Технологии теплосбережения в каменной кладке

Для уменьшения теплопотерь материала, а также затрат на отопление в зимний период были созданы трехслойные стены. Характерная особенность таких стен — это наличие утеплителя и воздушного зазора внутри стен. Это обосновано тем, что зачастую температура наружного воздуха для центральных и северных районов Российской Федерации составляет −30 °С.

Для того чтобы обеспечить нормальный температурно-влажностный режим в помещениях, толщина стен должна быть 2,5–3 кирпича, что составит 640–770 мм. В малоэтажном строительстве это приведет к нерациональному расходу материала как для стен, так и для фундаментов, которые необходимо будет делать очень массивными, что опять же ведет к общему удорожанию строительно-монтажных работ.

Для уменьшения теплопотерь существует два способа:

  • делать сами стены более теплыми, применять утеплители с низким коэффициентом теплопроводности;
  • применять кирпичи и блоки с повышенными теплоизоляционными свойствами.

Лучше всего для утепления стен применять оба этих способа. Еще одним способом являются воздушные зазоры между наружной верстой и забутовкой. Применение воздушного зазора позволит уменьшить количество кирпича в среднем на 15–20 %. И выглядеть строительство стен будет как возведение параллельно двух стен: одной из облицовочного кирпича (наружная верста), а другой, внутренней, — из кирпича или блоков.

Важно: толщина воздушного зазора должна быть не менее 20 мм. Строительство стен с воздушным зазором без утеплителя имеет больше недостатков, чем достоинств. Во-первых, трудоемкость кладки повышается, так как каменщикам необходимо возводить две параллельные стены и производить контроль горизонтальности и вертикальности. Во-вторых, в местах перевязки образуются «мостики холода». Кроме того, чтобы связать стены, необходимо устраивать монолитный пояс, а это, в свою очередь, ведет к дополнительным затратам при производстве бетонных работ.

Проще всего этот зазор засыпать сыпучим утеплителем, например, керамзитом: это, в свою очередь, повысит прочность стен.

1. Трехслойные стены

Наиболее современным и рациональным способом является строительство трехслойных стен, которые будут состоять из:

  • облицовочного кирпича в наружной версте;
  • воздушного зазора;
  • слоя утеплителя;
  • внутренней части стены, выкладываемой из кирпича или блоков.

Важно: толщина несущих стен для того или иного региона всегда определяется теплотехническим расчетом и указывается в проекте.

Общий вид трехслойной стены представлен на рис. 3.

Трехслойная стена

Рис. 3. Трехслойная стена: 1 — внутренняя стена из керамических камней; 2 — гибкие связи, необходимые для фиксации утеплителя к стене; 3 — утеплитель; 4 — наружная верста из облицовочного кирпича

Выбор утеплителя

Первое, на что необходимо обратить внимание — это характеристики теплопроводности самого материала. Они даются на упаковке либо в справочных таблицах.

Таблица 1. Таблица теплопроводности популярных утеплителей

Теплоизолирующий материал Коэффициент теплопроводности, Вт/м°С
Минеральная вата (каменная вата) 0,045–0,07
Целлюлозный утеплитель (эковата) 0,038–0,045
Стекловата (мин. вата) 0,033–0,05
Пенополистирол (пенопласт) 0,031–0,042
Пенополеуретан 0,025–0,041
Керамзит 0,16

Важно: чем ниже коэффициент теплопроводности, тем материал «теплее».

Помимо своих теплоизолирующих свойств, утепляющий материал должен обладать еще и другими свойствами:

  • паропроницаемость — не дает влаге скапливаться внутри утеплителя, в противном случае наблюдается потеря теплоизолирующих свойств;
  • огнестойкость — важное свойство любого утеплителя, которое предотвратит его сгорание и создаст защиту внутри стены;
  • биостойкость — не позволяет микроорганизмам заводиться внутри утеплителя.

Как правило, в качестве утеплителя заказчик выбирает минеральную вату либо пенополистирол. Рассмотрим подробнее эти утеплители.

Минеральная вата

Рис. 4. Минеральная вата

Минеральная вата — утеплитель, который изготавливается методом взбивания в центрифуге расплавленных минералов (стекла, базальта, шлака и т. д.). Низкий коэффициент теплопроводности достигается за счет пористости материала. Материал не горюч, не боится сырости, легко режется на необходимые элементы. Большим недостатком минеральной ваты является повышение его теплопроводности за счет намокания. Поэтому необходима надежная гидроизоляция.

Совет: для утеплителей типа минеральная плита важным моментом является наличие вентиляционного зазора в наружной версте, так как если его не сделать, то нарушится принцип строительства многослойных стен, а именно их паропроницаемость. Вентиляционными зазорами выступают незаполненные вертикальные швы через каждый метр по длине и через каждые три метра по высоте. Также для этих целей применяют специальные венткоробочки толщиной 10 мм, которые вставляются в швы (рис. 5). Если не оставлять необходимые продухи в стене, то в холодное время года будет скапливаться влага.

Венткоробочка

Рис. 5. Венткоробочка

Пенополистирол

Рис. 6. Пенополистирол

Пенополистирол — материал, технология производства которого предполагает насыщение воздухом жидкого полистирола, который после застывания приобретает форму пористых круглых гранул. Пенополистирол, в отличие от минеральной ваты, не боится сырости, но, опять же, в отличие от нее, горюч. Даже если пожар не повредит сами стены, он может привести к расплавлению утеплителя внутри стены, а это, в свою очередь, повлечет за собой трудоемкие и дорогостоящие работы по монтажу наружной версты.

Насыпные утеплители. Вместо плитных утеплителей в трехслойных стенах можно применять более дешевые утеплители, такие как керамзит (рис. 7) или шлак. Засыпка таких утеплителей в стену крайне проста и не потребует применения никаких анкерных связей. В таких случаях каменщик или подсобный рабочий берет мешок с утеплителем и засыпает непосредственно в пространство между наружной верстой и внутренней стенкой. Применение такого типа утеплителя малоэффективно, так как у этих материалов коэффициент теплопроводности достаточно высок, что, в свою очередь не обеспечит необходимых характеристик несущих стен.

Применять шлак крайне не желательно, так как он гигроскопичен, что может послужить увеличению теплопроводности и разрушению прилегающих наружных слоев кирпича.

Керамзит

Рис. 7. Керамзит

Кладка трехслойной стены будет состоять из этапов:

  1. Кладка облицовочного кирпича до уровня связей (обычно не более 8 рядов в высоту, что соответствует 600 мм).
  2. Монтаж утеплителя: здесь важным моментом является то, что утеплитель должен выступать выше облицовочного кирпича на 10 см. Плиты устанавливаются в перевязку вплотную друг к другу. На углах зданий рекомендуется стыковать плиты утеплителя зубчатым соединением, чтобы избежать мостиков холода.
  3. Кладка внутренней несущей стены из кирпича или блоков.
  4. Установка связей: предпочтительней использовать связи из стеклопластика или базальтопластика из-за большей теплопроводности металлических связей.

Для того чтобы воздушный зазор был одинаков по всей стене, на связях должны быть фиксирующие шайбы. Связи ставят из расчета 4–5 штук на 1 м2 с шагом не более 600 мм. Глубина установки связи в шов кладки в облицовочном и несущих слоях не менее 90 мм. Толщина слоя раствора снаружи фасада до края стержня (в горизонтальном шве) должна быть не менее 20 мм по пожарным требованиям. Расстояние вертикальных швов до связей рекомендуется выдерживать не менее 60 мм.

Трехслойная стена в разрезе

Рис. 8. Трехслойная стена в разрезе

2. Кладка стен с трехрядными диафрагмами

Помимо вышеперечисленных способов утепления стен существуют и другие, например кладка стен с трехрядными диафрагмами. Характерной особенностью такой кладки является наличие сыпучего утеплителя в 4–5 смежных рядах (керамзит, шлак, легкий бетон).

Угол в 2,5 кирпича — 640 мм с утеплителем

Рис. 9. Угол в 2,5 кирпича — 640 мм с утеплителем

Кладка угла в 2,5 кирпича начинается с закладки двух трехчетвертинок и на следующих трех рядах продолжается по однорядной системе перевязки; в местах для обеспечения перевязки закладываются четверти. С четвертого ряда в забутовке начинают выкладывать полость, которая понимется на четыре-пять рядов кладки. После чего в эту полость будет засыпаться утеплитель. После засыпки утеплителя для увеличения прочности стен выкладывается трёхрядная диафрагма, и операции повторяются.

Трехрядная диафрагма угла

Рис. 10. Трехрядная диафрагма угла: 1 — утеплитель; 2 — строительный раствор; 3 — трехрядная диафрагма; 4 — участок сплошной кладки

Кладку сплошных стен продолжают от углов, выкладывая первые три ряда по однорядной системе перевязки. Последующие четыре-пять рядов в наружной версте выкладывают ложком, потом засыпают утеплитель и снова закладывают трехрядную диафрагму по однорядной системе перевязки швов.

Кладка сплошной стены в 2,5 кирпича — 640 мм с утеплителем

Рис. 11. Кладка сплошной стены в 2,5 кирпича — 640 мм с утеплителем: 1 — утеплитель; 2 — трехрядная диафрагма; 3 — строительный раствор

Совет: после укладки утеплителя его необходимо затрамбовать на 10–15 мм, после залить растворную стяжку. Она необходима для того, чтобы повысить прочность кирпичной стены. Расположение диафрагм обязательно на уровне оконных проемов.