверхности с новым слоем раствора.

При соединении кирпичей в кладке способом «впустошовку» образовавшиеся швы очищают от пыли и загрязнений, а затем промывают чистой водой. Бетонные поверхности также предварительно чистят и маркируют, расставляя на нужных участках надсечки.

Во время чистки рабочей поверхности требуется удалить все имеющиеся загрязнения. В противном случае они будут проступать через слои уложенной впоследствии штукатурки, что приведет к ухудшению качества отделочного покрытия.

Подготовленные чистые стены сначала покрывают теплоизолирующим составом способом, указанным выше. На наружные поверхности рабочий раствор, приготовленный из асбеста и перлита, рекомендуется наносить в 2 этапа. При этом формируют слой, толщина которого должна быть не меньше 5 см.

На следующем этапе поверх теплоизолирующей прослойки укладывают штукатурку. Толщина последней должна составлять не менее 1,5 см. После полного высыхания покрытие окрашивают, используя для этого краситель, изготовленный на основе кремнийорганического компонента. Наносить его рекомендуется в 3 слоя.

В качестве теплоизолирующей массы для утепления наружной стороны стены можно применять пенополиуретан. Его напыляют с помощью специальной установки, формируя слой толщиной не менее 2 см. В результате образуется защитная пленка, которую укрепляют гидрофобной смесью, изготовленной из краски или кремнийорганического вещества. Такая методика отличает теплоизолирующую обработку наружной поверхности стены от внутренней.

Для повышения теплоизолирующих свойств наружной поверхности стенового полотна нередко применяют двухслойные блоки и плиты (рис. 30). Первый слой таких материалов является высококачественным и эффективным утеплителем, а второй – гидроизолятором, препятствующим попаданию влаги на теплоизоляционную прослойку и выполняющим функции декоративной отделки.

Рис. 30. Утепление наружной поверхности стены двухслойными плитами: 1 – стена; 2 – штукатурка; 3 – минераловатный утеплитель; 4 – теплоизолирующая панель; 5 – облицовка из асбестоцемента

Можно приобрести утепляющие плиты, уже готовые к монтажу. Установить их не составит труда даже для начинающих застройщиков.

В периодическом ремонте нуждается теплоизоляция не только кирпичных построек, но и деревянных строений. Часто к разрушению защитного слоя приводит осадка здания, что сопровождается выпадением утеплителя и снижением вследствие этого теплотехнических характеристик ограждения.

Для того чтобы повысить теплосберегающие качества, образовавшиеся между бревнами сруба щели следует вновь проконопатить. При этом можно выбрать такие материалы, как пакля, пенка или войлок. Паклю и пеньку предварительно необходимо пропитать антисептическим препаратом, а войлок – формалином, после чего нужно хорошо их высушить. В противном случае возможно разрушение деревянных конструкций вследствие воздействия остаточной влаги.

При проконопачивании зазоров, имеющихся между отдельными бревнами, удобнее использовать специальную лопатку-конопатку, ширина которой составляет 3–17 см, а длина – 15 см. При этом предварительно приготовленный материал – лен, паклю или пеньку – разделяют на пряди нужной толщины и укладывают в промежутки между бревнами сруба. Затем их следует уплотнить с помощью лопатки-конопатки. Далее пряди укрепляют, вложив жгуты из утеплителя. Это поможет значительно повысить показатели теплосбережения постройки.

Проконопачивание швов деревянного сруба выполняют следующим образом. Прежде всего требуется заделать наружные зазоры, а затем – внутренние. При этом следует двигаться по периметру узкими рядами. Конопатить поочередно всю стену не рекомендуется. В противном случае весьма вероятен перекос стенового полотна.

Укладка мягкого теплоизолирующего материала приводит к увеличению высоты ограждающей конструкции. Для того чтобы в процессе проконопачивания зазоров между бревнами не произошло повреждение печной трубы, на участке, окружающем ее, снимают старую замазку и удаляют засыпку. После окончания укладки теплоизолирующего материала образовавшийся зазор вновь заделывают.

Чтобы утеплить наружные поверхности стен деревянной постройки, можно воспользоваться фибролитом. Для прикрепления материала следует применять гвозди. Покрытые теплоизолирующими полотнами стеновые полотна отделывают штукатуркой.

После завершения периода осадки деревянный дом можно утеплить, обшив снаружи вагонкой. Ее укладывают по горизонтали и закрепляют поверх прибитых ранее к стене деревянных реек, служащих в качестве каркаса. Их крепят к ограждению с помощью гвоздей с интервалом в 1 м.

В целях улучшения теплосберегающих показателей ограждающие конструкции деревянного сруба часто обносят дополнительной кирпичной кладкой. Ее располагают, отступив от стены на 5–7 см. Для предотвращения отсыревания деревянного стенового полотна в нижней части кладки устраивают вентиляцию – продухи.

Дополнительную кирпичную кладку соединяют с деревянным ограждением с помощью полос, выкроенных из листов оцинкованной стали размером 15–20 × 5 см. Один конец такой полоски фиксируют на деревянной стене, а противоположный заделывают в кладке. Такие листы необходимо размещать в шахматном порядке, укладывая на расстоянии 1–1,5 м по горизонтали и с интервалом в 30–40 см по вертикали. Для укрепления кирпичной кладки цоколь следует делать несколько расширенным.

Использовать в качестве утеплителя рубероид и иные рулонные материалы подобного вида не рекомендуется. В противном случае при расположении на наружной поверхности стены они будут задерживать влагу и пар, исходящие из внутренних помещений. Результатом этого станет отсыревание деревянных конструкций, поражение их домовым грибом и быстрое разрушение.

При выполнении теплоизоляции построек различного типа особое внимание нужно уделять утеплению угловых стыков конструкционных элементов. Известно, что температура на таких участках ограждения ниже, чем на плоской его поверхности. Для того чтобы оптимизировать температурный режим, нужно утеплить наружные угловые сочленения постройки. Можно воспользоваться для этого плиточными материалами. Их необходимо располагать таким образом, чтобы торцевые плоскости разных полотен были направлены в противоположные стороны (рис. 31).

Для придания конструкции жесткости и прочности угловые соединения необходимо окончательно отделать фасадными уголками. Их располагают поверх теплоизоляционных плит.

Рис. 31. Размещение плиточного утеплителя при теплоизоляции углов постройки

Технология теплоизоляции окон

Было установлено, что показатели тепловых потерь, возникающих из-за низкокачественной теплоизоляции оконных проемов, выше в сравнении с теплопотерями, обусловленными плохой изоляцией стен. Для того чтобы сделать постройку пригодной для жизни и создать во внутренних помещениях благоприятный микроклимат, окна утепляют. При этом существуют традиционные и новейшие методики теплоизоляции оконных проемов.

В конструкцию окна входят светопрозрачное полотно (стекло) и элементы обрамления. Для остекления рам в жилых постройках сегодня применяют силикатное стекло, толщина которого составляет 0,4–0,5 см. Обрамляющие детали выполняют из металла, алюминия, пластика или древесины. Кроме того, существуют и так называемые бескоробочные окна.

Стекло – это материал, коэффициент теплопроводности которого достаточно высок – 0,76 Вт/(м°С). Поэтому роль теплоизолятора выполняет не оно само, а воздушные массы, скапливающиеся между рамами. Следовательно, большее количество таких воздушных прослоек обусловливает высокие показатели теплосбережения.

Еще несколько десятилетий назад наибольшей популярностью пользовались окна, обрамляющие детали которых были выполнены из древесины. Распространение таких рам определяется их низкой степенью теплопроводности. Известно, что коэффициент теплопроводности древесины составляет 0,14 Вт/(м°С). Кроме того, популярность окон из древесных материалов объясняется простотой их отделки и сравнительно невысокой стоимостью.

В зависимости от сложности конструкции окна разделяют на несколько видов:

– с одинарным остеклением, показатель сопротивления теплопередаче – 0,18 м^2°С/Вт (рис. 32, а);

– с двойным остеклением и спаренными переплетами, показатель сопротивления теплопередаче – до 0,39 м^2°С/Вт (рис. 32, б);

Рис. 32. Устройство деревянных окон: а – с одинарным остеклением; б – с двойным остеклением и спаренными переплетами; 1 – переплет; 2 – стекло; 3 – коробка; 4 – стена; 5 – подоконник

– с двойным остеклением и разделенными переплетами, показатель сопротивления теплопередаче – 0,42 м^2°С/Вт (рис. 32, в);

– с тройным остеклением и раздельно-спаренными переплетами, сопротивление теплопередаче – до 0,55 м^2°С/Вт (рис. 32, г);

– с четверным остеклением, показатель сопротивления теплопередаче – до 0,66 м^2°С/Вт (рис. 32, д).

Рис. 32 (продолжение). Устройство деревянных окон: в – с двойным остеклением и разделенными переплетами; г – с тройным остеклением и раздельно-спаренными переплетами; д – с четверным остеклением; 1 – переплет; 2 – стекло; 3 – коробка; 4 – стена; 5 – подоконник

Группу окон, характеризующихся самыми низкими теплотехническими параметрами, возглавляют конструкции с одинарным переплетом. Они подходят для построек в теплых южных районах с мягким климатом. В более северных областях для повышения теплосберегающих качеств рекомендуется дополнять их еще одним переплетом.

Окна с деревянными обрамляющими элементами и двойным остеклением со спаренными переплетами характеризуются сравнительно высокими теплоизолирующими качествами благодаря образующейся внутренней камере, в которой и скапливаются воздушные массы.

Оконные деревянные блоки с двойным остеклением и разделенными переплетами отличаются еще более высокими показателями теплосбережения. Однако для их изготовления потребуется гораздо большее количество материалов.

Достаточно высокими теплотехническими свойствами обладают оконные блоки, имеющие тройное остекление и раздельно-спаренные переплеты. По параметрам теплосбережения их часто соотносят с кирпичной кладкой в 1,5 кирпича, толщина которой составляет 38–40 см.

Наиболее высокие теплосберегающие параметры имеет окно с четверным остеклением. Однако его существенным недостатком является массивность конструкции и довольно высокая стоимость.

Как известно, оконные блоки, так же как и ограждающие конструкции, находятся в условиях постоянного воздействия атмосферных осадков и солнечных лучей. Для того чтобы предотвратить их преждевременное разрушение и продлить срок эксплуатации, обрамления оконных блоков рекомендуется отделывать профилем из алюминия. Кроме того, элементы из древесных материалов можно вовсе заменить металлическими (алюминиевыми). В последнее время широкое распространение в жилищном строительстве получили особые конструкции оконных блоков, выполненные в виде стеклопакетов (рис. 33).

Рис. 33. Конструкция стеклопакета: 1 – стекло; 2 – переплет; 3 – профиль-распорка; 4 – воздушная прослойка; 5 – влаговпитывающий материал

В стеклопакетах предусмотрена установка 2 и более стеклянных полотен, герметично скрепленных между собой. Друг от друга их отделяет воздушный слой. В зависимости от того, каким способом соединены стекла, стеклопакеты разделяют на паяные, клееные и сварные.

Особенно высокими характеристиками долговечности и надежности обладают клееные стеклопакеты. Их воздушная прослойка образуется из обезвоженного воздуха. Вследствие этого подобные конструкции имеют достаточно высокие теплосберегающие показатели. А благодаря герметичности камер подобные оконные блоки являются также эффективными влаго– и пыле-изоляторами. Такое качество позволяет сохранить первоначальную степень светопрозрачности встроенных в блок стеклянных листов.

Воздушные слои, предусмотренные внутри камер стеклопакета, могут иметь различную толщину. Ее величина может варьироваться от 1,2 до 2 см. Чтобы обеспечить герметичность камер и предотвратить выход из них воздуха, для закрепления конструкционных элементов применяют глубокие профили, выполненные из алюминия. Образующиеся между ними зазоры заполняют специальной мастикой, мягкая и пластичная консистенция которой сохраняется в течение всего срока эксплуатации оконного блока.

Сопротивление теплопередаче двухслойных стеклопакетов с переплетами из древесины составляет 0,36 м^2°С/Вт. Двухслойный стеклопакет с одинарным остеклением и разделенными деревянными переплетами имеет сопротивление теплопередаче, равное 0,53 м^2°С/Вт.

Наивысшую степень теплозащиты способен обеспечить двойной стеклопакет. Его показатель сопротивления теплопередаче достигает 0,67 м^2°С/Вт. Он соответствует величине сопротивления теплопередаче, оказываемой кладкой из глиняного кирпича, толщина которой составляет 1,5 кирпича.

В последнее время разработаны особые стеклопакеты, которые не только позволяют не ухудшить микроклиматические условия в помещениях, но и рассчитаны на повышение температуры внутренней поверхности остекления. При необходимости защитить оконный блок от воздействия солнечных лучей устанавливают стекла, обладающие теплоотражающими и теплопоглощающими свойствами. Кроме того, с той же целью применяют стекла, имеющие нейтральную окраску.

Одним из характерных свойств теплопоглощающих стеклянных полотен является их способность нагреваться под действием тепла. Было установлено, что при попадании на стекло солнечных лучей его температура повышается настолько, что средняя разница между нею и температурой наружного воздуха составляет 20– 40° C. Это может привести к термической деформации стеклянных полотен.

Для предотвращения подобного явления стеклопакеты снабжают специальными прокладками, которые компенсируют указанную разницу между температурными показателями. Помимо этого, в конструкциях с двойным остеклением из теплопоглощающих стеклянных листов формируют наружные ряды.

Теплотехнические параметры оконного блока указанной конструкции можно улучшить, предусмотрев во внутреннем ряду теплоотражающие стеклянные полотна. Это позволит уменьшить объемы тепловых потерь через окно в холодное время года. Кроме того, такая конструкция обеспечит повышение температуры внутренней поверхности остекления оконного блока.

В настоящее время выпускают теплопоглощающие стеклянные полотна, на поверхности которых имеется пленка, выполненная из оксидов свинца либо окисно-оловянно-сурьмяного состава. На стекло ее наносят путем напыления или электрохимическим способом. Существует и иная методика придания теплопоглощающих качеств стеклу. Для этого в исходную массу на производстве вводят специальный компонент (оксид меди, железа или цинка).

Следует отметить, что светопропускающие характеристики стекла не уменьшаются вследствие придания ему теплопоглощающих качеств. Теплопоглощающие стеклянные полотна способны пропускать световые лучи и задерживать инфракрасные.

Как уже было сказано выше, для изготовления теплоотражающего стеклянного полотна используется главным образом способ нанесения специальной защитной сверхтонкой оксидно-металлической или металлической пленки. Помимо этого, выпускаются стекла, обладающие теплоотражающим свойством и имеющие покрытие, выполненное на основе алюминия, золота, серебра, меди и т. п. Наиболее эффективными (и, нужно отметить, дорогостоящими) признаны теплоотражающие стеклянные полотна с пленочным покрытием, выполненным из золота.

Среди солнцезащитных видов стекол наибольшее распространение получили так называемые окрашенные. Как было сказано ранее, их изготавливают из стеклянной массы, в которую добавляют оксиды металлов. В результате полотно приобретает необходимую окраску: серую, коричневую, зеленую и пр.

Особенно эффективными для повышения микроклиматических характеристик помещений жилой постройки считаются стеклопакеты, оснащенные стеклянными полотнами с покрытием разного вида. Такие конструкции обеспечивают попадание внутрь дома световых лучей требуемого спектра.

Для того чтобы повысить теплотехнические свойства оконных блоков, большое внимание нужно уделять герметичности участков сочленения стеклянных листов, переплетов, форточек и притворов. Особенно эффективными в разрешении подобной проблемы признаны оконные блоки, снабженные клапанами-глушителями. Они обеспечивают надежную герметичность окон, а также выполняют функцию вентиляционного устройства.

Оконные блоки, характеризующиеся высокой степенью герметичности, являются не только тепло-, но и звукоизолирующими конструкциями. Воздухообмен при этом осуществляется с помощью клапанов. Расположение воздухоприточных клапанов герметичного оконного блока на участке восходящих теплых воздушных масс, идущих от батарей отопления, позволит нормализовать показатели воздуха в помещении. При этом его параметры будут соответствовать таковым в случае регулярного проветривания комнат посредством открытых створок окна или форточек.

В целях повышения теплосбережения в последнее время часто устанавливают пластиковые оконные блоки, состоящие из остекления и поливинилхлоридных обрамляющих элементов. Такие конструкции характеризуются достаточно высокой степенью герметичности. Помимо этого, они отличаются повышенной устойчивостью к воздействию атмосферных осадков.

Улучшение микроклиматических условий внутри помещений при установке оконных ПВХ-блоков достигается вследствие их низкой теплопроводности. Это, в свою очередь, является следствием особой конструкции окон указанного типа, в которой предусмотрены герметичные воздушные камеры и специальные прокладки-уплотнители, изготовленные из резины и характеризующиеся долговечностью.

Как известно, главными отличиями оконных проемов от стеновых полотен являются низкие теплоизолирующие параметры и высокая воздухопроницаемость. Известно, что воздействие холодного воздуха на оконные блоки и его перемещение через них в комнаты снижает теплозащитные показатели окон почти в 2 раза. Результатом этого являются также изменение температурного баланса и ухудшение микроклиматических условий в помещениях, которые становятся малопригодными для эксплуатации.

Воздушные массы, образующиеся в результате разницы температур внутренней и наружной поверхностей ограждающей конструкции, принято называть тепловым напором, а проникновение воздуха в помещение вследствие ветра – ветровым напором.

Было доказано, что холодные и теплые воздушные массы, помимо всего прочего, различаются также по показателям плотности. Теплый воздух является более легким, чем холодный, а потому вытесняется им. Интенсивность данного процесса обусловлена разницей внутренней и наружной температур.

Вот почему всегда в большей степени охлаждаются помещения, располагающиеся в нижнем ярусе постройки. Процесс инфильтрации там наиболее интенсивный.

Эксфильтрация протекает более активно на верхних этажах. При этом теплые воздушные массы, которые содержат некоторое количество влаги, попадают в камеру между стеклянными полотнами, а также в зазоры между стеной и оконным блоком. Там происходит их охлаждение. Это приводит к повышению уровня относительной влажности воздуха внутри камеры. Результатом такого процесса является образование конденсата на стеклах.

Таким образом, мы можем говорить о том, что выпадение конденсата и появление на внутренних поверхностях стеклянных полотен капелек влаги или инея следует считать следствием недостаточной герметичности оконного блока. Это, в свою очередь, приводит к значительному ухудшению теплосберегающих характеристик ограждающих конструкций, быстрой порче их элементов и изменению микроклимата внутри помещений.

Показатели воздухопроницаемости определяются тепловым и ветровым напорами. Выше мы уже говорили о том, что ветер представляет собой фактор, который оказывает довольно значительное воздействие на теплотехнические характеристики конструкционных элементов сооружений. Возникающая разница в показателях давления между внутренним и наружным (концентрирующимся перед постройкой) воздухом активизирует процесс инфильтрации. При этом с обратной стороны сооружения возникает участок разреженной атмосферы, что обусловливает возникновение эксфильтрации.

Данные процессы необходимо считать следствием возникновения таких явлений, как ветровой и тепловой напоры, которые приводят к изменению микроклиматических условий внутри помещений, а также к снижению теплосберегающих свойств оконных блоков и прочих используемых ограждающих конструкций.

Для того чтобы устранить описанные выше явления, в большинстве случаев устраивают дополнительную теплоизоляцию элементов конструкций, составляющих постройку.

В частности, для повышения теплотехнических характеристик оконные блоки и участки их сочленения с деталями других конструкций герметизируют.

Было замечено, что значительного повышения теплосберегающих свойств ограждающих конструкций жилой постройки можно добиться, если хорошо заделать участки соединений стенового полотна и оконного блока. Часто именно такие стыки становятся главной причиной больших тепловых потерь через окно.

Данная проблема нередко оказывается достаточно серьезной, поскольку материалы, использующиеся для выполнения ограждающих конструкций и оконного блока, часто имеют существенные различия по степени устойчивости к воздействию влаги. Кроме того, необходимо учитывать следующее обстоятельство: в центральных районах России в осенний период внутренняя поверхность древесных материалов становится более влажной, а наружная, напротив, – сухой. Противоположное явление можно отметить в весенне-летний период.

Подобные процессы зачастую вызывают деформацию материала. В результате зазоры, имеющиеся между стеной и оконным блоком, то уменьшаются, то увеличиваются в размерах. Это, в свою очередь, становится причиной образования трещин и разломов на конструкционных деталях.

Через подобные трещины холодный воздух и влага проходят во внутренние помещения, снижая теплотехнические параметры участка соединения стены и оконного блока. Помимо всего прочего, наблюдается понижение температурного режима на поверхности откосов, располагающихся внутри оконного блока, что нередко сопровождается образованием конденсата, ухудшением микроклиматических условий внутри помещений и разрушением конструкционных элементов, выполненных из древесины.

Таким образом, намереваясь установить оконный блок, следует особое внимание уделить участку его примыкания к стенам. Поверхности соседних элементов должны быть достаточно плотно пригнаны друг к другу. Закреплять оконный блок нужно, руководствуясь приведенными ниже правилами:

– оконный блок нужно располагать строго вертикально относительно плоскости пола. Для его закрепления следует применять специальное приспособление (закладную деталь), в качестве которого подойдет деревянная пробка;

– слив, устраиваемый с наружной стороны оконного блока, фиксируют под некоторым углом так, чтобы он был наклонен кнаружи. В результате этого дождевая и талая вода будут свободно стекать, не скапливаясь на элементах оконного блока;

– верхний откос устанавливают без наклона;

– оконный проем делают таким, чтобы ширина его боковых и верхнего элементов составляла не менее 7 см;

– оконный блок устанавливают, располагая его в некотором углублении относительно плоскости стены постройки. Это позволит защитить от воздействия атмосферных осадков участки сочленения оконного блока и стенового полотна, а также конструкционные элементы окна;

– при закреплении деталей оконной коробки рекомендуется использовать гвозди размером 1 × 150 мм, 5 × 1206 мм или 4 × 100 мм. Для того чтобы получить надежное соединение, их вколачивают в закладной элемент или шов кирпичной кладки;

– чтобы предотвратить преждевременное разрушение откосов, их следует покрыть краской, обладающей высокой степенью водостойкости;

– для стекания дождевой и талой воды в конструкции оконного блока должен быть обязательно предусмотрен слив. При монтаже его располагают, углубляя в нижнюю обвязку не менее чем на 5 мм. Для свободного выхода воды его оснащают капельником.

Повысить герметичность участка сочленения элементов, составляющих оконный блок, и стенового полотна можно, воспользовавшись специальными средствами, которые получили общее название «герметики». Чаще других в жилом строительстве в последнее время для герметизации соединяемых деталей различных конструкций применяют монтажную пену.

Используемое средство должно плотно примыкать к рабочим поверхностям. В противном случае добиться требуемой герметичности узла не получится. При обработке окон брусья, являющиеся деталями оконной коробки, следует разделить распорками. Это поможет защитить конструкционные элементы от деформации и повреждения.

Несколько десятков лет назад основными видами герметиков, применяемых для теплоизоляции участков сочленений элементов той или иной конструкции постройки, являлись такие материалы, как пакля, войлок, стекло– и шлаковата. Их укладывали в зазор, после чего утрамбовывали с помощью конопатки. При этом они должны были находиться на 2–3 см глубже поверхности стены. Считалось, что это предотвращает растрескивание облицовки после нанесения на стеновое полотно штукатурки.

Действительно, подобный способ теплоизоляции стыков конструкционных элементов в течение длительного периода оставался самым популярным и наиболее эффективным. Он имеет много преимуществ, среди которых главным является высокая герметичность стыков. Однако основным его недостатком является абсолютная зависимость результата от профессиональных навыков рабочего.

Недостаточное уплотнение мягкого материала зачастую приводило к возникновению зазоров на участках соединений элементов оконных конструкций и стены. Это, в свою очередь, значительно снижало теплотехнические параметры ограждения и увеличивало тепловые потери.

Впоследствии мягкие утеплители были заменены раствором, который приготавливается на основе гипса и перлита. Однако заделывание щелей подобной массой также имеет определенные недостатки. Например, с течением времени деревянные элементы оконных блоков уменьшаются в объеме вследствие высыхания, что становится причиной растрескивания герметичного слоя и увеличения показателей воздухопроницаемости в местах сочленения деталей оконной коробки и стенового полотна.

Кроме гипсоперлитового раствора, для устранения щелей на стыках конструкционных элементов применяли и другие способы. Например, оконная коробка могла быть герметично вмонтирована в монолитную однослойную стеновую панель: при монтаже на поверхности сочленяемых деталей наносили специальное клеящее вещество.

Для повышения герметичности узлов конструкционных элементов нередко использовали жгуты, выполненные из синтетического волокна. Диаметр их составлял в среднем от 3 до 4 см. Длину определяли в зависимости от периметра окна, прибавляя дополнительно еще 15–20 см.

Синтетические жгуты применяли главным образом для заделывания щелей, образовывавшихся между бетонными четвертями и элементами оконного блока. Предварительно с поверхностей удаляли пыль и загрязнения, а затем с помощью установки сжатым воздухом напыляли слой грунтовки КН-2.

После этого закрепляли оконный блок, фиксируя его с помощью деревянных брусьев, которые устанавливали с боковых сторон конструкции и под ней. Для заделывания щелей, которые возникали между блоком и оконным проемом, применяли мастику «Бутэпрол», ее слой выравнивали и прокладывали синтетическим жгутом.

Подобным способом герметизируют стыки оконных блоков и стеновых полотен и в наше время. Однако он не является самым эффективным, поскольку не способен обеспечить требуемую степень воздухонепроницаемости конструкционных элементов здания.

В последние десятилетия большую популярность в жилищном строительстве для герметизации участков сочленения деталей оконных блоков и стен приобрела герметизирующая монтажная пена, изготовленная на основе пенополиуретана.

Одним из главных достоинств данного средства является быстрое отвердевание после нанесения. Кроме того, во вспененном состоянии пенополиуретан характеризуется достаточно низким коэффициентом теплопроводности.

Пенополиуретановая монтажная пена универсальна в применении. С ее помощью можно с успехом герметизировать разные по качеству поверхности: бетонные, деревянные, кирпичные и пластиковые. Этот материал отличается высокой степенью адгезии с рабочей поверхностью, позволяя получить надежное соединение. Вот почему он рекомендован не только для строительно-монтажных, но и для ремонтных работ, в тех случаях, когда необходимо обновить теплоизолирующий слой на участке стыка конструкционных элементов.

В случае отсутствия специальных герметизирующих составов восстановить теплоизолирующий слой на участке соединения оконного блока и стенового полотна можно, приготовив для этого массу из древесных опилок, цемента и известкового молока. Указанные компоненты берут в соотношении 2–3 : 1 : 1. При необходимости получения особенно твердой прослойки в данную смесь следует добавить водорастворимый латексный клей СП-60.

Перед тем как использовать приготовленный из перечисленных выше ингредиентов состав, его тщательно перемешивают. Затем его втирают в зазоры и хорошо уплотняют, после чего все оставляют до полного высыхания. Полученный таким способом шов обладает довольно высокими теплоизоляционными свойствами, обеспечивая ограждающие конструкции и внутренние помещения надежной теплозащитой.

Для того чтобы улучшить микроклиматические условия внутри помещений жилой постройки, недостаточно герметизировать только участки стыков между элементами оконного блока и стеной. Требуется также добиться полной герметичности собственно оконного блока. Контроль данного параметра окна должен осуществляться постоянно, поскольку, как известно, с течением времени деревянные детали, составляющие конструкцию окна, вследствие воздействия атмосферных осадков деформируются, что приводит к образованию зазоров между ограждением и деталями оконного блока.

Чтобы увеличить теплоизолирующие параметры окна, можно, например, особым образом установить стеклянное полотно в переплете. При этом наиболее доступным способом закрепления стекла считается его монтаж с использованием фиксирующей одинарной замазки (рис. 34).

Рис. 34. Установка стекла с использованием одинарной замазки

Приготовленный лист стекла устанавливают в фальцах. При этом нужно контролировать расстояние от него до кромочных деталей: оно должно быть одинаковым по всей линии периметра стеклянного полотна.

Далее стекло закрепляют, вбивая гвоздики либо шпильки, изготовленные из толстой проволоки. Их располагают с интервалом в 2–3 см, углубляя на 0,7–1 см. После этого места стыков стеклянного полотна и элементов коробки промазывают специальной оконной замазкой. Толщина ее слоя должна быть такой, чтобы она полностью закрывала шляпки гвоздей или верхушку шпилек. В дальнейшем это поможет предотвратить коррозию металлического крепежа и образование пятен ржавчины на стекле.

В процессе теплоизоляции из замазки формируют жгуты нужной толщины, которые затем укладывают поверх фальцев. Их поверхность можно выровнять с помощью ножа. Им же удаляют излишки герметизирующего состава. При выполнении работы нужно следить за тем, чтобы слой замазки был одинаковой толщины по всей длине обрабатываемого участка.

Представленный способ теплоизоляции оконного блока позволяет получить в достаточной степени герметичные узлы. Однако главным его недостатком является возможное образование между оконным блоком и стеной зазоров, пропускающих холодный воздух снаружи внутрь при неровных фальцах.

Кроме того, укладывание замазки требует наличия определенных навыков и старательности. В противном случае вследствие разбухания деревянных конструкционных элементов и увеличения их объема возможно растрескивание стеклянного листа. Помимо этого, при некачественной укладке замазка может отслаиваться. В результате образуется щель, через которую холодный воздух свободно перемещается с улицы внутрь помещений, ухудшая их микроклиматические показатели. К тому же это может привести к разрушению переплетов оконного блока.

Для получения более надежной конструкции стеклянные листы рекомендуется фиксировать, применяя двойную замазку (рис. 35). Как и в предыдущем случае, рабочие поверхности предварительно очищают от пыли и загрязнений.

Рис. 35. Установка стекла с использованием двойной замазки: а – укладка замазки; б – фиксирование стеклянного полотна; в – закрепления стекла крепежными материалами; г – укладка второго слоя замазки; д – выравнивание слоя замазки

Перед установкой стеклянного полотна поверх фальцев кладут скрученную в жгут замазку. Его толщина должна составлять не более 8 мм. Поверхность замазки выравнивают с помощью ножа. Так формируется постельный слой герметика. Далее на нем располагают стекло. Лист с силой прижимают к элементам рамы, надавливая на него до тех пор, пока не прекратится выход излишков замазки. Установку стекла заканчивают обычным способом.

Описанный вариант установки стекла позволяет добиться герметичного и надежного соединения элементов оконного блока. С его помощью можно также значительно повысить теплотехнические параметры ограждения. Вместе с тем одним из существенных недостатков является его трудоемкость.

В некоторых случаях замазку заменяют деревянными штапиками. Для работы можно использовать такие приспособления с сечением разной формы. Устанавливать стекло с их применением можно различными способами: на постель из замазки с сухими штапиками, без укладки замазки и на постель из замазки со штапиками, на рабочие поверхности которых предварительно наносят замазку.

При первом способе сначала нужно покрыть фальцы замазкой. Далее устанавливают стеклянное полотно, которое фиксируют деревянными штапиками. Их, в свою очередь, закрепляют с помощью шурупов или прибивают гвоздиками. Крепеж располагают с интервалом в 25–30 см (рис. 36).

Рис. 36. Закрепление стекла с помощью деревянных штапиков: 1 – постель из замазки; 2 – стеклянное полотно; 3 – деревянный штапик; 4 – переплет; 5 – гвоздь

Устанавливать стекло в оконной раме можно с помощью штапиков, но без использования замазки. Это наиболее доступный и менее трудоемкий способ остекления. Однако он не позволяет получить герметичный оконный блок, который отличался бы высокими теплоизолирующими характеристиками.

При таком способе приготовленное стеклянное полотно укладывают поверх фальцев и фиксируют, прибивая деревянные штапики. В качестве крепежа следует применять маленькие гвоздики. Их вколачивают на расстоянии 25–30 см друг от друга.

Следующий способ – укладка стекла на замазку со штапиками, также покрытыми замазкой, – позволяет получить надежное и в высокой степени герметичное соединение элементов оконного блока. При этом стекло кладут на фальцы поверх постели из замазки, после чего его прижимают штапиками, на рабочие поверхности которых тоже наносят слой замазки.

Для герметизации оконных блоков нередко используют специальные резиновые прокладки, характеризующиеся эластичностью. Они имеют п-образную форму. Их располагают таким образом, чтобы они соприкасались с кромкой переплета либо деревянного штапика или лежали ниже указанных элементов на 1 мм (рис. 37). Стеклянный лист следует выбирать таких размеров, чтобы при установке между фальцем и ним оставался зазор шириной 3 мм.

Рис. 37. Установка стекла с использованием штапика и эластичной резиновой прокладки: 1 – переплет; 2 – стеклянное полотно; 3 – деревянный штапик; 4 – резиновая прокладка; 5 – гвоздь

При остеклении важно следить за расположением резиновых прокладок на угловых участках. Для того чтобы предотвратить их деформацию и сморщивание, нужно в соответствующих местах сделать треугольные надсечки. На участках сочленений соседние прокладки скрепляют способом «впритык» или соединяют клеем. Места таких сопряжений должны находиться сверху или по бокам конструкций. Таким образом удастся предотвратить попадание воды и повысить степень герметичности оконного блока.

Следует заметить, что, несмотря на множество преимуществ, способ остекления и герметизации оконного блока с применением резиновых прокладок имеет серьезный недостаток. Он заключается в том, что вследствие воздействия солнечных лучей резина ссыхается и утрачивает первоначальную эластичность, в результате чего наблюдаются ее растрескивание и разрушение. Это приводит к нарушению герметичности окна, повышению воздухопроницаемости конструкции и снижению теплосберегающих параметров.

При теплоизоляции оконных блоков используют главным образом готовую замазку. Однако ее можно приготовить и самостоятельно в домашних условиях, без труда приобретя необходимые компоненты в специализированном магазине.

Для приготовления замазки нужно взять измолотый в мелкий порошок мел и натуральную олифу. Компоненты соединяют в соотношении 4 : 1 и тщательно перемешивают до получения однородной массы. Такую замазку, так же как и готовую, после высыхания можно окрасить краской любого вида. Предварительно поверхность замазки обрабатывают 2 слоями олифы и оставляют до полного высыхания.

Нужно сказать, что теплоизолирующие параметры оконных блоков определяются не только качеством монтажа составляющих их конструкцию элементов, способом герметизации участков сопряжения деталей и стыков с ограждением, но и строгим соблюдением правил остекления. Помимо этого, важно правильно эксплуатировать окна.

Чтобы срок службы оконного блока был достаточно продолжительным, нужно внимательно подбирать материалы для его изготовления. Для деревянных окон берут деревянные заготовки, уровень влажности которых не должен превышать 15 %. Использование недостаточно просушенного материала является основной причиной деформации окон и разгерметизации, что приводит к снижению их теплотехнических характеристик.

Для предотвращения подобных явлений важно уделить особое внимание подбору деревянных деталей. Лучше всего приобретать их в магазинах, зарекомендовавших себя на рынке в качестве добросовестных производителей. При необходимости купленные непросушенные деревянные заготовки монтируют. Собранный таким образом оконный блок оставляют до полного высыхания элементов, стараясь не слишком часто открывать и закрывать створки.

При выполнении незначительных ремонтных работ в целях повышения теплоизоляционных качеств окна не обязательно прибегать к услугам профессиональных рабочих. В таких случаях можно воспользоваться советами народных умельцев. Многие из описанных ниже рекомендаций, возможно, не позволят получить надежное и герметичное соединение, однако использовать их для экстренного ремонта ограждений можно.

Одним из старых способов утепления оконного блока является укладка ватных жгутов между переплетом и коробкой. Такой метод теплоизоляции не всегда эффективен. Кроме того, он нередко приводит к деформации переплета окна, возникновению зазоров и выпадению петель.

Подобные явления становятся причиной значительного снижения теплосберегающих свойств окон. Более того, через образовавшиеся щели холодный воздух свободно проникает внутрь помещения, создавая сквозняки и снижая уровень внутренней температуры.

Помимо этого, проникающая через зазоры влага оказывает разрушительное воздействие на конструкционные элементы. В результате ухудшаются показатели герметичности оконных блоков и увеличиваются объемы тепловых потерь. Для исправления ситуации потребуется проведение ремонтных работ либо замена старых, пришедших в негодность элементов окна новыми.

Для уплотнения и герметизации окон специалисты советуют применять проверенные методы, доказавшие свою надежность. Кроме того, особое внимание следует обращать на качество и технические характеристики изолирующих материалов.

Самым доступным способом герметизации и утепления окон считается наклеивание бумажных полосок, ширина которых должна составлять не менее 5 см. Их закрепляют вдоль линии соединения оконной коробки и переплета. Форточку обычно не оклеивают, оставляя ее свободно открывающейся для проветривания помещения.

Следует отметить, что одним из главных недостатков указанного способа теплоизоляции оконного блока является некоторое ухудшение внешнего вида оконных конструкционных элементов, поскольку после отклеивания изолирующих полосок на поверхности деталей нередко остаются клочки бумаги. Кроме того, такой вариант лишает возможности осуществить быстрое проветривание помещений при возникновение такой необходимости.

В ряде случаев для теплоизоляции оконных блоков применяют специальные уплотнители-шнуры. Для их изготовления могут быть использованы такие материалы, как поролон, фетр, жгут из полушерстяных волокон и т. п. Очень хорошо зарекомендовали себя в качестве эффективного теплоизолирующего материала шнуры, выполненные из пенополиуретана. Было установлено, что коэффициент их воздухонепроницаемости в 2 раза меньше по сравнению иными утеплителями.

Прежде чем приступить к укладке утеплителя, поверхности элементов оконного блока требуется очистить от пыли и загрязнений, при необходимости окрасить и обновить фурнитуру. Для утепления окон подойдут прокладки, толщина которых составляет 0,8–1,5 см, а ширина – 1,5–2,5 см.

Приготовленные утеплители протягивают, укладывая горизонтально и вертикально на участках оконного блока между элементами, на стыках которых образуются зазоры. С внутренней стороны прокладки фиксируют с помощью гвоздей длиной 12–15 мм. Их вбивают на расстоянии 20–25 см друг от друга. Для закрепления утепляющих прокладок на оконных блоках можно также воспользоваться клеем.

Зафиксированные прокладки должны лежать свободно и не иметь чрезмерного натяжения. Из щели они должны выходить не более чем на 0,4–0,5 см.

В настоящее время в продажу поступают специальные уплотнители, предназначенные для теплозащиты оконных блоков. Они имеют вид полос разной ширины, на одну сторону которых нанесен слой клея и пленка. Перед наклеиванием на поверхность последнюю снимают. После удаления защитной пленки полоску требуется сразу же уложить на выбранный участок оконного блока. В противном случае клей высохнет, и тогда уплотнитель ляжет плохо.

Особого внимания требует обработка угловых участков оконного блока. Для этого заготовленную полоску в намеченном месте нужно разрезать, после чего полученные части наклеить, располагая под углом в 45° и совмещая способом «на ус». Свободные кончики ленты соединяют, не формируя нахлест.

При использовании для утепления окон прокладок, лишенных клеевого слоя, для их фиксации можно воспользоваться клеящими составами 88-Н или БФ-2.

Для теплоизоляции окон спаренного типа рекомендуется использовать шнур, изготовленный из хлопчатобумажного волокна. При этом предварительно крепление створок рам ослабляют, после чего по линии образующихся зазоров укладывают бельевой шнур. Его закрепляют с помощью гвоздиков или клея.

Прокладки, выполненные из пенопласта, можно с успехом применять для повышения теплотехнических параметров оконных блоков. Они имеют вид полосок. Их ширина определяется в зависимости от размеров щели, имеющейся между конструкционными элементами окна. Пенопластовые прокладки располагают таким образом, чтобы они плотно входили в зазор.

Следует отметить, что утепляющие прокладки имеют довольно непродолжительный период эксплуатации. Время от времени старый материал нужно заменять новым. Делать это рекомендуется не реже 1 раза в 2–3 года.

Особенно длительным эксплуатационным сроком отличаются утепляющие прокладки, выполненные из металла. Они не поддаются коррозии и сохраняют эластичность. Их можно также использовать для заделывания зазоров различной величины.

Утепляющую металлическую ленту укладывают по линии образующихся между оконным переплетом и коробкой зазоров. Ее закрепляют с помощью гвоздиков, которые вбивают с интервалом в 3–4 см на расстоянии 1–2 мм от краевой линии конструкционного элемента. Нужно отметить, что в нашей стране подобный способ утепления оконных блоков не нашел достаточного распространения, а в западных государствах является одним из самых популярных.

Было замечено, что утепление и уплотнение притворов окон позволяет увеличить показатели их теплоизоляции на 20 %. Кроме того, это способствует уменьшению воздухопроницаемости оконных блоков, защищает от проникновения внутрь пыли и загрязнений, а также от образования конденсата на внутренней стороне наружных стеклянных полотен. Утепление притворов обусловливает также повышение температуры внутренних поверхностей оконных блоков на 1–2° C.

Частым дефектом оконного блока является появление достаточно широких зазоров между оконной коробкой и переплетом. Среди основных причин возникновения такой проблемы нужно указать на деформацию и ослабление петель, скрепляющих створки окна. Для устранения такой неисправности необходимо подкрутить болты, удерживающие петли.

При оседании петель следует поступить следующим образом. Нужно снять створки, после чего требуется обмотать стержень проволокой. Это позволит отрегулировать высоту створок и зафиксировать петли на одном месте.

Образование щелей между переплетом и оконной коробкой иногда бывает вызвано короблением и деформацией рамы на том или ином участке. Чтобы исправить подобный дефект, нужно устранить возвышение с помощью рубанка.

Следует заметить, что описанные ранее методы улучшения теплоизолирующих качеств оконного блока носят временный характер и эффективны в большей степени в ситуации, когда требуется неотложное проведение ремонта вышедших из строя элементов. Для радикального изменения теплотехнических параметров окна необходимо прибегнуть к усовершенствованию конструкции.

Суммируя все сказанное выше, приходим к выводу о том, что решение задачи значительного повышения теплотехнических показателей оконных блоков не представляется проблемой виртуальной и невозможной. Главным при этом является уменьшение объемов холодных воздушных масс, проникающих с улицы внутрь помещений и в результате этого охлаждающих их. При недостатках конструкции данное явление наблюдается даже при закрытых окнах.

Одним из довольно широко применяемых сегодня методов повышения теплоизоляционных качеств оконных блоков является установка дополнительного остекления. В результате этого оконный блок получает еще один воздушный слой, который существенно увеличит степень герметизации конструкции, повысит ее теплосберегающие характеристики и показатели сопротивления теплопередаче. Все это, несомненно, приведет к снижению тепловых потерь.

Для установки дополнительной рамы рекомендуется выбрать день с установившейся теплой погодой: в пространстве между переплетами окна сохранится нагретый солнечными лучами воздух. К тому же это позволит предотвратить образование конденсата на поверхности стекол при изменении наружного температурного режима.

Прежде чем установить зимнюю утепляющую раму, створки, составляющие летний переплет, нужно закрыть. В камеру, которая образуется между оконными рамами, нужно поместить материал, характеризующийся высокой степенью гигроскопичности. После этого створки зимнего переплета закрывают, закрепляя шпингалетами. На заключительном этапе работы участки сочленения створок и коробки утепляют с помощью уплотнителя.

Если же в зимней раме створки не предусмотрены, ее устанавливают, скрепляя непосредственно с оконной коробкой. Для этого используют гвозди нужной величины.

Для утепления подобных оконных блоков можно применять полиэтиленовую пленку. Выкроенный лист укладывают по линиям конструкции, требующим герметизации и фиксируют на раме с помощью деревянных реек. Последние закрепляют, используя степлер и скобы или гвозди. В верхней части окна при этом необходимо оставить свободным небольшой (длиной 10–15 см) участок, через который будет осуществляться вентилирование.

При условии качественного утепления и герметизации теплоизоляционные показатели оконных блоков с конструкцией одинарного типа могут быть приравнены к теплосберегающим параметрам двойного. Для того чтобы повысить теплотехнические свойства окон рекомендуется применять металлизированные пленки. Их нужно укладывать, обращая блестящей стороной к рабочей поверхности конструкции. Вследствие этого тепловые лучи, отражаясь, будут направляться внутрь помещения. Данная мера позволит снизить тепловые потери.

Подобные пленки эффективны и в летний период. Они надежно защитят от тепловых лучей, которые устремляются снаружи в помещение и вызывают повышение внутренней температуры. Для этого пленку укладывают, располагая блестящей стороной кнаружи, вследствии чего тепловой поток будет отражен металлизированным покрытием.

Для утепления жилых помещений в холодное время года и, напротив, защиты от солнечных лучей летом сейчас используют металлизированные пленки различного вида: золотистые, полиэтилентерефталатные серебристые и т. п. При применении в качестве теплоизолирующего материала они позволяют повысить температуру на внутренней стороне остекления в среднем на 3–4° C.

Было замечено также, что показатели сопротивления теплопередаче оконных блоков, отделанных металлизированными пленками, увеличиваются приблизительно в 1,2 раза. Таким образом можно добиться того, что двойное остекление получит теплозащитные характеристики, которые могут быть соотнесены с теплотехническими параметрами оконных конструкций, имеющих тройное остекление.

Для повышения температуры внутренних поверхностей оконного блока в вечернее время можно закрывать стекла непрозрачным полотном. Аналогичную функцию выполняют ставни. Такой защитный экран будет способствовать уменьшению объемов теплового потока, распространяемого стеклянными листами изнутри наружу. Причем сформировавшийся в результате этого подхода воздушный слой повысит показатели теплосбережения.

Экран из непрозрачного материала можно располагать как с наружной стороны оконного блока, так и с внутренней. В качестве таких внутренних теплоизоляторов могут выступать шторы, выполненные из плотных тканей и жалюзи.

Как известно, уменьшение интенсивности теплового потока влечет за собой снижение тепловых потерь. Однако для достижения такого результата защитный экран следует располагать таким образом, чтобы он оставлял свободным радиатор отопления, как правило, размещенный под подоконником. При таком условии появляется возможность увеличить параметры тепло изоляции на 19–20 %.

Защитный теплоизолирующий экран нередко устанавливают в пространстве оконного блока, образующемся между стеклянными полотнами. Вследствие этого разница между внутренней и внешней температурами становится меньше, что приводит к снижению активности молекул, составляющих воздух, и уменьшению интенсивности конвекции.

Вследствие перераспределения воздушных масс, общее пространство которых окажется разделенным на так называемые камеры, которые будут иметь небольшой размер, произойдет изменение характера движения воздуха. В результате этого интенсивность перемещения теплового потока в комнатах довольно ощутимо будут тормозить нисходящие холодные воздушные слои. Итогом данного процесса станет уменьшение показателей теплопередачи посредством конвекции и скорости передвижения теплового излучения.

Для того чтобы повысить теплотехнические параметры оконного блока в камере, которая образуется между стеклянными полотнами, рекомендуется располагать специальную защитную штору, которая должна быть собрана из множества складок. Один из вариантов такого экрана приведен на рис. 38.

Рис. 38. Конструкция объемной складчатой шторы: 1 – фиксирующая планка; 2 – складчатый экран; 3 – жгут

В настоящее время для выполнения защитного экрана довольно часто используют особую металлизированную пленку. Для подъема и опускания такой шторы служит специально предусмотренный шнур, который закрепляется в нижней части полотна. При натягивании жгут собирает штору, формируя сборку. Было установлено, что подобный металлизированный защитный экран повышает теплоизоляционные качества обычного оконного блока в среднем почти на 35–38 %.

Технология теплоизоляции кровли

Для создания нормальных микроклиматических условий внутри помещений необходимо уделить особое внимание теплоизоляции не только ограждающих конструкций и оконных блоков, но и крыш. При этом важным моментом является выбор такой конструкции, которая позволила бы обеспечить высококачественную гидро– и теплоизоляцию, а также сохранить подобные характеристики в течение продолжительного периода. Для достижения этого результата необходимо обязательно учитывать факторы, которые оказывают влияние на микроклимат в помещениях и состояние всего здания.

Как известно, кровля является одним из тех конструкционных элементов жилой постройки, на который факторы внешней среды воздействуют в большей степени. Именно вследствие этого к ней предъявляются самые высокие требования. Среди них нужно отметить следующие:

– высокие гидро-, паро– и теплоизолирующие параметры;

– продолжительный срок эксплуатации;

– высокие прочностные характеристики;

– устойчивость к воздействию высокой температуры и огнестойкость;

– экономичность и удобство монтажа.

В зависимости от конструкции крыши могут быть совмещенными бесчердачными и чердачными. Кровли первого типа отличаются более высокими параметрами теплосбережения. Если в план не включена мансарда, тогда производят теплоизоляцию пола чердачного помещения, а утепление необходимо выполнить только в том случае, если планируется использовать его в качестве жилой комнаты.

Помимо пола, на чердаке теплоизолируют бесчердачные плоские кровли. Утепляют также крыши без чердаков, под которыми впоследствии (после завершения строительных работ) будут устроены жилые помещения. Теплоизоляция кровли необходима для уменьшения тепловых потерь постройки и создания пригодных для жизни микроклиматических условий.

В целях повышения теплоизоляции кровли можно использовать те же материалы, которые обычно применяют при утеплении оконных блоков и ограждающих конструкционных элементов зданий. Для повышения теп лоизолирующих характеристик крыш можно выбирать плиточные, сыпучие и рулонные утеплители. Их монтаж не вызовет каких-либо затруднений даже у начинающего застройщика. Для укладки сыпучих и рулонных теплоизолирующих материалов необходимо наличие профессиональных навыков.

Самыми удобными для утепления кровли считаются минераловатные плиты, имеющие клиновидную или прямоугольную форму. Их достаточно легко монтировать. Применение сыпучих и рулонных утеплителей – процесс достаточно трудоемкий и сложный.

При утеплении крыши теплоизолирующий материал следует укладывать таким образом, чтобы его толщина составляла не менее 25 мм. Однако при необходимости получения особенно надежного покрытия, характеризующегося высокими теплотехническими свойствами, потребуется сформировать защитный слой толщиной около 100 мм.

Степень теплоизоляции кровли во многом определяется качеством пароизоляции и, в частности, участков скатов. Пароизолирующую прослойку в данном случае следует формировать между теплоизолирующим слоем и крышей. В качестве нее могут выступать полотна алюминиевой фольги. В специализированных магазинах имеются в продаже теплоизолирующие материалы для кровель, внутренняя поверхность которых представляет собой слой фольги.

Обязательное устройство пароизолирующего слоя крыши наряду с теплоизолирующим обусловлено необходимостью защитить кровельное покрытие от воздействия влаги, появляющейся вследствие существенной разницы между внутренней и наружной температурами. Как известно, подобное явление может стать причиной образования конденсата на поверхности теплоизолирующего материала, отсыревания конструкционных элементов и их деформации. Все это в итоге приводит к разрушению здания.

Для того чтобы утеплить пол чердачного помещения, лучше всего применять рулонные или сыпучие материалы. При этом особое внимание следует обратить на зазоры, которые образуются в потолочном перекрытии на участке у каналов вентиляции и труб. Для теплоизоляции подобных сопряжений рекомендуется применять пенные утеплители. Кроме того, подойдут также мягкие уплотнители (например, войлок, пакля и т. п.). Однако теплоизолирующий слой, выполненный из них, будет не столь эффективным.

На следующем этапе теплоизолируют участки чердака, расположенные между балками перекрытия. Для этого можно взять плиточные или рулонные материалы. Находящиеся на полу чердачного помещения элементы санитарно-технических конструкций утепляют следующим способом. Сначала их изолируют с помощью картонных прокладок, а затем сверху укладывают утеплитель (рис. 39).

Рис. 39. Выполнение теплоизоляции санитарно-технических конструкций: 1 – водопроводные трубы; 2 – балка перекрытия; 3 – картон; 4 – утепляющий материал

Не следует укладывать теплоизолирующий материал непосредственно на кабель, проведенный по полу чердачного помещения. При необходимости его закрепляют на несущих балках или располагают поверх утепляющего слоя, проложенного специальным изолирующим материалом.

Сыпучие теплоизолирующие материалы размещают на участках между балками, поддерживающими перекрытие. При этом поверх утепляющей засыпки наносят слой известково-цементного или известкового раствора. После завершения работ по теплоизоляции собирают напольное покрытие. Однако данную операцию выполняют только в том случае, если чердак планируется использовать в качестве жилого помещения.

Плоские крыши можно теплоизолировать с внутренней или наружной стороны. Для расположения на наружной поверхности крыши подойдут жесткие плиточные материалы. Работы выполняют в указанной далее последовательности.

Прежде всего к балкам несущих конструкционных элементов прикрепляют основание, состоящее из деревянных полотен. Поверх них укладывают теплоизолирующие плиты. Далее монтируют кровлю. В качестве кровельного материала могут выступать, например, тротуарные плиты (рис. 40). При таком способе теплоизоляции важно качественно выполнить покрытие и несущие конструкции. Они должны обладать высокими гидроизолирующими характеристиками.

Рис. 40. Выполнение теплоизоляции крыши с наружной стороны: 1 – балка несущего конструкционного элемента; 2 – потолок; 3 – деревянное полотно; 4 – гидроизолирующая прослойка; 5 – теплоизолирующая прослойка; 6 – покрытие из тротуарной плиты

Наиболее широко распространен способ теплоизоляции кровли, при котором утепляют ее внутренние поверхности. Однако, прежде чем приступить к работе, необходимо определить местоположение приборов освещения. Для теплоизоляции крыши данным методом обычно выбирают плиты из пенополистирола, толщина которых составляет 25 мм. Они отличаются не только высокими теплосберегающими свойствами, но и огнестойкостью.

Монтаж пенополистирольных плит следует начинать с фиксирования на потолке деревянных планок. Их размещают на расстоянии не менее 40 см друг от друга. Первый элемент располагают под прямым углом относительно балки несущей конструкции, а следующий крепят к стене, находящейся на противоположной стороне помещения.

Далее нужно прикрепить пенополистирольную плиту. Ее фиксируют с помощью клея на первой из уложенных балок. Затем укладывают вторую и последующие плиты, покрывая всю поверхность потолка. При этом плиты и планки нужно закреплять поочередно.

На следующем этапе потолок обтягивают полиэтиленовой пленкой. К деревянным планкам фиксируют отделочную плитку или панели. В качестве крепежа следует использовать оцинкованные гвозди.

Как уже было сказано выше, если чердак планируется эксплуатировать как жилое помещение, то требуется качественно тепло– и пароизолировать его. Причем чердачное перекрытие теплоизолировать не рекомендуется для обеспечения свободного перемещения теплого воздуха, проникающего из жилых помещений на чердак.

В настоящее время наиболее популярными утеплителями, использующимися для теплоизоляции скатов кровель, являются полужесткие и жесткие плиты (рис. 41). Перед началом работ следует определить толщину досок и величину интервала между стропильными балками.

Рис. 41. Утепление скатов кровли с использованием плиточных материалов: 1 – крыша; 2 – гидроизолирующая прослойка; 3,4 – утепляющие плиты; 5 – стропило; 6 – полиэтиленовая пленка; 7 – деревянная планка; 8 – отделочная панель

После этого подготавливают плиты, ширина каждой из которых должна превышать расстояние между стропильными элементами не менее чем на 1 см. Для утепления обычно берут плиты толщиной на несколько сантиметров меньше высоты сечения стропильных ног. Такое требование нужно соблюдать для того, чтобы получить свободное пространство между собственно крышей и утеплителем. Это позволит обеспечить вентиляцию.

Для того чтобы теплоизолировать карнизы, рекомендуется использовать так называемые прокладки-полоски, вырезанные из листа фанеры. Их укладывают поверх слоя утеплителя таким образом, чтобы они доходили до отвеса карниза. Такие прокладки располагают между стропильными балками, зафиксировав при этом нижние части на карнизной доске. В такой конструкции настоятельно рекомендуется устроить вентиляционное пространство.

Способом заподлицо полностью теплоизолируют кровлю, утепляя также передние поверхности стропильных балок и двигаясь от участка, где располагается карниз, вверх к коньковой части крыши. Оставшийся утеплитель можно использовать для изоляции конька, дверных и оконных проемов.

После завершения укладки полученный теплоизолирующий слой с внутренней стороны выкладывают полиэтиленом. Для этого можно взять полиэтиленовую пленку. Ее толщина должна составлять не менее 0,2 мм. Для фиксирования пленки лучше всего воспользоваться скобами и степлером. При необходимости соединения соседние полотна располагают способом внахлест, а образовавшиеся швы скрепляют с помощью монтажного скотча.

В процессе работы нужно внимательно следить за тем, чтобы на пленке не появились разрывы, поскольку они значительно уменьшают пароизоляционные параметры защитного покрытия. На заключительном этапе на паро– и теплоизолирующие прослойки укладывают отделочные панели. Их фиксируют на стропильных балках. Для закрепления утепляющих плит рекомендуется использовать шурупы, клей, гвозди или мастику. Их также можно размещать враспор.

Для утепления кровель в качестве теплоизолирующих материалов чаще всего применяют полотна пенопласта, минераловатные плиты и т. п. Однако в настоящее время все большую популярность приобретают новейшие, хорошо зарекомендовавшие себя теплоизоляторы. Среди них следует назвать изовер и пробковые плиты. Они характеризуются достаточно высокими теплосберегающими свойствами. Помимо этого, они имеют привлекательный внешний вид, а также могут использоваться в качестве как влаго– и звукоизолирующих материалов.

Среди современных теплоизолирующих материалов, выпускаемых отечественной промышленностью, нужно указать на пенофол. Это рулонный утеплитель, относящийся к категории пенных материалов. Его изготавливают на основе фольги. Среди главных достоинств материала – легкость монтажа и достаточно высокая эффективность.

Выполнение теплоизоляции пола и перекрытий

Помимо повышения теплотехнических качеств стен, окон и кровли, для создания благоприятных микроклиматических условий в доме необходимо утеплять пол и потолочные перекрытия.

Пол можно считать особой конструкцией в жилой постройке, поскольку человек пребывает почти в постоянном контакте с ним. Именно поэтому важно выбрать такую конструкцию и вид теплоизоляции, которые позволили бы не допустить переохлаждения находящихся в постройке жильцов. Следует отметить, что сооружать пол следует с учетом предъявляемых к нему технических требований. Последние включают также обязательное выполнение тепло– и звукоизоляции.

Как уже было замечено выше, пол нужно относить к категории важнейших конструкционных элементов жилой постройки. Именно его параметры в значительной мере определяют степень гигиеничности, эстетичности и комфортабельности помещений. Как известно, стены и потолок нуждаются в ремонте каждые 5–10 лет. Полы, подвергаемые постоянной нагрузке, требуют более частого проведения коррекционных работ. Для этого зачастую необходимы дорогие материалы и существенные трудовые затраты.

Конструкция пола в современных зданиях многослойная. Самый главный ее элемент – основание, которое может иметь вид междуэтажного перекрытия либо утрамбованного грунта. Другой слой пола образует покрытие. Это так называемый чистый пол, который подвергается непосредственному использованию.

В тех случаях, когда пол устраивают на грунтовом основании, последнее выкладывают подстилкой. Она способствует более равномерному распределению приходящейся на покрытие и грунт нагрузки в процессе эксплуатации конструкции. Если пол укладывают поверх перекрытия, то подстилочный слой не сооружают.

Помимо основания и покрытия, в конструкцию пола входит система звуко-, тепло– и гидроизоляции.

Выше мы уже говорили о том, что, для того чтобы пол стал пригодным для эксплуатации, он должен соответствовать предъявляемым к нему техническим требованиям. Именно с их учетом нужно выбирать материалы для устройства конструкции. Ниже перечислены основные из требований:

– низкая звукопроводность;

– прочность и довольно высокая степень сопротивления ударам, истиранию и т. п.

– низкая теплопроводность;

– легкость в использовании, ремонте и монтаже;

– огнестойкость;

– водонепроницаемость и водостойкость.

Монтаж перекрытий подразумевает в первую очередь сооружение теплоизоляции. При этом следует иметь в виду, что тепловая энергия перемещается в направлении сверху вниз: из жилых помещений верхних ярусов постройки – в подвал и подполье. Составляя план конструкции пола, нужно учитывать, что в процессе эксплуатации жилища разница между температурами напольного покрытия и воздуха в жилом помещении не должна превышать 2° C.

Известно, что образующиеся вследствие воздействия окружающих факторов водяные пары способны проходить через все слои пола, двигаясь сверху вниз. Для того чтобы сохранить в данном случае теплоизоляцию пола, требуется выполнить пароизолирующую прослойку. Для этого часто применяют пергамин.

При устройстве теплоизоляции пола и выборе соответствующего материала нужно помнить о том, что коэффициент теплопроводности конструкции в готовом виде должен составлять не более 12 Вт/(м°С).

Безусловно, разные материалы обладают различной способностью усваивать тепловое излучение. Например, пол, выполненный из мрамора или бетона, воспринимается человеком как более холодный по сравнению с деревянным. Подобное явление можно объяснить различием в величине теплового усвоения. Дело в том, что данный параметр у мрамора и бетона в 3 раза больше, чем у материалов, изготовленных из древесины.

Следовательно, показатель усвоения тепла должен быть ведущим в выборе материала, предназначенного для сооружения пола. Было замечено, что более низким усвоением тепла обладают ДСП, древесина и линолеум, усиленный звуко– и теплоизолирующей прослойкой. Именно такие материалы рекомендуется выбирать для сооружения пола.

В настоящее время конструкции пола условно делят на 2 основных типа: плитные и балочные. Первые состоят из плит, которые укладывают одну поверх другой. Таким образом получают конструкцию, которая одновременно является несущей и служит как ограждение. Один из вариантов плитной конструкции пола приведен на рис. 42.

Рис. 42. Плитная конструкция пола

В балочном полу (рис. 43) нагрузки приходятся на деревянные балки. Опорой для них будут несущие стены. Такая конструкция пола является в настоящее время одной из наиболее широко распространенных.

Рис. 43. Балочная конструкция пола: 1 – деревянная балка; 2 – черепные брусья; 3 – щит, собранный из досок; 4 – глиняная или известковая смазка; 5 – песок; 6 – толевая или картонная прокладка; 7 – лага; 8 – пол; 9 – штукатурка

Балочные полы особенно характерны для индивидуальных невысоких построек. В их конструкцию включены несущая деревянная балка, пол, тепло– и звукоизолирующая межбалочная прослойка. Нижнюю часть последней принято называть «накат». Это основание пола, поверх которого укладывают звуко– и теплоизолирующие материалы. Верхний слой балочных полов составляет декоративное покрытие.

Если стены постройки выполнены из древесины, то балки укладывают способом сковородень, располагая между нижними, окладным и вторым, венцами. Предотвратить ослабление первого венца можно, врубая балки, составляющие перекрытие, между вторым и третьим венцами сруба. При выполнении пола в зданиях, стены которых составлены из иных материалов, балки перекрытия, предусмотренные на первом этаже, укладывают поверх цоколя. Для этого в конструкции стены предварительно нужно сделать соответствующие углубления-гнезда.

Интервал, с которым размещают балки, определяется конструкционными особенностями перекрытия и может составлять от 0,6 до 1 м. Если планируется уложить дощатое покрытие, выполненное из досок толщиной до 28 см, то настил сооружают поверх балок. При этом последние размещают на расстоянии не более 50 см друг от друга. При укладке балок на лаги первые закрепляют с интервалом в 1 м.

Балки, изготовленные из древесины, рекомендуется использовать при сооружении пролетов, ширина которых составляет 4,5 м. В случае больших параметров пролетов следует устанавливать железобетонные балки, которые характеризуются высокой прочностью и долговечностью.

Материалом для изготовления строительных деревянных балок является древесина хвойных пород. Балки имеют сечение прямоугольной формы. К ним крепят черепные брусья размером 4 × 4–5 × 5 см. На них затем нужно будет зафиксировать накат, собранный из досок. В случае использования для устройства балочной конструкции бревен в них предусматривают паз, в который впоследствии будут укладывать элементы наката.

Высота балки перекрытия зависит от параметров пролета. Обычно она составляет 1/24 длины пролета. Высотой балки определяется сечение. Для устройства пола подходят балки, у которых данный параметр составляет 7 × 5 см.

Для выполнения балок, составляющих перекрытие, можно использовать доски. Их укладывают одну поверх другой. Однако их общее сечение должно оставаться неизменным. Если соблюсти данное требование не представляется возможным, то берут доски большой толщины. Для получения надежной и устойчивой конструкции доски устанавливают на ребро, уменьшая интервал между ними. Причем расстояние между такими балками должно быть в 3 раза меньше, чем при укладке брусьев.

При выполнении перекрытия первую и последнюю балки устанавливают таким образом, чтобы они лежали на некотором расстоянии от стен. Ширина промежутка, оставленного между стеновым полотном и балкой, должна при этом составлять 3 см. В результате образуется естественная вентиляционная камера, которая в процессе эксплуатации предотвратит разрушение конструкционных элементов вследствие воздействия влаги.

Балки укладывают, фиксируя на несущих стенах. При этом их углубляют на 20 см. Далее устраивают накат, применяя обрезные доски, толщина которых должна составлять 24 мм. Их располагают вплотную друг к другу. В качестве изоляции для них рекомендуется выбирать толь и деревянные планки сечением 3 × 5 см. Такая прослойка предотвратит уплотнение сыпучего материала.

После выполнения теплоизоляции наката и укладки теплоизолирующего слоя толщиной не менее 8 см и гидроизолирующей прослойки поверх балок перпендикулярно укладывают лаги. В качестве них можно использовать доски толщиной до 4 см. Сверху располагают шпунтованные доски. Их толщина должна составлять 4–6 см, а ширина – не менее 15 см. Доски большей ширины при эксплуатации конструкции подвергаются значительной деформации. После выполнения чистого пола к нижним сторонам балок прикрепляют доски меньшей толщины – от 1,2 до 1,8 см.

Для создания теплоизоляционной прослойки пола, которая характеризовалась бы высокими теплотехническими качествами, следует выбирать хорошо просушенные древесные материалы. При применении влажных досок после их полного высыхания в процессе эксплуатации велика вероятность образования зазоров и щелей в покрытии. Это, несомненно, станет причиной разрушения теплоизолирующей прослойки и значительного ухудшения микроклиматических условий в помещении.

В том случае, если появляется необходимость настелить покрытие из сырых досок, их укладывают «начерно», после чего, дождавшись полного высыхания материала, корректируют поверхность, устраняя образовавшиеся щели.

При выполнении перекрытия, отделяющего первый этаж постройки, лаги можно располагать, фиксируя не на балках, а на столбиках, собранных из кирпича. Их устраивают непосредственно на грунте. Такие опорные столбики должны иметь сечение 25 × 15 см, а их высота должна составлять несколько кирпичей. Опоры размещают на расстоянии 50–60 см друг от друга.

Перекрытие описанной конструкции требует гидроизоляции лаг и их отграничения от кирпичной кладки. Для этого применяют толь, поверхность которого покрывают деревянной прокладкой, предварительно обработанной смолой. Доски укладывают поверх лаг, располагая под прямым углом. При этом годичные кольца древесины должны быть разнонаправлены.

Иногда пол на первом этаже постройки сооружают поверх лаг, установленных на кирпичных столбиках. В данном случае теплоизоляции следует уделить особое внимание. Известно, что существует разница между температурой воздуха в подполье и верхних помещениях. Помимо этого, на состояние конструкционных элементов здания и теплоизолирующие слои оказывает влияние влажность, выражающаяся в форме капиллярного подсоса. Она нередко становится причиной сырости и разрушения постройки в случае высокого уровня грунтовых вод.

Для того чтобы здание отвечало теплотехническим требованиям в течение всего эксплуатационного периода, требуется выполнить вентиляцию в подпольном помещении. Иными словами, при возведении постройки и сооружении ленточного фундамента в цоколе нужно предусмотреть вентиляционные отдушины. Их располагают под слоем гидроизоляции. В случае строительства столбчатого фундамента и забирки, выполненной из древесины, вентиляцию устроить не составит особого труда.

Чтобы сохранить теплотехнические характеристики здания и обеспечить вентиляцию подполья, поверх грунта следует уложить песок, толщина слоя которого должна составлять не менее 15 см. Для того чтобы минимизировать воздействие влаги, источником которой служат грунтовые воды, поверх песчаной прослойки укладывают рубероид и насыпают щебень.

Пример конструкции утепленного подполья показан на рис. 44.

Рис. 44. Выполнение утепления холодного подполья: 1 – песчаный слой; 2 – основание из бетона; 3 – гидроизоляционная прослойка; 4 – опорный столбик, выложенный из кирпича; 5 – прокладка из древесины; 6 – деревянная обшивка; 7 – дощатый настил; 8 – теплоизоляционный слой; 9 – воздушный слой; 10 – деревянная балка; 11 – пол

Однослойные полы, собранные из досок, характеризуются сравнительно низкими теплотехническими параметрами. В связи с этим их часто сооружают в загородных домиках и эксплуатируют лишь в течение теплого сезона.

Конструкция более теплого двухслойного пола состоит из так называемых чистого и черного полов. Для сооружения последнего подходят нестроганые доски, толщина которых должна составлять 2,5–6 см. Их располагают, фиксируя поверх черепных брусков либо балок, в которых предусматривают пазы.

Далее на поверхность черного пола наносят слой глины. После его высыхания все засыпают сухим речным песком, который для усиления конструкции покрывают известковым раствором. Поверх песчаной прослойки укладывают мелкий шлак. Все это позволяет значительно повысить теплоизолирующие качества перекрытия.

После полного высыхания черного пола устраивают чистый. Для того чтобы предотвратить отсыревание и разрушение первого, в углах конструкции следует предусмотреть вентиляционные отверстия (рис. 45). Диаметр каждого из них не должен быть меньше 2 см. Для защиты от грызунов вентиляционные отдушины закрывают решетками, а в верхней части укладывают плинтус.

Рис. 45. Выполнение вентиляционного отверстия в полу

Устройство вентиляционных отверстий в перекрытии обязательно. При эксплуатации постройки это поможет предотвратить разрушение теплоизоляции при воздействии влаги. Отсутствие отдушин, обеспечивающих воздухообмен, неизменно повлечет за собой застаивание влажного воздуха и появление плесени и грибка, что, в свою очередь, приведет к разрушению конструкционных элементов пола.

В конструкциях пола с вентиляционными отдушинами влага, попадающая в теплоизолирующую прослойку, испаряется. А сохраняющийся в пустотах сухой воздух станет препятствием для развития бактерий и грибка, оказывающих разрушительное воздействие на детали конструкции. В результате этого сохранятся теплотехнические характеристики перекрытия, а срок его эксплуатации увеличится.

Для повышения теплоизоляционных качеств перекрытия можно дополнить балки лагами. Образующаяся воздушная прослойка будет способствовать улучшению качества утепления конструкции. Лаги рекомендуется использовать даже в тех случаях, когда это приведет к увеличению толщины перекрытия и уменьшению высоты помещения.

Существуют такие конструкции полов, в которых вентиляционные отдушины располагаются в перекрытии, которое разделяет этажи. При этом пол и потолок сооружают автономно, используя смежные балки. Вентиляция в таких конструкциях осуществляется вследствие того, что пол верхнего этажа монтируют к одной из смежно соединенных балок, а потолок нижнего этажа – ко второй.

Таким образом, каждое покрытие – потолка и пола – оказывается снабжено самостоятельной группой балок, которые выполняют функцию несущих элементов. После завершения устройства балочной конструкции между ее элементами появляется зазор, ширина которого составляет 3–5 см. Это своеобразная вентиляционная отдушина, воздух в которой перемещается вследствие действия давления, возникающего в результате передвижения по полу людей. В итоге воздух будет вытолкнут в помещение, обеспечивая циркуляцию и предотвращая застой влаги.

Для индивидуальных домов в большинстве случаев характерны ленточные фундаменты и цокольные перекрытия. В том случае, если грунтовые воды находятся низко, стены подвального помещения рекомендуется возводить из влагостойких материалов (кирпич, бутобетон и т. п.). При высоком залегании грунтовых вод их лучше всего строить из монолитного железобетона.

Чтобы сохранить целостность фундамента и не допустить преждевременного разрушения постройки, подвал следует тщательно тепло– и звукоизолировать. При проектировании теплозащитного сооружения нужно учитывать, что температура воздуха на глубине до 2 м достигает 5° C.

Даже самая надежная теплоизоляционная конструкция требует постоянного косметического ремонта и коррекции. При расположении теплоизоляционного слоя с наружной стороны постройки можно получить эффективное утепление. Для этого рекомендуется применять пенопласт, коэффициент теплопроводности которого достигает 0,05 Вт/(м°С). Он также характеризуется высокими качествами водостойкости.

Способов, позволяющих получить надежное утепление перекрытий и подвальных помещений, в настоящее время существует множество. Среди них следует указать прежде всего на возможное уменьшение показателей влажности применяемых для возведения сооружения материалов. Будучи хорошо высушенными, они имеют сравнительно низкие параметры теплопроводности, что приводит к повышению теплотехнических качеств конструкционных элементов здания.

Таким образом, намереваясь возвести перекрытие или подвальное помещение, нужно позаботиться и об их теплоизоляции. В первую очередь необходимо добиться того, чтобы такие конструкционные элементы постройки всегда оставались сухими. При эксплуатации помещений это позволит поддерживать нормальный режим температуры и влажности в них.

Значительно повысить теплотехнические параметры ограждающих конструкций, перекрытия и подвалов и сохранить их сухими позволяет сооружение водоотводной канавы. Ее нужно провести по всему периметру дома (рис. 46). Такая дренажная канава должна иметь глубину, превышающую уровень промерзания грунта. В центральных районах нашей страны ее углубляют не более чем на 1,3 м. Для того чтобы обеспечить свободный выход воды, дно и стенки такой канавы делают наклонными, после чего заливают бетоном.

Рис. 46. Сооружение водоотводной канавы, снабженной наклонной стенкой

На самом низком участке дренажной системы необходимо проделать скважину. Ее глубина должна быть таковой, чтобы она доходила до песчаного слоя. Затем в скважине устанавливают трубу. Через нее будет выходить стекающая по канаве вода. При сооружении водоотводной канавы нужно помнить о том, что она не должна впоследствии эксплуатироваться в качестве водосточной. Для вывода дождевой воды следует предусмотреть желоб. По нему она сначала будет поступать в водосточную трубу, а уже из нее утекать за пределы дренажной канавы.

Для обеспечения вывода воды по периметру жилых зданий часто сооружают кольцевые дренажные системы (рис. 47). Ее выполнение потребует определенных трудовых затрат. Однако дренажи такого типа считаются самыми надежными и эффективными.

Рис. 47. Сооружение дренажа кольцевого типа: 1 – стена здания; 2 – слой цементного раствора; 3 – засыпка из булыжника; 4 – слой гравия; 5 – дренажная система; 6 – глина

При сооружении кольцевого дренажа прежде всего требуется вырыть траншею, дно которой должно лежать ниже уровня пола подвала. Открытый участок стены необходимо защитить слоем цементного раствора. При этом он должен находиться приблизительно на 20 см выше уровня грунта.

Далее по периметру дома у стен формируют слой глины, толщина которого должна составлять не менее 40 см. На дно оставшегося свободным пространства укладывают дренаж, а затем насыпают слой щебня или гравия. Поверх готовой траншеи располагают булыжники.

Для того чтобы повысить теплотехнические свойства цокольного перекрытия и стен, в некоторых случаях целесообразно использовать не дренаж, а утепляющий материал. В качестве такового при оборудовании стен подвальных помещений в настоящее время нередко применяют пенопласт (рис. 48). Его можно размещать как с внутренней, так и с наружной стороны постройки.

Рис. 48. Выполнение теплоизоляции стены подвального помещения: а – с наружной стороны; б – с внутренней стороны: 1 – фундамент; 2 – цокольное перекрытие; 3 – стена; 4 – гидроизолирующая прослойка; 5 – утеплитель-пенопласт

Чтобы получить надежную теплоизоляцию при устройстве цокольного перекрытия, рекомендуется при менять пенопласт, сухую засыпку или минеральную вату. При наличии пола, сооруженного поверх лаг, образовавшееся между такими конструкционными элементами пространство можно заполнить, используя шлак, керамзит или плиты из минераловатного сырья. При этом между полом и теплоизолятором нужно оставить воздушный слой, который будет служить в качестве вентиляционной системы.

Для утепления цокольного перекрытия можно выбрать плиты из пенопласта. Их укладывают либо над цоколем, либо под ним. Зафиксировать плиты можно клеем «Церезит СТ-85». В том случае, если полотна планируется расположить над цокольным перекрытием, поверх пенопластового покрытия кладут стяжку из цементного раствора. Она служит для закрепления теплоизолирующего материала и выравнивания поверхности покрытия. Впоследствии на подобную подушку настилают чистый пол.

При расположении полотен под цоколем на поверхность, отделанную пенопластовыми плитами, наносят штукатурный слой. Его укладывают со стороны подвального помещения.

Во время утепления цокольного перекрытия особое внимание нужно уделять теплоизоляции участков его соприкосновения со стеной. При этом для отделки перекрытия со стороны подвального помещения можно взять теплоизолирующие плиты, области совмещения выложить пенопластом, а стену подвала на участке расположения железобетонного полотна – блоками, выполненными из керамзита (рис. 49).

Рис. 49. Выполнение теплоизоляции цокольного перекрытия, располагающегося над подвальным помещением: а – участок сопряжения в разрезе; б – фрагмент участка сопряжения; 1 – наружный слой отделки; 2 – пенопласт; 3 – гидроизоляционное покрытие; 4 – стеновой блок из керамзита; 5 – перекрытие; 6 – плиты пенопласта; 7 – подвальная стена из бетона; 8 – штукатурный слой

Для получения надежной теплоизоляции необходимо усилить участок, на который приходится сопряжение наружной стены и железобетонной плиты. Показатель теплопроводности материала, используемого при возведении стены, как правило, ниже по сравнению с железобетонными конструкциями. Этим обусловлено ухудшение теплотехнических качеств конструкционных элементов на участке сопряжения. Такое явление приводит к снижению температурного уровня потолка, стены и пола на стыках, что, в свою очередь, может стать причиной образования конденсата и изменения влажностного режима в помещениях.

Чтобы предотвратить разрушение конструкционных элементов, в таких случаях пространство, которое образуется между плитой и наружной стеной, теплоизолируют с помощью пенопласта. При этом участок сопряжения элементов настоятельно рекомендуется утеплить минеральной ватой, а с наружной стороны покрыть стену керамическим камнем.

Приложение

Утепление окна стекловолокном – обязательное условие, при котором значительно снизятся теплопотери.

Теплоизоляция кирпичного дома плитами пенополистирола – надежный способ сделать жилище теплым и комфортным. Как сделать это правильно, показано на рис. 50.

Рис. 50. Защита наружного ограждения от отсыревания: а – без пароизоляции с внутренней стороны стены; б – с пароизоляцией с внутренней стороны стены; 1 – внутренний отделочный слой; 2 – слой пароизоляции; 3 – кирпичная стена; 4 – наружный отделочный слой

Медные трубы давно зарекомендовали себя в системах отопления. Они прекрасно выдерживают температурные перепады, многократное замораживание и размораживание, имеют длительный срок службы и абсолютно безвредны для здоровья. Они часто используются при монтаже теплого пола.

Рис. 51. Устройство водяного теплого пола: 1 – плита перекрытия; 2 – пенополистирольные плиты; 3 – арматурная кладочная сетка; 4 – медные трубы; 5 – стяжка из цементно-песчаного раствора с пластификаторами и полипропиленовой фиброй; 6 – напольное покрытие; 7 – деформационный шов

Утеплитель на основе минеральной ваты и базальтовых пород идеально подходит для утепления чердака, так как он обладает не только прекрасными тепло– и звукоизолирующими свойствами, но и низкой пожароопасностью. Но, кроме него, необходим слой материала для пароизоляции. Движение водяных паров в сторону чердачного перекрытия наглядно показано на рис. 52.

Рис. 52. Движение водяных паров в сторону чердачного перекрытия: а – с пароизоляцией; б – без пароизоляции; 1 – кровля; 2 – стяжка; 3 – слой утеплителя; 4 – слой пароизоляции; 5 – железобетонная плита перекрытия

Чтобы снизить затраты на отопление, можно не только утеплить дом различными материалами, но и установить термостаты на радиаторы в комбинации с термоголовками. Это позволит создать комфортную температуру в любом помещении.

Звукоизоляцию квартиры или дома можно обеспечить, если использовать стеклохолст «Шуманет-100». Устройство пола с этим современным материалом показано на рис. 53.

Рис. 53. Устройство «плавающего» пола: 1 – плита перекрытия; 2 – стеклохолст «Шуманет-100»; 3 – бетонная стяжка 4 – подложка под ламинат; 5 – ламинат

Content

С. А. Хворостухина
Утепление квартиры и дома современными материалами

Введение

Утепление. Что это такое?

Выбор теплоизолирующих материалов с учетом физико-климатических факторов

Теория теплопередачи – основа строительства

Теплопотери и теплоизоляция – ключевые понятия в строительстве

Теплоизоляция – важная составляющая архитектуры здания

Теплоизолирующие материалы

Виды теплоизолирующих материалов

Бетоны легкие

Пенопласты

Сотопласты

Утепляющие материалы из минерального сырья

Стеклянные утепляющие материалы

Древесно-стружечные теплоизолирующие материалы

Торфяные утеплители

Целлюлозные утеплители

Пенополистирольные утеплители

Камышовые утеплители

Асбестовые утеплители

Пакля

Пробковые утеплители

Отражательные теплоизолирующие материалы

Ограждающие конструкции – современные решения

Конструкции стен из древесных материалов

Конструкции стен из кирпича

Современные методы теплоизоляции

Технология теплоизоляции стен

Технология теплоизоляции окон

Технология теплоизоляции кровли

Выполнение теплоизоляции пола и перекрытий

Приложение