Основное назначение стен в строительстве – не только защищать здания от повреждений, но и разделять их на различные помещения или пространства. Существуют различные функциональные требования к стенам, которым они должны соответствовать, чтобы адекватно выполнять свои функции.
Функциональные требования к стенам в строительстве
Ниже перечислены функциональные требования к стенам в строительстве:
1. Требования к прочности стен
Требования к прочности стен при строительстве зданий определяются прочностью материала, из которого возводится стена, и способом соединения материалов. Прочность материалов определяется их прочностью на сжатие и растяжение, которая может быть получена в результате испытаний.
Предельные прочности материалов при разрушении получают из испытательных образцов, и для расчета допустимой прочности материала к предельной прочности применяется коэффициент снижения прочности. Этот коэффициент используется для учета как изменения прочности материала, так и его реакции под нагрузкой.
Камень, кирпич, сталь и бетон являются примерами материалов, которые могут быть использованы для строительства стен. Как правило, кирпич и камень, обладающие прочностью на сжатие, не используются в небольших зданиях, таких как дома, для обеспечения функциональной устойчивости здания.
2. Требования к устойчивости стен
Стабильность стен в значительной степени зависит от стабильности фундамента, эксцентриситета нагрузки, температурных воздействий, боковых нагрузок, таких как землетрясение и ветровые нагрузки, а также от изменения влажности.
Склонность стены к опрокидыванию обусловлена нагрузками, которые не действуют на центр стены, например, нагрузки от крыши и пола, а также боковые нагрузки. При увеличении боковых и эксцентрических нагрузок деформация стены увеличивается и, следовательно, стена становится неустойчивой.
Строительные нормы и правила содержат рекомендации по высоте и ширине стен для предотвращения неустойчивости, вызванной нагрузками. Более того, горизонтальные ограничения, такие как связь между стенами и крышами и пересечение стен с опорами, предотвращают деформацию из-за боковых нагрузок.
Более того, стены с неправильной конфигурацией, как показано на рисунке 1, более устойчивы, чем обычные прямые стены, так как в первых вступает в действие подпор.
Различные стены с неправильным профилем
3. Устойчивость стен к погодным условиям и грунтовой влаге
Стены должны обладать достаточной устойчивостью к влаге (водяной пар и жидкая вода), которая может проникать через стены фундамента путем впитывания воды из грунта или попадания дождя на стены.
Влагонепроницаемый слой толщиной 150 мм может быть использован над уровнем земли для всех стен фундамента. Это может предотвратить впитывание воды из грунта, что может иметь пагубные последствия, если с этим не бороться должным образом.
Вода, которая может проникнуть в стены из-за осадков, зависит от многих факторов, таких как качество материалов, способ их сборки и преобладающие ветры.
Существует несколько решений для таких ситуаций, как использование большей толщины стен, строительство кирпичных, каменных или блочных стен в два слоя с полостью 50 мм между ними, защита наружной поверхности стены облицовкой или штукатуркой, использование стеклянного листа в качестве навесного фасада.
Кроме того, при определении правильных решений следует учитывать особенности окружающей среды, такие как холмы, деревья или другие построенные здания вокруг, поскольку они могут изменить тяжесть условий воздействия преобладающих ветров, которые направляют дождь на стены.
4. Требования к долговечности стен
Долговечность стен определяется частотой и объемом работ, которые необходимы для того, чтобы стена соответствовала минимальным требованиям функционально и эстетически. Функциональные требования могут включать способность стены противостоять дождю и тепловые свойства.
Трудно указать стандартный приемлемый внешний вид стен, особенно в тех случаях, когда используются необычные материалы, такие как стекло и пластиковые листы. Это связано с тем, что минимально приемлемый внешний вид может варьироваться от человека к человеку. Однако это не так, когда используются привычные материалы, такие как высококачественные кирпичи или камни, которые выбираются с хорошим расчетом.
Стена, построенная из кирпича, будет долговечной и не потребует ремонта в течение всего срока службы, если используется хороший обожженный кирпич и высококачественные растворы, уделяется должное внимание отверстиям в стене и учитываются условия воздействия.
При использовании известкового раствора для строительства кирпичных стен необходимо повторное нанесение известкового раствора для предотвращения проникновения влаги и восстановления хорошего внешнего вида.
5. Требования к пожарной безопасности стен
Первой и самой важной мерой против пожара является обеспечение удобного пути эвакуации из него, так как на ранних стадиях возникновения пожара жизнь жильцов будет в опасности из-за дыма и гари.
Второй мерой является защита от распространения огня, которая включает в себя ограничение распространения огня через облицовку, конструкцию, наружные стены, а также обеспечение доступа пожарных. Ограничения осуществляются путем обеспечения огнестойкости стен и определения уровня горючести материалов, используемых для покрытия внутренних стен и полов.
6. Сопротивление прохождению тепла
Очень важно удерживать тепло и предотвращать его потерю, поскольку это позволяет добиться экономически эффективного, желательного и комфортного теплового режима в зданиях. Поэтому рекомендуется возводить теплоизолированные стены, чтобы избежать слишком больших потерь тепла.
Потерю тепла можно предотвратить, используя легкие и низкопроводящие материалы. Более того, плотные материалы с высокой проводимостью обладают большой способностью к тепловому накоплению по сравнению с легкими материалами с низкой проводимостью.
Если здание имеет постоянный источник отопления, целесообразно применять материалы с низкой плотностью для наружной поверхности стены и с высокой плотностью для внутренней поверхности. Напротив, использование легкого материала выгодно, если здание отапливается периодически.
7. Звукоизоляция стен
Звуки передаются двумя способами – ударным и воздушным. Последний вызывается циклическими возмущениями воздуха от источника, например, радио, а первый возникает из-за воздействия на твердую поверхность, например, шаги вызывают вибрацию пола, в результате чего воздух вокруг вибрирует и слышится как звук.
Для противодействия воздушным звукам можно использовать материалы с высокой плотностью, такие как бетонные стены, пустотелые стены и сплошные стены. Однако ударные звуки быстро передаются через плотные материалы, поэтому необходимо использовать материалы, которые могут смягчить или прервать путь ударного звука.
- Пожарная безопасность и особенности безопасности высотных зданий и сооружений.
- Системы пожарной безопасности и защиты имущества для зданий.
- Что такое тепловая масса в пассивном солнечном здании?.
- Виды кирпича в кладке – свойства и применение.
- Функциональные требования к полам при строительстве зданий.
- Виды дефектов кирпича и их выявление на строительной площадке.
- Концепция проектирования высотных зданий из железобетона.