§ 4. Части зданий

Фундаменты зданий на вечномерзлых грунтах решаются в зависимости от мерзлотно-грунтовых условий. В большинстве случаев они проектируются в виде отдельных опор, по которым укладываются рандбалки, несущие стены (рис. II-38).

Рис. II-38. Стены из крупных панелей по рандбалкам на сваях

Повышенные требования к теплозащитным качествам ограждающих конструкций приводят к значительному утяжелению стен из кирпича, крупнопористого, шлакового и других видов бетона с высоким объемным весом, в связи с чем прочность материала используется не полностью.

Увеличение же веса стен требует усиления рандбалок и ограничения их пролетов, т. е. увеличения количества фундаментов. Стремление к облегчению конструкций приводит к необходимости применения материалов с более высокими теплофизическими и прочностными характеристиками. В качестве термоизоляционных на первое место выдвигаются пористые синтетические материалы - пеностекло. Для наружных и внутренних поверхностей панелей в экспериментальных проектах и опытном строительстве применялись листовая и волнистая сталь, легкие сплавы, асбестоцемент, водостойкая фанера и пластики, армированные стеклянным волокном. Конструктивные и экономические преимущества легких и эффективных материалов в условиях Крайнего Севера и отдаленных районов проявляются полнее, чем в условиях умеренного климата, и они являются наиболее перспективными.

Одной из важнейших задач является предупреждение продуваемости конструкций в сопряжениях. Через щель притвора длиной 1,0 м, шириной 1,0 мм три скорости ветра 2,0 ^м/_сек проникает 6,0 ^кг/_ч, при скорости 5,0 ^м/_сек - 11,8 ^кг/_ч холодного воздуха.

Поэтому в зданиях с многошовными стенами (например, брусчатыми) в арктических районах не удается обеспечить нормальных санитарных условий: во время пурги помещения, выходящие на наветренную сторону, настолько охлаждаются, что становятся практически нежилыми. Требование обеспечения плотности сопряжений относится и к неотапливаемым зданиям так как измельченный ветром снег проникает в помещение через малейшие неплотности. В связи с этим деревянные стены холодных зданий выполняются из двух слоев досок с прокладкой между ними рулонного материала.

Следует еще раз подчеркнуть, что устройства сгораемых стен необходимо по возможности избегать, в особенности для жилых зданий, детских учреждений, больниц, школ, складов ценного оборудования или межнавигационного запаса.

Цоколь здания решается в зависимости от наличия подполья, его назначения и пучинистости грунтов деятельного слоя. Цокольная часть крупнопанельного здания на сваях до устройства ограждения подполья показана на рис. II-38.

Рис. II-39. Цокольная часть производственного здания с открытым подпольем

Подполье может быть без цокольного ограждения либо вентилируемым через щели или продухи. Для промышленных зданий подполья обычно делаются открытыми (рис. II-39), для гражданских - закрытыми (рис. II-40).

Рис II-40. Ограждение подполья жилого дома на свайных фундаментах

При круглогодичном проветривании в продухи вставляются решетки, при сезонном - жалюзи или же предусматриваются устройства для их закрывания - ставни или задвижки.

Проветривание подполий через щели между цокольным ограждением и поверхностью земли широко применяется для гражданских зданий в Якутске и других районах.

Если для проветривания подполья предусматриваются продухи в виде отдельных отверстий, то их необходимо располагать так, чтобы они не заносились - снегом. Низ продуха должен отстоять от уровня отмостки не менее чем на 25 см. Площадь отверстий продухов определяется при проектировании фундаментов.

Рис. II-41. Примеры решения цокольного узла здания. а - деревянного здания; б, в, д - каменного при пучинистом деятельном слое; г - то же, при непучинистом слое; е - неотапливаемого производственного здания при пучинистом деятельном слое; 1 - продух; 2 - рандбалка; 3 - заполнения кладкой; 4 - цокольная балка; 5 - железобетонные цокольные плиты; 6 - колонка; 7 - стеновые панели

Цоколь деревянных зданий выполняется из щитов (рис. II-41, а).

Цокольное ограждение подполья каменного здания выполняется подвесными сборными железобетонными плитами (рис. 41, в, д, е), кладкой из блоков или кирпича по специальным рандбалкам (рис. 41, б, г).

При пучинистых грунтах между цокольным ограждением и поверхностью отмостки предусматривается зазор или же ограждение устраивается из двух плит, одна из которых может скользить вдоль другой при сезонной пульсации поверхности (рис. II-41, рис. II-42).

Рис. II-42. Конструктивное решение холодного склада на пучинистых грунтах

Полы по грунту возможны лишь на непросадочных при оттаивании или талых претерпевших структурную осадку грунтах. Величина осадки полов зависит, главным образом, от глубины протаивания и сжимаемости грунтов и может быть определена по их физическим характеристикам. С целью снижения величины осадки, ее скорости и неравномерности просадочные Фунты заменяются песчаными или крупнообломочными либо производится предпостроечное протаивание и уплотнение основания. Для облегчения послеосадочного ремонта полы по грунту проектируются из сборных элементов.

Если на полах по грунту устанавливается оборудование или же для него устраиваются фундаменты мелкого заложения, то предусматривается возможность последующего устранения перекосов и выравнивания отметок; для этого оборудование устанавливают на опорные рамы и предусматривают запас длины в анкерных болтах.

В неотапливаемых зданиях и отдельных помещениях (например, складах, тамбурах) необходимо предотвратить пучение основания устройством подушек из фильтрующих грунтов и дренажа. Практика эксплуатации неотапливаемых складов в районе Осетрово на р. Лене показала, что в весеннее время температура пола значительно ниже температуры воздуха, поэтому на его поверхности конденсируется большое количество влаги, нарушающее условия нормальной эксплуатации складов.

Устройство термоизоляции под полом может уменьшить период выпадания влаги или даже предупредить ее появление.

Перекрытия над холодными подпольями проектируются с таким термическим сопротивлением, при котором обеспечивается температура пола, обусловленная санитарными нормами. Практика эксплуатации зданий показывает, что особое внимание должно быть обращено на предупреждение продуваемости перекрытий.

Рис. II-43. Примеры решения перекрытия над подпольем. а - в жилых и общественных деревянных зданиях; б, в, г - то же в каменных; д - в детских учреждениях (с подогреваемым полом); е - с воздушным отоплением в овощехранилище; ж - утепленная панель перекрытия над подпольем; 1 - дощатый пол; 2 - доски необрезные; 3 - щитовой накат; 4 - лаги; 5 - полихлорвиниловый линолеум; 6 - керамическая плитка; 7 - асфальтовый пол; 8 - пароизоляция-кашированная фольга; 9 - то же, один слой пергамина на мастике; 10 - жесткая термоизоляционная плита; 11 - мягкий утеплитель; 12 - строительный картон; 13 - бетон; 14 - цементный слой; 15 - штукатурка по сетке Рабица; 16 - панели перекрытия; 17 - сборные железобетонные плиты, 18 - многопустотные плиты; 19 - вентиляционный канал; 20 - трубы отопления; 21 - подвески

Пароизоляционный слой в перекрытиях над подпольем должен устраиваться со стороны повышенных парциальных давлений, т. е. над утеплителем (рис. II-43). Воздушных прослоек между пароизоляцией и утеплителем следует избегать а их вентиляция внутренним воздухом через решетки в полу недопустима, так как приводит к образованию конденсата.

Лучшим решением для Крайнего Севера следует считать устройство полов из рулонных материалов, в частности из полихлорвинилового линолеума с заваркой швов, обладающего высокими эксплуатационными качествами и невозгораемостью.

Необходимо обращать внимание на обеспечение воздухонепроницаемости междуэтажных перекрытий для того, чтобы избежать конвекционных токов, создаваемых тепловым напором. Эти токи приводят к перегреву верхних этажей и охлаждению нижних вследствие усиления инфильтрации холодного воздуха через ограждающие конструкции.

Исследования показывают, что даже при соблюдении указанных условий проектирования перекрытия над подпольем, необходимая температура поверхности пола может оказаться необеспеченной. Если отопительные приборы расположены только у наружных стен, температура поверхности пола в глубине помещения у внутренних продольных стен оказывается значительно ниже нормы, что объясняется условиями конвективного обмена (рис. II-44). Следует предусматривать дополнительные источники отопления в глубине комнат, например, подогреваемый пол, плинтусное отопление и другие способы рассредоточенного подвода тепла.

Рис. II-44. Температурный режим помещений и теплопотери полов. а - распределение конвективных потоков воздуха и теплопотерь полом на лагах; б - то же, полом по перекрытию над подпольем; в - температурный режим помещений; 1 - средние температуры воздуха в здании с вентилируемым подпольем, 2 - амплитуд температуры; 3 - расчетная температура

С целью уменьшения продуваемости и местного переохлаждения следует закрывать отверстия в торцах железобетонных-пустотных панелей всех перекрытий.

Покрытия в районах с часто повторяющимися зимними ветрами проектируются простой формы, не задерживающими снег на поверхности. Этому условию отвечают кровли с уклоном до 10°, двухскатные и четырехскатные с уклоном более 60° или сферические.

В районах с сильными ветрами кровли из шифера, черепицы и других мелкоштучных материалов снегопроницаемы и требуют дополнительных креплений. При устройстве кровель из таких материалов они обязательно должны укладываться по слою толя или пергамина. Для промышленных зданий наибольшее распространение получили рулонные кровли, но их устройство осложняется в условиях Крайнего Севера, поэтому следует применять для покрытий панели с наклеенным в заводских условиях гидроизоляционным слоем. Могут с успехом применяться кровли из волнистого алюминиевого сплава марки АВАТ в виде укрупненных панелей [11].

Рис. II-45. Совмещенная кровля. 1 - два слоя рубероида по двум слоям пергамина на битумной мостике; 2 - сборные железобетонные плиты; 3 - подкладки для образования продуха: 4 - пенобетон γ = 400 ^кг/_м²; 5 - панель перекрытия; 6 - карнизная плита; 7 - оцинкованная сталь; 8 - один кованная проволочная сетка

Пример устройства совмещенной кровли для жилых зданий по типовому проекту показан на рис. II-45. В этом решении со стороны пониженного парциального давления предусмотрена воздушная прослойка, сообщающаяся с наружным воздухом через отверстия в карнизе, благодаря которым обеспечивается удаление водяных паров и улучшаются теплозащитные качества ограждающей конструкции. Водоотвод с крыш обычно устраивается наружным. "Малое количество осадков в теплое время года позволяет отказываться от устройства желобов и водосточных труб даже для многоэтажных зданий и увеличивать длину скатов кровель.

Если в здании устраивается чердак, то его вентиляция про изводится через вытяжки в коньке; жалюзийные решетки делают двойными для предотвращения проникновения снега.

Следует обращать внимание на предупреждение поступления теплого воздуха на чердак: он образует конденсат, который стекает по нижней поверхности кровли к стенам и вызывает протечки.

Древесину в покрытиях и перекрытиях рекомендуется антисептировать, так как низкие температуры наружного воздуха не предохраняют ее от поражения грибком во внутренних конструктивных элементах.

Рис. II-46. Заделка оконных проемов в промышленном здании

Обычные оконные заполнения мало пригодны для условий Крайнего Севера, вызывают переохлаждение помещений и окна иногда заделывают целиком (рис. II-46). В жилых и лечебных зданиях, школах и детских учреждениях тройное остекление применяют при температурном перепаде более 60°С.

Увеличение размеров стекла и исключение горбыльков в переплетах снижает продуваемость окон ввиду уменьшения количества швов. Остекление производится с применением штапиков. Для уплотнения швов между коробкой и переплетом ставятся прокладки из пористой резины, шерстяного шнура и пластелина, а оконные приборы делают натяжными. Устройство наплавов не предохраняет швы от продувания. Оконные переплеты следует выполнять из материала, не подверженного короблению (металл, пластмассы, сухая прямослойная древесина, защищенная от увлажнения покрытием горячей олифой или синтетическими смолами).

Рис. II-47. Стальные оконные переплеты в полихлорвиниловой оболочке. 1 - стальная труба; 2 - полихлорвиниловая оболочка; 3 - уплотняющий язычок оболочки 2; 4 - специальная мастика 'Бестик.'; 5 - накладка из уплотняющего материала

Рациональная конструкция переплета представлена на рис. II-47. Металлические трубы облицовываются специальными профилями из мягкого полихлорвинила, нарезаются и соединяются при помощи V-образных вкладышей и клея. Вместо замазки применяется проклеивающая лента обеспечивающая герметичность пространства между стекла. Коэффициент теплопередачи таких окон при двух стеклах равен 3,1 ^ккал/_{град*м²*ч}, коэффициент инфильтрации - 0,5 ^кг/_м²*ч*мм вод. ст.

На Крайнем Севере могут также с успехом применяться бес-переплетные заполнения световых проемов в вертикальных И горизонтальных ограждаюших конструкциях, например, стеклопакеты (рис. II-48) и стеклоблоки.

Рис. II-48. Стеклопакет, применявшийся в Норильске. 1 - оконный блок; 2 - стеклопакет; 3 - деревянный профильный брус; 4 - наличник; 5 - уплотняющие штапики; 6 - битумная мастика; 7 - клей из жидкого стекла и кремнефтористого натрия

В производственных и общественных зданиях рекомендуется устанавливать приборы для самозакрывания дверей; простейшим средством является установка коробок с небольшим наклоном, обеспечивающим закрывание двери действием собственного веса.

Наружные крыльца заносятся снегом, обледеневают, сужают тротуар. Поэтому крыльца, выходящие на главный фасад, стремятся проектировать по возможности меньшей высоты, дополняя их ступенями внутри здания (рис. II-49). С целью уменьшения снегозаносимости не рекомендуется делать марши крылец с уклоном в подветренную сторону, а также применять для их ограждения решетки с коэффициентом заполнения более 0,4.

Рис. II-49. Примеры решения крыльца. а - деревянного здания; б - каменного здания при пучинистом деятельном слое; в - то же, при непучинистом слое; 1 - свая; 2 - консольная площадка; 3 - консольная балка; 4 - решетка для вытирания ног

Крыльца могут основываться как на самостоятельных фундаментах, так и на консолях. Для предупреждения деформаций крылец при пучении грунтов нижняя ступень или площадка делаются свободно перемещающимися (рис. II-49,а, в).