Стена — это вертикальная конструкция, отделяющая внутреннее пространство здания от внешней среды и разделяющая это пространство на помещения. Стены — один из основных конструктивных элементов здания. Они должны возводиться из прочных и долговечных материалов, которые, помимо этого, должны обладать и ограждающими свойствами.

Стены классифицируют по следующим параметрам.

По местоположению:

  • наружные
  • внутренние

По статической работе:

  • несущие
  • самонесущие
  • навесные

По материалу:

  • каменные
  • деревянные
  • бетонные
  • из небетонных материалов

По конструктивным признакам:

  • однослойные
  • многослойные

По наличию и расположению теплоизоляции:

  • стены без без специального устройства теплоизоляции — из конструкционно-теплоизоляционных материалов(ячеистых бетонов, полистиробетона и т.д.);
  • стены с теплоизоляционными слоями, располагаемыми внутри стены и с наружной стороны конструкционного слоя стены;

По наличию специального воздушного зазора:

  • вентилируемые — с воздушной прослойкой, расположенной либо внутри конструкционного слоя (между конструкционными слоями), либо между утеплителем и облицовкой;
  • невентилируемые — без воздушной прослойки;

Многовековой опыт установил, что лучшим вариантом являются каменные стены: стены, созданные из естественных(природных) или искусственных материалов в виде таких изделий как кирпичи, мелкие и крупные блоки, монолитный железобетон в сочетании с утеплителем и кирпичной облицовкой. Выбор материала для стен зависит от предпочтений застройщика, финансовых возможностей, традиций района застройки и наличия выбранных материалов в регионе. 

При проектировании кирпичных стен здания вертикальные и горизонтальные размеры элементов стен должны назначаться в соответствии с требованиями единой модульной системы с обязательным учетом размеров кирпича. Кладка стен может выполняться по многорядной или цепной схеме перевязки. Многорядная система, требующая меньше затрат труда, предпочтительнее. При возведении кладки в зимнее время необходимо в раствор добавлять химические компоненты.

В стенах из керамических камней допускается только цепная система перевязки, обеспечивающая лучшее сопротивление теплопередаче.

В жилом малоэтажном домостроении наружные стены выполняют две независимые функции: ограждающую и несущую. Ограждающая функция занимает решающее значение в связи с направлением на сбережение энергоресурсов. Приведенное сопротивление теплопередаче по СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий, определяется исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий, а также из условий энергосбережения. В первом условии определяющим является расчетная температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки. Для второго условия решающим является строительно-климатический район возведения здания, так как учитываются средняя температура и продолжительности отопительного периода.

Одним из средств улучшения технико-экономических показателей кирпичного строительства малоэтажных зданий, особенно в районах с низкими температурами наружного воздуха, является применение стен слоистой структуры. Цель таких решений — повысить приведенное сопротивление теплопередачи стены за счет введения эффективных утеплителей.

Воздействия на стены. Как наружные так и внутренние стены зданий подвергаются действию ряда факторов, тесно связанных с процессами, происходящими внутри и вне здания.

К силовым воздействиям относятся:

  • нагрузка от перекрытий и покрытий, крыш;
  • нагрузка от собственного веса стен;
  • ветровая нагрузка (напор и отсос);
  • нагрузка от неравномерной деформации грунта (осадка,пучение);
  • сейсмические воздействия;

К несиловым воздействиям относятся:

  • атмосферные осадки;
  • водяной пар, содержащийся в помещении;
  • влага почвы;
  • солнечная радиация;
  • температура наружного воздуха, ее перепады;
  • агрессивные вещества, содержащиеся в воздухе;
  • воздушный шум снаружи и внутри здания;

Нормативные требования. Стены зданий должны удовлетворять следующим требованиям:

  • быть прочными и устойчивыми;
  • иметь долговечность, соответствующую классу здания (обеспечивается морозостойкостью стеновых материалов);
  • быть энергосберегающим элементом здания — иметь сопротивление теплопередаче согласно теплотехническим нормам, при этом обеспечивать необходимый температурно-влажностный режим в помещениях;
  • соответствовать требуемой степени огнестойкости здания;
  • иметь достаточные звукоизолирующие свойства;
  • отвечать современным методам возведения конструкций;
  • иметь архитектурно-художественные качества;
  • иметь, по возможности, минимальную массу и материалоемкость;

Каменной кладкой называется конструкция, которая состоит из кирпичей, камней или
блоков, уложенных вручную в определённом порядке на строительном растворе.
Современные технологии позволяют производить блоки (пено- и газосиликатные, пено-и газобетонные) с точными геометрическими размерами и гладкими поверхностями. Это позволяет вести кладку на специальном минеральном клее, что предотвращает образование мостиков холода. Кладка воспринимает собственный вес, вес других конструктивных элементов, опирающихся на кладку (перекрытий, крыш), а также выполняет теплоизоляционные, звукоизоляционные и, нередко, эстетические функции. Архитектурно-конструктивные возможности и особенности каменной кладки:

  • «гибкость» кирпичной кладки (скульптурная «лепка» декоративных элементов, пла-
    стика фасадов) позволяет применять её в индивидуальных проектах;
  • кладка позволяет сравнительно легко создавать сложные объёмно-пространственные
    компоновки зданий, выполнять закруглённые стены, изменять высоту отдельных этажей;достаточно свободно выбирать форму, размеры и место размещения оконных проёмов;
    Размер кирпича и фактура кладки придают домам специфичную масштабность и руко-
    творность.

Кирпич или камень прямоугольной формы имеет шесть граней. Две противоположные наибольшие грани, которыми кирпич (камень) кладут на раствор, называют постелями (нижней и верхней); длинные боковые грани кирпича – ложками, короткие –тычками. Кладку (рис. 4.9) выполняют, как правило, горизонтальными рядами, укладывая кирпичи плашмя, т.е. на постель. В отдельных случаях, например при кладке карнизов, кирпич укладывают на ребро-боковую ложковую грань.
Крайние ряды кирпичей (камней) в ряду кладки, образующие вертикальную поверх-
ность кладки, называют вёрстами. Вёрсты бывают наружные – со стороны фасада и внутренние – со стороны помещения. Ряд кладки из кирпичей, обращённых к наружной поверхности стены длинной боковой гранью, называют ложковым рядом, короткой гранью – тычковым рядом. Кирпичи, уложенные между наружной и внутренней верстами, называют забутовочными, или забутовкой (забуткой).
Высота рядов кладки складывается из высоты кирпичей (камней) и толщины горизон-
тальных швов, которая допускается в пределах 10…15 мм (средняя – 12 мм). Толщина отдельных вертикальных швов принимается 8…15 мм (средняя – 10 мм).
Высота рядов кладки с учётом средней толщины шва (12 мм) составляет: для кладки из
кирпича толщиной 65 мм в среднем 77 мм, а для кладки из модульного кирпича толщиной 88мм – 100 мм. Из кирпича толщиной 65 мм на 1 м кладки по высоте приходятся 13 рядов, а из кирпича толщиной 88 мм – 10 рядов.
Ширину кладки стен, называемую обычно толщиной, делают кратной 0,5 кирпича (рис.4.10) или камня: в 1 кирпич – 250 мм; 1,5 – 380 мм, 2,0 – 510 мм; 2,5 – 640 мм и т.д. Перегородки выкладывают в полкирпича – 120 мм.

Система перевязки – это порядок укладки кирпичей (камней) относительно друг друга.
Различают перевязку вертикальных швов – продольных и поперечных.
Перевязку продольных швов делают для того, чтобы кладка не расслаивалась вдоль
стены на более тонкие стенки и чтобы напряжения в кладке от нагрузки равномерно распределялись по ширине стены.
Перевязка поперечных швов необходима для продольной связи между отдельными
кирпичами, обеспечивающими распределение нагрузки на соседние участки кладки и монолитность стен при неравномерных осадках, температурных деформациях и т.п.
Перевязывают кирпичную кладку, чередуя тычковые и ложковые ряды. При возведе-
нии стен и столбов из кирпича используют три системы перевязки .

Однорядная цепная система перевязки образуется чередованием тычковых и ложковых рядов. При этом поперечные вертикальные швы смещены на четверть кирпича, а продольные вертикальные швы перевязаны на полкирпича. Такая система перевязки отличается простотой исполнения и высокой точностью кладки, однако по сравнению с другими системами требует больших затрат труда. Многорядная система перевязки имеет тычковые ряды через пять ложковых рядов. При этом поперечные вертикальные швы тычковых рядов смещены на четверть кирпича, а в ложковых рядах – на полкирпича. Продольные вертикальные швы (со второго по шестой включительно) не перевязываются. Такая система перевязки более производительна, чем однорядная, она не требует большого количества неполномерного кирпича и позволяет использовать для внутренней части кладки (забутовки) половинки кирпичей. Прочность кладки по сравнению с однорядной системой перевязки несколько меньше. Трёхрядная система перевязки (как вариант многорядной) образуется чередованием трёх ложковых рядов и одного тычкового. При этом вертикальные поперечные швы в трёх смежных рядах не перевязаны. Такую систему перевязки применяют только при возведении столбов и узких (до 1 м) простенков.
Требуемого эффекта в оформлении фасада можно достичь за счёт чередования ложковых и тычковых рядов или комбинацией ложков и тычков в одном ряду. Виды традиционных перевязок облицовочной кладки представлены на рис.

Различного рода кирпичи, камни и блоки с щелевидными пустотами имеют меньшую
теплопроводность, что позволяет уменьшать общую толщину стен. Большинство пустотных изделий пригодны для возведения мало- и многоэтажных зданий. Многощелевые камни предпочтительно укладывать в стены по однорядной системе перевязки, так как при этом щели преимущественно располагаются перпендикулярно тепловому потоку .


Лицевые швы облицовочной кладки стены заполняют раствором вподрез с поверхно-
стью стены. Для повышения декоративных свойств стеновой поверхности швы расшивают, уплотняя раствор специальным инструментом – расшивкой и придавая швам форму треугольника, валика или выкружки.

Каменные стены зданий выкладывают сплошными (гладкими) или с проёмами. Стены с проёмами и с выступающими элементами могут иметь обрезы, уступы, пилястры, пояски,карнизы, борозды, ниши, проёмы и простенки. Обрез кладки устраивают с отступом от лицевой поверхности очередного ряда кладки. Стена выше обреза имеет меньшую толщину, чем до обреза. Обрез кладки делают при переходе от цоколя к стене, при уменьшении толщины стен в верхних этажах многоэтажных зданий.
Уступом кладки называют те места, где лицевая плоскость одной части стены выступает в ту или иную сторону от лицевой плоскости другой части. Пилястры – это части кладки, выступающие из общей лицевой плоскости в виде прямоугольных или другой формы столбов, выкладываемых в перевязку с кладкой стены. Напуском называют то место кладки, где очередной ряд расположен не в плоскости ранее уложенных кирпичей, а с выступом на лицевую поверхность. Напуски делают не более
чем на треть длины кирпича в каждом ряду. Напуском нескольких рядов кладки образуют пояски, карнизы и другие архитектурно-конструктивные элементы. Борозды в стене устраивают для размещения трубопроводов, электрических и прочих скрытых проводок. После монтажа этих проводок борозды заделывают заподлицо с плоскостью стены. Вертикальные борозды по ширине и глубине делают кратными половине кирпича(камня), горизонтальные – кратными одному ряду кладки по высоте, т.е. четверти кирпича, половине кирпича по глубине. Ниши – это углубления в кладке стены, кратные половине кирпича. В нишах располагают встроенные шкафы, приборы отопления, электрические и другие устройства. Кладку, расположенную между двумя соседними проёмами, называют простенком. Простенки бывают в виде простых прямоугольных столбов, а также столбов с четвертями для закрепления в них оконных и дверных блоков. Четверти делают, выпуская из кладки наружные ложковые вёрсты на длину четверти (четвёртой части длины кирпича).
Кладка столбов. Многорядная система перевязки при кладке столбов запрещается. Их
можно выкладывать по однорядной системе перевязки, при этом приходится применять большое количество трёх четвертей (3/4 части длины кирпича). Поэтому лучше выкладывать столбы по трёхрядной системе перевязки (рис. 4.15). Такая кладка выполняется из целого кирпича с добавлением лишь некоторого количества половинок. Армирование столбов сетками из стержней диаметром 3…5 мм с ячейкой 40…60 мм ведётся по расчёту на прочность через два–пять рядов кладки. 

Одним из видов эффективной кладки является слоистая: утеплитель и кирпич располагаются слоями. Слоистая стена — это сложная конструкция; каждый ее слой имеет свое назначение.

Несущий слой. Несущий слой кирпича должен быть рассчитан на прочность от действующих на него нагрузок: от собственной массы кладки, перекрытия, крыши, временных нагрузок. Чтобы обеспечить несущую способность, толщина кирпичной стены в двухэтажном здании должна быть не менее 380 мм(1,5 кирпича). Толщина 250 мм допускается в зданиях, где не более 1 этажа.

Утеплитель. Необходимую теплозащиту обеспечивает утеплитель, толщина которого определяется теплотехническим расчетом. В расчет закладываются климатические данные района строительства и вид утеплителя.

Что касается вида утеплителя, то в основном используют либо минераловатные, либо полистирольные плиты. Пенополистирол с плотностью 20 кг/м и толщиной 120 мм способен полностью обеспечить тепловую защиту здания.

Минеральная вата хороша тем, что, в отличие от пенополистирола не горит. Однако, со временем она слеживается, уплотняется, что в конечном итоге приводит к потерям тепла. Теплозащитные свойства минеральной ваты хуже, чем у пенополистирола, но на сегодня это самый распространенный утеплитель.

Утеплитель может располагаться либо изнутри помещения, либо снаружи. Лучшие теплозащитные свойства стены проявляются при наружном положении утеплителя. Утеплитель плотно прилегает к стене и закрепляется к ней при помощи анкеров(дюбелей). Анкерами крепят утеплитель с шагом 500…600 мм по всей поверхности стены. Утеплитель также может быть приклеен к стене (например, на битумную мастику). Надежное крепление утеплителя обеспечивают одновременное приклеивание и крепление анкерами.

Утеплитель должен быть всегда защищен и со стороны помещения и со стороны наружной среды.

Пароизоляция. Свойства теплоизолирующих материалов могут быть значительно снижены при попадании в утеплитель влаги и затем возможном его промерзании. Влагу несет с собой теплый воздух из помещения. Препятствовать переносу влаги может слой пароизоляции. На сегодня это синтетические пленки: поливинилхлорид (ПВХ), полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП), некоторые виды изоспана (изоспан В) и др. Толщину пленки диктует расчет на паропроницание.

Стены, возведенные из обыкновенного глиняного кирпича, как правило, отделываются и снаружи и внутри помещения.

Отделка фасада стены. Фасадная отделка стены может быть выполнена из различных материалов:

  • штукатурка по металлической или синтетической сетке с последующим покраской
  • лицевой кирпич. Для того,чтобы связать основную стену с облицовкой, через каждые 8 рядов закладывают арматурную сетку. Такая мера, кроме того, ограничивает возможную осадку некоторых видов утеплителя
  • сайдинг или плиты из искусственного камня
  • плиты из натурального камня

Особо следует остановиться на искусственном камне. Искусственный камень — это бетон, в состав которого входят белый песок, портландцемент, пластифицирующие добавки и, при необходимости, красящий пигмент. Этот морозостойкий материал с низким водопоглощением способен не только украсить фасад, но и защитить его от неблагоприятных воздействий окружающей среды.

Внутренняя отделка. Со стороны помещения кирпичные стены отделываются классической штукатуркой и шпатлевкой под покраску или обои, гипсокартонными или цементно-стружечными плитами, или же деревом. Дизайн помещения может также предусматривать кирпичную стену без отделки.

Наружные стены из мелких блоков. Самым распространенным материалом в современном строительстве малоэтажных домов являются мелкие блоки из ячеистого бетона с равномерно распределенными в объеме порами: газосиликатного, газобетона и пенобетона. Эти блоки разнятся по способу их изготовления, что влияет на их технические характеристики.

В малоэтажном строительстве также применяют и блоки из керамзитобетона, в котором крупным заполнителем является керамзит (в отличие от обычных бетонов, где в качестве заполнителя используют щебень). Керамзит придает бетону лучшие, по сравнению с обычными бетонами, теплотехнические характеристики. Такой бетон отличает меньшая масса (для сравнения, плотность бетона составляет 2000…2200 кг/м3, железобетона — 2400 кг/м3, кирпича — 1600…1800 кг/м, керамзитобетона — 700…900 кг/м3 ; чем выше плотность, тем хуже теплозащитные свойства материала).

Из мелких блоков возведение дома производится быстрее и требует меньших навыков, чем при работе с кирпичом. Но,из блоков нецелесообразно  возводить кривые поверхности фасада с малыми радиусами кривизны. Такие участки лучше возводить из кирпича, если это позволяет проектируемая отделка дома.

Стены из газосиликатных и газобетонных блоков. В настоящее время в индивидуальном жилом строительстве особенно популярны блоки из ячеистых бетонов: газосиликатные и газобетонные. Это материалы со схожими свойствами, только в газосиликатном бетоне связующим материалом служит известь, а в гозобетоне — цемент. Такие блоки обладают массой достоинств:

  • по экологичности они сравнимы с деревом
  • обладая хорошими теплозащитными свойствами (к примеру, теплопроводность кирпича в 3 раза выше, т.е. стена из блоков толщиной 40 см защищает от потери тепла так же, как и кирпичная стена толщиной около 1 м), ячеистые блоки не нуждаются в дополнительном утеплении, и, следовательно, отпадает необходимость в пароизолирующей пленке — это позволяет материалу «дышать», создается комфортность внутренней среды помещений;
  • обладают хорошими звукоизолирующими свойствами за счет большого объема пор (до 80%) в структуре бетона;
  • легко обрабатываются (легко пилятся и сверлятся, что немаловажно при прокладке коммуникаций);
  • не горючие, не гниют;
  • за счет того, что трудоемкость возведения стены, по сравнению с кирпичной, снижается в четыре раза, а расход цемента уменьшается в 5..7 раз, получается самое дешевое малоэтажное жилье;

Газосиликатные и газобетонные блоки относятся к среднепрочным строительным материалам, поэтому их применение ограничивается двух- или трехэтажными домами.

Ячеистые блоки выпускают с разной плотностью. Если их плотность составляет не более 400 кг/м3 , то их используют в качестве утепляющего слоя, а при плотности ≥ 500 кг/м3  — в качестве несущего слоя.

Конструкции стен из газосиликатных и газобетонных блоков.

 

Отделка фасада стены.

 

Внутренняя отделка стены.

 

Стены из керамзитобетонных блоков.Типовой размер керамзитобетонных блоков 200×200×400 мм. Кнрамзитобетонные блоки обладают большей несущей способностью (их плотность составляет 800…900 кг/м3 ), чем блоки из ячеистых бетонов, однако теплозащитные качества у них ниже.

Стены из пенобетонных блоков. Существует еще один вид мелких блоков — пенобетонные. Это тоже ячеистые блоки из бетонов с равномерно распределенными порами, но способ их получения иной, чем у газобетона. Пенобетонные блоки не могут выполнять функции несущего слоя, так как у них малая несущая способность.Их плотность составляет 300…400 кг/м.Тем не менее они обладают высокими теплотехническими свойствами. Поэтому в качестве утеплителя их можно использовать,например, в колодцевых кладках. Также пенобетонныеь блоки можно использовать в качестве самонесущих стен высотой в один этаж, что часто используется в многоэтажном строительстве при возведении наружных ненесущих стен.

Элементы наружных стен. К элементам наружных стен относят цокольную часть и проемы — оконные и дверные, карниз или парапет.

Цокольная часть здания.

Цоколь предназначен для защиты стены от разрушающего действия брызг, слоя снега и размещения в нем горизонтальной гидроизоляции, защищающей стены от капиллярной влаги.

Цокольная часть здания наиболее подвержена неблагоприятным воздействиям: атмосферной влаги, химической агрессивной среды (дождь и снег всегда химически агрессивны), механическому, а также влиянию низких температур и непосредственному воздействию высокого снежного покрова. Кроме того, цоколь испытывает наибольшие сжимающие усилия.

Материал и конструкции цоколя. Учитывая выше перечисленные факторы, цокольную часть здания нужно выполнять из особо прочных и морозостойких материалов:

  • бетона или железобетона; в этом варианте фундаментная стена выводится выше уровня земли на величину не менее 300…500 мм;
  • сплошной кладки из обожженного кирпича;

Высота цоколя должна быть не менее 600 мм. При этом цоколь может быть выступающим из плоскости стены или западающим в нее. Предпочтение следует отдавать западающему цоколю, так как он лучше защищает нижнюю часть здания от дождя. В то же время цоколь может не западать, а быть просто защищен каким-либо выступающим элементом.

На рис показан пример цокольной части, выполненной из кирпича. Толщина стены здания составляет 620 мм, одноко по прочностным характеристикам достаточно толщины фундамента, равной 500 мм. Здесь показано, как можно путем напуска кирпича связать фундамент и стену. Напуск не должен быть более 40 мм в каждом ряду кирпича, т.к. в противном случае произойдет скол кирпича. Таким образом, общий напуск кирпича составляет 120 мм. Это пример западающего цоколя.

Чтобы исключить возможное проникание холода в помещение, в верхнем кирпичном ряду заложен термовкладыш. Положение термовкладыша объяснено на рис.  .На рис   показан пример возведения на таком же фундаменте стены толщиной 530 мм. Цоколь при этом выполнен выступающим. 

По несущей способности фундамент под такую толщину может иметь толщину 400 мм, тогда его решение может быть таким, как показано на рис.    (цоколь западающий).

Если стена здания возводится из мелких блоков, то цокольная часть выполняется из глиняного обожженного кирпича или бетона, так как прочностные характеристики у этих материалов выше. На рис.    показано опирание блочной стены, отделанной кирпичом, на фундамент. В случае оштукатуренной стены из блоков толщиной 530 мм решение аналогично таковому с кирпичной стеной.

Отделка цоколя. Отделка цоколя должна быть тщательно продумана — ведь от прочности и устойчивости к воздействию среды облицовочного материала зависит жизнеспособность цокольной, самой уязвимой части стены. Не стоит забывать и о воздействии цокольной части на зрительное восприятие здания в целом.

Варианты облицовки цоколя:

  • искусственный камень;
  • керамогранит;
  • специальная отделочная морозостойкая керамическая плитка или штукатурка с такими же свойствами;
  • плиты из особо прочного и водостойкого бетона; и т.д.

Искусственный камень используют при отделке не только цоколя, но и верхней, подкарнизной части здания, а также при декоративной отделке дверных и оконных проемов, эркеров, углов здания и т.д. Так же, как упоминалось выше, им может быть отделано все здание.