Строительство стен. Часть 4. Теплоизоляционные материалы. Кирпичные стены.

Качество и стоимость жилья, проблемы энергосбережения и экологической чистоты напрямую связаны с используемыми в строительстве изоляционными материалами. В настоящее время все преимущества — на стороне самых «молодых» из них.

Воздух — лучшая изоляция, если...

Если создать условия, при которых воздух будет замкнут в плохо проводящую тепло герметичную оболочку, он станет отличным дешевым теплоизолятором. Но тогда основным проводником тепла окажется материал, в который воздух заключен. В строительстве для этой цели издавна используются неметаллические материалы с воздушными пустотами внутри: полые кирпичные и бетонные блоки, щитовые конструкции из дерева, стеклопакеты. Однако керамика, бетон и даже дерево недостаточно эффективно препятствуют утечкам тепла и нуждаются в дополнительной теплоизоляции. Кроме того, с повышением влажности их теплопроводность увеличивается. Да и сырой воздух проводит тепло в 20 раз лучше, чем сухой. Вот почему качественный изоляционный материал с замкнутыми воздушными пустотами должен обладать водоотталкивающими свойствами.

Теперь о самом доме. Что, собственно, следует в нем утеплять? В первую очередь окна. Главным образом через них и уходит на улицу драгоценное тепло. Поэтому современные окна так сложны по конструкции. Их двойные и даже тройные стеклопакеты заполнены сухим воздухом или инертным газом, а рамы выполнены из двух- или трехкамерных профилей (алюминиевых, деревянных или из ПВХ) с уплотнителями из плохо проводящих тепло полимеров. На втором месте по утечкам тепла — крыша и перекрытие верхнего этажа. Существует целая наука о «крышном пироге» и его «начинках». Далее следует фундамент цокольного этажа. Потом — стены, имеющие обыкновение промерзать. Они изолируются либо изнутри помещения, либо снаружи, причем у каждого из этих способов есть свои плюсы и минусы. Не зная теплофизических особенностей изолирующих материалов, вы рискуете не оправдать свои затраты.

Утепление снаружи более эффективно для достижения комфортного температурно-влажностного режима в доме. Но это требует сплошного покрытия фасада да еще защиты слоя теплоизоляции от атмосферных воздействий. Такое утепление предпочтительно при новом строительстве. Слои материалов, защищающих ограждающую конструкцию (стену, пол, потолок), в этом варианте надо расположить в порядке убывания их термического сопротивления и паропроницаемости. Иначе влага может конденсироваться внутри несущей части здания и постепенно разрушать ее. Чтобы этого не случилось, приходится решать проблему вентилирования фасада.

Теплозащита стен изнутри может быть выборочной, причем спектр используемых материалов в данном случае более обширен. Однако необходимо позаботиться о специальном увлажнении конструкций, да и расходы по обеспечению экологической чистоты помещения увеличиваются. К тому же надо следить, чтобы сопротивление теплопередаче утеплителя было в 4-5 раз меньше этого показателя для остальной части стены. Звучит парадоксально, но факт: очень теплая защита может навредить. Дело в том, что температура поверхности стены под толстым утепляющим слоем снижается. И если она преодолеет отметку точки росы для водяных паров в комнате, то пар начнет конденсироваться на холодной поверхности стены. В результате стена будет промерзать, а утеплитель намокать и хуже «работать». Поэтому часто приходится располагать слой пароизолирующего материала поверх утепляющего, а уже потом наносить отделочные покрытия. А тут сразу возникают проблемы с воздухообменом в помещении, и ком взаимосвязанных трудностей нарастает.

«Кирпичное дело»

Кирпич — идеальный материал, без которого трудно представить себе любое строительство. Дома, построенные из кирпича, хорошо сохраняют тепло, долговечны, красивы.

История «кирпичного дела» уходит в глубь веков, — наши предки, выкладывая очаг из камней и обмазывая их глиной, заметили, что после высыхания на огне глина сама спекалась в камень. Со временем люди научились глину измельчать, смешивать, придавать ей нужную форму, высушивать, обжигать и получать кирпич. Уже в X-XII веках были мастера, знавшие секреты производства удивительного по своим свойствам материала. Сохранились еще на русской земле церкви и храмы, построенные из кирпича в те далекие времена. С годами «заводчики» совершенствовали способы производства и формы кирпича, о чем красноречиво и величественно свидетельствуют стены и башни Московского Кремля, здание Исторического музея в Москве и многие другие памятники истории.

Какой кирпич сегодня существует и где его можно применять? Кто его производит? Какой ассортимент кирпича представлен на московском рынке? Кирпич бывает: керамический, огнеупорный и силикатный.

Керамический кирпич

Сделан из глины, чаще всего красной, и в конце производства проходит обжиг при рабочей температуре в печи до 1000° С. В свою очередь, керамический кирпич делится на рядовой (строительный) и облицовочный.

Облицовочный керамический кирпич различают по качеству лицевой стороны и называют лицевым — кирпич с очень ровной и гладкой поверхностью и правильной геометрией. Есть определение «каминный кирпич» — это тоже кирпич высокого качества, но поверхность его может быть не гладкой, а иметь рельефный, геометрически правильный рисунок.

Следующий вид кирпича — фасонный, т.е. его форма — не параллелепипед. Он может быть угловой, полукруглый или П-образный, при этом имеет качество не хуже, чем у лицевого. Еще встречается фасадный кирпич — при правильной геометрии на его поверхности нанесен рисунок либо в виде черточек — «березка», либо в виде волнистых линий — «родничок», либо любой другой. Все эти виды кирпича используются при облицовке домов, каминов.
Рядовой керамический кирпич имеет более грубую, шершавую поверхность. Строители используют рядовой (строительный) кирпич для возведения стен с последующей их облицовкой.

Следующий параметр, который добавляют к названию керамического кирпича, — это пустотность. В маркировке обычно указывают, полнотелый кирпич или эффективный, т.е. содержит ли его тело пустоты в виде сквозных отверстий различной формы. Наружные стены, выложенные из такого кирпича, теплее, чем стены из полнотелого, потому что пустоты в кирпиче уменьшают теплопроводность материала. Заметим, что на прочность кирпича пустотность совершенно не влияет! Но при строительстве печей эффективный кирпич использовать нельзя, годится только полнотелый.

Если это необходимо, в маркировке указывают цвет кирпича, например желтый, абрикосовый, оранжевый, терракотовый, красный, темно-красный, коричневый. В названии кирпича всегда присутствует обозначение его марки, например М-75, М-100, М-125, М-150, М-175, М-200, которая обозначает прочность кирпича при испытаниях на сжатие на прессах. Из кирпича марки М-125 и выше строят высокоэтажные здания, т.к. в этом случае нагрузка на нижние ряды кладки очень существенна. Для возведения стен индивидуальных и малоэтажных зданий подойдет кирпич марок от М-100 и выше.

Морозостойкость — еще один параметр, указывающий, сколько раз кирпич выдержал испытание на замерзание и оттаивание (цикл) в испытательной термокамере. Обычно применяют следующую формулировку: «морозостойкость не менее ... (25-50) циклов».
Теперь о размерах кирпича, которые определяет ГОСТ 530-95. Для одинарного кирпича это стандартный размер 250 х 120 х 65 мм, а для полуторного — 250х120х88 мм.

Из керамического кирпича можно строить практически любые сооружения. Этот материал применяется для возведении фундаментов, для кладки наружных и внутренних стен, для облицовки каминов.

Огнеупорный кирпич

Тоже делают из глины, но исключительно из огнеупорной. Технология производства огнеупорного кирпича довольно сложная, и мы не будем останавливаться на ней подробно, заметим только, что обжиг этот материал проходит при температуре 1300-1350°C. В итоге получается очень прочный кирпич, геометрически правильный, с ровной поверхностью, цвет которого варьируется от почти белого до светло-коричневого, но чаще он бывает соломенного цвета с коричневыми вкраплениями. В промышленности огнеупорный кирпич используют, например, для обкладывания внутренних поверхностей печей, где выплавляют металл, им облицовывают корпуса котлов в газовых котельных. В городских банях печи в парилке тоже обычно сделаны из такого кирпича, потому что он имеет высокий коэффициент теплопроводности и прекрасно принимает и отдает тепло, выдерживает резкие перепады температур, не разрушаясь и сохраняя высокую прочность. Не обойтись без огнеупорного кирпича и при постройке камина или печки в загородном доме. Маркировка включает: непосредственное название, букву Ш и цифру, определяющую его размеры, например:

• Кирпич прямой — Ш-5, 230, 114 х 65;
• Кирпич прямой — Ш-8, 250, 124 х 65;
• Кирпич прямой — Ш-9, 300, 150 х 65.

Заводы производят богатый ассортимент изделий, в том числе клиновидный огнеупорный кирпич, который применяется при кладке полукруглых арок и сводов различных радиусов кривизны. Размеры и марки его таковы:

• Клин торцевой — Ш-22, 230, 114 х 65 х 55;
• Клин торцевой — Ш-23, 230, 114 х 65 х 45;
• Клин ребровой — Ш-44, 230, 114 х 65 х 55;
• Клин ребровой — Ш-45, 230, 114 х 65 х 45.

Силикатный кирпич

Обычно белого или светло-серого цвета, сделан не из глины, а почти полностью из извести. Свойства этого материала заметно отличаются от свойств других видов кирпича. Силикатный кирпич прочнее и плотнее, а значит, и тяжелее керамического. Из силикатного кирпича нельзя строить фундаменты, т.к. при постоянном контакте с влагой он очень быстро разрушается. Еще быстрее такой кирпич разрушается под действием высокой температуры, поэтому он непригоден для постройки дымоходов, печей и каминов. Но недостатки этого материала компенсируются его достоинствами — дом, стены которого построены из силикатного кирпича, всегда светлый и радует глаз. Силикатный кирпич бывает двух размеров: одинарный и полуторный (ГОСТ 379-79).

Предприятия по производству кирпича

Голицынский керамический завод (пос. Голицыно Московской области) — один из крупнейших заводов. Здесь выпускают 6 млн. штук керамических кирпичей в месяц. Завод является основным поставщиком в московский регион высококачественного, экологически чистого, лицевого строительного кирпича, керамических блоков. На заводе налажено производство 20-ти видов кирпича, различной формы и цвета: желтый, абрикосовый, терракотовый, красный, темно-красный, коричневый. При этом цвета гарантировано не выгорают более 25 лет. Высокая прочность этого кирпича соответствует маркам от М-125 до М-175. Морозостойкость его — не менее 50 циклов. В ассортименте завода есть лицевой, фасадный («березка», «родничок», «панцирь черепахи» и др.), фасонный (угловой, полукруглый и др.), каминный, эффективный кирпич и эффективный блок (250х120х138 мм).

Потребительская стоимость дома возрастает с применением архитектурных решений, где использованы угловой, полукруглый, т.е. нетрадиционный, кирпич.

Кучинский керамический завод (г. Железнодорожный Московской области, пос. Кучино). Основная продукция этого завода — 28-30 млн. штук в год лицевого кирпича желтого цвета марок М-75, М-100, М-125 морозостойкостью не менее 50 циклов. На Кучинском заводе также изготавливают двойной лицевой блок и фасонный кирпич: уголок под 45° и 65°, П-образный (для подоконников). Цвет «кучинского» кирпича за 30 лет работы завода практически не изменился. Цена на лицевой кирпич составляет около двух рублей за штуку. Оборудование для его производства досталось заводу сразу после войны, привезено из побежденной Германии и служит по сей день, позволяя сохранять высокое качество продукции.

Лосиноостровский завод строительных материалов выпускает полнотелый кирпич марок М-100, М-125, М-150 высокого качества на отечественном оборудовании. В октябре этого года сдано в эксплуатацию новое немецкое оборудование, которое позволило начать производство лицевого кирпича марки М-150 красного цвета.
Ново-Иерусалимский кирпичный завод (платформа Чеховская, Истринский район Московской области) с давних пор выпускает керамический полнотелый рядовой одинарный кирпич марки М-100, М-125, М-150. Морозостойкость «новоиерусалимского» кирпича соответствует 30 циклам. Кирпич имеет правильную геометрию, размеры в соответствии с ГОСТом и вес 3,5 кг. Из такого материала можно построить и фундамент, и стены, и печь, и трубу на крыше.

Особо надо сказать о Тропаревском кирпичном заводе (поселок Тропарево Московской области). На заводе выпускают керамический трубный и печной полнотелый кирпич марок М-150, М-175 и М-200, который имеет очень качественную, гладкую и ровную поверхность и практически идеальную геометрию. Печь или камин, выложенные из «тропаревского» кирпича, прослужит не один десяток лет и не преподнесет хозяину дома никаких неожиданных «сюрпризов».
В Москве работают Никольский, Очаковский, Навлинский, Котельнический керамические заводы, которые выпускают небольшое количество рядового кирпича или уже заканчивают его выпуск и переходят на изготовление другой продукции.

При этом имейте в виду, что керамический кирпич отпускается с завода на поддонах. Поддон — это единица измерения, а количество кирпича на поддоне зависит от его вида.
Все технические характеристики получены из лабораторий заводов-изготовителей и указываются в заводских прайс-листах.

Теперь расскажем о заводах, выпускающих огнеупорный кирпич. Внуковский завод огнеупорных изделий (г. Одинцово Московской области), «Снегиревские огнеупоры» (поселок Снегири Московской области) и Подольскогнеупор (г. Подольск Московской области) — три производственных комплекса, которые выпускают огнеупорный кирпич.
Качество его на всех заводах очень высокое, поставки огнеупорной продукции осуществляются в страны СНГ и за рубеж. В одной тонне кирпича марки Ш-5 — 290 штук, марки Ш-8 — 250 штук, Ш-9 — 178 штук. Огнеупорный кирпич продается и поддонами, и тоннами, и поштучно.

Керамический кирпич также привозят в Москву и Подмосковье из Смоленской, Калужской, Владимирской областей, из Белоруссии. То обстоятельство, что кирпич везут сюда издалека, и довозят, говорит о его конкурентоспособном качестве и цене.

Советы покупателю кирпича

Качественный облицовочный кирпич можно отличить по отсутствию трещин, по гладкой поверхности и правильной форме.
Чтобы отличить хороший полнотелый кирпич от плохого, надо обычным молотком постучать по его торцевой части. Качественный кирпич при ударе должен издавать звенящий металлический звук. Если при ударе звук напоминает хруст, значит, кирпич недостаточно плотный, и хорошую, крепкую стену из него не выложить.

Кирпичные стены

Их выкладывают из искусственных камней — номинальным размером 250х120х65 мм, без учета допусков 3-5 мм. Кирпичи укладывают длинной стороной (25 мм) вдоль фасада (вдоль стены) и называют ложками или короткой — поперек стены — и называют тычками. Промежутки между кирпичами, заполненные раствором, называют швами. Нормальная толщина горизонтального шва (между рядами) — 2 мм, вертикального (между кирпичами) — 10 мм. Нередко строители применяют значительно более толстые швы, что крайне нежелательно, ибо это уменьшает теплозащитные качества и прочность стены и нарушает модульность размеров.

В коттеджном строительстве применяют полнотелый кирпич обыкновенный, или глиняный красный обожженный объемным весом 1700-1900 кг/м³ и менее дорогой силикатный, или белый (объемный вес — 1800-2000 кг/м³). Для удобства работы вес одного (полнотелого) кирпича составляет от 3,2 до 4 кг. Толщина однородных (сплошных) кирпичных стен всегда кратна половине кирпича и возводится в 1/2; 1; 1 1/2; 2; 2 1/2 кирпича и т.д.

С учетом толщины вертикальных швов 10 мм, кирпичные стены имеют толщину 120, 250, 380, 510, 640 мм и более. Это зависит прежде всего от зимних расчетных температур наружного воздуха. Размещение кирпичей в кладке стен производится с определенным чередованием ложковых и тычковых рядов, чтобы получить перевязку вертикальных швов.
Наибольшее распространение получила двухрядная (цепная и русская) и многорядная (ложковая) системы кладки. В двухрядной ложковые ряды чередуются с тычковыми, образуя на фасаде как бы две повторяющиеся цепи рядов.

В многорядной системе три-пять ложковых рядов чередуются с одним тычковым. Наружная и внутренняя части стен кладутся из целого кирпича квалифицированным каменщиком, а середина забутка (забутовка) заполняется битым кирпичом и заливается жидким раствором. Такой способ кладки проще цепной, поэтому производительность труда выше, а больший объем забутки снижает стоимость. Перед укладкой кирпич обязательно надо смачивать, например окуная его в ведро с водой. Ведь в противном случае, особенно в жаркие дни, вода из раствора будет всасываться в кирпичи, плохо связывая их между собой, создавая условия для разрушения стены.

Некоторые виды кирпича, керамические и легкобетонные камни, мелкие бетонные блоки (сплошные или с вертикальными пустотами) имеют несколько большие размеры, чем обыкновенный кирпич. Например, их высота может быть 88, 140, 188 мм, чтобы увязать отдельные совпадающие горизонтальные ряды и швы при кладке вместе с облицовкой из обыкновенного красного кирпича.
При кладке стены из камней с щелевидными пустотами необходимо выкладывать камни так, чтобы щели располагались параллельно стене, то есть перпендикулярно тепловому потоку. Кладка стен из природных камней, которым придают правильную, более крупную, чем кирпич, форму (распиловкой или отеской), ведется по цепной системе, преимущественно для неотапливаемых зданий в районах, где этот камень является местным строительным материалом.

Кирпичи полнотелые прочны, но по своим теплозащитным качествам значительно уступают эффективным многодырчатым и трепальным, более пористым (объемный вес — 1100-1300 кг/м³). Применяются марки кирпича 50-150; марки растворов (вяжущее вещество) от 10 (известковые) до 25 (цементные) для разных видов кладок и конструктивных элементов. Кладка ведется на тяжелых (объемный вес больше 1500 кг/м³), так называемых холодных (цементно-известковых, песчаных) или легких (шлаковых), теплых растворах. Сплошная кирпичная кладка стен из полнотелого кирпича толщиной более 380 мм считается нецелесообразной, ибо такие размеры кирпича, его большой объемный вес (масса) делают сплошную кладку неэкономичной. Толщина наружной стены коттеджей, которая назначена по теплотехническим расчетам, по условиям прочности является излишней. Она используется подчас только на 15-20% своей несущей способности. Поэтому в коттеджных домах применяют более легкий, эффективный кирпич, неоднородные (слоистые или облегченные) системы кладки стен,а также керамические и легкобетонные камни.

Кладка из силикатных кирпичей, имеющих более гладкую поверхность, чем глиняные, обычно ведется без наружной штукатурки и с расшивкой швов. Такое же решение можно рекомендовать для кладки из красного кирпича с применением специального лицевого глиняного кирпича.
Сочетание кладки из глиняного красного и силикатного белого кирпича может дать интересное художественное решение фасадов. Однако применять силикатный кирпич в местах, подвергающихся усиленному увлажнению, например карниз, цоколь, не следует. В помещениях с мокрыми процессами (санузлы, бассейны) кладка стен и перегородок должна быть сплошной из полнотелого глиняного кирпича пластического прессования.

Распространенной и экономичной конструкцией наружных стен является так называемая колодцевая кладка, при которой стену выкладывают из двух самостоятельных стенок толщиной в полкирпича (наружная, верста и внутренняя), соединенных между собой вертикальными кирпичными мостиками через 0,6-1,2 м, образующими замкнутые колодцы. Колодцы при кладке заполняют утеплителем: шлаком, керамзитом, легким бетоном с уплотнением. Чтобы утеплитель со временем не проседал, версты соединяют горизонтальными перемычками через 3-4 ряда: тычковыми рядами, растворными диафрагмами по высоте через 0,5 м, анкерами из полосовой (1,5-20 мм) или круглой (диаметр 6-8 мм) стали, покрытой антикоррозийными составами (цементное молоко, битум).

Более индустриальными и ускоряющими работу являются системы кладки, в которых настенный утеплитель заменен менее микроскопичными термовкладчиками из шлакобетона, пенобетона, пеносиликата. Ширина термовкладышей на 40-50 мм меньше расстояния между верстами, чтобы образовать зазоры, которые заполняются раствором.

Довольно экономичными являются кладки из полнотелого кирпича, состоящие из двух стенок с замкнутыми воздушными прослойками шириной 40-70 мм. При этом расход кирпича сокращается на 10-15%; наружная стенка состоит из ложковых рядов в половину кирпича, а внутренняя в зависимости от требуемой теплозащиты в 250 или 380 мм. Стенки соединяют указанными выше способами, снаружи штукатурят, чтобы уменьшить инфильтрацию воздуха. При заполнении воздушных полостей минеральным войлоком тепловая эффективность стены увеличивается на 30-40%.

Для повышения теплоизоляционных качеств стен возможно и применение теплоизоляционных плит (гипсокартонных, пенобетонных, древесно-стружечных), устанавливаемых по деревянным (обязательно антисептированным) брускам, растворным маякам и другим способом с внутренней стороны. Для теплоизоляции и воздухонепроницаемости рекомендуется внутреннюю сторону плит, обращенную к кладке, оклеить алюминиевой фольгой, крафт-бумагой и т.п. Аналогичным способом производится и обшивка стен изнутри досками. Плиткой утеплитель может крепиться к стене непосредственно на растворе. Наружные поверхности стен, утепленных с внутренней стороны, также нужно оштукатуривать.

Внутренние несущие стены и несущие перегородки (на которые опираются балки или плиты перекрытия) следует выкладывать из полнотелого глиняного или силикатного кирпича, при минимальной вполне достаточной толщине стен 250 мм (иногда и 120 мм). Сечение столбов должно быть не менее 380 мм. При больших нагрузках (уточнить по месту) несущие столбы и простенки следует армировать сеткой из проволоки диаметром 3-6 мм через 3-5 рядов кладки по высоте. Перегородки выкладывают толщиной 120 мм и 65 мм (кирпич «на ребро»). При длине таких перегородок более 1,5 м их также следует армировать через 3-5 рядов.

Несущие перегородки можно устраивать (кроме помещений с мокрыми процессами) из легкобетонных, гипсобетонных и других плит толщиной обычно 80 мм, из досок и других подходящих по местным условиям материалов, применяя соответствующую отделку.
Для облицовки фасадов, которую ведут одновременно с кладкой стен, лучше использовать лицевой керамический кирпич, который несколько дороже обычного, но по внешнему виду, фактуре, расцветке и допустимым отклонениям в размерах является наиболее качественным. При этом отпадает надобность в покраске в течение 3-4 лет.

Кладку наружных стен следует начинать с углов здания. С наружной версты. Для лучшего соблюдения прямолинейности стен и ровности, горизонтальности рядов кладки необходимо использовать отвес, натянутый шнур-причалку и вертикальную рейку-порядовку с разметкой на ней каждого ряда кирпича и шва по высоте.