Кирпичная кладка с утеплителем: Утепление каменного дома: колодезная кладка

Технология кирпичной кладки стен с утеплителем : СНиП

Одна из самых надежных и, пожалуй, одна из самых дорогих технологий возведения несущих стен – кирпичная кладка – имеет множество достоинств и не избавлена от некоторого количества недостатков. И к числу указанных недостатков, помимо высокой стоимости работ и материала, чаще всего, относят еще и низкую тепловую инерцию стен из кирпича.

Причем, в большинстве справочников указывается, что для успешного сопротивления низким температурам кирпичная кладка стен должна иметь практически метровую глубину.

Именно поэтому, практически во всех современных проектах используется особая кирпичная кладка с утеплителем. И этот технологический прием позволяет не только увеличить тепловую инерцию кладки, но и способствует существенному уменьшению сметы строительства. Ведь, в зависимости от этажности здания, для достижения несущей прочности достаточно обустроить кладку толщиной в 1,5 кирпича, а теплостойкость строения будет обеспечена слоем утеплителя.

В итоге, используя сочетания кирпича и утеплителя можно существенно снизить нагрузку на фундамент. Кроме того, такую стену можно сложить с незначительными трудозатратами. И, в конце концов, кладка с утеплителем дает возможность сэкономить и стройматериалы.

Да и главный строительный документ, которым регламентируется кирпичная кладка – СНиП «Несущие и ограждающие конструкции» – утверждает, что сплошная кладка с толщиной более 38 сантиметров (в 1,5 кирпича) попросту нецелесообразна с экономической точки зрения.

Современные строительные технологии позволяют реализовать утепление кирпичной кладки сразу несколькими способами. Но, по большому счету, подобное разнообразие очень легко разделить на два направления – внешнее и внутреннее утепление.

Кирпичная кладка стен с внутренним утеплением реализуется с помощью воздушных прослоек и колодцев. Именно так называются пустоты, создаваемые в стене во время кладки.

Воздушные прослойки можно обустроить и в сплошной несущей кладке, и в процессе отделке лицевым кирпичом. Пустоты толщиной в 5-7 сантиметров образуются перевязкой тычками, соединяющими параллельно выстроенные стены. Причем, прослойки имеют замкнутую структуру. Поэтому, для обеспечения хотя бы минимальной герметичности стену с воздушными прослойками необходимо обязательно оштукатурить.

Подобная технология позволяет сэкономить 15-20 процентов строительного материала. Тепловая инерция пустотелой стены превышает естественные показатели сплошной кладки, как минимум, на 30 процентов. Кроме того, существует и пустотелая кирпичная кладка с утеплителем, размещаемым прямо во внутренних полостях. И в роли такого утеплителя может выступать и минеральная вата и пенопласт. Причем, в последнем случае тепловая инерция кладки повышается на 100 процентов!

Впрочем, главный строительный документ, которым регламентируется кирпичная кладка – СНиП 3.03.01-87 – утверждает, что помимо технологии возведения стены с воздушными прослойками существует и «колодцевая кладка» – подобная кладка ЗАПРЕЩЕНА к использованию!!!

Согласно этой технологии несущая стена образовывается из наружной и внутренней стенки, соединенных с помощью сплошных мостиков (диафрагм). Причем, в отличие от замкнутых прослоек, колодцы имеют открытую структуру, что позволяет использовать в качестве утеплителя различные засыпки или легкие бетоны.

Разумеется, такая «всеядность» способствует еще большей экономичности процесса строительства, которой характеризуется именно колодцевая кирпичная кладка – СНиП позволяет использовать в роли утеплителя и опилки, и туф, и керамзит, и пенобетон, и целый ряд иных, недорогих материалов.

Однако при всех достоинствах варианта с внутренним утеплением такая технология обладает одним существенным недостатком – реализацию подобной схемы можно осуществить только в процессе строительства здания. Следовательно, если в расчеты архитектора вкралась ошибка, то владельцу уже построенного сооружения придется обратиться к иным решениям. И хорошим примером подобного решения является кирпичная кладка стен с наружным утеплением.

Эта схема предполагает обустройство дополнительного внешнего или внутреннего теплоизолирующего покрытия. В роли такого покрытия может выступать и сложная система «теплого фасада», и довольно доступная схема, предполагающая использование теплостойкой штукатурки. Конечное решение зависит от конкретных климатических условий.

Вдобавок, с технологической точки зрения кирпичная кладка с утеплителем, расположенным снаружи или внутри здания, не отличается от обычной сплошной кладки – в ней нет ни сложных перевязок, ни диафрагм, ни мостиков. А это значит, что с подобной кладкой справится даже неквалифицированный каменщик.

В итоге, мы может утверждать, что схема с наружным утеплением является не только самым экономичным, но и наименее трудоемким решением проблемы теплостойкости кирпичной кладки.

Колодцевая кладка из кирпича: особенности и варианты монтажа

Главная  »  Строительство  »

Способность сохранять тепло — одно из важных требований, предъявляемых строительным материалам при возведении наружных ограждений. Зачастую простое увеличение толщины стен не приводит к хорошему результату. Такое решение является весьма трудоемким и затратным, а также влечет за собой увеличение нагрузок на фундамент. Поэтому появляется необходимость использования более современных технологий при строительстве.

Содержание

• Что такое колодцевая кладка
• Достоинства и недостатки
• Что написано в СНИП
• Разновидности кладки
• Колодцевая кладка с утеплителем
• Последовательность работ

Что такое колодцевая кладка

Строительная технология заключается в том, что внутреннюю и наружную часть ограждения выкладывают отдельно, а полость между ними заполняют слоем теплоизоляции. Для этого выбирают сыпучие материалы или растворы легких бетонов. Также используют плиты утепления из минеральной ваты или пенополистирола. В качестве изоляции также подходят керамзит, шлак или опилки.

Для соединения параллельных стенок конструкции применяют перемычки — диафрагмы. Их обычно возводят толщиной в полкирпича, а расстояние между ними соблюдать в 2-4 кирпича.

Каждые 5-6 рядов используется армирующий слой в виде сварной сетки.

В качестве перемычки иногда применяют арматурный прут диаметром 5-10 мм, что не допускает появления мостиков холода.

Внутренняя часть стены может иметь разную толщину в зависимости от предъявляемых требований. Кладка производится из полнотелого кирпича. Наружная сторона обеспечивает декоративную функцию, а также защищает слой утеплителя. Колодцевый способ кладки используют для понижения теплопроводности наружных ограждений. К тому же такая технология способствует экономии на строительство в среднем на 20%.

Достоинства и недостатки

Колодцевая кирпичная кладка, как и другие виды конструкций, имеет достоинства и недостатки. При выборе варианта монтажа необходимо изучить детали и подобрать конкретный строительный прием.

Плюсы кирпичной кладки:

1. Снижение общей массы здания, что приводит к уменьшению нагрузки на фундамент.
2. Уменьшение общей стоимости строительства и экономия материалов.
3. Сокращение сроков возведения конструкции из-за высокой скорости монтажа.
4. Дополнительно можно не утеплять перегородки.
5. Повышение огнестойкости сооружения.
6. Соответствие стандартам и нормам СНиП по теплопроводности при уменьшении толщины ограждения.
7. Не требуется проводить дополнительную отделку фасада здания.

Минусы кирпичной кладки:

1. Структура наружных ограждений — неоднородная, что приводит к снижению прочности конструкции.
2. Образование конденсата на поверхности стен в зимнее время.
3. Отсутствие устойчивости к разности температур, что вызывает разрушение слоя утеплителя.
4. Невозможность проведения диагностики дефектов утеплителя в период эксплуатации.
5. Металлические элементы, используемые при монтаже, нуждаются в антикоррозийном покрытии. Они также выступают в качестве мостиков холода, что приводит к увеличению теплопотерь.
6. Ухудшение надежности ограждающих конструкций, что предполагает использование горизонтальных диафрагм.
7. Каждый материал, используемый при монтаже, имеет определенный срок службы.
8. Колодцевая кирпичная кладка не может быть отремонтирована локально. Нельзя отдельно заменить утеплитель, крепежные элементы или гибкие связи.

Что написано в СНИП

Нормативный документ СНиП II-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции» содержит несколько пунктов, регламентирующих возведение колодцевой кладки:

1. Гибкие связи при возведении стен не должны быть подвержены коррозии. Используются стойкие виды стали или полимерные материалы. Также возможно применение других материалов, предварительно обработанных специальным защитным раствором.
2. В кирпичной стене гибкие связи должны быть закреплены путем отгибов. Это обеспечивает устойчивость к силовым и усадочным нагрузкам по вертикали.
3. Жесткие связи при использовании любой теплоизоляции укладываются на расстоянии не более 120 см друг от друга.
4. Основная кладка и облицовочная, объединенные жесткими связями, должны иметь схожие деформационные свойства. При различных характеристиках проводится дополнительный расчет.
5. Заливочные изоляционные материалы должны проходить экспертизу в специализированных учреждениях.
6. Плитные материалы: минераловатные плиты со специальной структурой волокон, пенополистирол или пенополиуретан.

Разновидности кладки

При возведении наружных стен следует учитывать, что суммарная толщина ограждающей конструкции составляет 33-62 см. Чаще всего толщину и способ укладки внутренней и наружной части выбирают одинаковой.

Тем не менее она может различаться, при этом внутренняя ограждающая часть не может быть тоньше наружной стены.

В полкирпича

Технология заключается в том, что каждый последующий ряд сдвигается по отношению к предыдущему на конкретное расстояние. Оно равно половине ложковой части кирпича — 120 мм. Таким образом может выкладываться внутренний и наружный слой конструкции. При этом в кладку могут вставлять горизонтальные ребра жесткости с интервалом не более 120 мм между осями. Диафрагмы могут касаться тычками к внутренней поверхности стены или входить в состав самой кладки.

В четверть кирпича

Выполняется путем укладывания блоков на ребро, при этом каждый ряд сдвигается относительно другого на четверть длины. Такая кладка часто применяется при возведении стен колодцевым способом. Однако при этом внутренняя часть стены должна быть толще и укладываться в полкирпича, в целый кирпич и другими способами.

Вы знакомы с технологией колодцевой кладки кирпича?

Колодцевая кладка с утеплителем

Каждый способ утепления кирпичной стены имеет свои достоинства и недостатки, так как материалы могут использоваться разных типов.

С керамзитом

Наружный и внутренний слой выстраиваются стандартным для колодцевой кладки способом. Для керамзита расстояние между стенами должно быть около 10-30 см. Керамзит засыпается на каждом 5 ряду, при этом его уплотняют и заливают цементным раствором. Поверх выкладывается диафрагма жесткости из сплошной кирпичной кладки.

Минусом применения керамзита может быть его усадка внутри слоев стен. При этом восполнить пустое пространство дополнительным материалом невозможно.

С полистиролбетоном

Наружная и внутренняя кладка кирпича при использовании полистиролбетона служит несъемной опалубкой. С помощью бетононасоса раствор по шлангу передается в стену и укладывается в соответствии с нормами технологического процесса. Бетонный раствор по плотности соответствует марке от D-150 до D-300, по прочности — М2.5 — М3.5. В качестве гибких связей рекомендована стеклопластиковая или металлическая арматурная сетка диаметром 4 мм.

С пенобетоном

Заполнить все пустоты и возникшие трещины позволит заливка из жидкого пенобетона, который защитит конструкцию от появления влаги и последующего гниения. Между двумя слоями кирпичной кладки оставляют 120 мм. При этом плотность пенобетона должна составлять 250 кг/м.куб. Материал имеет низкую цену и способен уменьшить затраты при строительстве. Он способен аккумулировать тепло, обладает хорошей паропроницаемостью и морозостойкостью. Пенобетон огнестойкий и обеспечивает прекрасную звукоизоляцию жилища.

С опилкобетоном

Материал обладает достаточной прочностью и не подвержен горению. Для изготовления такого раствора используют отходы деревообрабатывающего производства. При заливке пространства между параллельными рядами кирпичной кладки используется бетон марки не ниже М10. Как и в случае с полистиролбетоном раствор подается с помощью насоса в пространство между стенами.

Минусы использования данного утеплителя заключаются в невысокой прочности материала на изгиб.

Последовательность работ

Кирпичная кладка стен по данной технологии предусматривает проведения грамотного расчета и строго соблюдения последовательности операций.

1. На слой гидроизоляции фундамента здания укладывается кирпич в 2 ряда. Сплошные ряды служат основанием для последующей кладки.
2. Выкладываются 2 параллельные стенки из кирпича, которые разделены расстоянием, соответствующим толщине выбранного утеплителя.
3. Каждые 60-120 см монтируются поперечные перемычки-диафрагмы. Ориентировать их лучше всего по расположению балок перекрытия.
4. Соседние стенки скрепляются арматурой или проволочными соединениями для образования целостной структуры.
5. Проемы окон и дверей выполняются с помощью сплошной кладки.
6. Пространство между двумя слоями кирпича заполняется жидким раствором бетона или плитным утеплителем каждые 5-6 рядов. При использовании сыпучего материала производится заливка каждые 30-50 см. Делается это для предотвращения проседания изоляционного слоя.
7. Последний завершающий ряд также должен быть сплошным без промежутков. Для прочности используется армирующая сетка.
8. На поверхности последнего ряда кирпича устраиваются опоры, которые являются основанием для нижележащих прогонов стропил конструкции крыши или для балок перекрытия.

Колодцевый принцип укладки кирпича применяется при строительстве малоэтажных зданий, загородных домов и коттеджей. Такая технология имеет оптимальное сочетание теплоизолирующего слоя, расхода строительных материалов, стоимости постройки и трудоемкости процесса. Тем не менее необходимо учитывать все минусы возводимой конструкции и проводить грамотные расчеты на этапе проектирования.

Популярное

Безопасная изоляция исторических каменных зданий: как WUFI может помочь

В связи с ростом популярности пассивного дома и реконструкции EnerPHit при реконструкции каменной и кирпичной кладки в США и Канаде снова и снова возникает вопрос: какие уровни изоляции необходимы для создать эффективную структуру и насколько далеко мы должны и можем ли мы повысить уровень внутренней изоляции, не сталкиваясь с проблемами? Одним из инструментов, которые мы можем использовать, является программа гидротермического моделирования WUFI. 475 может предоставить анализ WUFI для ваших проектов, используя полную систему воздухонепроницаемости Pro Clima.

Воздухонепроницаемость прежде всего*

Но перед WUFI необходимо понять, что правильная и долговечная герметизация ограждающих конструкций делает эти здания намного более энергоэффективными (откорректируйте результаты испытаний воздухопроницаемых дверей в PHPP, чтобы увидеть, какой эффект это оказывает…) . Что еще более важно, внутренняя воздухонепроницаемость предотвращает попадание влажного воздуха в изоляцию и возникновение проблем при контакте с холодными поверхностями (например, с кирпичной стеной). По этой причине детали, разработанные и опубликованные 475 для внутренней изоляции исторических каменных конструкций, основаны на внутреннем воздушном барьере, созданном с помощью интеллектуального замедлителя пара ProClima INTELLO вместе с лентой TESCON VANA, чтобы удерживать кондиционированный воздух там, где он должен быть. внутри, сохраняя изоляцию сухой, а интерьер комфортным. И использование служебной полости для обеспечения воздухонепроницаемости на практике.

* Конечно, удаление воды путем восстановления карнизов, отливов, направляющих и т. д., чтобы избежать насыщения кирпича, является главным приоритетом, но воздухонепроницаемость важнее изоляции.

Переменные: Климат, Кирпич, Изоляция

В WUFI существует множество переменных (что делает надлежащее обучение пользователей WUFI чрезвычайно важным). Но вот некоторые из основных переменных для следующих примеров. Местоположение — Олбани, штат Нью-Йорк, выбрано потому, что оно полностью находится в климатической зоне 5. Мы используем стену с наихудшим случаем (обращение к северу, поэтому нет реального прямого солнечного излучения, доступного для сухой стены внутрь, и наиболее подвержены осадкам), умеренная внутренняя влажность в зима (30-40% по EN 15026) и небольшая утечка внутреннего воздуха в каждой сборке.

Стена трехрядная кирпичная. Лицевой кирпич в большинстве случаев относительно невпитывающий и прочный, и его укладывали туда добросовестные архитекторы / строители, которые хотели, чтобы их здания прослужили долго. Это можно наблюдать в полевых условиях – хороший пример – неотапливаемые здания без повреждений. Это также подтверждается публикациями, которые определили то же самое (Бадами, 2011, Ананян, 2014). Это не означает, что загрузка стен внешней и/или внутренней влажностью не приведет к проблемам. Хороший дренаж, выступы, карнизы и т. д. обычно заботятся об элементах экстерьера в исторических зданиях, если они содержатся в хорошем рабочем состоянии. Внешняя поверхность кирпича, вероятно, промерзает несколько раз в год, но, поскольку лицевой кирпич, как правило, хорошего качества, более частое его охлаждение, скорее всего, не приведет к большему повреждению от замерзания-оттаивания. Большую озабоченность вызывает кирпич для внутренней заливки – этот кирпич обычно не такого высокого качества, он станет более холодным из-за внутренней изоляции и если не контролировать внутреннюю влажность, а также может быть склонен к конденсации. Следовательно, любая дополнительная влажность может увеличить как вероятность роста плесени, так и вероятность замерзания-оттаивания.

Глубина и тип изоляции также могут играть важную роль, как мы рассмотрим ниже. Мы рекомендуем вам не использовать пену, потому что пена не работает, однако стекловолокно, минеральная вата и целлюлоза — все это приемлемые варианты.

WUFI и пороги безопасности

Существуют пороги безопасности, по которым существует общее мнение, и эти пороги не следует нарушать, чтобы убедиться, что сборка сохраняет запасы высыхания и большую устойчивость в случае дальнейшего непредвиденного увлажнения.

Для предотвращения проблем с плесенью мы используем следующие пороговые значения:

1. Компания ProClima рекомендует всегда поддерживать относительную влажность на поверхности конденсации ниже 92%.
2. ASHRAE 160P устанавливает критерий, согласно которому для данного скользящего среднего значения за 30 дней относительная влажность не может превышать 80%, а температура выше 41 градуса по Фаренгейту.

WUFI позволяет нам сравнительно понять, представляет ли какая-либо сборка больший или меньший риск в отношении этих пороговых значений и устойчивости корпуса. Корреляция между каждым порогом безопасности показывает, что использование любого из них приводит к аналогичным выводам, и, придерживаясь обоих, можно быть уверенным, что сборка работает (при условии, что используются правильные материалы, климат и ориентация).

Стекловолокно с “герметичным гипсокартонным подходом”

Большое количество зданий в соответствии с нормами изолировано изнутри, часто с использованием стекловолокна, и в большинстве случаев проблем нет. Это неудивительно, так как обычно корпус пропускает так много воздуха, что утечка подрывает ценность изоляции, а кирпич остается теплее. Однако, если кто-то попытается использовать подход ADA/герметичный гипсокартон для воздухонепроницаемой изоляции (см. этот пост в блоге о причинах, почему ADA неэффективен), мы увидим следующую симуляцию WUFI:

На этом графике видно, что в первые холодные осенние дни влага начинает нагружать кирпич. Эта влажность достигает максимума, когда достигается точка насыщения кирпича свободной водой, или примерно 95% относительной влажности, в отличие от более высокого уровня насыщения, достижимого в вакууме. Это означает, что возможна значительная нагрузка влаги изнутри. (**См. примечание к Scrit внизу поста.)

(Примечание: как эта стена, так и стена ниже не соответствуют нормам/законам в климатической зоне 5, поскольку внутренний пароизолятор (класса I или II) требуется в соответствии с IRC R702.7 для замедлителей испарения).

Целлюлоза

Целлюлоза гигроскопична. Он может амортизировать определенное количество влаги, которая в противном случае конденсировалась бы и скапливалась на первой холодной конденсирующей поверхности. Тем не менее, это не волшебное панацея для строительства ограждений. При использовании необходимо учитывать, что целлюлоза открыта для паров, и хотя она может перераспределять влажностные нагрузки намного лучше, чем другие волокнистые утеплители, остаются вопросы о том, насколько лучше и чего достаточно в климатических условиях с преобладанием нагрева при различных уровнях изоляции. WUFI показывает, что с 4-дюймовым слоем целлюлозы внутри (“воздухонепроницаемого”) гипсокартона уровни влажности превышают как 9, так и2% порог ProClima, а также максимальное скользящее среднее значение ASHRAE за 30 дней, равное 80% относительной влажности и 41F.

На этом графике показано, что стена будет подвергаться дополнительной влагозащите (92 % плюс шипы) из внутренней части, поскольку в ней отсутствует код, требующий пароизоляции, а также она подвергается воздействию таких уровней влажности, которые могут привести к врезке деревянных элементов, таких как гвозди, блокирующие и балки ухудшаться (относительная влажность более 80%, когда 30-дневная температура превышает 41F).

Целлюлоза с INTELLO Plus — интеллектуальной системой воздухонепроницаемости Pro Clima

Когда мы внедряем интеллектуальный замедлитель пара ProClima INTELLO на внутренней стороне изоляции, эти проблемы исчезают, потому что влага, образующаяся внутри зимой (дыхание, приготовление пищи, душ и т. д.), остается внутри. Это приводит к комфортной относительной влажности внутри помещения 35%+ даже при работающем вентиляторе с рекуперацией тепла (HRV). Не менее важно, чтобы влажный воздух не попадал на любые холодные поверхности конденсации на другой стороне изоляции, поскольку INTELLO образует прочный воздушный барьер и парозадерживающий слой.

С INTELLO и целлюлозой, как высоко мы можем безопасно подняться?

Мы часто слышим вопрос: мы используем окна с коэффициентом теплопередачи 0,15 или лучше (>R-7), так что не лучше ли разместить стойки дальше от кирпича и повысить уровень изоляции? ? Итак, давайте посмотрим, что произойдет, если мы увеличим изоляцию до 6 дюймов целлюлозы:

Это все еще можно считать нормальным – нет всплесков выше 92% или длительных периодов относительной влажности выше 80%, когда температура стены также не ниже 32F. Обратите внимание, что это происходит только после того, как исходная строительная влага высохнет внутрь первой весной. Это сделано для того, чтобы показать наихудший сценарий, в котором мы начинаем расчеты WUFI в октябре со всеми материалами при относительной влажности 80% — как раз, когда начинается холодная погода.

Переход к 8-дюймовой целлюлозе (R-30) приводит к следующему графику:

Теперь мы превышаем 80% в течение более длительных периодов времени, но только когда внутренняя поверхность кирпича ниже точки замерзания. Это не срочный сигнал тревоги, но мы начинаем использовать резервы стен, и требуется тщательное рассмотрение и исследование, чтобы убедиться, что этот подход действительно безопасен и долговечен. Сборка также очень кратко достигает пика выше 92%, хотя этот пик уменьшается с годами. Чтобы определить, можно ли рекомендовать такое количество изоляции, необходимо провести следующее: лабораторные испытания кирпича, дополнительное моделирование влаготермического поведения стены для каждой ориентации и дополнительные меры по сохранению стены сухой (например, повышенная воздухонепроницаемость, свесы, обработка кирпичом).

Обратите внимание, что в рядных домах или компактных/квадратных отдельно стоящих зданиях для получения сертификата EnerPHit может быть достаточно R-30, если есть хорошие окна, надлежащие детали установки, высокоэффективная система HRV и отсутствуют большие тепловые мосты. Не стоит рисковать надежностью сборки/конструкции/здоровьем жильцов, просто чтобы увеличить экономию энергии сверх безопасных уровней изоляции.

Несмотря на это, поиск лучших показателей изоляции остается для некоторых владельцев/архитекторов. Мы сделали модель 12 дюймов из целлюлозы, которая дает вам новую конструкцию, подходящую для пассивного дома уровня R-45. Однако, как показывает окончательный график ниже, пики влажности теперь достигают 92%. Кроме того, относительная влажность весной остается выше 80%, в то время как температура стены поздней весной превышает 41°F в течение нескольких недель, даже на пятом году жизни. Резервы этой стены сейчас явно исчерпаны, и любая дополнительная (непредвиденная) влажность или попадание влаги изнутри или снаружи приведут к ситуациям, которые уже нельзя смягчить ни целлюлозным буферированием, ни внутренней или внешней сушкой. На наш взгляд, это слишком рискованно.

Заключение

Исторические здания не могут пройти мимо решения проблемы смягчения последствий изменения климата. Мы можем и должны безопасно сделать наши исторические каменные стены более энергоэффективными. WUFI — отличный инструмент для изоляции с приемлемыми уровнями риска в сочетании с комплексным подходом к обновлению корпуса. Еще одним полезным инструментом является наша бесплатная загружаемая электронная книга Smart Enclosure под названием Historic Masonry Retrofits. Но всегда действуйте с осторожностью.

**Примечание к Scrit

Сохранение низкой влажности внутренней поверхности также предотвратит достижение кирпичной кладкой опасного уровня влажности, который может привести к замерзанию-оттаиванию – не только во внешней стороне, но и в самой холодной (внешней ) часть заполняющего кирпича. Этот заполняющий кирпич будет немного теплее и менее подвержен воздействию дождя, но поскольку для заполнения использовалось меньше твердого кирпича, эти значения ниже, чем для лицевого кирпича. Этот критический уровень влажности называется S крит, и представляет собой уровень влажности по сравнению с вакуумным насыщением кирпича. Если для конкретного кирпича этот порог превышен (см. эту статью ASHRAE) и циклы температуры ниже 23F, вероятно, произойдет повреждение от замерзания и оттаивания. Если уровень влажности остается ниже этого уровня, кирпич может замерзнуть без повреждений. Для исторического облицовочного кирпича, на котором были обнаружены какие-либо повреждения, особенно если здания какое-то время не отапливались, или для кирпича, который был протестирован на Scrit, эти значения могут достигать 0,80. Для заполняющего кирпича значения могут быть намного ниже и составлять всего 0,4 или 0,3. Это испытание кирпичной кладки является гораздо более сложной задачей, чем надлежащая гидроизоляция, визуальный осмотр, испытание карстеновой трубы и т. д., и оправдано, когда присутствуют повреждения, требуются более высокие значения изоляции, присутствуют другие проблемы, связанные с конструкцией, или комбинация таких факторов.

Как показано на графиках ниже, влажность кирпича сильно зависит от типа используемой изоляции, ее толщины и от того, был ли установлен интеллектуальный пароизолятор ProClima INTELLO. Превышение Scrit зависит от типа кирпича, но очевидно, что влага из внутренней части стены может добавить значительное количество влаги в исторические стены и увеличить вероятность повреждения от замерзания и оттаивания. На этом графике показано содержание влаги во внешнем слое кирпича-заполнителя толщиной 3/8 дюйма.

Изоляционные кирпичи с микроскопическими пузырьками

Для достижения таких же показателей изоляции, как у стены из аэрокирпича толщиной 165 мм, стена из перлитового кирпича должна иметь толщину 263 мм, а стена из неизоляционного кирпича – более одного метра. 1 кредит

Чем лучше изолировано здание, тем меньше потерь тепла зимой и тем меньше энергии требуется для достижения комфортной температуры в помещении. Швейцарское федеральное управление энергетики (SFOE) регулярно повышает требования к теплоизоляции зданий.

Традиционно на готовые стены наносятся изоляционные слои. Однако все чаще используются самоизолирующие кирпичи, что экономит как рабочие операции, так и деньги, а также открывает новые архитектурные возможности. Изоляционные кирпичи предлагают реальный компромисс между механическими и тепловыми свойствами, а также подходят для многоэтажных зданий. Они уже имеются в продаже во многих моделях: некоторые из них имеют несколько заполненных воздухом камер, другие имеют более крупные полости, заполненные изоляционными материалами, такими как перлит, минеральная вата или полистирол. Значения их теплопроводности различаются в зависимости от структуры и материала наполнителя. Чтобы достичь показателей изоляции стен с отдельными изоляционными слоями, изоляционные кирпичи обычно значительно толще обычных кирпичей.

Аэрогели являются относительно новым изоляционным материалом в строительной отрасли. Основой для материала в основном являются силикаты, но по объему он состоит более чем на 90 процентов из заполненных воздухом пор с размерами в нанодиапазоне. Это сводит к минимуму передачу энергии за счет движения молекул воздуха, другими словами, аэрогели являются высокоэффективными изоляционными материалами. Помимо своих тепловых свойств, аэрогели паропроницаемы и практически не впитывают влагу. Кроме того, они пригодны для вторичной переработки, нетоксичны и негорючи. Это делает их почти идеальным теплоизоляционным материалом для зданий.

Исследователи Empa заменили перлит в теплоизоляционных кирпичах аэрогелем: высокопористым твердым веществом с очень высокими теплоизоляционными свойствами, способным выдерживать температуры до 300°C. Исследователи ранее использовали его для разработки высокоэффективной изоляционной штукатурки, которая, помимо прочего, позволяет энергично обновлять исторические здания, не влияя на их внешний вид.

Вместе со своими коллегами исследователь Empa Яннис Вернери из исследовательского отдела «Строительные энергетические материалы и компоненты» разработал пастообразную смесь частиц аэрогеля для использования в качестве наполнителя для кирпича. «Материалом можно легко заполнить полости, а затем соединить с глиной кирпичей», — говорит Вернери. «Аэрогель остается в кирпичах — с ними можно работать как обычно». Так родился Aerobrick.

Сравнение в специальном приборе для измерения теплопроводности при средней температуре 10°C показывает, что кирпичи с перлитным наполнителем одинаковой структуры и толщины изолируют примерно на треть меньше, чем аэрокирпич. Другими словами, для достижения требуемых показателей изоляции стена из перлитового кирпича должна быть примерно на 35 процентов толще, чем стена из аэрокирпича.

Еще более впечатляющим является сравнение с обычной кирпичной кладкой из неизолирующих кирпичей: они проводят тепло до восьми раз лучше. Таким образом, обычная стена должна быть почти два метра в глубину, чтобы обеспечить изоляцию, а также стена из аэрокирпича толщиной всего 20 сантиметров. При измеренной теплопроводности всего 59милливатт на квадратный метр и разницу температур в Кельвинах, Aerobrick в настоящее время является лучшим изоляционным кирпичом в мире.

Aerobricks не будет продаваться в ближайшем будущем — пломбировочный материал в настоящее время все еще слишком дорог.