Лекція 3. Стіни та перегородки

Стіна - це один із основних конструктивних елементів будівлі, вертикальна несуча і огороджувальна конструкція, яка відділяє будівлю від зовнішнього простору (зовнішні стіни) або розділяє внутрішнє середовище на окремі приміщення (внутрішні стіни).

За функціональним призначенням стіни поділяють на зовнішні та внутрішні. 

До зовнішніх стін висувають вимоги міцності, стійкості, жорсткості, вогне­стійкості, довговічності та забезпечення необхідних якостей із термічного опору, опору повітро- та паропроникнення. До внутрішніх стін висувають вимоги міцності та забезпечення необхідної звукоізоляції.

За характером сприйняття навантажень у залежності від конструктивної системи і схеми будівлі стіни поділяють на: несучі, самонесучі і ненесучі (фахвер­кові, навісні, екрани). 

Несучі сприймають навантаження від власної ваги, вітру, перекриттів і покриттів. Самонесучі - від власної ваги стін усіх поверхів будівлі та від вітру.

Ненесучі - від власної ваги та вітрового навантаження в межах одного поверху або однієї стінової панелі висотою не більше 6 м (при більшій висоті поверху ці стіни відносять до самонесучих).

Несучі та самонесучі стіни передають навантаження на фундаменти, а ненесучі - на інші несучі конструкції (колони, балки або плити перекриття тощо).

За способом зведення стіни поділяють на монолітні, які зводять із цегли, дрі- бнорозмірних каменів, блоків на розчині (мури) або формують із пластичної бетонної, шлакобетонної та іншої суміші в опалубці, і збірні, які монтують на будівельному майданчику із великорозмірних панелей або блоків заводського виготовлення.

За величиною об'ємної ваги, ступенем теплової інерції та видом матерілу стіни поділяють на: важкі (з цегли, природного каменю, важкого бетону); полегшені (з порожнистих каменів або великих елементів з легкого і ніздрюватого бетону); легкі (з листового металу, дерева, азбестоцементу в поєднанні з ефективними утеплювачами); особливо легкі (з пластмас у поєднанні з ефективними утеплювачами). У малоповерховому будівництві застосовують також дерев'яні стіни - суцільні, що виготовляють із колод або з брусів, і каркасні - з брусків і дощок або щитів із заповненням товщини стіни утеплювачем.

За конструктивними ознаками розрізняють стіни одношарові та багатоша­рові. В багатошарових стінах кожний шар виконує певну функцію: сприйняття навантаження, теплоізоляцію, повітро- або пароізоляцію, опорядження тощо.

За видом стінових матеріалів, ступенем збірності та заводської готовності стіни поділяють на: кам 'яні - з цегли, з пустотних керамічних, бетонних і при­родних каменів, у сполученні з теплоізоляційними матеріалами або без них; круп- ноелементні, збірні - з великих бетонних блоків або панелей, одношарові або багатошарові, які виготовляють на будівельних комбінатах; монолітні - бетонні або залізобетонні, одношарові або багатошарові; дерев'яні - з колод або брусів і каркасні з брусів та дощок або щитів із заповненням товщини стіни утеплювачем; з використанням металів та пластмас - із сталевими, алюмінієвими або пластиковими обшивками та утеплювачем між ними.

Теплоізоляційну здатність зовнішніх стін призначають згідно з гігієнічними вимогами і з урахуванням необхідності економії використання теплової енергії.

Конструктивне рішення і товщину зовнішніх стін проектують на основі теплотехнічного розрахунку

Проектування зовнішніх стін з опором теплопередачі більшим від нормативного приводить до економії теплової енергії при експлуатації будівель. Цегляна стіна товщиною 510 мм однорідної кладки із глиняної цегли на цементно-піщаному розчині, оштукатурена з середини, має термічний опір 0,81 м^2оС/Вт, а із силікатної цегли - 0,77 м^2оС/Вт. Збільшення товщини зовнішніх стін із суцільної однорідної кладки не відповідає теплотехнічним вимогам, які діють в Україні. Для покращання теплотехнічних характеристик зовнішніх стін (згідно з нормативними вимогами) необхідно проектувати багатошарові конструкції та використовувати ефективні утеплювачі.

Підвищення енергоефективності будівель в останнє десятиліття стало одним з основних напрямків розвитку будівельної індустрії.  Вимоги до теплоізоляційних матеріалів постійно підвищуються, більш жорсткими стають нормативи теплопроникнення і суміжні параметри як окремих будівельних конструкцій, так і споруд у цілому.

Теплоізоляція будівель та споруд має на меті декілька практичних цілей: підвищення рівня комфорту тепло- і звукоізоляції в приміщеннях, економію паливних ресурсів і скорочення експлуатаційних витрат. Проте в концепцію енергозберігаючої будівлі входить не лише ізоляція конструкцій за допомогою теплоізоляційних матеріалів, а й специфічні інженерні рішення системи вентиляції і теплопостачання. Енергоефективність будівлі визначається сукупністю багатьох факторів. Дослідження показали, що при експлуатації традиційного багатоповерхового житлового будинку через зовнішні стіни втрачається до 40% тепла, через вікна - 18%, підвал - 10%, покриття - 18%, вентиляцію - 14%. Тому звести тепловтрати до мінімуму можна лише при комплексному підході до енергозбереження.

Утепленням лише огороджувальних конструкцій неможливо досягти значного зменшення тепловтрат, тому що значна їх частка приходиться на так звані "містки холоду", тобто ділянки інтенсивного теплообміну з навколишнім середовищем. Такі ділянки найчастіше утворюються в місцях контакту конструкцій перекриття з несучими стінами, в місцях примикання до зовнішніх стін внутрішніх стін і перегородок, у місцях розташування перемичок над прорізами, а також при просіданні неякісного теплоізоляційного матеріалу в тришарових огороджувальних конструкціях з утеплювачем, яким служить середній шар.

Тому сучасні системи утеплення передбачають створення комплексної захисної оболонки навколо зовнішніх конструкцій будівлі. Така облонка включає в себе утеплення контактуючих з грунтом конструкцій фундаменту в сполученні з утепленням покриттів, а також обладнання вентильованих фасадів, які пересувають зону позитивних температур у несучих конструкціях. Цей комплекс заходів виключає появу "містків холоду", збільшує тепловий опір огороджувальних конструкцій і запобігає утворенню конденсату, який негативно впливає на теплоізоляційні та інші експлуатаційні характеристики конструкцій.