Вопросы к зачёту, лекция

Вопросы к зачёту по дисциплине «Архитектура» для студентов специальности «ЗПГС».

1Физика стен.

2Вопросы проектирования.

3Современные конструктивные системы.

4Конструкционные материалы для стен. Лесоматериалы.

5Конструкционные материалы для стен. Штучные материалы.

6Конструкционные материалы для стен. Ж/б стеновые панели.

7Конструкционные материалы для стен. Панели типа "сэндвич" из листовых мат-ов с утеплителем.

8Конструкционные материалы для стен. Несъёмная опалубка из блоков пенополистирольных.

9Системы с утепления с внутренней стороны ограждающей конструкции.

10Системы с утепления с утеплением в качестве внутреннего слоя (слоистая кладка).

11Трехслойные стены с/без воздушного зазора.

12Лёгкие штукатурные системы.

13Тяжёлые штукатурные системы.

14Теплоизоляция мостиков холода.

15Навесные вентилируемые фасады.

16Теплоизоляционные материалы для стен.

17Пенополистирол экструдированный, вспененный.

18Каменная вата, стекловолокно.

19Полиуретан.

20Целлюлозный утеплитель (эковата).

21Пеноизол.

22Физика крыш.

23Материалы кровельных покрытий.

24Мягкая кровля. Рулонные материалы.

25Мягкая кровля. Мастики.

26Битумная черепица

27Мягкая кровля. Полимерные мембраны.

28Металлические кровли. Фальциевые кровли.

29Металлические кровли. Профилированные листы.

30Металлические кровли. Металлочерепица.

31Металлические кровли. Композитная металлочерепица.

32Материалы для теплоизоляции крыш.

33Материалы для паро- и гидроизоляции крыш.

34Эксплуатируемые крыши. Типы эксплуатируемых крыш.

35Основные слои эксплуатируемых крыш. Особенности.

36Мансардный этаж. Функции и планировочные решения мансарды.

37Мансардный этаж. Интерьер. Расчёт площадей. Противопожарные требования.

38Мансардные окна.

39Светопропускающие кровельные конструкции. Общие требования.

40Типы светопропускающих конструкций.

41Светопропускающие материалы.

42Современные окна

43Варианты открывания окон

44Конструкция окон

45Остекление

46Требования к современным окнам

47Системы вентиляции

48Деревянные окна

49Окна из поливинилхлорида

50Алиминиевые окна

51Комбинированные окна

Лекция «Современные стены» (6 часов)

Вопросы 1.1.Физика стен

1.2Вопросы проектирования

1.3Современные конструктивные системы

1.4.Конструкционные материалы для стен

1.5.Многослойные теплоизоляционные системы

1.6.Теплоизоляция мостиков холода

1.7.Навесные вентилируемые фасады

1.8.Теплоизоляционные материалы для стен

1.1.Физика стен

Внастоящее время, в сзяэи с появлением не просто новых материалов, а целых СИСТЕМ ограждающих конструкций (состоящих из разнородных материалов), огромное внимание должно быть уделено пониманию физических процессов, происходящих в наружных стенах. Без этого невозможно грамотное их проектирование и возведение.

В качестве ограждающих конструкций наружные стены подвергаются воздействию целого ряда факторов, тесно связанных с процессами, происходящими как вне здания, так и внутри него (рис. 1). К числу этих факторов, в частности, относятся:

•атмосферные осадки;

•водяной пар, содержащийся во внутреннем воздухе здания;

•влага почвы;

•ветер;

•солнечная радиация;

•перепады температур;

•химически агрессивные вещества, содержащиеся в воздухе;

•а также некоторые другие факторы.

Рис.1. Нагрузки, воздействующие на стены здания и цоколь.

Атмосферные осадки

Наибольшее негативное воздействие оказывает на наружные стены зданий косой дождь с ветром. От этого более всего страдают постройки на побережье, а также высотные, отдельно стоящие здания.

Дождевая вода может попасть внутрь стены через пористую структуру поверхности, отверстия, трещины, щели и неплотные швы.

Сильнейшему воздействию дождя подвергаются верхние части стен и углы.

Неисправные водосточные желоба и трубы могут также стать причиной намокания стен. Вертикальные швы водосточных труб должны быть устроены в противоположной от стены стороне, чтобы предотвратить попадание воды на стену. Расстояние между стеной и водосточными желобами должно быть не менее 30 мм.

Неправильно выполненные оконные откосы могут также привести к попаданию дождевой воды внутрь конструкции стены. Наружные края оконных откосов должны находиться на расстоянии 30 мм от стены, к тому же они должны иметь достаточный наклон, не меньше 30".

Пожарные лестницы, флагштоки, светильники, рекламные плакаты, перила балконов, и т.п. нужно монтировать таким образом, чтобы они не направляли дождевую воду по стене.

Поверхностные воды на земле, снеговые сугробы и брызги дождевой воды воздействуют на цоколь и нижнюю часть фасада. Для

того чтобы нивелировать отрицательные воздействия от данного вида нагрузок, следует предусмотреть устройство уклона прилегающей к зда- нию земли.

Водяной пар

Водяной пар постоянно образуется во внутренних помещениях здания в результате жизнедеятельности людей (приготовлений пищи, стирки, купания, мытья полов, и т.д.). Особенно высокая влажность наблюдается в недавно построенных или отремонтированных зданиях.

Новые конструкции могут иногда обладать исключительно высоким влагосодержанием из-за т.н. конструктивой влажности. Чем выше температура и эффективнее проветривание, тем быстрее происходит процесс высыхания конструкции.

Водяной пар, содержащийся в воздухе внутри здания, в процессе диффузии и конвективного переноса проникает в конструкцию стены и, охлаждаясь до температуры ниже точки росы, конденсируется.

Количество образующейся влаги тем выше, чем больше разница тем- ператур снаружи и во внутренних помещениях, поэтому в зимнее время влага довольно интенсивно накапливается в стене. При этом необходимо понимать, что влага внутреннего воздуха может переходить

в стеновую конструкцию также и вместе с воздушными потоками сквозь разного вида щели, трещины и негерметичные стыки и швы.

Для того чтобы стена год от года не теряла свою теп- лоизолирующую способность и конструктивную прочность, необходимо, чтобы вся влага, накапливающаяся в толще стены зимой и летом, выходила наружу.

Наиболее надежная защита от водяного пара особенно важна в зданиях с помещениями с большой влажностью: бассейнах, компьютерных залах, и т.д.

Негативные последствия этого явления можно предотвратить: -использовать различные конструктивные приемы (прежде всего,

устройство вентилируемых зазоров), -включать в конструкцию стены пароизоляционные материалы

(изнутри помещения).

Рис. 2. Распределение температуры в толще стены при отрицательных

температурах

Влага почвы

Вслучае отсутствия гидроизоляции грунтовые и осадочные воды

вфундаменте здания могут под воздействием капиллярных сил подниматься в цоколь. В случае ненадлежащего устройства изоляции

между цоколем и стеновой конструкцией влага может подняться еще выше - в стеновую конструкцию.

Рис. 3. Воздействие атмосферной влаги на подземную часть здания при

неправильном устройстве обратной засыпки

Ветер

Потоки ветра, встречая на пути препятствие в виде здания, обходят его - в результате вокруг постройки образуются области положительного и отрицательного давления (рис. 3). Ветровые нагрузки, увеличивающиеся по высоте здания, в обязательном порядке учиты- вают при расчетах ограждающих конструкций.

Рис. 3. Воздействие ветровых нагрузок на здание

Солнечная радиация

Различные материалы обладают разной чувствительностью к солнечной радиации. Так, например, солнечное излучение практически не оказывает влияния на керамическую плитку, а также на материалы из металлов без нанесенных на них полимерных покрытий. С другой стороны, лакокрасочные материалы покрытия подвержены весьма значительному разрушению, что проявляется в виде растрескивания краски на фасаде. Ряд материалов не изменяет своих физических свойств, но теряет внешнюю привлекательность - например, выцветает (краски и некоторые полимерные покрытия).

Перепады температур

В качестве ограждающих конструкций наружные стены функционируют в довольно жестком режиме, испытывая влияние перепада температур. Как правило, внутренняя поверхность стен имеет температуру, близкую к той, что существует в помещении, в тоже время

температура наружной поверхности меняется в достаточно широких пределах - от весьма значительных отрицательных величин (в зимнюю,

морозную ночь) до величин, близких к 1000С (в летний, солнечный день).

Температура наружной поверхности стены в то же время может быть неоднородной из-за неодинаковой освещенности солнцем разных ее участков.

Все материалы в той или иной степени подвержены термическому растяжению и сжатию. Поэтому во избежание деформаций и разрушения очень важно, чтобы материалы, "работающие" в единой конструкции, имели близкие коэффициенты температурного расширения, либо для обеспечения их совместной работы применялись бы соответствующие технические решения.

Ряду материалов серьезную опасность могут нести частые, иногда ежесуточные перепады температуры от плюса к минусу. Это. как правило, происходит в районах с мягкой и влажной зимой. Поэтому в подобных климатических зонах необходимо обращать самое присталь- ное внимание на такую важную характеристику материалов, как водологлощение. При высоком водопоглощении при (положительных температурах) влага проникает и накапливается в порах материала, а при отрицательных - замерзает и, расширяясь, деформирует саму структуру материала. В результате происходит прогрессирующее разрушение материала, приводящее к образованию трещин.

Химически агрессивные вещества, содержащиеся в воздухе

Как правило, в больших городах или вблизи крупных предприятий

в атмосфере наблюдается достаточно высокая концентрация химически агрессивных веществ, например, сероводорода и углекислого газа.

Поэтому для всех элементов ограждающих конструкции здания в таких районах необходимо применять материапы, стойкие к химическим веществам, присутствующим в воздухе.

1.2 Вопросы проектирования

Современные наружные стены должны отвечать целому ряду самых общих требований, а именно:

∙по прочности и устойчивости;

∙по долговечности, соответствующей классу здания;

∙по огнестойкости;

∙по теплопроводности;

∙по защите от шума;

∙по паропроницанию;

∙по сейсмостойкости (в сейсмических районах);

∙по архитектурной выразительности.

При этом, в процессе проектирования необходимо учитывать в качестве исходных данных следующие основные предпосылки:

•характеристики здания (назначение, этажность, темпе-ратурно- влажностный режим, степень огнестойкости, и т.д.);

•расположение здания в системе застройки, планировки и благоустройства территории;

•климатические факторы района строительства (температура наружного воздуха зимой и летом, инсоляция, атмосферные осадки, скорость ветра);

•номенклатуру имеющихся строительных материалов для устройства крыши, а также технические возможности строительно- монтажных организаций;

•особые условия строительства (сейсмические условия, длительно мерзлые грунты, просадочные грунты, подрабатываемые территории);

•финансовые возможности заказчика.

1.3 Современные конструктивные системы

В зависимости от типа нагрузок наружные стены делятся на:

•несущие стены - воспринимающие нагрузки от собственного веса стен по всей высоте здания и ветра, а также от других конструктивных элементов здания (перекрытий, кровли, оборудования, и

т.д.);

•самонесущие стены - воспринимающие нагрузки от собственного веса стен по всей высоте эданияи ветра;

•ненесущие (в том числе навесные) стены - воспринимающие

нагрузки только от собственного веса и ветра в пределах одного этажа и передающие их на внутренние стены и перекрытия здания (типичный пример - стены-заполнители при каркасном домостроении).

Конструктивная система представляет собой взаимосвязанную совокупность вертикальных (стены) и горизонтальных (перекрытия) несущих конструкций здания, которые совместно обеспечивают его прочность, жесткость и устойчивость.

На сегодняшний день наиболее применяемыми конструктивными системами являются системы:

∙каркасная,

∙стеновая (бескаркасная).

Следует отметить, что в современных условиях часто

функциональные особенности здания и экономические предпосылки приводят к необходимости сочетания обеих конструктивных систем.

Поэтому сегодня все большую актуальность приобретает устройство комбинированных систем.

Рис. 5. Пример бескаркасной конструктивной системы

Для бескаркасной конструктивной системы используют следующие стеновые материалы:

∙дере вянные брусья и бревна,

∙керамические и силикатные кирпичи,

∙различные блоки (бетонные, керамические, силикатные),

∙железобетонные несущие панели (панельное домостроение).

До недавнего времени бескаркасная система являлась основной в массовом жилищном строительстве домов различной этажности. Но в условиях сегодняшнего рынка, когда сокращение материалоемкости

стеновых конструкций при одновременном обеспечении необходимых показателей теплозащиты является одним из самых актуальных вопросов строительства, все большее распространение получает каркасная система возведения зданий.

Каркасные конструкции обладают:

∙высокой несущей способностью,

∙малым весом, что позволяет возводить здания разного назначения

и различной этажности с применением в качестве ограждающих конструкций широкого спектра материалов: более легких, менее

прочных, но в то же время обеспечивающих основные требования по теплозащите, звуко- и шумоизоляции. огнестойкости.

Это могут быть штучные материалы или панели (металлические - типа "сэндвич", либо навесные железобетонные).

Наружные стены в каркасных зданиях не являются несущими.

Поэтому прочностные характеристики стенового заполнения не так важны, как о зданиях бескаркасного типа.

С точки зрения архитектурной планировки и назначения здания,

наиболее перспективным является вариант каркаса со свободной планировкой - перекрытия на несущих колоннах. Здания такого типа позволяют отказаться от типовой планировки квартир, в то время как в

зданиях с поперечными или продольными несущими стенами это сделать практически невозможно.

Хорошо зарекомендовали себя каркасные дома и в сейсмически опасных районах.

Для возведения каркаса используются

∙металл,

∙дерево,

∙железобетон (сборный и монолитный).

Все большее применение находят легкие каркасные металлоконструкции. Возведение здания осуществляется из отдельных конструктивных элементов на строительной площадке; либо из модулей, монтаж которых производится на стройплощадке.

Данная технология имеет несколько основных достоинств. Во- первых, - это быстрое возведение сооружении (короткий срок строительства). Во-вторых, - возможность формирования больших пролетов. И наконец, - легкость конструкции, уменьшающая нагрузку на фундамент. Это позволяет, в частности, устраивать мансардные этажи без усиления фундамента.

Особое место среди металлических каркасных систем занимают системы из термоэлементов (стальных профилей с перфорированными стенками, прерывающими "мостики холода").

Наряду с железобетонными и металлическими каркасами давно и хорошо известны деревянные каркасные дома, в которых несущим

элементом является деревянный каркас из цельной или клееной древесины. По сравнению с рублеными деревянные каркасные конст- рукции отличаются большей экономичностью (меньше расход древесины) и минимальной подверженностью усадке.

Несколько особняком стоит еще один способ современного возведения стеновых конструкций - технология с применением несъемных опалубок. Специфика рассматриваемых систем заключается в том, что сами элементы несъемной опалубки не являются несущими, элементами конструкции. В процессе строительства сооружения, путем установки арматуры и заливки бетоном, создается жесткий