Основные свойства строительных материалов

Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования «Белорусский государственный университет транспорта»

Факультет безотрывного обучения Кафедра «Промышленное и гражданское строительство»

Контрольная работа № 1

по дисциплине «Строительное материаловедение»

Выполнил: Мостовая Е. С.

2012 г.

1. Блок — задание № 1 Покажите на примерах, как по величине водопоглощения при одинаковом вещественном составе можно ориентировочно оценить эксплуатационные свойства и назначение материалов

2. Блок — задание № 2 От чего зависит выбор отделочных материалов? Приведите примеры материалов для отделки помещений различного назначения и с разными температурно-влажностными условиями эксплуатации

3. Блок — задание № 3 Покажите на примерах способы улучшения эстетических свойств отделочных материалов

4. Блок — задание № 4 Предложите свои способы сокращения ресурсопотребления при строительстве и эксплуатации жилого дома

5. Индивидуальное задание. Кровельные материалы Список использованной литературы.

Блок — задание № 1

Водопоглощение — это свойство материалов впитывать и удерживать влагу при непосредственном соприкосновении его с жидкостью. Величиной, характеризующей водопоглощение материала, является количество впитанной материалом влаги при максимальном его насыщении к массе сухого материала.

Степень заполнения пор материала водой характеризуется объемным водопоглощением.

Отношение объема поглощенной воды к объему пор, называется коэффициентом водопоглощения.

Массовое водопоглощение различных материалов колеблется в широких пределах. Так, массовое поглощение обыкновенного кирпича составляет от 8 до 20%, бетона — 2 — 3%, торфоплит — 100% и больше. Вода, попавшая в поры материала, увеличивает его объемную массу и теплопроводность, уменьшает морозостойкость и прочность. Некоторые материалы, в частности, затвердевшие глиняные растворы, разрушаются в воде.

Водопоглощение всегда меньше пористости, так как поры не полностью заполняются водой.

Материалы во влажном состоянии изменяют свои свойства. Увеличивается средняя плотность, уменьшается прочность, повышается теплопроводность.

Насыщение материалов водой отрицательно влияет на их основные свойства: увеличивает среднюю плотность и теплопроводность, понижает прочность. Степень снижения прочности материала при предельном его водонасыщении, т. е. состоянии полного насыщения материала водой, называется водостойкостью и характеризуется значением коэффициента размягчения.

Влажность материала определяется содержанием влаги, отнесенным к массе материала в сухом состоянии. Влажность материала зависит как от свойств самого материала (пористости, гигроскопичности), так и от окружающей его среды (влажность воздуха, наличие контакта с водой).

Водопоглощение пористых материалов определяют по стандартной методике, выдерживая образцы в воде при температуре 20±2 ° C. При этом вода не проникает в закрытые поры, то есть водопоглощение характеризует только открытую пористость. При извлечении образцов из ванны вода частично вытекает из крупных пор, поэтому водопоглощение всегда меньше пористости. Водопоглощение по объёму Wo (%) — степень заполнения объёма материала водой:

Wo=(mв-mc)/Ve*100,

где mв — масса образца материала, насыщенного водой; mc — масса образца в сухом состоянии. Водопоглощение по массе Wм (%) определяют по отношению к массе сухого материала

Wм=(mв-mc)/mc*100.

Wo=Wм*г,

г — объемная масса сухого материала, выраженная по отношению к плотности воды (безразмерная величина). Водопоглощение используют для оценки структуры материала с помощью коэффициента насыщения:

kн = Wo/П.

Он может меняться от 0 (все поры в материале замкнутые) до 1 (все поры открытые). Уменьшение kн говорит о повышении морозостойкости.

Увлажнение и насыщение строительных материалов водой, как правило, отрицательно влияет на их основные свойства — увеличивает среднюю плотность, теплои электропроводность, снижает прочность. Водопоглощение зависит от количества и характера пор. Примерные значения водопоглощения, %, для различных материалов приведены ниже:

кварцит 0,17

гранит 0,09—0,65

мрамор 0,05—0,3

керамическая плитка для полов 1—4

бетон 2—3

кирпич 8—20

Водопоглощение — важное физическое свойство камня, которым пользуются при ориентировочной оценке его долговечности. Так, например, если указанный параметр у породы не превышает 0,5%, ее не испытывают на морозостойкость, полагая, что порода имеет вполне достаточную долговечность (в стандартах на блоки и на камни бортовые). У горных пород, используемых при производстве стеновых материалов, водопоглощение не должно превышать: для вулканических туфов — 50, для других пород—30%.

Определение водопоглощения горной породы производят на пяти образцах — кубиках с размером ребра 40—50 мм или цилиндрах с диаметром и высотой 40—50 мм. Каждый образец очищают щеткой от рыхлых частиц, пыли и высушивают до постоянной массы. После полного остывания образцов на воздухе их взвешивают на настольных или циферблатных весах, укладывают в сосуд с водой комнатной температуры в один ряд (уровень воды в сосуде должен быть на 20—100 мм выше верхней грани образцов) и выдерживают в течение 48 ч. Далее образцы вынимают из сосуда, — вытирают досуха мягкой тканью и поштучно взвешивают. При этом массу воды, вытекшей из пор образца на чашку весов, включают в массу насыщенного водой образца.

Водопоглощение горной породы вычисляют как среднее арифметическое результатов определения водопоглощения пяти образцов.

Рассмотрим, например теплоизоляционные материалы:

Теплоизоляционные материалы и гидроизоляционные материалы, используемые в нашей стране в коммунальном хозяйстве тридцать — пятьдесят лет назад, не отвечают современным требованиям в отношении энергосбережения, экологических и экономических норм. Современные трубы коммунального хозяйства страны находятся в состоянии крайней степени износа, морального и физического. Степень износа характеризуется количественными показателями потерь воды и тепла на трубах систем тепловых сетей, трубах водоснабжения и канализации. Защитные покрытия и теплоизоляционные материалы значительного количества эксплуатируемых трубопроводов значительно или полностью не выполняют своих изначальных технологических функций. Кроме того, трубы и теплоизоляционные материалы, использовавшиеся 30 лет назад на данных трубопроводных систем крайне запущены и в значительном своем числе просто обветшали и разваливаются.

Многие специалисты давно характеризуют ситуацию, сложившуюся с трубопроводами коммунального хозяйства России одним словом — катастрофа. Для исправления ситуации требуется значительное вложение средств в замену изношенных трубопроводов на трубы нового поколения и гидроизоляционные и теплоизоляционные материалы с новыми качественными характеристиками. Отечественные производители труб сегодня обладают большинством технология по производству современных труб, теплоизоляционные материалы экономичны, а спектр из сегодня значительно широк, а производители их развиваются в большинстве регионов страны. Сегодня разработаны и применяются такая теплоизоляция, как пенополиуретан (ппу), пенополистирол, современные минераловатные теплоизоляционные материалы. Ппу изоляция трубопроводов тепловых сетей хорошо зарекомендовала себя в странах с холодным климатов. ППУ изоляция стальных труб — сегодня это хорошо отлаженная система производства теплоизоляции трубопроводов. Пенополиуретан является долговечным и эффективным теплоизоляционным материалом.

Средняя плотность теплоизоляционных материалов (кг/куб. м) — физическая величина, определяемая отношением массы тела или вещества ко всему занимаемому ими объему, включая имеющиеся в них пустоты и поры. Средняя плотность материалов в сухом состоянии прямо пропорциональна объему пористости, и с ее помощью приближенно оценивают теплопроводность. При прочих равных условиях по средней плотности можно судить и о прочности теплоизоляционных материалов, конечно, в сугубо приближенном виде. Вид пористой структуры в значительной мере предопределяет способность материалов воспринимать тот или иной вид нагружения. В связи с этим стандарты регламентируют проведение испытаний теплоизоляционных материалов на один или несколько показателей прочности. Так, теплоизоляционные материалы с волокнистой структурой испытывают на изгиб и реже на растяжение, с зернистой и ячеистой структурами — на сжатие и реже на изгиб.

Наличие воды в теплоизоляционных материалах всегда ухудшает их функциональные и строительно-эксплуатационные свойства. У влажных материалов резко повышаются теплопроводность и теплоемкость, у большинства из них снижаются физико-механические показатели. Поэтому снижение влажности является важным фактором улучшения свойств теплоизоляции. Отношение теплоизоляционных материалов к действию воды оценивается несколькими показателями. Влажность характеризуется отношением массы (объема) влаги, содержащейся в объеме материала, к его массе в сухом состоянии (влажность по массе) или к его объему (объемная влажность). Показатель влажности по массе существенно зависит от средней плотности материала, с ее уменьшением показатель влажности по массе растет и для теплоизоляционных материалов может достигать значений намного больше 100%. Свойства материала поглощать (сорбировать) влагу из окружающего воздуха называют гигроскопичностью, а достигаемое при этом увлажнение — сорбционной или равновесной влажностью. Гигроскопичность зависит от природы материалов, характера пористой структуры, величины поверхности пор, а также от относительной влажности воздуха.

При прочих равных условиях гигроскопичность выше у тех теплоизоляционных материалов, в структуре которых больше мелких капилляров, так как в них выше капиллярная конденсация паров воды. Снижение гигроскопичности теплоизоляционных материалов достигают путем их объемной гидрофобизации, уменьшения содержания микропор, защиты поверхности изделий обкладочными материалами или затирочными растворами. Свойство материалов увлажняться при соприкосновении одной из поверхностей с водой называется капиллярным подсосом (насыщением). Величина капиллярного подсоса главным образом зависит от пористой структуры материала и смачиваемости его водой. Чем больше капиллярных пор, тем выше при прочих равных условиях этот показатель. Крупные поры в процессе капиллярного подсоса не участвуют. Способность материала впитывать и удерживать воду характеризует его водопоглощение. Водопоглощение имеет месть при погружение материала в воду. По объему оно всегда меньше объема пористости теплоизоляционных материалов, а по массе — часто превышает 100%. Коэффициент размягчения характеризует влияние влаги на строительные свойства материалов и, прежде всего, на их прочность. Однако этот показатель непригоден для многих теплоизоляционных материалов, так как насыщение водой приводит к необратимым изменениям их структуры. Например, минераловатные изделия при этом уплотняются и резко снижают теплоизоляционные свойства, древесноволокнистые плиты набухают и теряют форму. Поэтому их отношение к действию воды оценивается комплексно.

2. Блок — задание № 2

Для обеспечения архитектурной выразительности здания, придания неповторимости интерьеру применяют различные по составу, структуре, цветовой гамме и виду изделий отделочные материалы. Кроме выполнения чисто декоративных функций, они повышают комфортность жилых и общественных помещений, а также являются защитными покрытиями, предотвращающими разрушение строительных конструкций.

Обоснование выбора материалов основывается на анализе условий их эксплуатации, свойств и нормативных требований по долговечности.

К применяемым отделочным материалам предъявляют требования по декоративности и обеспечению технических свойств. Внутреннюю отделку стен и перегородок выполняют в основном на строительной площадке. В качестве отделочных материалов используют изделия заводской готовности или пластичные составы, требующие определенного времени для отверждения.

При отделке фасадов, составы должны не только придавать фасадам декоративность, но и надежно защищать их от разрушения. При защите фасадов должны быть учтены свойства стенового материала.

Наиболее ответственный процесс внутренних строительных работ — устройство полов.

В зависимости от условий эксплуатации к материалу покрытия предъявляют следующие требования: общие (ровность, нескользкость, безвредность, огнестойкость), эксплуатационные (механические, химические, тепловые) и специальные (беспыльность, низкое теплоусвоение, безыскровость, диэлектричность).

Механические свойства оценивают по износостойкости, нормируемой в зависимости от интенсивности движения, прочности на удар, сжатие и изгиб.

При выборе материала или изделия для отделки и облицовки следует отдавать предпочтение не определенному материалу, а системе. Системы включают в себя комплекс основных и сопутствующих материалов, аксессуаров (специально разработанных плинтусов, профилей и других декоративных элементов, удобных материалов подложки, элементов крепления, инструмента и приспособлений для монтажа) и оборудования, позволяющих профессионально придать отделываемому помещению привлекательность, а также обеспечить долговечность отделки. Замена хотя бы одного из элементов системы и несоблюдение при производстве работ особенностей технологии недопустимы, так как могут негативно отразиться на функциональной целостности системы и соответствии ее потребительских качеств установленным требованиям. Для повышения долговечности отделочных материалов и изделий необходимо осуществлять профессиональный уход за ними. Поэтому системы включают всевозможные средства их обслуживания: уборочную технику, химические препараты для чистки и защиты, системы грязезащиты и др.

Качество отделки зависит от класса здания. В жилых домах I класса применяют высококачественную отделку, II класса — улучшенную. В уникальных зданиях кроме высококачественной отделки выполняют дополнительные декоративные и архитектурно-художественные отделочные работы.

В домах квартирного типа окраску стен и потолков помещений или оклейку обоями возобновляют обычно через 4…5 лет. В общежитиях покрытия изнашиваются быстрее, чем в домах квартирного типа, поэтому окраску, оклейку обоями возобновляют через 2…3 года.

В гостиницах для отделки используют долговечные материалы, требующие ремонта или замены через 7… 10 лет: пастозные моющие обои и пленочные покрытия, декоративные рейки, древесностружечные плиты с бумажно-смоляным покрытием или фанеровкой древесиной ценных пород, буковый паркет. Применяют также покрытия из менее долговечных материалов, но допускающих простую их замену без перерыва в эксплуатации помещения (например: самоклеящиеся и моющиеся обои, синтетические и текстильные ковровые покрытия, многоцветный линолеум на теплозвукоизоляционной подоснове).

Санитарно-гигиенические требования являются определяющими при выборе характера отделки. Покрытия должны быть нетоксичными, обладать высокими звука — и теплоизоляционными свойствами, допускать частое обеспыливание, а в ряде помещений — систематическую влажную очистку, периодическую промывку и дезинфицирование.

Виды отделочных покрытий в жилых домах зависят от назначения помещений, которые делят на несколько групп: жилые комнаты, холлы, коридоры, прихожие, кладовые, кухни, ванны, туалетные помещения, вестибюли, лестничные клетки.

В жилых комнатах чаще всего применяют неводостойкие, но воздухопропускающие покрытия стен; в коридорах, особенно в прихожих, предпочтительнее влагостойкие и моющиеся обои или даже масляная краска. Покрытия полов в жилых комнатах выполняют, как правило, из паркета, паркетной доски и паркетных щитов. В коридорах, прихожих и особенно на кухнях целесообразно использовать для этого поливинилхлоридный линолеум (или плитку), который допускает частую влажную протирку.

В кухнях с учетом более жестких условий их эксплуатации стены и полы отделывают материалами, допускающими частую промывку мыльной водой.

В туалетной комнате стены окрашивают водостойкой краской (можно на всю высоту стены), в ванной такая отделка допустима лишь для участков стен, не примыкающих к ванне и мойке. Остальную поверхность стен лучше всего облицовывать глазурованной или (если в ванной нет газовой колонки) полистирольной плиткой на высоту не менее 1,6 м.

Потолки в кухнях, ваннах, туалетах, а также в вестибюлях и лестничных клетках желательно выполнять составами, допускающими влажную протирку.

Назначая характер отделки здания, учитывают, что ремонт и замену отделочных покрытий потолков, стен, дверей, встроенной мебели и оборудования во всех помещениях квартиры обычно проводят одновременно (или во всех помещениях одной из групп). Поэтому покрытия в таких помещениях следует подбирать по возможности близкими по долговечности, срокам морального старения, межремонтным срокам, экономичности. При этом особое внимание уделяют сокращению трудоемкости отделочных работ, возможности использования материалов и составов, позволяющих наносить их механизированным способом.

Богатый выбор как строительных материалов, так и отделочных материалов, позволяет реализовать практически любые (даже самые смелые) решения при оформлении квартиры. Если речь идет не о квартире, а о целом доме, то здесь места, где можно развернуться, еще больше, хотя и больший круг вопросов и задач придется решать.

Люди иногда думают, что сделать ремонт — это лишь переклеить обои для стен и подлатать ряд других недостатков. Однако для дизайнера, ремонт — это прежде всего некоторая концепция, позволяющая из одного помещения сделать нечто другое, более красивое, более гармоничное, а, возможно, и более изысканное.

Большинство вопросов ремонта, как и большинство вопросов строительства, перекликаются друг с другом. От размера и формы ванной будет зависеть выбор сантехники, от количества комнат будет зависеть их предназначение, от цвета обоев и мебели будет зависеть размер и цвет люстр и светильников и т. д. и т. п.

Трудно делать ремонт, мало представляя, что именно должно получиться в результате него. Если отбросить в сторону вещи, касающиеся различной стилистики помещений, то на первое место выйдет вопрос гармонии.

А о гармонии лучше всего может сказать тот человек, которому предстоит жить в данном помещении, т.к. понятие гармонии во многом зависит от личности человека.

Все это, а также ряд других вещей и определяет в конечном итоге выбор отделочных материалов. Даже купить дверь не сложно только в том случае, если есть четкое представление о её функциональном значении, виде и т. п. А если в этих вопросах есть множество сомнений, то и сам выбор будет ни таким простым, каким может показаться на первый взгляд. И, конечно, кроме выбора, ещё вопрос будет непосредственно в самих работах, которые нужно будет произвести. Для кого-то эти работы не представляют особого труда, а для кого-то эта часть ремонта куда более трудная, чем та, что связана с выбором отделочных материалов, сантехники, освещения и т. п.

И, тем не менее, все эти вопросы нужно будет решать. Часть вопросов придется решить сразу, как только определена концепция ремонта, а часть по менее их поступления.

3. Блок-задание № 3

кровельный отделочный эксплуатационный строительство Существенное повышение качества строительных материалов, изделий и конструкций может быть достигнуто при условии совершенствования производства и методов контроля качества на всех этапах строительного производства.

Эстетические, или архитектурно-художественные, свойства строительных материалов и изделий объединяют две группы комплексных свойств:

первая, характеризующая эстетичность самого материала (изделия), определяется такими его параметрами, как форма, цвет, фактура и рисунок (текстура);

вторая характеризует эстетическую сочетаемость (совместимость) рассматриваемого материала (изделия) с другими, совместно с ним применяемыми на данном объекте, а также его сочетаемость с окружающей (естественной и искусственной) средой вне объекта применения.

Эстетические свойства определяются тремя основными видами характеристик: психологическими, физиологическими и физическими. Последние могут быть количественно выражены по результатам простых измерений геометрических размеров или с помощью специальных приборов (фотометров, спектрофотометров, блескомеров и т. п.). Объективная составляющая физиологических параметров цвета также поддается количественной оценке с помощью методов колориметрии, учитывающих спектральные характеристики зрительного анализатора среднего (нетренированного) наблюдателя.

Форма строительных материалов и изделий играет существенную роль не только в их функциональной, но и в эстетической оценке. Издавна зодчие и строители заботились о том, чтобы форма применяемых материалов (каменного блока, кирпича, облицовочной плитки) была эстетически осмысленной, строгой, пропорциональной. Например, в кладке из природных каменных материалов для цоколей применяли крупные грубо обработанные блоки, а в верхней части стены — мелкоразмерные гладкие камни. Это создавало впечатление зрительного облегчения стены, выложенной из одного материала, снизу вверх.

Архитекторы совместно с технологами и строителями много работали над унификацией формы и типоразмеров глиняного кирпича, добиваясь не только его модульности и удобства работы каменщиков, но и его пропорциональности, эстетической выразительности рисунка неоштукатуренной кирпичной кладки.

На заре отечественного индустриального домостроения архитекторы Буров А. К. и Блохин Б. Н. разрабатывали новые формы крупных бетонных блоков и панелей. Особенно важна эта работа при проектировании сборных зданий из легких крупноразмерных изделий и новых эффективных материалов. Не менее значима эстетичность формы столярных, скобяных, санитарно-технических изделий, проектированию которых архитектор должен уделять большое внимание. Форма плоских плиточных материалов для облицовки стен и покрытия полов также может существенно обогатить их ассортимент.

Форма — важная эстетическая характеристика и для таких строительных материалов и изделий, как стеклоблоки, профильное стекло (стеклопрофилит), штучный деревянный паркет, плинтусы, наличники, поручни и другие профильно-погонажные материалы из дерева, пластмасс и алюминиевых сплавов, рельефные облицовочные материалы для фасадов и интерьеров из листового штампованного металла или вакуумформованных пластмасс и т. д.

Цвет — одно из свойств объектов материального мира, воспринимаемое как осознанное зрительное ощущение. Под цветом материалов (изделий) понимают определенное зрительное ощущение, вызываемое в результате воздействия на глаз потоков электромагнитного излучения в диапазоне видимой части спектра (длина волн л составляет 380−760 нм). Цвет материала (как цветовое ощущение) зависит от спектрального состава светового потока, отраженного поверхностью материала или прошедшего через него (последний характеризует цвет только светопроницаемых материалов — стекла, некоторых минералов и пластмасс).

Цветовые характеристики особенно важны для оценки качества отделочных материалов, применяемых в наружной и во внутренней отделке зданий и сооружений. Поскольку цвет является одним из важнейших факторов производственного и бытового комфорта, при выборе отделочных материалов необходимо учитывать не только их собственные цветовые характеристики, но и определенное психологическое воздействие конкретных сочетаний цвета различных материалов (или покрасок) — цветовых гармоний. Проектируя здание и его отделку, выбирая необходимые отделочные материалы, архитектор должен принимать во внимание (кроме объективных факторов, обусловливающих цветовые ощущения — источники света, среда и т. п.) взаимосвязь цвета и фактуры поверхности, цвета и формы, роль светотени и рефлексов в восприятии цвета. Так, с помощью цвета можно зрительно «разрушить» стену, исказить объем, изменить пропорции объекта, а цветные рефлексы могут изменять оттенки поверхностей (например, при покрытии пола красным ковром белые стены будут восприниматься бледно-розовыми).

В интерьере отделка удаленной торцовой стены материалом насыщенного, теплого цвета способствует уменьшению воспринимаемой длины помещения, а применение холодного ненасыщенного, наоборот, зрительно удлиняет его.

Следует широко использовать возможность направленного изменения цвета искусственных (а при необходимости и природных) строительных материалов с помощью пигментов — цветных тонкоизмельченных неорганических и органических веществ, вводимых в состав материала при его производстве или используемых для приготовления красок и пропиточных составов, применяемых для декоративно-защитной отделки поверхности материалов и изделий.

Значительные изменения цвета материалов происходят и в естественных условиях эксплуатации (например, в результате окисления поверхностного слоя металла). Способность материала в течение длительного времени сохранять в эксплуатационных условиях без изменения свой цвет характеризуется его цветоустойчивостью. Это свойство искусственных материалов в значительной степени определяется стойкостью примененных пигментов. Изменение цвета окрашенных полимерных материалов наблюдается также по мере их старения.

Фактура (от лат. factura — обработка, строение) — видимое строение поверхности материала (изделия). Фактура характеризуется степенью неровности (рельефа) или гладкости поверхности и воспринимается благодаря зрительному восприятию светотеневых неравномерностей. По характеру поверхности материала различают две группы фактур: рельефные (различающиеся по высоте и характеру рельефа) и гладкие (от зеркально-блестящих до шероховато-ровных).

Поскольку некоторая доля падающего на поверхность любого тела (материала) света отражается от нее по закону «угол падения равен углу отражения», то строение поверхности можно определить по характеру отражения света. Материалы с совершенно гладкой (зеркальной) поверхностью отражают свет в одном определенном направлении, с которого эта поверхность воспринимается как блестящая. Материалы с шероховатой поверхностью отражают свет рассеянно, в разных направлениях, поскольку различные ничтожно мелкие участки их поверхности расположены под разным углом к потоку падающего света. Такая поверхность с различных направлений воспринимается как матовая-равномерно яркая, но не блестящая, не имеющая бликов. Иногда выделяют еще одну разновидность гладкой поверхности — глянцевую, занимающую промежуточное положение между блестящей и матовой.

Цвет затененной части поверхности материала отличен от цвета ее освещенной части; в каких-то точках поверхности наблюдаются блики, яркость которых зависит от яркости света и характера рельефа поверхности. Поэтому при рассеянном освещении поверхности со всех сторон и при интенсивном лобовом освещении неровности не дают теней, и фактура проявляется значительно хуже, а иногда и совсем не различается.

Плохо различается фактура материала на большом расстоянии.

Различают два вида рельефных фактур: организованную (с повторяющимся равномерным, часто геометрическим рисунком рельефа) и неорганизованную (с неравномерным, хаотическим рисунком). Разнообразна фактурная обработка; лицевого бетона.

Много еще нераскрытых возможностей в декоративной обработке поверхности керамических, стеклянных, гипсовых, асбестоцементных, полимерных строительных материалов и изделий. Большое значение для пластики фасадов зданий — имеет фактурная обработка лицевой поверхности стеновых и облицовочных материалов. Фактура материалов для подвесных акустических потолков играет существенную роль в создании акустического и светового комфорта в интерьерах.

Рисунок материала может быть естественным, выражающим на его поверхности характерную структуру, особенности строения (такой видимый рисунок поверхности называется текстурой), или искусственным, нанесенным на поверхность материала (изделия) покраской, печатью или любым другим способом. Рисунок материала может быть цветным (хроматическим) и черно-белым (ахроматическим).

В широком понимании текстура (от лат. textura-ткань, связь, строение) — преимущественная ориентация кристаллических зерен в поликристаллах или молекул в твердых аморфных материалах, приводящая к анизотропии их свойств.

Текстура каменных и древесных материалов усиливается при полировке и прозрачной отделке (мастиками, лаками) поверхности. Выразительность естественного рисунка камня, стеклокристаллических и некоторых полимерных и других материалов увеличивается направленным освещением поверхности, игрой светопроницаемых, глухих и блестящих включений. Современная технология производства искусственных, прежде всего полимерных, отделочных материалов позволяет получать почти неограниченное разнообразие рисунков, включая специально созданные декоративные текстуры.

Искусственные (нанесенные, как правило, на поверхность материала) рисунки различаются по многочисленным признакам: характеру, масштабу, раппорту, количеству и характеристике цветов и их сочетаниям и т. д. Рисунок может наноситься и не на поверхность материала, а располагаться под прозрачным верхним слоем (например, на внутренней стороне прозрачной полимерной пленки в многослойных отделочных материалах и линолеумах).

Рисунок материала может создаваться на его поверхности не цветом, а сочетанием разного рельефа (травлением на стекле, сочетанием петельного и разрезного ворса ковровых материалов), перфораций (на акустических плитах) и другими способами.

Раппорт (от фр. rapporterприносить обратно) — повторяющаяся часть (мотив) рисунка узора.

Оценка эстетических свойств строительных материалов и изделий производится как методами измерения их физических параметров, так и визуальным сопоставлением с утвержденными эталонами. При визуальном методе оценка цвета, фактуры и рисунка производится в тех же условиях освещения, при которых предполагается эксплуатация материала.

Важной, чрезвычайно сложной и малоизученной характеристикой строительных материалов и изделий является их эстетическая сочетаемость друг с другом и с окружающей средой. Более других исследован вопрос цветовых гармоний, однако он, как правило, рассматривался в отрыве от конкретных условий применения различных сочетаний цвета. Эстетические свойства материалов показаны на схеме дерева свойств Вопрос цветовой гармонии конструкционных и отделочных материалов нельзя рассматривать отвлеченно от общих задач архитектурного проектирования и сводить к подбору красивых сочетаний. В «Учении о цвете» Гете называл «вульгарно неприятным» сочетание синего и зеленого и «вульгарно веселым» — желтого и зеленого цвета. Вся история материальной культуры свидетельствует о том, что «…никаких всеобщих, неизменных, безотносительных к месту и времени законов красивых сочетаний цветов не существует… Отвергая нормативные теории цветовой гармонии, было бы неправильно, однако, пренебречь теми их положениями, которые в какой-то мере базируются на обобщении наблюдений и художественной практики»¹. Так, не лишены справедливости указания на то, что светлые цвета хорошо сочетаются с белым, что к числу гармоничных относятся сопоставления близких цветов, воспринимающихся как оттенки одного цвета, что в цветовых сочетаниях лучше сохранять светлотные отношения спектральных цветов и др. Логичны также указания о стремлении к «естественным», встречающимся в природе сочетаниям.

Эта сочетаемость «естественного» справедлива не только в отношении цветовых гармоний. Всегда положительно воспринимается, например, сочетание в одном здании природных конструкционных материалов древесины и камня; также гармонично сочетание традиционно взаимосвязанных искусственных конструкционных материалов — металла и бетона. А сочетание тяжелого природного камня с легкими конструкциями из пластмасс, возможно, воспринимается как негармоничное, противоестественное.

Число возможных сочетаний материалов между собой и окружением вне объекта их применения огромно. Каждое из них может оказаться приемлемым или недопустимым в зависимости от конкретных условий и, прежде всего, от решаемых архитектором функциональных и художественных задач.

Архитектурная форма оказывает эмоциональное воздействие, которое связано с эстетическими свойствами строительных материалов. Они должны способствовать выявлению объемно-пространственной композиции. Не должны искажать и не вызывать ложных о ней представлений. Эстетические свойства материалов должны использоваться и применяться для усиления и развития основной идейно-художественной задачи проекта.

Эстетические свойства часто являются решающими при выборе отделочных материалов, особенно для внутренней отделки помещений, таких как обои, плитка, линолеум и т. д. Эти свойства определяются: цветом, рисунком, фактурой, блеском, формой, текстурой. Высокими эстетическими свойствами обладают древесина, стекло, керамика, полимерные материалы.

Среди факторов, определяющих потребительские свойства строительных материалов, основное значение имеют:

* способ производства (повышение пористости, снижение объемной массы кирпича при обжиге);

* нанесение защитно-декоративных покрытий (влияют на защитные свойства — механическую прочность, износостойкость, химическую и водостойкость, твердость, повышение эстетических свойств (глазурование керамических плиток)).

4. Блок-задание № 4

Что мы понимаем под энергосбережением? Это рациональное использование энергии. Специалисты утверждают, что потребление энергии в многоквартирных домах, в среднем, может быть сокращено как минимум на 30−35%.Из всей потребляемой в быту энергии львиная доля — 79% идет на отопление помещений, 15% энергии расходуется на тепловые процессы (нагрев воды, приготовление пищи и т. д.), 5% энергии потребляет электрическая бытовая техника и 1% энергии расходуется на освещение, радио и телевизионную технику.

На электроэнергию в быту приходится 9−10% всей необходимой энергии. И хотя при использовании бытовой электротехники возможности энергосбережения (по сравнению с отоплением и горячей водой) ограничены, но по оплачиваемым счетам Вы видите, что этот вид энергии относительно дорог. При покупке бытовой электротехники обратите внимание нa величину энергопотребления, сравните различные модели и производителей. Использование современной техники и изменение наших привычек позволит экономить до 40% электроэнергии.

Использование передовой осветительной техники (энергосберегающие лампы, осветительные системы) позволяет экономить до 60% электроэнергии. Энергоэффективность отдельно взятого дома находится в руках жильцов. Практика показывает, что в большинстве случаев реализация энергосберегающих мер окупается достаточно быстро.

В подъездах рекомендуется заменить ветхие окна — один из основных «виновников» утечки тепла. Кроме того, и сами стены домов, построенных 20−50 лет назад, нуждаются в теплозащите. Ведь когда их сооружали, еще действовали низкие нормативы по энергосбережению, и попросту не существовало современной теплоизоляции.

Утеплить стены домов можно с помощью штукатурных или вентилируемых фасадных систем. Оба способа позволяют сделать жилой дом не только более экономичным, но и придать морально устаревшим советским «коробкам» хотя бы некоторую эстетику.

Также проект «тепловой реконструкции» здания может предусматривать утепление чердачных перекрытий, ремонт и замену кровли, дополнительное утепление цокольных и подвальных этажей.

Терморегуляторы, современные радиаторы, пластиковые окна и энергосберегающие лампочки способны снизить затраты в среднем на 30−40%. При выборе бытовой техники для дома теперь тоже придется обращать внимание на новый критерий покупки: класс энергоэффективности. Самый высокий из них обозначается буквой «А». Оценить реальный эффект от вышеперечисленных мероприятий, выраженный в сокращении счетов на оплату услуг ЖКХ, возможно только с параллельным внедрением приборов учёта.

Сектор многоквартирного жилья считается одной из самых проблемных областей в том, что касается экономии энергии. 2/3 до ¾ общего потребления энергии в жилищном секторе — это снабжение горячей водой и отопление. Основные факторы, которые влияют на потребность в отоплении, — это климат, размеры отапливаемых площадей, качество внешнего каркаса здания, система отопления и т. д. Большинство многоквартирных домов не отвечают современным требованиям энергои ресурсосбережения, так как построены они с учетом старых строительных норм.

Решение проблем энергосбережения в многоквартирном доме также включает в себя:

— проведение энергетического аудита, который даст общую картину потерь тепла в доме и выявит те слабые места, нуждающиеся в решении;

— развитие образования в области энергои ресурсосбережения;

— сокращение потребления энергии в процессе эксплуатации дома;

— формирование энергои ресурсосберегающего поведения жильцов дома;

— развитие перспективных направлений строительства дома и эксплуатации жилья;

— повсеместное измерение потребления коммунальных ресурсов;

— оборудование системами водоснабжения (холодного и горячего), канализации, газоснабжения,

— устройство водоподкачек бойлерных, газоходов;

— утепление многоквартирных домов (работы по улучшению теплозащитных свойств ограждающих конструкций, устройство наружных тамбуров, оконные заполнения с тройным остеклением), но к сожалению, в многоквартирных домах отсутствует возможность утепления снаружи отдельно взятой стены, поэтому происходит утепление изнутри;

— установка общедомовых приборов учета расхода холодной и горячей воды, тепловой энергии на горячее водоснабжение и отопление) и квартирных приборов учета холодной и горячей воды;

— настойчивое внедрение ресурсосберегающих технологий, новых материалов, приборов учета холодной и горячей воды, тепловой энергии и т. д.

Экологическое строительство требует абсолютно новой методики проектирования и осуществления самих строительных работ.

Упор делается на получение наибольшего эффекта от использования природных энергетических ресурсов и материалов, на уменьшение негативного влияния здания на здоровье каждого человека и на окружающую природу. Значительную роль в разработке новых идей в сфере экологического строительства сыграла концепция «sustainable development», что в переводе означает «устойчивое развитие».

Одним из главных правил этой концепции является то, что энергоэффективный объект недвижимости создается с учетом не только существующих потребностей, но и возможных интересов будущих поколений.

Главными концептуальными основами экологического строительства являются:

1. Энергетическая эффективность — объект недвижимости должен максимально эффективно и экономно использовать имеющиеся энергетические ресурсы, а ещё желательней, иметь возможность получать энергию ветра, солнца и других природных источников.

2. Комфортное пребывание внутри помещения. Так как люди проводят в закрытых помещениях в 3 раза больше времени, чем на воздухе, то комфортность здания занимает одно из приоритетных мест в строительстве объектов недвижимости.

3. Минимизация негативного влияния объекта недвижимости на окружающую среду.

Здания, при строительстве которых реализованы данные положения, используют альтернативные возобновляемые энергетические источники (тепло, холод, землю, воду, ветер, солнце), собирают дождевую воду, сами перерабатывают мусор и отходы жизнедеятельности людей в данном объекте. При возведении экологичных домов используются местные и вторичные строительные материалы. Скажем в каждом доме, тепло исходит не только от батарей, но и вырабатывается работой электроприборов (холодильника, стиральной машины, газовой плиты и т. п.), а также генерируется самими жильцами.

Вот эту-то бесплатную тепловую энергию нужно сохранить внутри дома благодаря строительным элементам, обладающим высочайшей теплоизоляцией и герметичностью.

Один из базовых принципов экологического строительства заключается в том, что форма объекта недвижимости следует за энергией, а не наоборот как это происходит сейчас в нашей стране, когда архитектурный стиль строения является, чуть ли не самым важным критерием любого нового проекта.

Но при этом не учитывается, как та или иная конструкция будет воздействовать на окружающую среду и здоровье людей, сколько энергетических ресурсов она будет потреблять во время своей эксплуатации и прочее. А экологическое строительство ставит архитектуру здания на второй план, на первом же — решение задачи уменьшения энергопотребления и экономии энергетических ресурсов. А уж, исходя из этих соображений, подбирается архитектурный стиль постройки.

Потребность в энергии для отопления и вентиляции здания в значительной степени зависит от его расположения на участке, формы и внутренней планировки. Благодаря хорошему расположению и профилю можно уменьшить расход энергии на несколько десятков процентов.

Форма здания должна быть открытой, без изломов, больших выступов и ниш. Выгодной является форма с наименьшей площадью наружных ограждений (стен, крыши, пола на грунте), тогда и теплопотери будут минимальны.

Большие окна с южной стороны — это основа, которой должна подчиняться планировка внутренних помещений здания. С южной стороны должен располагаться зал с большими окнами, а с северной — подсобные помещения (ванная, кладовая, вход в здание), в которых окна маленькие или вообще отсутствуют. Такое размещение окон позволяет по максимуму использовать тепло в виде солнечного излучения, уменьшает потребность в энергии для отопления здания, а также позволяет лучше использовать натуральное освещение в помещениях.

Для установки солнечного коллектора также лучше всего подойдет место с ориентацией кровельного ската на юг. Остекленный предбанник, зимняя оранжерея, или иные помещения, пристроенные к зданию, желательно использовать как проходные зоны, дополнительно теплоизолирующие и уменьшающие потребность в тепле для отопления.

В энергосберегающих объектах остекленное пространство выполняет функцию буфера, который либо задерживает тепло и передает его внутрь здания ночью, либо охлаждает помещения летом.

Несущая конструкция остекленных ограждений должна быть запроектирована так, чтобы были соблюдены все требования в части прочности конструкции, связанные с давлением снега, ветра и возможностью консервации и ремонта. Свежий воздух в такие здания попадает с помощью соответствующего оборудования (воздухозаборников или приточных решеток с регуляцией забора), а неконтролируемый приток воздуха сквозь щели в окнах, дверях, стенах и т. д. сводится к минимуму.

Понятно, что выполнение герметичного здания требует использования соответствующих проектных решений в тех местах, где есть риск возникновения неплотных соединений конструкций.

Чтобы здание могло считаться энергосберегающим, необходимы следующие важные строительные решения:

— расположение здания с учетом профиля местности, солнечного освещения, направления ветра, «зеленого щита» и т. д.;

— форма здания максимально сжатая, без выступов и сбросов, помещения с большими окнами на южной стороне, маленькие окна или их отсутствие на северной стороне, буферные тепловые зоны (теплицы, предбанники, солнечные окна);

— наружные ограждения: стены, крыша, с хорошей термоизоляцией, герметичны, с минимальным количеством термических утечек;

— наружные окна и двери с высокой термической изолированностью и повышенной герметичностью;

— ночная изоляция окон;

— балконы специальной конструкции, ограничивающей до минимума термические утечки;

— автоматическая вентиляция с рекуперацией тепла;

— система отопления и горячего водоснабжения с высоким КПД;

— использование солнечных коллекторов для нагрева бытовой горячей воды.

В процессе перехода к экологичному и устойчивому строительству ставятся следующие задачи:

1) избежать необоснованного употребления сырья и материалов при строительстве и эксплуатации, снижение удельных энергозатрат за счет применения энергосберегающих технологий и проектных решений на стадии рабочего проектирования;

2) применять вторичное и возобновляемое сырье;

3) минимизировать отходы производства.

Уменьшение чрезмерного употребления сырья и материалов включает:

— решение вопросов выгодного и энергоэкономного размещения на стадии проекта на градостроительном уровне;

— сокращение потребностей в автомобилях и поощрение пешеходов, использование велотранспорта и иных альтернативных видов транспорта;

— поддержание развития небольших городов и сельских населенных пунктов;

— ограничение роста городов и контроль за их ростом;

— укрупнение объектов, применение компактных объемнопланировочных композиций, уменьшение площади открытых поверхностей, контактирующих с наружным воздухом и объема отапливаемой части здания (соединение 10 домов квадратной формы в плане в одно здание — вместо 40 наружных стен дает 22, следовательно, экономия при строительстве и эксплуатации = 45%).

Преимущество гладкостенных зданий без оребрения (балконов, эркеров) перед домами-радиаторами для уменьшения теплоотдачи:

— плотное размещение инженерного оборудования;

— сокращение длины трубопроводов водоснабжения, труб теплоносителей, канализации;

— увеличение объемов строительства без дополнительных затрат до 25% в случае сооружения пятиэтажных зданий без лифтов [5]; снижение этажности жилых домов;

— стимулирование развития коллективного и индивидуального жилья с приусадебными участками;

— выбор планировочных схем в зависимости от климата региона и экспозиции участка.

Правильная ориентация по сторонам света

— экономия на вентиляции и отоплении (экономия на потреблении изоляционных материалов, производство которых также нагружает окружающую среду), освещении;

— максимальное использование систем естественной вентиляции и теплоснабжения в планировке: использование рекуператоров тепла, пассивных систем обогрева солнечной радиацией.

Использование бактерий при очистке сточных вод в системе канализации. использование зимних садов в качестве термальных буферных зон, смягчающих микроклимат в помещении;

— использование «гибких» планировок и универсальных конструктивных схем (колонный остов предпочтительнее стенового, т.к. планировка легко варьируется и приспособляется к пространству, не требуя больших перестроек);

— ремонт и реконструкция, как альтернатива сносу, с максимальным сохранением и бережным отношениям к уже существующим элементам конструкции и отделки, (на всех уровнях производства — от бытовой техники, непригодной к ремонту, до здания, в котором эта техника располагается).

5. Кровельные материалы

Крыша представляет собой сложную ограждающую конструкцию. В зависимости от архитектурно-конструкционного решения крыши подразделяются на плоские и скатные.

Кровельное покрытие в течении всего срока эксплуатации подвергается воздействию многочисленных неблагоприятных факторов внешней среды: влажностным и температурным изменениям, действию ультрафиолетовых лучей.

Под влиянием нагрузки, температуры деформируется как сам кровельный материал, так и жесткое основание крыши.

Качество кровельных материалов проверяют по основным общим показателям: водостойкости, водонепроницаемости, температуростойкости, устойчивости к воздействию ультрафиолетовых лучей — и свойствам, зависящим от состава материала: горючести, токсичности и мн. др. Кровельные и гидроизоляционные материалы, особенно рулонные, листовые и штучные изделия, предназначены для того, чтобы обеспечивать полную изоляцию строительных конструкций зданий и сооружений от воздействия агрессивной внешней среды, особенно воды, влажного воздуха и других атмосферных факторов.

В связи с этим материалы данной группы должны быть, во-первых, водонепроницаемыми, а во-вторых, удовлетворять прочности, деформативности, химической стойкости, водостойкости и долговечности. Области применения этих материалов многообразны.

Они требуются при наружной и внутренней защите подземных сооружений

— котлованов, фундаментов, труб под насыпями и трубопроводов, коллекторов, туннелей, сводов траншей и т. п.

— от воздействия грунтовых вод с растворенными в них агрессивными солями, кислотами и щелочами, а также другими химическими реагентами;

— для изоляции водохранилищ, бассейнов, водоемов;

— для защиты мостов {конструкций проезжей части, опор);

— при устройстве противофильтрационных экранов и укрепительных покрытий в гидротехническом строительстве;

— для изоляции дна и откосов каналов в ирригационном строительстве; для заполнения полостей в горных породах при устройстве оснований и фундаментов;

— при защите междуэтажных перекрытий в производственных помещениях и санузлах;

— при устройстве плоской водонаполненной кровли, кровельных покрытий зданий и заделке прослоек в кровле;

— для герметизации стыков, температурных швов, отверстий в крупнопанельном строительстве и при прокладке труб.

Гидроизоляция не только предохраняет защищаемую поверхность от контакта с водной средой. Применение гидроизоляционных материалов началось в глубокой древности. По данным раскопок установлено, что 4500—5000 лет назад природный битум и смолу использовали в качестве вяжущих и гидроизоляционных материалов при строительстве египетских и вавилонских сооружений, изоляции каналов и водостоков, фундаментов дворцов и храмов.

Стены и полы в амбарах и зернохранилищах защищали битумной обмазкой, что обеспечивало длительную сохранность зерна и других сельскохозяйственных продуктов.

Для повышения прочности и тепловой устойчивости в битумы нередко добавлялись порошкообразные материалы (минеральные порошки). Следует отметить, что природный битум до сих пор является одним из наиболее надежных гидроизоляционных материалов. Высококачественные лаки, мастики, краски и эмали изготовляют с применением этого материала. Однако в гораздо больших масштабах для гидроизоляционных и кровельных материалов в наше время используются искусственные битумы (из нефти) и дегтевые вяжущие вещества.

Серьезным «конкурентом» битумам и дегтям явился гидроизоляционный материал, получаемый на основе синтетических смол и полимеров. По качеству он превосходит битумы и дегти и поэтому полимеры широко используют в гидроизоляционных пластмассах. Однако для гидроизоляции еще чаще используют компаундированные вяжущие вещества. По виду применяемого связующего кровельные и гидроизоляционные материалы классифицируют на битумные, дегтевые, битумно-дегтевые, битумно-полимерные, битумно-резиновые. По признаку физического состояния и внешнего вида кровельные и гидроизоляционные материалы разделяют на рулонные и листовые материалы, штучные изделия, мастики, пасты и эмульсии, лакокрасочные материалы. Кровельные материалы подвергаются периодическому увлажнению и высушиванию, воздействию прямого солнечного излучения, нагреву, замораживанию, снеговым и ветровым нагрузкам.