Материал стен, помимо прочности и жёсткости, должен характеризоваться низкой теплопроводностью, оптимальной паропроницаемостью и плюс кто тому- высокой степенью звукоизоляции. Если он обладает достаточной воздухопроницаемостью, то говорят, что стена «дышит».
Сама конструкция стен может быть разнообразной- бревенчатой, брусчатой, щитовой, каркасной, панельный, кирпичной, блочной, монолитной.
Ниже рассмотрены примеры стеновых конструкций для загородного дома, позволяющих ускорить и удешевить строительство и обеспечить эстетичный вид здания.
Конструкции стен
Конструкции стен деревянного дома подразделяются на бревенчатую, брусчатую, щитовую и каркасную. Оконные и дверные проёмы любой из них обрамляются коробками, обшиваемыми с внутренней и наружной стороны наличниками. Главное преимущество деревянных строений—экологичность, недостатки- горючесть и гидрофобность древесины, ограниченная жёсткость конструкции. Возросший интерес к коттеджному строительству заставляет разрабатывать новые технологии, позволяющие сглаживать перечисленные недостатки, а иногда и удешевлять строительство с одновременным сокращением его сроков.
Бревенчатую стену собирают из отёсанных или калиброванных (по другому-оцилиндрованных) в заводских условиях брёвен диаметром 180-260 мм. Ошкуренные и отёсанные брёвна укладывают в венцы, закрепляя (связывая) в углах врубками. При сборке сруба для исключения зазоров, во-первых, каждый венец «припазовывают», укладывая на предыдущий специально вырубленным в нижней плоскости продольным пазом, и, во-вторых, зазор между венцами конопатят паклей. Это делают прямо на стройплощадке вручную.
При «оцилиндровывании» в заводских условиях, с брёвен на станке снимается наружный слой для придания им строго цилиндрическую форму при едином диаметре.Это позволяет не только ускорить сборку, но и использовать для прокладки между венцами сруба рулонное льноволокно, поскольку зазор между ними получается небольшим и равномерным.
Брусчатую стену складывают из материала, ещё более подготовленного по соответствию размеров и особому профилю поперечного сечения. Брус может быть цельным или клеёным. Цельный представляет собой то же калиброванное бревно, но с прямоугольным или квадратным поперечным сечением (например, 1 50 х 1 50 или 180 х 180 мм), что упрощает сборку, но не делает дом дешевле. Необходимость заполнения зазора между венцами сохраняется, поскольку высушивать древесину по всему объёму при серийной технологии слишком дорого. Для выравнивания влажности по сечению брус либо выдерживают 1,5-2 года, что резко увеличивает сроки строительства, либо сушат в СВЧ-печи, что значительно повышает стоимость материала.
Лет сорок назад придумали клеёный брус, набираемый из 3-7 досок-ламелей толщиной 40 или 50 мм. Просушить каждую из них в заводских условиях проще, чем цельный брус, поэтому рукотворный брус характеризуется постоянной влажностью 12-16% по всему сечению. У наружных ламелей исключают рыхлую сердцевину, а у внутренних она допустима. Но направление годовых колец у соседних досок должно быть противоположным, чтобы коробление свелось к минимуму, а прочность получилась максимальной. Соединяют ламели между собой водостойким клеем, который должен обеспечивать равномерное распределение напряжений. Поскольку свойства клеёных брусьев стабильны, оказалось, что, создав специальную систему «паз— гребень» на верхней и нижней поверхностях бруса, сборку можно ограничить простым совмещением пазов нижнего венца с гребнями верхнего. При этом обеспечивается плотное соединение брусьев без промежуточного слоя льноволокна. Для такой конструкции, как и для бревенчатой, используют либо соединение двух соседних элементов деревянными нагелями (диаметром 2-3 см); либо длинную стяжку вдоль стены снизу доверху.
Теплопроводность стены можно снизить, если снаружи накрыть её слоем теплоизоляции (например, плитой толщиной 50 мм фирмы ROCKWOOL) и обшить виниловым сайдингом. При этом теплопотери «слоёной» конструкции из бруса сечением всего 100 х 100 мм будут на треть, а масса-на четверть меньше, чем у брусчатой толщиной 1 50 мм. Кроме того, станет возможным использование менее массивного, и поэтому более дешёвого фундамента.
Щитовая стена составляется из предварительно собранных и отделанных каркасных щитов шириной 2 м и высотой в один этаж (скажем, 2,35 м). Каркас щита из бруска сечением 50 х 100 мм с внутренними распорками заполняют теплозвукоизоляционными плитами, например, из минеральной ваты (марки Ursa MM-17 или других) толщиной 100 мм, укладывают с двух сторон пергамин, после чего конструкцию обшивают отделочными материалами. Скажем, внутреннюю сторону часто отделывают «евровагонкой» класса А, а наружную- обрезной 20-миллиметровой доской, поверх которой располагают виниловый сайдинг. Щиты устанавливают на нижнюю обвязку, выполненную из бруса 100 х 1 50 или 1 50 х 150 мм и положенную через гидроизоляцию на столбчатый или ленточный фундамент, и укрепляют верхней обвязкой. Стыки между щитами заделывают монтажной пеной или конопатят. В чердачном перекрытии укладывают плиты из минеральной ваты той же марки, но толщиной 50 мм. Лаги (150х50 мм) для перекрытий врезают в нижнюю и верхнюю обвязки, поверх настила ют половую доску. Внутренняя поверхность щитов после сборки может использоваться и без дополнительной отделки.
Недостаток такой конструкции—в ограничении этажности и общей площади дома (не более 180 м2).
Вагонку можно заменить новым отделочным материалом, так называемым «блок-хаусом». Его внутренняя сторона выполнена как у вагонки, а наружная имитирует венцы сруба. Иногда дом с такой отделкой трудно отличить от бревенчатого или брусчатого.
Каркасная стена представляет, собой обшиваемую снаружи и изнутри конструкцию из стоек прямоугольного сечения (например, 38 х 150 мм), закреплённых с помощью нижней и верхней обвязок (допустим, из монтажной доски сечением 38х200 мм). Шаг стоек (обычно 380-600 мм) делают кратным стандартной ширине теплоизоляционных материалов. Шаг половых лаг и стропил- примерно 380 мм, что повышает жёсткость конструкции и позволяет использовать для обшивки листы фанеры стандартных размеров. В качестве утеплителя могут применяться маты (минераловатные, камышитовые, стекловатные) или плиты (пористые древесно-волокнистые, соломитовые, фибролитовые, торфяные, ячеистые синтетические), например Isover. С внутренней стороны каркаса прокладывают рулонную пароизоляцию мембранного типа (марок «Изоспан В», Polykraft и др.), замедляющую выход водяных паров из комнаты и тем самым препятствующую образованию конденсата в стене. Внутреннюю отделку производят вагонкой или гип-сокартоном и обоями. С наружной стороны каркаса и по обрешётке кровли предусматривается ветрозащитный (противофильтрацион-ный) слой в виде листа влагостойкой фанеры толщиной 10 мм, укрытого снаружи ветрогидрозащитной плёнкой (марок Tyvek, «Изо-спан А» и др.). Поверх этого «пирога» производят наружную отделку, например, виниловым сайдингом толщиной 10-16 мм. Общая толщина стены составляет 180-200 мм. На верхнюю обвязку опирают балки перекрытия сечением 38 х150 мм, после чего при двухэтажном доме устанавливают каркас второго этажа.
При каркасно-щитовой конструкции на собранный каркас просто навешивают стены, составляя их из готовых щитов.
Железобетонная стена собирается из железобетонных панелей. Они навешиваются на каркас, который составлен из железобетонных колонн и балок по технологии, используемой в многоэтажном жилищном строительстве. Для коттеджа высотой не более трёх этажей применяют тяжёлый (плотностью 2200 кг/м3) или облегчённый (1 800 кг/м3) бетон. Из него на заводе отливают типовые панели и панели по индивидуальным чертежам. Сама панель состоит из наружной и внутренней железобетонных стенок (по 75 мм толщиной) со 130-миллиметровой полостью, заполненной пенопластом. Зазоры между плитами при монтаже герметизируют специальными утеплительными пакетами. Если ещё при изготовлении отделать панель снаружи под камень (при этом общая толщина увеличится до 350 мм), то её сходство с каменной стеной и по внешнему виду, и по прочности будет удивительным. Долговечность коттеджа из железобетона соответствует долговечности городских многоэтажных зданий.
Кирпичная стена обычно состоит из кирпичей размером 250 х 120 х 65 мм, которые укладывают или длинной стороной («ложком»), или короткой («тычком»). Высота кирпичей может быть и другой—88, 140 или 188 мм. Поскольку отклонения размеров достигают 3-5 мм, между кирпичами оставляют зазоры, которые заполняют скрепляющим раствором. Кирпич обладает в 4 раза большей теплопроводностью, чем древесина, и стена из него теоретически должна быть во столько же раз толще. Для снижения теплопроводности конструкции либо используют кирпич со щелевидными пустотами, либо предусматривают их при кладке в стене. Пустоты заполняет воздух, значительно снижающий теплопроводность конструкции.
Иначе поступают при способе колодезной кладки: внутреннюю и наружную стенки в полкирпича объединяют через каждые 0,6-1,2 м вертикальными кирпичными перевязками. Причём наружную стенку можно выложить или целиком из белого силикатного кирпича, или вперемежку с красным глиняным. Полости («колодцы») заполняют материалом с малой теплопроводностью, например керамзитом, пенобетоном или минеральным войлоком. Стена такой конструкции может быть тоньше сплошной, что сократит сроки.и стоимость строительства. Для средней полосы России её возводят толщиной не менее 510 мм (в 2 кирпича). При этом она получается легче многослойной железобетонной, но не менее тёплой.
Железобетонная стена с несъёмной пенополистирольной опалубкой
Она имеет толстую (150мм) несущую сердцевину и тепло-изолирующее покрытие с наружной и внутренней сторон, выполненное из пенополистирола толщиной 100 и 50 мм соответственно. Поэтому общая толщина конструкции-300 мм (серия 30 МСО). Стену возводят так. Сначала монтируют опалубку из пенополисти-рольных блоков, имеющих размеры 300 х 250 х 1 500 мм. Верхняя и нижняя поверхности каждого из них образуют пазогребневую систему, с помощью которой опалубку собирают по принципу конструктора LEGO. Во внутреннюю сквозную полость шириной 1 50 мм после монтажа сначала укладывают стальную арматуру, а затем заливают бетон, который, в зависимости от варианта опалубки, после затвердевания образует сплошную или сотовую структуру. Лёгкий пенополистирол является хорошим утеплителем, не гниёт, не впитывает влагу, но, правда, паро- и воздухонепроницаем.
Стена из ячеистого бетона чаще собирается из отдельных блоков (например, с размерами 600 х 300 х 200 мм). Ячеистым бетон назвали потому, что традиционная смесь из песка, цемента и воды затвердевает с образованием множества заполненных воздухом пор диаметром 0,5-2 мм. В результате такой строительный материал, оставаясь «несгораемым», более чем в 3 раза легче обычного бетона. Теплопроводность стены из него в 2-3 раза ниже, чем простой бетонной, звукоизоляция лучше, а паро- и воздухопроницаемость сравнимы с показателями деревянной конструкции. Всеми этими преимуществами ячеистый бетон обязан содержащемуся в нём воздуху. Блоки могут иметь точность размеров 1 мм, что позволяет вести кладку с минимальным зазором и использовать в местах соединений клеящие композиции. Наиболее часто используют 3 разновидности ячеистого бетона: газобетон, газосиликат и пенобетон, которые различаются по составу и способу образования пор.
Газобетон почти всегда содержит в себе известь и изготавливается с плотностью от 350 до 700 кг/м3 (например, в заводских автоклавах по технологии немецких фирм HEBEL или YTONG). При плотности ниже 400 кг/м3 его используют только для теплоизоляции, а при 400 кг/м3 и более—в виде строительных блоков, армированных плит перекрытий, плит покрытий и перемычекдля жилищного строительства. Если извести в исходном составе более 50%, материал называют газосиликатом.
Пенобетонные блоки не содержат извести и привлекательны тем, что могут изготавливаться не только в заводских условиях, но и непосредственно на стройплощадке. По утверждению специалистов ГУП НИШЖБ, ещё одно преимущество пенобетона заключается в улучшении физических свойств со временем, чего не наблюдается у автоклавного газобетона. Общий же недостаток всех блоков из ячеистого бетона-повышенная гигроскопичность. Поэтому стены из них лучше снаружи защитить какой-либо дополнительной отделкой, хотя есть примеры домов, простоявших 10 лет и без такого покрытия.
Пенополистиролбетонная стена собирается из блоков, изготовленных из смеси бетонного раствора с гранулами вспененного полистирола и армированных полистирольными призматическими вставками (последняя мера делает этот материал трудногорючим). Замковая система на верхней и нижней поверхностях блока исключает появление «мостиков холода», а точность его размеров позволяет использовать при монтаже стены клеящие композиции. Эта технология появилась у нас сравнительно недавно и в настоящее время интенсивно осваивается в строительстве. Производители блоков уверяют, что стена с такой плотностью оптимальна при желании надстроить тёплый третий этаж коттеджа, два первых этажа которого выполнены из бруса или ячеистого бетона.
Каркасно-монолитная стена названа так потому, что сначала на месте будущего дома собирают на точечном (столбчатом) фундаменте каркас из гнуто-сварного стального профиля. Затем его заливают капсулированным керамзитом (капсиметом) с использованием опалубки. Капсимет запатентован Московским институтом материаловедения и экспериментальных технологий и отличается от обычного керамзитобетона тем, что «шарики» керамзита связаны в нём раствором в единое целое только в местах касания, а остальной объём заполнен воздухом.
Стена из керамзитопенобетонных блоков собирается на клеящей композиции, поскольку каждый размер блока (695 х 195 х 350 мм) имеет погрешность ± 1 мм. Сам блок состоит из трёх слоев: внутренний и наружный-керамзитопенобетонные, толщиной 110 и 70 мм соответственно, между ними-прослойка толщиной 1 50 мм из поли-стирольного пенопласта, который обладает высокой пористостью и практически не поглощает воду. Все три слоя стянуты двумя стекло-пластиковыми стержнями в единое целое с усреднённой плотностью 900-1000 кг/м3. Уличная сторона блока покрыта водостойкой защитно-декоративной плиткой толщиной 20 мм.
Внутренняя отделка стен
Деревянные стены привлекательны тем, что требуют незначительной внутренней отделки, например шлифования и покрытия прозрачным лаком или олифой. Некоторые именно из-за такой особенности и выбирают этот материал. Степень горючести древесины снижают пропиткой одним из антипиреновых составов, а с гниением борются с помощью биопропиток.
Ячеисто-бетонная стена паропроницаема, поэтому для её отделки требуется штукатурка, обеспечивающая пропускание влаги с аналогичной интенсивностью (например, торговой марки «Полимикс»). В противном случае либо штукатурка со временем отвалится, либо стены начнут сыреть и покрываться плесенью. Отделка гипсокартоном или фанерой с последующей оклейкой обоями в данном случае нежелательна из-за их недостаточной способности пропускать водяные пары.
Внутренняя поверхность кирпичной, железобетонной и керамзитопенобетонной стены предполагает самый широкийспектр отделки—от простой окраски по1итукатуркедо обшивания вагонкой. В ряде современных интерьеров некоторые участки таких стен не отделывают совсем, но это уже вопрос дизайна.
Поверхность пенополистирольной опалубки, как и пенополи-стиролбетонной стены, можно отделывать любыми материалами без всяких ограничений, например гипсокартоном или вагонкой. Единственное, что требуется предварительно выбрать для несъёмной опалубки, это способ крепления отделочного материала к стене: на клею к пенополистиролу или механически к бетону. Так, гипсокартон можно закрепить первым способом, а при обшивке вагонкой необходимо предварительно закрепить в бетоне монтажный каркас из реек с помощью длинных дюбелей.