Пирог стены дома

Термин «пирог стены» хорошо известен строителям и проектировщикам. Суть его сводится к тому, что стена дома на сегодняшний день все реже подразумевает просто несущую конструкцию и все чаще являет собой сложную и многослойную конструкцию из разных материалов. В основном стена дома – это конструктивный материал и утеплитель. Сочетание слоев выбирается в соответствии с требованиями, которые заказчик предъявляет к будущей постройке.

Ситуация с созданием пирога стены дома далеко не всегда была таким сложным делом, как в настоящее время. Долгое время пирог стены насчитывал не более 3-х слоев, а именно: несущая кирпичная или каменная кладка, два наружный и внутренний слои штукатурки. Особым аскетизмом отличался советский период в строительстве, при котором основными критериями были скорость возведения домов и их низкая себестоимость. Сегодня ситуация изменена на законодательном уровне. Специальным приказом, пишет iBud.au, №247 изданным еще 27 декабря 1993 г. Минрегион Украины ввел в действие новые нормативы, касающиеся свойств теплопередачи ограждающих конструкций при жилищном строительстве, реконструкции, а так же капитальном ремонте. В соответствии с этим документом начиная с 1 января 1994 г. потери тепла через ограждающие стены во вновь построенных домах должны быть снижены в 2,5-3 раза. Поэтому жилых домов без наружной теплоизоляции сейчас уже не строят, но там где возможно обходятся без излишеств.

Другое дело, когда речь идет о строительстве дома «для себя». Тут учитываются не только экономические факторы, но надежность и уровень комфорта. Правильный расчет пирога стены должен обеспечить не только ее несущие возможности и запас прочности, но и необходимый уровень теплоизоляции, паропропускающую способность, степень огнестойкости. Наконец, выбор того или иного варианта пирога стены позволяет снизить давление на фундамент, что в свою очередь сэкономить на строительных работах нулевого цикла. Рассмотрим несколько вариантов пирога стены, применимых для частного строительства в средней полосе Украины.

Таблица. Варианты пирога стены дома

Пирог стены №1	Пирог стены №2	Пирог стены №3:
- штукатурка, или известковый раствор (30-35 мм); - полнотелый красный кирпич (250 мм); - пенопласт плотностью ПСБ 25 (100-120 мм); - лицевой керамический кирпич (120 мм); - связи: оцинкованная стальная сетка (диаметром 4-5 мм).	- штукатурка 20-25мм; - кирпич красный полнотелый (370 мм); - пенопласт ПСБ 25 (80 мм); - стальная сетка (диаметром 4-5 мм); - штукатурка 10-15мм; - лицевой клинкерный кирпич (120 мм).	- штукатурка 10-15мм; - пустотелый керамический кирпич (500 мм); - пенопласт ПСБ 25 (70-80 мм); - штукатурка, или известковый раствор (15-20 мм); - декоративная штукатурка 10мм.

Количество комбинаций материалов в пироге стены может насчитывать десятки, если не сотни. Это могут быть сочетания из таких материалов: кирпич, бетон или газобетон, дерево, пенопласт или минеральная вата, различные виды облицовки и штукатурки. В конечном счете, любое сочетание материалов в пироге стены дома преследует три основные цели:

- достижение конструктивной прочности;
- экономия средств на материалах;
- экономия энергии на поддержании в доме оптимального климата.

Принимать решение о том, какой вариант выбрать для конкретного дома, владелец дома должен совместно со специалистом, изучив несколько сравнительных вариантов, сопоставив их по теплотехническим характеристикам, по прочности и сопоставив со своими финансовыми возможностями. Выбор пирога стены – это один из немногих случаев, когда будущий владелец дома не должен делать самостоятельно.

Расчет пирога несущей стены дома должен выполнять специалист. Главное в данном вопросе – не делать явных конструктивных ошибок. Так привязать облицовочный слой к несущей стене можно сотней разных способов. Правильное комбинирование материалов, в конечном счете, заключается в том, чтобы паропроницаемость конструкции либо вообще не менялась в зависимости от толщины пирога стены, либо увеличивалась по направлению к наружной стороне здания. Материалы пирога должны быть менее пористыми со стороны помещения и более пористыми с внешней стороны дома.

Принципиальным вопросом при выборе варианта пирога стены дома является взаимное сочетание материалов по показателям долговечности. Как показывает практика, применение конструкций, выполненных исключительно из керамических изделий на сегодняшний день оказалось экономически неоправданным из-за значительной толщины стен. Выполним расчет толщины кирпичной стены, которая будет соответствовать сегодняшним нормативам по теплоизоляции, например, для дома в киевской области:

- вводные данные: теплопроводность кирпичной стены (кирпич полнотелый, кладка на цементно-песчаном растворе) 0,7 Вт/(м*К) (согласно ДБН В.2.6-31:2006), сопротивления теплопередачи ограждающей конструкции для киевской области 2,8 м2*К/Вт;

- расчет толщины кирпичной стены: 0,7*2,8=1,96 м.

Таким образом, толщина кирпичной стены дома должна быть 1,96 м. Толщина однослойной стены из современного керамического пустотного кирпича (сегодня выпускается кирпич с теплопроводностью 0,36 Вт/(м*К)) будет в два раза меньшая. Толщина такой кирпичной стены, утепленной пенопластом, будет еще в три раза меньше (при толщине кирпичной стены 0,25м необходимо ее утепление пенопластом приблизительно толщиной 0,1м; общая толщина стены будет около 0,35м).

Чтобы понимать свойствама ограждающей стены дома, нужно иметь четкое представление о свойствах основных строительных материалов. У современных стеновых материалов есть как полезные, так и проблемные качества. Некоторые из них помогают сделать дом комфортным, а с другими приходится бороться.

Основные свойства строительных материалов для стен дома:

- вес. Материалы могут быть тяжелыми: кирпич, бетон (кирпичный дом площадью 250 метров даже с тонкими стенами и утеплением, может весить двести-четыреста тонн), легкими: газобетон, дерево;

- теплопроводимость. Стеновые материалы могут хорошо проводить тепло или наоборот являться теплоизоляторами;

- паропроницаемость (паропроницаемыми или полностью гидроизолированными). Высокая паропроницаемость означает, что влага, имеющаяся внутри дома, может впитаться в стены и через них выйти наружу. Утеплитель не должен этому препятствовать. В то же время многие владельцы домов, равно как и проектировщики зацикливаются на этой проблеме. Если разобраться, то проще, пожалуй, открыть окно на пол часа, чем возводить стену со специальными свойствами. Не говоря уже о том, что в случае пирога стены, который обеспечивает высокую паропроницаемость, влага с таким же успехом может попасть и с улицы в жилое помещение.

- теплоемкость. Ряд стеновых материалов являются достаточно теплоемкими: кирпич, бетон. Они могут долго накапливать тепло, но и отдавать его так же долго. Кирпичная стена дома, накапливаяющая тепло за день на солнце, будет еще не день и не два излучать это тепло как в открытое пространство, так и внутрь помещения. Но за счет этого сглаживать перепады температуры без дополнительных расходов энергии не получится;

- гигроскопичность. В случае, когда наружная стена дома гигроскопична, то это создает большую опасность. Дело в том, что при заметной протечке или намокании вес стены значительно увеличится. Возникает опасность обрушения или возникновения трещин в стенах и фундаменте. Это может сделать дом непригодным для жилья. Гигроскопичность сильно влияет и на теплопроводность. Чем больше воды абсорбировалось в материале, тем выше его теплопроводность и хуже теплоизоляционные свойства;

- морозостойкость. Надо отметить, что морозостойкость стеновых материалов существенно зависит от их гигроскопичности.

Таблица. Сравнительные характеристики некоторых стеновых материалов

Материал для стены	Плотность, кг/м3	Коэффициент теплопроводности, Вт/(м*К)	Толщина стены при сопротивлении теплопередачи Rтп=2,8	Вес 1м2 стены, кг
Кирпич глиняный полнотелый	1750	0,81	2,3	4375
Кирпич глиняный с пустотностью 20%	1400	0,43	1,2	1900
Кирпич силикатный	1800	0,87	2,4	4860
Кирпич глиняный поризованный	800	0,19	0,5	450
Ячеистый бетон (автоклавный)	500-600	0,17-0,19	0,48-0,53	238-320
Керамзитобетон	500-1200	0,23-0,52	0,64-1,5	322-1747
Полистиролбетон	150-450	0,05-0,1	0,14-0,28	21-126
Древесина	500-600	0,14-0,18	0,4-0,5	196-302

Анализ таблицы показывает, что практически ни один материал не может обеспечить достаточное сопротивление теплопередачи при разумной толщине стены. Компромиссным вариантом есть ситуация, когда стена имеет слой кирпича достаточный для обеспечения механических несущих свойств, а необходимое значение по теплопроводности достигается за счет внешнего утеплителя. Это обеспечивает и разумную толщину пирога стен, и хорошие теплоизоляционные свойства, и высокую теплоемкость всего дома.

Пенопласт проложенный внутри пирога кирпичной стены может существенно улучшить её теплоизоляционные свойства, но пенопласт сложно заложить в стену без значительных зазоров. Кроме того, такой пирог стены ухудшает ремонтопригодность дома. Для замены теплоизоляционного слоя (если такая необходимость возникнет) часть стены придется разрушить.

Одним из слоев пирога могут быть поризованные керамические блоки. По своим характеристикам они достаточно близки к стенам из газобетона, т.е. по эксплуатационным свойствам это уже не совсем кирпич. Но и его пористость не решает задачи теплоизоляции дома в достаточной мере. Кроме того, на такой стене сложно закрепить что-либо тяжелое. В пористой структуре плохо держаться дюбеля.

Стены из пустотелого кирпича занимают промежуточное положение между стенами из полнотелого кирпича и газобетона. Они легче, но тоже нуждаются в наружном утеплении. Поэтому при расчете тепловой эффективности пирога стены, в основном анализируют свойства теплоизоляционных материалов.

Необходимо серьезное внимание уделять защите утепленных стен от влаги – и снаружи, и изнутри. Здесь возможно использование двух вариантов конструкции с тонкими несущими стенами и наружным утеплением. Стена может быть возведена, например, из легких керамзитобетонных блоков. Но можно и всю толщину стены набрать из керамзитобетона. В этом случае стена получается достаточно толстой (более 70 см), но и никакой возни с заменой утеплителя лет через 25-30 не будет.

В отделе ограждающих конструкций украинского НИИСК iBud.ua сообщили: Себестоимость многослойного пирога стены при возведении ограждающих конструкций оказывается существенно ниже, чем если бы те же показатели по теплоизоляции достигались путем увеличения толщины стены, выложенной из полнотелого или пустотелого кирпича. Стена в 1,5 кирпича плюс 100-120 мм пенополистирола по своим теплоизолирующим качествам практически эквивалентна кирпичной кладке толщиной от 1,5 до 2 метра. Не говоря уже о том, что такая конструкция на порядок легче и оказывает значительно более низкое давление на фундамент. Если же говорить о себестоимости, то цена погонного метра пирога такой стены оказывается ниже на 40-50%, чем при простом наращивании толщины стены. Кроме того, за счет толщины стены экономится внутреннее пространство в помещении. Любой квалифицированный специалист-теплотехник в состоянии сделать расчет, который покажет насколько снизятся расходы на отопление или охлаждений помещения при том или ином пироге стены дома. Более того, реально просчитать, как скоро окупятся затраты на возведение такой стены за счет сокращения расходов на энергоносители. Европейские эксперты приводят сроки от 5 до 7 лет, но мы думаем, что окупаемость утепленного пирога дома и меньше, учитывая постоянный рост цен на газ и другие энергоносители. Более того, эти строки будут сокращаться еще больше, поскольку ужесточение норм энергосбережения набирает силу. Сегодня в Украине действуют нормы ДСТУ 2006 года, но они все еще более мягкие, чем в Европе. К сожалению, в частном строительстве контороль за соблюдением нормативов существенно ниже, чем в гражданском строительстве, а многие показатели там вообще не нормируются, вплоть до применения пенополистирола для внутреннего утепления.

Возможно утепление дома за счет ограждающих стен на основе газобетонных блоков. Сегодня это достаточно дешевый каменный строительный материал. Однако такой пирог стены едва ли будет наиболее прочным среди всех возможных вариантов. Основная проблема - высокая гигроскопичность газобетонных блоков. При кладке газобетона на стандартный раствор он быстро впитывает воду, в результате прочность стен может оказаться ниже расчетной.

Более рациональной может быть конструкция пирога стены, когда пенобетон используется как заполнитель между двумя несущими стенами, например, железобетонными. Капитальность домов, построенных из газобетона в чистом виде, несмотря на активную рекламу производителей подвергается серьезным сомнениям. Хрупкость газобетонных блоков известна всем, кто хоть раз держал их в руках. Разбиваются они не только молотком, но иногда и руками. Не говоря уже о том, что газобетонный блок толщиной 30 см пробиваются на вылет из охотничьего ружья. Поэтому говорить о том, что такой дом простоит 100 лет можно только в рекламном проспекте. Действительным плюсом газобетона является низкий вес и высокая теплоизоляция. Поэтому пирог стены, где несущим элементом является газобетон, в ряде случаев может обойтись без дополнительного утепления, но едва ли может обойтись без наружного оштукатуривания или облицовки клинкерным кирпичом. Вместе с тем, применение многослойных ограждающих конструкций имеет и свои проблемные стороны.

При комбинации несущего материала стены с утеплителем, располагаемым внутри стены в виде вкладышей или же наружного слоя, достаточно сложно предсказать поведение ограждающей конструкции. Долговечность такой многослойной стены будет ограничиваться долговечностью утеплителя. Существенная неопределенность зачастую присутствует и в технологии укладки утеплителя. Поверхностный осмотр объектов, где утеплитель укладывался с отступлениями от технологии, показывает значительные и быстро возникшие нарушения целостности утепляющего слоя, появление незаполненных изолятором воздушных пространств, явление «оседание» утеплителя и его срыв с креплений на стенах.

Рассчитывая конструкцию пирога стены необходимо так же задаваться вопросом ее ремонтопригодности, чтобы не пришлось разобрать полдома для замены одного листа минеральной ваты. Однослойные стены сейчас действительно встречаются все реже из-за низких энергосберегающих свойств. Но основным преимуществом однослойной стены является предсказуемость ее свойств, в то время как прогнозированность свойства и долговечности многослойной стены вещь гораздо более сложная. Прогнозировать еще сложнее, если пирог стены состоит из многих слоев разнородных материалов.