Устройство трехслойной кирпичной кладки

Современные многослойные наружные стены

Все стены, выполненные из однородного основного материала, определяющего прочность стены и одного и более дополнительных слоев, каждый из которых вносит свой вклад в теплофизические характеристики стены – многослойные.

Известная в РФ компания– «Кселла-Аэроблок-Центр» в своем каталоге только из газобетона дает более десятка вариантов многослойных стен.

С учетом других материалов, обеспечивающих основную нагрузку на стену, конструктивных вариантов многослойных стен будет несколько десятков.

Одна из попыток классифицировать многослойные стенные конструкции дала такой результат – в РФ чаще всего используются четыре основных типа многослойных стен:

• колодцевая кладка;
• внутренняя теплоизоляция (изнутри помещения);
• вентилируемый фасад;
• наружная теплоизоляция «мокрого типа».

Первыми колодцевую кладку начали российские каменщики под руководством русского инженера А.И. Герарда в 1829 г. На этой основе были разработаны около десятка вариантов трехслойных конструкций стены.

Описание технологии слоистой кладки

Слоистую кладку ещё называют трёхслойной, что обусловлено конструктивными особенностями. Её устройство включает:

• несущую стену из кирпича или другого материала;

• облицовку из кирпича.

В процессе монтажа создаётся воздушный зазор (2-5 см) между облицовочной кладкой и утеплителем для предотвращения образования конденсата и преждевременной порчи теплоизолятора. Для обустройства равномерной воздушной прослойки рекомендуется устанавливать по всему теплоизоляционному настилу фиксирующие шайбы. Их проверяют уровнем для соблюдения горизонтальности облицовочной кладки.

Через каждые 4-5 рядов производится связка конструкции с помощью закладных элементов. Они выполняются из прутов, диаметр которых равен 4,5-6 мм. Допускается использование арматуры из следующих материалов:

Предпочтение стоит отдавать двум последним вариантам ввиду их низкой теплопроводности.

В верхней и нижней части стены обустраиваются продухи – специальные отверстия для отвода влаги. На 10 м2 поверхности стены предусмотрено 35-38 см2 отверстий. Их следует располагать ближе к цоколю и карнизам со стороны облицовочной кладки.

Фундамент в слоистой кладке является единым для внешней и внутренней стенки. Вместо кирпича допускается использование различных блоков, но со стороны фасада поверхности должны иметь защитный слой из штукатурки или облицовочного материала.

Основные моменты строительства трехслойных стен

Облицовка фасада кирпичом популярна при строительстве частных домов, отлично смотрится и долговечная. Стены, облицованные кирпичом, чаще делают трехслойными, чтобы обеспечить необходимое теплосбережение. Первым слоем является несущая стена, вторым – утеплитель, а третьим – самонесущий слой облицовочного кирпича, который опирается на тот же фундамент, что и основная стена.

При создании трехслойной стены всегда возникает ряд вопросов, например:

Из чего делать несущую стену?

Какой утеплитель выбрать?

Нужен ли вентиляционный зазор над утеплителем (влечет дополнительное уширение цоколя)?

Как связать несущую стену, утеплитель, и фасадное оформление?

Обоснованные ответы на эти и другие вопросы имеются в проектной документации, в соответствии с которой необходимо вести строительство. Для контроля работ или для выполнения их своими руками нужно ознакомиться с конструкцией стены облицованной кирпичом и нюансами ее строительства.

Рассмотрим подробнее основные моменты строительства трехслойных стен облицованных кирпичом.

На что обратить внимание

Трехслойная стена по сравнению с однослойной, например, из блоков поризованной керамики, имеет недостатки, основные из которых:

Возможно увлажнение стены при нарушении технологии строительства или разрушении слоев.

У обычных утеплителей минеральной ваты и пенополистиролов долговечность меньше чем у основы и облицовки примерно в 3 раза. Такой утеплитель должен меняться с разрушением фасада.

Несущая стена выполняется чаще из полнотелого кирпича или малоформатных бетонных блоков, тогда ее толщина должна быть не менее:
– для одноэтажных зданий – 18 – 24 см.
– для 2 – 3 этажных зданий – от 29 см.

Также несущую стену можно выполнить из более легких материалов – газобетонов, керамзитобетонов и т.п. Применяются малоформатные блоки плотностью от 700 кг/м куб и больше. Толщина несущей стены определяется проектом, исходя из необходимой прочности, но обычно в пределах 25 – 50 см. Но с несущей стеной из облегченных пористых материалов возникают проблемы влагонакопления (см. ниже).

Типичная схема трехслойной стены с несущей стеной из кладки в два кирпича 24 см шириной (1), с утеплителем из жестких минераловатных плит (2), на фундаменте (3), вентиляционным зазором и гибкими стеклопластиковыми связями (4), с облицовкой из клинкерного кирпича (5) с вентиляционными отверстиями в швах в нижней части (6).

Какое утепление применяется

В качестве утепления возможно использование:

пенополистиролов (ЭППС, ППС, ПСБ), которые отличаются высоким сопротивлением движению пара, фактически выступают пароизоляторами.

минеральных ват, как низкой плотнсоти 30 – 50 кг/м куб, так и жестких плит плотностью 80 – 120 кг/м куб, которые наклеиваются на несущую стену также как и пенополистиролы;

пеностеклом, выступающим как абсолютный пароизолятор;

газобетоном низкой плотности 100 – 200 кг/м куб. Это относительно новый утеплитель, который имеет теплоизоляционные качества на уровне минеральной ваты (коэффициент теплопроводности 0,5 – 0,6 Вт/моК ) и низкое сопротивление движению пара – 0,28 мг/(м*год*Па).

Первые два утеплителя дешевые, считаются традиционными, в основном применяются при утеплении частных домов. Но они предают многослойной стене главный недостаток – слишком маленький срок службы – 25 – 35 лет. По истечении которого, утеплитель нужно менять, что для трехслойной стены не дешево.

Последние два без этого недостатка, пеностекло называют “вечным”, а автоклавный газобетон представляет из себя пористый камень, его прогнозируемый срок службы сравним с кирпичем. Причем в отличие от дорогого пеностекла у газобетона доступная цена. Но популярность этого утеплителя пока еще маленькая.

Плиты из газобетона толщиной до 10 см наклеивают на несущую стену и дополнительно фиксируют тарельчатыми дюбелями 1- 2 шт. на одну плиту. Из плит толщиной более чем 10 см делают кладку на клею рядом с несущей стеной с опорой на фундамент, при этом возможен непродуваемый технологический зазор со стеной 2 – 10 мм.

Вопрос вентиляционного зазора в несущей стене

У слоя минеральной ваты или газобетона паропроницаемость будет больше чем у несущей стены, но меньше чем у облицовки кирпичем. Если между утеплителем и облицовкой не оставлять вентиляционный зазор, то нарушится основной принцип строительства многослойных стен – наружный слой должен быть более паропроницаем. В стене в холодный период будет накапливаться влага с последствиями:
– значительное уменьшение теплосберегающих свойств стены;
– сокращение срока службы, разрушение материалов.

Если же над слоем утеплителя будет вентиляционный зазор шириной 3 см, по которому снизу вверх движется воздух, то накопления влаги не произойдет.

Наглядно на графиках, согласно теоретическим расчетам на ЭВМ, представлено накопление влаги по месяцам в трехслойной стене. Несущая стена – керамзитобетон слоем 25 см, утеплитель – минеральная вата 12 см, облицовка – керамический кирпич 12 см.

первый график для стены с облицовкой кирпичем без вент. зазора.

второй – вместо кирпича применена минеральная штукатурка слоем 1 см, увлажнение в несколько раз меньше.

третий – между минеральной ватой и облицовкой из кирпича имеется вентиляционный зазор, накопления влаги не происходит.

На практике влага по утеплителю стекает вниз, накапливается, идет через щели, ее можно сливать со стены пробурив отверстие…

Если применять пенополистирол плотностью выше 35 кг/м куб слоем обычной толщины, то надобность в вентиляционном зазоре отпадает, накопление влаги не происходит, вследствие минимального движения пара.

Но если несущая стена будет из пористых, паропрозрачных материалов, (газобетона и подобных), то в ней возможно подувлажнение в точке росы при любой конструкции фасада (точка росы будет находиться в основном в стене, ввиду повышенной теплоизоляции ее материала). Поэтому изнутри несущую стену из легких пористых материалов, обязательно защищают слоем пароизоляции. Но такая конструкция более дорогая и проблемная, поэтому пористые конструкционные материалы лучше применять в однослойных стенах.

Нужно отметить, что однослойная стена, например, из газобетона или поризованной керамики лишена подобных проблем.
Толщина утеплителя выбирается в соответствии с расчетом по необходимому сопротивлению теплопередаче стены, обычно находится в пределах 7 – 12 см, для пеностекла – до 15 см.

Какую конструкцию трехслойной стены выбрать

Для регионов с холодными зимами в случае применения паропрозрачных утеплителей минеральная вата или газобетон 100 кг/м куб наличие вентиляционного зазора в стене является обязательным, для обеспечения ее нормального состояния.

При этом вентиляционный зазор остается открытым под кровлей, а в нижней части стены для подачи воздуха оставляют незаполнеными вертикальные швы между кирпичами, применяют щелевой кирпич, таким образом, чтобы площадь отверстий была не менее 75 см кв. на 20 метров кв. кладки.

Минеральная вата плотностью до 80 кг/м кв. должна закрываться ветрозащитной супердиффузионной мембраной, которая препятствует продуванию ее слоя воздухом. Мембрана и слои ваты крепятся тарельчатыми дюбелями 10 шт. на м кв. в несущую стену.

ППС, газобетон, возводят с применение клея, в соответствии с рекомендациями выше. Дополнительная фиксация обычно 3 – 5 пластиковых дюбелей на метр квадратный.

В трехслойной стене рекомендуется применять кладочную сетку, которой связываются все слои (и кирпичная облицовка).
При этом шаг установки сетки по вертикали – 500 – 600 мм, по размерам плиты утеплителя (можно меньше). Если применяются стеклопластиковые связи, то их количество не должно быть меньше 4 шт. на метр кв., а шаг установки по горизонтали не более 500 мм., возле проемов, на углах шах установки связей уменьшается, до 8 шт. на м. кв.

Кирпичная облицовка армируется кладочной сеткой с шагом по вертикали не более 1,2 метра, с заводкой сетки в несущую стену.

Двери и окна располагают по глубине стены напротив границы утеплитель-несущая стена. В таком случае достигается лучшая экономия тепла на проемах, а также уменьшается риск запотевания стекол.

Выводы

Сейчас автоклавный газобетон низкой плотности теснит минеральную вату, ввиду того что он более экологичный и долговечный.

Применение газобетонных утепляющих панелей в трехслойной стене облицованной кирпичем и несущей стеной из тяжелых материалов представляется оптимальным. Но с этим утеплителем желательно делать вентиляционный зазор, так как сам материал восприимчив к увлажнению.
Применение тяжелых материалов для несущей стены избавляет от проблем с накоплением влаги в толще стены. Несущая стена из газобетонов высокой плотности должна ограждаться паробарьером изнутри при любой конструкции двух или трехслойной стены.
Минераловатные плиты лучше применить большой плотности, от 80 кг/м куб, без ветрозащитной мембраны, которая также является “слабым звеном” в конструкции, если учитывать ее неразборность.
Сократить затраты на строительство, уменьшить толщину стены можно если применить пенополистиролы для утепления без вент. зазора. Также у них меньший коэффициент теплопроводности, они могут применяться более тонким слоем, что в итоге даст экономию толщины до 5 – 8 см. Дополнительная экономия – кладка фасадного кирпича на ребро, толщиной слоя в 6 см. Но здесь требуются увеличение количества связей.

Применение в трехслойной стене пенополистиролов и минеральной ваты с низкой плотностью представляется неоправданной экономией.

Способы закладки анкеров

В процессе кладочных работ можно использовать разные способы фиксации несущей стены и облицовки. Первый метод обеспечивает простой монтаж анкеров, но имеет свои недостатки. В частности, при его использовании весь «пирог» стены должен быть возведен за один сезон.

Еще один момент – этот способ усложняет утеплительные работы и работы по кладке облицовочного слоя. При этом есть риск несовпадения горизонтальных швов облицовки и несущей стены. Если возникнет такая ситуация, то анкеры нужно будет гнуть. Важный момент – сгибание анкеров должно производиться только вверх.

Вторая методика фиксации технически сложнее, но при этом упрощаются работы по монтажу теплоизоляционного материала. Этот способ не требует возведения всего «пирога» в одно время и гарантирует совпадение швов фасадной и несущей стены.

При монтаже анкеров необходимо брать в расчет «проблемность» таких участков, как перемычки, углы стен, проёмы дверей и окон. В этих зонах анкеры устанавливаются в линейном порядке с шагом 30 см (по вертикали и по горизонтали). Важный момент – при закладке расстояние от края проёма до угла не должно быть меньше 15 см. Для всех остальных зон используется шахматный порядок установки анкеров.

Важно! Если планируется обустраивать в стене вентиляционный зазор, то в процессе закладки анкеров нужно использовать прижимной капельник.

Назначением этого элемента является надежная фиксация утеплителя к поверхности несущей стены. Кроме этого капельник обеспечивает отведение влаги.

Сколько потребуется анкеров на квадратный метр стены?

Среднее количество анкеров, которые используются при кладке – 4-8 штук на квадратный метр. При расчетах учитываются такие факторы, как высота и длина стены, степень нагрузки, которую создаёт ветер, а также использование каких-либо декоративных фасадных элементов, утяжеляющих конструкцию. В среднем рекомендуется использовать 5 анкеров на 1 кв.м. стены, однако подсчет их количества всё же стоит доверить специалисту.

Как утепляются трехслойные стены

Конструкция стены в три слоя весьма популярна. У таких стен отличный внешний вид, они долговечные, практичные, хорошо утеплены. Рассмотрим подробнее, как трехслойная конструкция возводится, как закладывается теплоизолятор внутри.

Внутренний слой из тяжелых материалов?

Трехслойная стена состоит из трех слоев. Первый слой (изнутри здания) несущий, рассчитывается на прочность, должен быть выполнен по проектным решениям, из крепких материалов требуемой толщины.

Этот слой не рекомендуется предусматривать из материалов имеющих низкую теплоемкость, так как понижение внутренней теплоемкости здания снижает комфортность.

Возведение этого слоя из гидрофобных (боящихся воды) материалов, например газобетона, керамзитобетона, требует особого контроля за обеспечением вентиляции или других мероприятий направленных на недопущение повышения его влажности.

Увлажнение может существенно снизить долговечность стен или даже повлечь за собой аварийную ситуацию, — нельзя допускать подобных ситуаций.

По сравнению с кирпичной кладкой легкие бетоны не дают большой экономии, особенно когда речь идет о трехслойной стене. Но проблемы могут создать существенные.

Применение кирпича

Обычный материал для внутреннего слоя – керамический кирпич. Чаще согласно проектному расчету для 1 -2 этажного здания достаточно толщины несущего слоя в 36 см, что соответствует кладке в 1,5 кирпича.

Но в соответствии с особыми мероприятиями, которые могут предусматриваться проектом, несущий слой одноэтажного здания (с мансардой) может быть выполнен и в один кирпич — до 25 см толщиной.

Наружный слой — фасадный, обычно делается из твердого облицовочного кирпича с морозоустойчивостью не ниже F50, имеющего отличный внешний вид.

Выкладка ведется обычно в пол кирпича с расшивкой швов (фигурными швами), толщина слоя 12 см. Но возможен вариант выкладки толщиной слоя и в 6 см специальным фасадным кирпичем или в ? обычного кирпича.

Связи слоев сквозь утеплитель

Между наружным и внутренними слоями трехслойной стены должны присутствовать множество механических связей. Достаточно предусмотреть гибкие связи. Жесткие из кирпича будут значительными мостиками холода, и утепление стены потеряет смысл.

Гибкие связи делаются из стекловолоконной арматуры или подобного не растягивающегося с течением времени материала. Их коэффициент теплопроводности составляет около 0,5 Вт/мС.

Для сравнения, стальная арматура такого же диаметра имела бы коэффициент теплопроводности на уровне 50 Вт/мС. Связи закладываются в швы между кирпичами на глубину в кладку 7 – 8 см.

Расстояние между связями по длине стены составляет 50 – 100 см, а по высоте обычно принимается 50 – 60 см. Чем толще слой утепления, чем больше расстояние между наружным и внутренними слоями, тем выше плотность установки связующей арматуры.

Какой утеплитель применить для трехслойной стены

Трехслойная стена является не разборной конструкцией. Замена, ремонт утеплительного слоя в ней будет крайне дорогим и проблематичным делом. Поэтому во время строительства стены нужно применить сразу же самые надежные утеплительные материалы.

Специалисты сходятся во мнении в том, что плотные минераловатные плиты лучше подходят для трудноремонтируемых конструкций длительной эксплуатации. И причин в пользу их выбора несколько.

Преимущества минеральной ваты

• Качественные плиты из базальтовой ваты от известных производителей плотностью от 60 кг/м куб не растягиваются, не меняют форму со временем.
• Срок службы минералов большой, фактически такой же, как и у кирпича.
• Минераловатные плиты не едят грызуны, в них не селится живность, что критически важно для конструкции, которая не поддается ремонту.
• Необходимо применять гидрофобизированные плиты, с водопоглощением не более 1% по объему, чтобы возможная роса не навредила утеплителю со временем.

Полистиролы, полиуретаны тоже возможный вариант, но с ними, по крайней мере, нужно принять особые меры по недопущению живности внутрь стены, что не всегда возможно, да и прекращение оттока пара через стену, хоть и небольшой, но все же шаг в не лучшую сторону по всем показателям…

Сколько потребуется утеплителя

Толщина слоя утеплителя рассчитывается исходя из нормативных требований по сопротивлению теплопередачи для данного региона. Например, сопротивление теплопередаче кирпичной стены из полнотелого кирпича составит 0,36 м / 0,7 Вт/мС = 0,51 м2С/Вт.

Для умеренного климата средней полосы сопротивление теплопередаче стены должно быть не менее 3,1 м2С/Вт.
Тогда сопротивление теплопередаче слоя утеплителя должно составить 3,1 – 0,5 = 2,6 м2С/Вт.

Толщина слоя утеплителя составит 0,04х2,7=0,1 метра. Принимаем к утеплению плиты из базальтового волокна толщиной 10 см.
Принятый к расчету их коэффициент теплопроводности на уровне 0.04 Вт/мС больше на 10 процентов, чем заявляет производитель. Здесь учитывается реальное увлажнение плиты во время эксплуатации на стене.

Выше приведен упрощенный расчет требуемой толщины утеплителя для ограждающей конструкции. Но в большинстве случаев, для частного строительства и решения бытовых вопросов утепления, точность этого расчета вполне приемлема.

Обеспечение вентиляционного зазора над утеплителем

Паропрозрачный утеплитель в трехслойной стене должен постоянно вентилироваться. Для нормальной вентиляции, беспрепятственного движения воздуха над утеплителем, величина вентиляционного зазора между слоем утепления и наружным слоем должна быть не менее 3см.

Для фиксации утеплителя и его постоянного прижатия к внутреннему слою, на межслойные связи поверх утеплителя надеваются пластиковые фиксаторы.

Внизу и вверху фасадного слоя делаются вентиляционные отверстия. Холодный воздух будет поступать к утеплителю через нижние продухи, далее, за счет нагрева от тепла поступающего сквозь утеплитель, возникнет устойчивая тяга вверх, вследствие чего утеплитель будет постоянно проветриваться. Необходимая площадь воздухоподающих отверстий не менее 40 см кв. на 10 м кв. стены. Такая же площадь и у воздухоотводящих.

Предотвращение продувки слоя

Для отдельных видов утеплителя производителем предусматривается применение супердиффузионной мембраны, роль которой предотвратить выдувку волокон утеплителя.

Если плиты нуждаются в подобной защите, значит утеплительный слой в процессе строительства должен быть накрыт такой мембраной с паропроницаемостью не ниже 1700 г/м2 сутки.

Также специалисты настоятельно рекомендуют применять ветрозащитную мембрану в системе вентилируемый фасад для предотвращения конвекционных утечек тепла из утеплителя (20% и больше) при плотности плит менее 80 кг/м куб в ветровых зонах до 5 и плотности плит 180 кг/м куб в любых ветровых зонах и для высотных зданий.

С пенополистиролом меньше проблем?

Как видим, минераловатные плиты в трехслойной стене применяются по проверенной технологии «вентилируемый фасад». Применение вдуваемого пенополиуретана или плит из экструдированного пенополистирола позволит уменьшить общую толщину стены за счет меньшей на 20 процентов толщины утеплителя (меньше коэффициент теплопроводности) и отсутствия вентиляционного зазора.

В этом случае прочные слои окажутся разделенными по пару, парообмен каждого слоя будет происходить внутри «своей» атмосферы. Но, как указывалось выше, присущие пластмассам недостатки в целом не делают их применение предпочтительным.

Остается заметить, что плиты перекрытий не должны внедряться в утеплитель и не выходить за внутренний слой стены. В процессе строительства недопустимо применить пародиффузионную мембрану низкого качества, уменьшить вентиляционный зазор, или не обеспечить вентиляционные отверстия в наружном фасадном слое.

Необходимые инструменты и материалы

Перед тем как начать кладку кирпичных стен с утеплителем необходимо приготовить чертеж, где указывается взаимное расположение элементов, основные габариты и расстояния. Также нужно запастись достаточным количеством утеплителя. Можно воспользоваться таблицей теплопроводностей основных материалов. Чем больше значение этого параметра, тем толще должен быть слой утеплителя.

Также для проведения работ понадобятся следующие инструменты:

• армирующая сетка;
• емкость для смеси;
• гидроизоляция из рулонных битумных материалов;
• строительные анкерные болты;
• уровень;
• инструмент для шпатлевки;
• кельма;
• отвес.

Необходимо запастись кирпичом для возведения самих стеновых конструкций. При трехслойной кладке фасадная часть делается из специальных облицовочных сортов.

Технология строительства стен с утеплителем внутри

Сначала на фундамент укладывают гидроизоляционную отсечку, предотвращающую намокание утепляющего слоя. Размечают границы основания и производят кладку внутренней стенки. В качестве материала используется полнотелый кирпич. Способ работы традиционный для стен несущего типа. Если работы производятся в регионе с холодными зимами, конструкцию можно сделать более толстой (в полтора кирпича).

Когда высота несущей части достигнет примерно метра, начинают выкладку наружной стены с облицовочным слоем. При этом соблюдают указанные в чертеже расстояния. Между двумя стенами должно оставаться пространство, куда будут насыпать или крепить утеплитель. Соединяться они могут кирпичными перемычками либо арматурно-анкерными связками.

Смонтировав связующие компоненты, производят засыпку или закрепление утеплителя. Если используются материалы в листовой форме, их устанавливают в зазор, а затем скрепляют с несущей стенкой посредством дюбельных гвоздей с пластмассовыми шляпками. Установив утеплитель, продолжают выкладку следующих рядов обеих стен на высоту 0,6-1,2 м. После этого снова организуют перемычки и размещение теплоизоляционного материала. Так продолжают до достижения стенами требуемой высоты.

Трехслойные утепленные стены хорошо подходят для местностей с холодными зимами. Снаружи такое здание выглядит как сплошная кирпичная стена. Использование облицовочных пород освобождает от необходимости в покраске или ином дополнительном покрытии.