фізика стін
В даний час, у зв'язку з появою не просто нових матеріалів, а цілих СИСТЕМ огороджувальних конструкцій (що складаються з різнорідних матеріалів), величезна увага повинна бути приділена розумінню фізичних процесів, що відбуваються в зовнішніх стінах. Без цього неможливо грамотне їх проектування і зведення.
В якості огороджувальних конструкцій зовнішні стіни піддаються впливу цілого ряду факторів, тісно пов'язаних з процесами, що відбуваються як поза будівлею, так і всередині нього (рис.1). До числа цих факторів, зокрема, відносяться:Найбільше негативний вплив надає на зовнішні стіни будівель косий дощ з вітром. Від цього найбільше страждають споруди на узбережжі, а також висотні, окремо розташовані будинки.
Дощова вода може потрапити всередину стіни через пористу структуру поверхні, отвори, тріщини, щілини і нещільні шви. Найсильнішому впливу дощу піддаються верхні частини стін і кути.
Несправні ринви і труби можуть також стати причиною намокання стін. Вертикальні шви водостічних труб повинні бути влаштовані в протилежному від стіни стороні, щоб запобігти потраплянню води на стіну. Відстань між стіною і водостічними жолобами має бути не менше 30 мм.
Неправильно виконані віконні укоси можуть також призвести до потрапляння дощової води всередину конструкції стіни. Зовнішні краї віконних укосів повинні знаходитися на відстані 30 мм від стіни, до того ж вони повинні мати достатній нахил, що не менше 300.
Поверхневі води на землі, снігові замети та бризки дощової води впливають на цоколь і нижню частину фасаду. Для того щоб нівелювати негативні впливи від даного виду навантажень, слід передбачити пристрій ухилу прилеглої до будівлі землі.
Водяна пара, що міститься в повітрі усередині будівлі, в процесі дифузії і конвективного переносу проникає в конструкцію стіни і, охолоджуючись до температури нижче точки роси, конденсується. Кількість вологи, що утворюється тим вище, чим більша різниця температур зовні і у внутрішніх приміщеннях, - тому в зимовий час волога досить інтенсивно накопичується в стіні. При цьому необхідно розуміти, що волога внутрішнього повітря може переходити в стінну конструкцію також і разом з повітряними потоками крізь різного виду щілини, тріщини і негерметичні стики і шви.
Для того щоб стіна рік від року не втрачала свою теплоізолюючу здатність і конструктивну міцність, необхідно, щоб вся волога, яка накопичується в товщі стіни взимку і влітку, виходила назовні.
Найбільш надійний захист від водяної пари особливо важлива в будівлях з приміщеннями з великою вологістю: басейнах, комп'ютерних залах, і т.д. Захист від пари необхідно приділити особливу увагу і при будівництві в районах з екстремально холодним кліматом (навіть при нормальній вологості всередині приміщень). Негативні наслідки цього явища можна запобігти - або використовуючи різні конструктивні прийоми (перш за все, пристрій вентильованих зазорів), або включаючи в конструкцію стіни пароізоляційні матеріали (зсередини приміщення).
У разі відсутності гідроізоляції грунтові і осадові води в фундаменті будівлі можуть під впливом капілярних сил підніматися в цоколь. У разі неналежного пристрої ізоляції між цоколем і стіновий конструкцією волога може піднятися ще вище - в власне стінну конструкцію. На рис.1 представлений ряд конструктивних рішень щодо запобігання проникнення вологи з ґрунту в цоколь.
Потоки вітру, зустрічаючи на шляху перешкоду у вигляді будівлі, обходять його - в результаті навколо споруди утворюються області позитивного і негативного тиску (рис.2). Вітрові навантаження, збільшуються по висоті будівлі, в обов'язковому порядку враховують при розрахунках огороджувальних конструкцій.
Різні матеріали мають різною чутливістю до сонячної радіації. Так, наприклад, сонячне випромінювання практично не впливає на керамічну плитку, а також на матеріали з металів без нанесених на них полімерних покриттів. З іншого боку, лакофарбові матеріали покриття схильні до вельми значного руйнування, що проявляється у вигляді розтріскування фарби на фасаді. Ряд матеріалів не змінює своїх фізичних властивостей, але втрачає зовнішню привабливість - наприклад, вицвітає (фарби і деякі полімерні покриття).
Тому, вибираючи облицювальний матеріал для застосування в південних районах, слід упевнитися, що він володіє достатньою світлостійкістю.
В якості огороджувальних конструкцій зовнішні стіни функціонують в досить жорсткому режимі, відчуваючи вплив перепаду температур. Як правило, внутрішня поверхня стін має температуру, близьку до тієї, що існує в приміщенні. У той же час температура зовнішньої поверхні змінюється в досить широких межах - від вельми значних негативних величин (у зимову, морозну ніч) до величин, близьких до 100 0 С (в літній, сонячний день). Температура зовнішньої поверхні стіни в той же час може бути неоднорідною із-за неоднакової освітленості сонцем різних її ділянок.
Але, як відомо, всі матеріали в тій чи іншій мірі схильні до термічного розтягування і стиснення. Тому щоб уникнути деформацій і руйнування дуже важливо, щоб матеріали, в єдиній конструкції, мали близькі коефіцієнти температурного розширення, або для забезпечення їх спільної роботи застосовувалися б відповідні технічні рішення.
Ряду матеріалів серйозну небезпеку можуть нести часті, іноді щодобові перепади температури від плюса до мінуса. Це, як правило, відбувається в районах з м'якою і вологою зимою. Тому в подібних кліматичних зонах необхідно звертати найпильнішу увагу на таку важливу характеристику матеріалів, як водопоглинання. При високому водопоглинанні при (позитивних температурах) волога проникає і накопичується в порах матеріалу, а при негативних - замерзає і, розширюючись, деформує саму структуру матеріалу. В результаті відбувається прогресуюче руйнування матеріалу, що приводить до утворення тріщин.
Хімічно агресивні речовини, що містяться в повітрі
Як правило, у великих містах або поблизу великих підприємств в атмосфері спостерігається досить висока концентрація хімічно агресивних речовин, наприклад, сірководню і вуглекислого газу. Тому для всіх елементів огороджувальних конструкції будівлі в таких районах необхідно застосовувати матеріали, стійкі до хімічних речовин, присутніх в повітрі.