Строительные материалы и изделия
В процессе проектирования необходимо определиться со строительными материалами. При подборе строительных материалов следует использовать их свойства наиболее эффективно с учетом их основной функции в конструкции здания.
Строительные материалы несущего остова здания. Несущий остов, воспринимающий вес постройки, ветровые, сейсмические и другие нагрузки, изготавливают из тяжелых долговечных материалов — бетона, железобетона, кирпича, природного камня, а также из дерева (1-2 этажа) и металла. Эти материалы выдерживают работу на сжатие. Кроме прочности, они должны удовлетворять требованиям долговечности и огнестойкости. Горизонтальные несущие элементы любого остова (перекрытия, перемычки, ригели и др.) выполняют из материалов, хорошо работающих на изгиб — железобетон, металл, дерево.
Бетон используют в виде крупных стеновых блоков (шлакоблоки), железобетон — как сборный (в основном для фундаментов, перекрытий, оконных перемычек), так и монолитный. Из него выполняют фундаменты, стены, перекрытия, перемычки, ступени и другие конструктивные элементы здания.
Кирпич, очевидно, самый распространенный в современном строительстве материал. Малоэтажные жилые дома строят из глиняного и силикатного кирпича. Для облицовки стен или для декоративных деталей используют сочетания кирпичей разного цвета и фактуры. Лицевой кирпич позволяет создавать качественные поверхности стен.
Природный камень (известняк, песчаник, туф) применяют, если он имеется поблизости. В современной практике стены из натурального камня не получают распространения, его применяют больше для облицовки цоколя и стен как снаружи, так и интерьере.
Деревянное домостроение характерно для архитектуры жилища в России. Сегодня оно привлекает высокими экологическими качествами. Строительство жилых домов из бревен, оци-линдрованных бревен, бруса, клееного бруса получает новое дыхание. В качестве стенового материала используется обработанный ствол дерева. Более экономично использование досок для каркасных жилых зданий на основе каркасно-щитовых технологий. Основная проблема в деревянном строительстве — обеспечение качества древесины, хорошей просушки, отсутствия древесных жучков и гниения. Слабая сторона деревянных домов их огнеопасность и недолговечность, плохая влагостойкость. Пропитка антипиренами необходима, но она эффективна лишь при заводской обработке и со временем огнестойкость теряется.
Деревянные дома обычно стоят 20-25 лет, при хорошем выполнении строительных работ (гидроизоляция и проветривание стен), а также облицовке кирпичом, можно продлить срок жизни дома.
Металлические колонны круглой и прямоугольной формы из стандартных профилей чаще применяют как элемент остова, хотя применение металлического каркаса может быть эффективным в недорогом и высококачественном жилище.
Основное условие защита конструкций от огня. Защищают металлические конструкции специальными красками, обшивкой несгораемым материалом или прячут в толщу стены.
Строительные материалы ограждающий конструкций здания. Ограждающие конструкции должны отвечать требованиям тепло-, звукоизоляции, влагостойкости, долговечности и огнестойкости. Они испытывают на себе влияние холода, тепла и воды. Для ограждающих конструкций применяют легкие бетоны (ячеистый бетон, керамзитобетон, пенобетон, газобетон), керамический кирпич, а также местные материалы (кирпич, камень, дерево). Прогрессивными материалами являются бетонные блоки, в т.ч. пустотелые, панели «сэндвич», многослойные наружные стены.
Традиционный и создающий наиболее здоровые условия проживания материал ограждающих конструкций — дерево. Однако оно не везде является распространенным и имеет известные ограничения. Бревенчатые стены придают дому характерную пластику и цветовое решение. Конструкции дома формируются из блоков — срубов, имеющих размеры я пределах 6-8 м. Окна и проемы для дверей небольшие, чтобы не нарушать несущие способности наружной стены.
В капитальном домостроении значительную перспективу имеют легкие бетоны. Пенобетонные наружные стены имеют сравнимые с деревом теплотехнические и экологические характеристики, и не горят. Пенобетон используется в виде крупных блоков и плит, в виде монолитной заливки пустот между опалубкой. В качестве опалубки можно использовать кирпичную стену толщиной в полкирпича или не снимаемую опалубку из цементыо-стружечных плит. Необходимо заметить, что устоявшихся технологий строительства (а не производства пенобетона) из этого материала пока нет. Пенобетонные стены требуют обязательной облицовки, а некоторые виды (газобетон) боятся влаги.
Самый надежный и долговечный дом — кирпичный. Наружные стены долговечны, их можно штукатурить, красить и оставлять с кирпичной фактурой. Основная проблема сегодня— это необходимость утепления.
Строительные материалы покрытия здания. Покрытие малоэтажного жилого дома состоит из конструкции крыши и кРовли. Крыша обеспечивает несущие качества покрытию, создает условия для работы кровли. Кровля защищает постройку от природных воздействий — дождя, снега, ветра, солнца.
Крыша в малоэтажных жилых зданиях с давних времен образуется наклонными плоскостями — скатами. Скатная крыша обеспечивает слив (летом) или сползание (зимой) осадков, что удлиняет срок ее службы. Водосток наружный по карнизам неорганизованный или организованный. В любом случае вынос карниза (30-50 см и более) должен защищать стену от потоков воды. В односемеиных жилых дома применяют скатные крыши различной формы: односкатные (для хозпростроек и вспомогательных сооружений), двухскатные (для экономичного жилища), четырехскатные (для более крупных домов), полувальмо-вые двухскатные и полувальмовые четырехскатные (для больших традиционных зданий), мансардные, и сложные многощипцовые крыши для особняков и вилл.
Плоская крыша может быть использована лишь при хорошем качестве строительных работ для районов с малым количеством осадков, или для выражения модернистских архитектурно-художественных идей. Основное достоинство плоской.крыши — возможность ее эксплуатации в качестве террасы, цветника, спортплощадки, солярия. Сложности обусловлены необходимостью устройства внутреннего водостока (водосточная труба размещается внутри здания) и ненадежностью в российском климате.
Конструкцию крыши выполняют в основном из дерева, а также с металлическими стропилами.
Конструктивное решение скатное кровли может с наслон-ными или висячими стропилами. Наслонные стропила работают как балки, на изгиб, опираются на стены дома или ригели (продольные балки). Разница отметок опирания стропил (стропильных ног) образуют уклон ската кровли. Висящие стропила соединяют по низу опирания, образуя треугольник, в котором нижняя сторона (затяжка) работает на растяжение.
Фактически получается простейшая ферма. Стропила размещают с шагом 0,6-1,2 м. Уклон стропил определяет замысел проекта, природные условия района строительства и вид кровельного покрытия. Например, применение кровельного покрытия — гибкой черепицы «Katepal» допустимо, если угол наклона крыши не меньше 11,5°. Стропильные ноги снизу упирают на маэурлат, массивный брус, лежащий на срезе стены. Верх стропил соединяют в коньке продольным брусом для жесткости. По стропильной конструкции устраивают обрешетку из брусьев сечением 50×50 мм, либо сплошную из обрезных досок.
Конструктивно решение плоской кровли не отличается от железобетонного перекрытия, сборного или монолитного. На покрытие укладывают утеплитель насыпной (керамзит, вермикулит, перлит), либо плитный (минераловатные плиты), затем цементно-песчаной стяжкой задают необходимый уклон для стока воды от стены парапета к ендове водосточной трубы. По образовавшейся поверхности укладывают рулонные материалы.
Форма крыши — это пятый фасад жилого дома, завершает тему вертикали в доме. Красивое решение пятого фасада дома способствует органичной связи человека с Вселенной, является необходимым элементом здоровой и благоприятной для людей архитектуры.
Кровля покрывает конструкцию крыши, ее выполняют из рулонных материалов (рубероид, пергамин и т. п.), штучных (черепица, металлочерепица, мягкие кровельные плиты) и листовых (шифер, кровельное железо, асбестоцемент и др.). Рулонные кровельные материалы созданы для плоских кровель и для гидроизолирующих слоев скатных, могут быть применены в наклонных крышах в хозпростройках.
При устройстве кровли следует устраивать пароизоляцию из слоя рулонного кровельного материала. Пароизоляция предохраняет утеплитель от попадания влаги из помещений. В плоских кровлях — это первый слой кровли, его располагают прямо на конструкции покрытия, в скатной кровле пароизоляция следует сразу за внутренней обшивкой стропил (при мансардной ^ крыше), либо за обшивкой балок покрытия (при чердачной крыше). Теплоизоляция находится за пароизоляцией. Она должна быть всегда сухой, поэтому ее вентилируют с помощью устройства воздушных зазоров (около 20 мм) и укрывают сверху гидроизоляцией. В чердачных крышах утеплитель входит в конструкцию покрытия над жилыми помещениями, в мансардных крышах находится в конструкции крыши между стропилами.
Кровельное покрытие должно быть абсолютно герметично, долговечно, морозостойко, пожаробезопасно, иметь отличное шумопоглощение и не подвергаться коррозии и гниению. Не меньшее значение имеет вес кровельного покрытия, так как от этого будет зависеть конструкция крыши. Известно, что керамическая и бетонная черепицы имеют большой вес, рулонные кровли, гибкая черепица, шифер — малый вес. Не последнее место по значению занимает эстетика кровельного покрытия. Цвет, фактура и дизайн покрытия должны обеспечить гармонию с архитектурным решением и с природой.
Отделочные материалы. Отделка жилого дома — трудоемкий, дорогой процесс завершения строительства. Для застройщика — это еще реальная возможность проявить свое творчество и вкус при выборе материалов. Отделочные материалы формируют те поверхности и плоскости, которые будут воспринимать непосредственно всеми органами чувств жители дома и их гости.
Отделочные материалы как наружные, так и внутренние Должны быть долговечными, удобными в эксплуатации и отвечать требования эстетики. Применение долговечных материалов (лицевого кирпича, керамической плитки, естественного камня) сокращает эксплуатационные расходы. Для отделки жилища применяют керамические и стеклянные плитки, лицевой кирпич, штукатурку и покраску, дерево, обои, линолеум, сайдинг и другие, уделяя при этом внимание экологическим требованиям.
Для экономии энергетических затрат используют особые материалы с защитными и отделочными функциями: стекло фотохромное, электрохромное, с пленками оксидов металлов, пенопласты и т. п.
Теплоэффективность конструкций жилого дома. При проектировании конструкции жилого дома наряду с требованием прочности и устойчивости следует обратить внимание на тепло-эффективность наружных стен.
Современные экологические подходы обязывают проектировщика проводить мероприятия по сбережению энергии и уменьшению загрязнения жилой среды. Устройство дома теплым позволяет сократить эксплуатационные расходы и улучшить гигиенические условия проживания (рис. 1).
Сегодня толщину наружной стены и ее конструкцию определяют не несущая способность материала и самой стены, а ее возможность обеспечить комфортную для проживания температуру помещений независимо от окружающих природно-климатических условий. Так, толщина кирпичной стены в двухэтажном доме по несущей способности может не превышать 380 мм (полтора кирпича), а по требованиям теплозащиты согласно действующим строительным нормам кирпичную стену следует брать толщиной около 2 м (!). Жилой дом должен быть теплым за счет архитектурно-планировочного решения, правильного подбора ограждающих конструкций и тщательности выполнения строителями всех узлов и деталей.
Стеновой остов жилого дома, который выполняется из тяжелых строительных материалов, хорошо пропускающих холод, должен быть утеплен снаружи. Возможно утепление изнутри и также расположение утепляющего слоя внутри стены. При утеплении дома снаружи обеспечивается непрерывность теплового контура здания, однако утеплитель закрывают какой-либо декоративной поверхностью — штукатурят по пластиковой сетке (мокрая технология) и затем красят, закрывают облицовочным материалом (сайдинг, вагонка, керамические плитка или плиты ДСП) на деревянном каркасе поверх утеплителя. Утепление изнутри оставляет фактуру и цвет стенового конструктивного материала (лицевого кирпича), однако возможно появление так называемых мостиков холода. Утепление наружной стены изнутри уменьшает полезную площадь помещений. Утепление несущей стены с помощью внутреннего слоя наиболее сложно в изготовлении, так как несущая способность стены ослабляется; достигается особым конструктивным решением стены — с ко-лодцевой кладкой или с воздушной прослойкой.
В каркасных домах утепление наружной стены решается безболезненно: применяют легкий стеновой материал (например, пенобетон), либо между стойками каркаса зашивают эффективный утеплитель.
В любом случае следует обратить внимание на отсутствие мостиков холода. Они образуются в ограждающей конструкции, если меняется толщина теплоизолирующего слоя. Наиболее характерны места опирания перекрытия на стену и врезка наружных конструкций (лоджии, террасы, козырька) в стену дома. Для полной теплоизоляции жилого дома следует утеплить его снизу и сверху, также защитить все проемы (окон и дверей). Это обеспечит замкнутость теплового контура и его повышенную теплоэффективность.
Лакокрасочные покрытия применяют для отделки деревянных поверхностей и защиты металлических конструкций от коррозии. Они представляют собой природные или искусственные материалы, в состав которых входят: а) красящее вещество (пигмент); б) связующее вещество, благодаря которому тонкий слой пигмента удерживается на окрашиваемой поверхности; в) затворители, которые придают красочному составу необходимую консистенцию; г) сиккатив — вещество, ускоряющее процесс высыхания красок; д) наполнители, включаемые для удешевления состава. В зависимости от связующего вещества краски могут быть известковые, клеевые, масляные, казеиновые, эмалевые и др.
Каждое красящее вещество имеет свой цвет. Обычно применяют смесь двух красок и более. Пигменты бывают минерального природного происхождения — мел, охра, сурик железный, графит, или минерального искусственного происхождения, получаемые путем химической переработки минерального сырья — белила цинковые, крон цинковый, ультрамарин, лазурь, оксид хрома и др. Органические пигменты представляют собой синтетические красящие вещества органического происхождения. Они обладают высокой красящей способностью, чистотой цвета, свето- и атмосферостойкостью. Важнейшие свойства пигментов — укрывистость, интенсивность, светоустойчивость. Ук-рывистость (кроющая способность) измеряется расходом краски на покрытие 1 м2 поверхности, при котором исчезает полностью цвет первоначальной окраски. Краску с хорошей укрывистостью наносят на поверхность одним тонким слоем, малоукрывистые краски наносят в несколько слоев. Интесив-ность, или красящая способность, определяется в разбелах, т. е. в смеси пигмента с мелом при водных составах или с белилами при масляных составах. Из двух сравниваемых по интенсивности красок более интенсивной будет та, которая принимает в себя большее количество разбеливающего вещества, сохраняя при этом свой цветовой оттенок. Светоустойчивость — способность пигмента сохранять цвет под действием света.
В качестве связующих веществ в красках при водных растворах используют животный и растительный клеи, жидкое и растворимое стекло, а при масляных составах — олифу или оксоль (полунатуральную олифу).
Краски, содержащие мышьяк, сурьму, барий, хром, медь, ртуть и свинец, — ядовиты, поэтому их нельзя применять для отделки помещений, где хранятся продукты или приготовляется пища.
Лаки — растворы природных и искусственных смол в летучих и высыхающих растворителях. По виду растворителя различают лаки спиртовые, скипидарные и масляные. Различными составами лаков отделывают деревянные поверхности перегородок, мебели и др.
Пластические массы — материалы, основу которых составляют сложные высокомолекулярные соединения — полимеры. Их широко применяют в строительстве в качестве отделочных материалов. Общее свойство пластмасс — способность при нагревании и давлении формоваться и устойчиво сохранять приданную им форму. Пластмассы легко обрабатываются, некоторые из них можно сваривать между собой, они окрашиваются в любые цвета и долго сохраняют цвет. На основе полимеров изготовляют клей для склеивания пластмассовых изделий, дерева, металла, стекла и других материалов. Полимерные материалы имеют существенные преимущества перед деревом, бетоном, металлом, керамикой. Они легкие и прочные, обладают достаточно высокими теплоизоляционными свойствами и не подвергаются коррозии. Пластмассы позволяют повысить индустриальность и качество отделочных работ.
Декоративные бумажнослоистые пластики представляют собой листовой материал, полученный горячим прессованием специальной бумаги, пропитанной полимерами. Слоистые пластики к стенам крепят гвоздями, шурупами, деревянными рейками, с помощью специальных раскладок из поливинил-хлорида или клеем.
Для отделки помещений с повышенными гигиеническими требованиями и тяжелым температурно-влажностным режимом применяют полистирольные и поливинилхлоридные плитки трех видов: квадратные, прямоугольные и сдвоенные с ложным швом. По декоративным качествам, разнообразию расцветок и рисунков полимерные плитки превосходят другие облицовочные материалы, но ввиду быстрой возгораемости их нельзя применять для обшивки сгораемых конструкций и нагреваемых поверхностей.
Полимерные строительные погонажные изделия — это длинномерные изделия различного назначения, имеющие постоянный по всей длине профиль поперечного сечения. Изготовляют их методом непрерывного выдавливания — экструзии. Погонажные изделия изготовляют из поливинилхлорида, полиэтилена, полистирола и других пластических материалов. В виде погонажных изделий делают поручни ограждений лестниц и балконов, плинтусы для полов, накладки на проступи и ступени, детали для обработки стыков и швов, а также герметизирующие и уплотняющие прокладки.
Пластмассовые поручни ярких расцветок имеют специальные облегченные профили, предназначенные для крепления их на металлические полосы ограждений лестниц. Перед установкой поручни нагревают до температуры 60 — 80 °С. Погонажные изделия — раскладки, нащельники — крепят к основанию мастиками, клеями или с помощью шурупов.
Стеклопластики — пластмассы, состоящие из полимера, армированного стеклянным волокном. Изготовляют их в виде плоских и волнистых листов, прозрачными, непрозрачными, окрашенными в различные цвета. Из стеклопластиков устраивают светопрозрачные ограждения, наружные слои стеновых панелей, покрывают кровли летних кафе, овощных павильонов и других сезонных торговых точек.
Выбор стройматериалов - Строительные материалы и изделия
Остались вопросы по теме - "Строительные материалы и изделия", задайте их на