Стены в зданиях: влага, тепло и звук

Важное профессиональное примечание: Это архивный учебный текст, а не реальный проект, расчет или инструкция по гидроизоляции, тепло- или звукоизоляции. Решение для стен должно быть проверено на предмет конкретной конструкции, почвы, воды, климата, пожара, влаги, конденсата, акустики и материалов в соответствии с действующими нормами, стандартами и документацией производителя. Исторически упомянутые продукты и процессы, включая свинцовые листы, не являются рекомендацией для сегодняшнего применения.

Проектирование, строительство стен и изоляция не являются частью текущего публичного предложения Саво Кусича. Сегодняшний фокус производства состоит из деревянных окон, деревянно-алюминиевых окон и дверей на заказ.

1. Размеры модулей и типы стен

По модульным мерам в строительстве зданий различают стены со швами (из кирпича) и стены без швов (бетонные стены). Конструктивные системы без стыков по длине и толщине стен, а также ширине и высоте оконных и дверных проемов соответствуют мерам координации здания.

Для структурных систем с соединителями ширина соединителя вычитается из длины и толщины стены координационных размеров, чтобы получить номинальный размер. Например, если по координационному мероприятию длина стены равна 10 m, номинальное значение – т.е. фактическая длина - будет 9,99 m (ширина одной муфты 1 cm).

В случае отверстий (и чисто внутренних размеров) для систем с муфтами к координационным размерам следует добавить одну ширину муфты, чтобы получить номинальный размер. Например, если в координационной мере ширина необработанного (каменного) оконного проема в свету равна 1,5 m, номинальная ширина будет 1,51 m. Поскольку толщина примыкающих швов на кирпичных стенах обычно составляет 1,2 cm, к высоте проема прибавляется эта мера.

Стены можно разделить на несколько категорий:

1. Конструктивные стеновые системы:

• Многослойные стены — только для исторических и подпорных стен.
• Литые и армированные стены
• Стены в штукатурке
• Плитные стены
• Стены для заполнения каркасных конструкций
• Каркасные стены
• Стены из сборных панелей
• Стены из спаренных систем

2. Виды стен по назначению:

• Стены фундамента
• Стены подвала
• Наружные стены зданий
• Внутренние стены зданий
• Стены мансарды

3. Виды стен по материалу:

• Стены из натурального камня
• Бетонные стены
• Кирпичные/блочные стены
• Стеклянные стены
• Стальные стены
• Деревянные стены

2. Защита стен от влаги

В случае защиты стен подвала имеется защита от подземных вод и защита от подземной влаги. Защита от подземных вод подразумевает, что уровень подземных вод находится ниже уровня цокольного этажа. Если уровень подземных вод выше уровня цокольного этажа, речь идет о защите от подземных вод. Эффективность этих двух уровней защиты сильно различается, поскольку требуется гораздо больше защиты от грунтовых вод, чем от влаги.

Защита от подземной влаги осуществляется по-разному для горизонтальных и вертикальных слоев. Если это горизонтальный слой, то его делают из картона, а если вертикальный слой, то средствами на основе битума или искусственного асфальта. Иногда также можно применять цементные стяжки.

Для защиты от грунтовых вод используется герметизирующая заплата на основе битума или искусственного асфальта. Существуют также утеплители из джутовых или свинцовых листов.

Наружные стены, построенные не из природного камня или фасадного кирпича, а также не облицованные керамической плиткой, стеклянными плитами или листами легкого металла, можно защитить от ливней и другой атмосферной влаги путем нанесения непроницаемой штукатурки (с добавлением изоляционных материалов), нанесения бесцветных герметизирующих покрытий или других способов.

3. Теплоизоляция стен

Для помещений, где постоянно находятся люди, для поддержания благоприятных санитарно-гигиенических условий достаточно минимальной тепловой защиты, которая представляет собой нижний предел тепловой защиты, при котором предотвращается конденсация паров на внутренних поверхностях наружных стен. Такая «минимальная тепловая защита» не удовлетворяет экономической стороне отопления. Для этого необходима улучшенная – и более экономичная – тепловая защита, которую можно определить расчетным путем.

Теплоизоляция наружных стен, признанная подходящей и особенно экономичной, должна выполняться повсеместно на поверхностях стен, следовательно, и на оконных нишах, над подоконниками, боковыми поверхностями и оконными проемами, серкляжем и т. д., а также по вертикальным стенам построенного чердака, а также на тех частях, которые закрывают отапливаемое пространство в сторону кровельного покрытия или нижних помещений.

Стены с внутренним изоляционным покрытием имеют преимущество перед другими видами утеплителя по соображениям здоровья, за счет более слабой способности сохранять тепло в целом, а также более слабого отвода тепла, излучаемого телом человека.

Очень важно качественно изолировать ниши радиаторов, а также водопроводные системы во внешних стенах. Часто бывает полезно покрыть поверхность стены за радиатором алюминиевыми листами, чтобы отражать тепловое излучение радиатора к внешней стене обратно в помещение.

4. Звукоизоляция стен

Сегодня существует звукоизоляция от пространственного шума, который передается по воздуху, и звукоизоляция от ударного шума, который передается через конструкцию сооружения.

Изоляция от воздушного шума силой 48 дБ может рассматриваться как минимальная защита для перегородок важных офисов. Лучше, если звукоизоляцию повысить до 50 дБ, при этом ординаты предельной кривой для стен поднять на 2 дБ.

Компактные стены передают звук исключительно за счет изгибных колебаний. Воздействие звука заставляет стены мерцать, а на стороне, противоположной источнику звука, мерцает и воздух. Исходя из этого, с точки зрения методов звукоизоляции различают одностенные и многостенные.

По технологии звукоизоляции к одиночным стенам относятся те, которые построены из одного или нескольких жестко скрепленных полотен. Отдельные полотна могут быть изготовлены из разных материалов. Коэффициент звукоизоляции одиночных стен зависит от: массы (веса на квадратный метр), жесткости на изгиб (точнее, от соотношения жесткости на изгиб и массы) и воздухопроницаемости (нетрещинных, хорошо склеенных стен). Для минимальной звукозащиты 48 дБ необходимо, чтобы минимальный вес одной стены составлял 350 kg/м2, а для 50 дБ около 480 kg/м2.

Состав раствора и клея существенно влияют на звукоизоляцию стен. Оштукатуренная стена всегда обеспечивает лучшую звукоизоляцию, чем неоштукатуренная, поскольку с помощью клея достигается лучшая герметизация поверхности стены. Такое улучшение звукоизоляции достигается за счет нанесения клея только на одну сторону стены. Для стен из пористого материала клей имеет большое значение с точки зрения техники звукоизоляции, поскольку препятствует передаче звука через поры.

Многостенные с точки зрения техники звукоизоляции состоят из двух и более стеновых панелей, между которыми нет прочного соединения, но они разделены воздушной прослойкой. Лишь в тех случаях, когда перед массивной стеной толщиной 10 cm и более размещается гибкое и более тяжелое полотно, такие стеновые полотна можно скрепить друг с другом без особого ущерба для звукоизоляции, например. с каркасом из реек с большим шагом. Чем больше пространство между двумя листами, тем лучше изоляция (конечно, если изоляции с пустым пространством достаточно).

Особенно полезными оказались:

• две оболочки, состоящие из пластин из легкой древесной шерсти, расположенных свободно на минимальном взаимном расстоянии 3-5 cm; общий вес стены около 90 kg/м2,
• две полностью разделенные деревянные решетки, покрытые снаружи легкими плитами из древесной шерсти минимальной толщиной 3,5 cm.

Двойные легкие стены из взаимно разделенных жестких оболочек равного веса не подходят.

Звукоизоляция определенной стены будет успешной только в том случае, если в ней нет проемов, потому что в этом случае звук будет передаваться непосредственно через эти проемы. Небольшие отверстия, по масштабу равные длине волны звука или меньше ее, будут действовать на соседнюю комнату как новый источник звука.

Примечание по применению: Исторические размеры, массы, значения звукоизоляции и описания изоляционных слоев не заменяют текущие строительно-физические расчеты, детали соединений, контроль тепловых мостов, влаго- и воздухонепроницаемости или измерение производных состояний.