Проблемы при проектировании и строительстве вентилируемых фасадов

1 стр. из 1

Вентилируемые фасады — фасады из штучных материалов. Соответственно, критичными становятся расстояния между окнами (по вертикали и горизонтали). Если они разные — это значительно более заметно, чем на оштукатуренных фасадах, т. к. видна «пошаговость» облицовки. Кроме того, это приводит к значительному удорожанию из-за значительного количества подрезки плитки. Существует серьезная ошибка, когда для заделки стеновых проемов используют сильнопористые материалы со слабой несущей способностью на выдергивающую анкерную нагрузку. Их применение не оправдано, в первую очередь, по экономическим соображениям. Дело в том, что тепловая эффективность таких материалов несравнимо меньше, чем у применяемой в качестве утеплителя минеральной ваты. Рассмотрим пример расчета разницы стоимости объекта с вентилируемым фасадом при применении заделки стеновых проемов разными материалами — кирпичной кладкой из цельного кирпича толщиной 25 см и блоков из ячеистого бетона плотностью 600 кг/куб. м толщиной 20 см. При расчетах будем пользоваться прил. З СНиП 11-3-79* для условий «б»: кирпич = 0,81 Вт/м оС, яч. бетон = 0,26 Вт/м оС, минвата = 0,043 Вт/м оС. Несложный расчет показывает, что для получения одинакового приведенного сопротивления теплопередачи стены R, при применении цельного красного кирпича вместо ячеистого бетона толщина минераловатного утеплителя (к примеру, KL-E фирмы «Изовер») возрастает всего на 2 см (!). Таким образом, это приводит к удорожанию на 0,4 $/кв. м. Разница в стоимости материала — еще 0,1 $/кв. м. Увеличение несущей способности плиты перекрытия (из-за разницы в объемном весе) — еще максимум 1 $/кв. м фасада. Т. е. общее удешевление от применения ячеистого бетона составляет 1,5 $/кв. м. Теперь рассмотрим удорожание. Рассчитаем на примере кронштейнов фирмы «ДИАТ» со средним выносом от стены на 25 см. Собственный вес системы, включая керамогранит (толщина 10 мм, объемный вес 2400 кг/куб. м) и утеплитель, совмещенный вариант KL-E (толщина 100 мм, объемный вес 20 кг/куб. м) + Ventiterm Plus (толщина 50 мм, объемный вес 80 кг/куб. м), итого 150 мм, составляет для простоты в пересчете на конец кронштейна 25,8 кг. За счет Г-образной формы кронштейна, по соотношению плеч (25/8), получаем вырывающее усилие анкера (при базовом количестве 1,75 кронштейнов на 1 м стены) — 46,07 кгс/шт. (80,62 кгс/кв. м). Учитывая необходимый (по материалам фирмы HILTI) коэффициент запаса для анкерных креплений 6, получаем 276,42 кгс (483,74 кгс/кв. м). Значит, при несущей способности анкерного крепления в ячеистом или пенобетоне не более 50 кгс получаем увеличение количества кронштейнов на 4,3 шт./кв. м относительно базовой (!!!). Это приводит к удорожанию на 16 $/кв. м. Применение вместо анкерных креплений сквозных шпилек с мероприятиями, гарантирующими от промерзания стены, может снизить эту цифру до 5 $/кв. м. Итого убытки по общей стоимости строительства здания составляют 3,5 $/кв. м. И это не учитывая того, что такое решение исключает внутреннюю штукатурку стен и требует применения гипсокарта на относе, что, в свою очередь, уменьшает внутреннюю полезную площадь и увеличивает общую стоимость. А в жилищном строительстве такое решение просто не приемлемо. Наружная облицовка вентилируемого фасада за счет воздушного зазора и утеплителя является акустическим экраном для наружных звуков. Но при этом нельзя забывать, что сам зазор является акустической трубой и любые звуки в нем будут распространяться практически по всему фасаду (в пределах одной плоскости). В первую очередь это относится к пароизоляционной мембране. На данный момент существуют два принципиальных официально разрешенных решения. Первое — применение утеплителей, кашированных (т. е. с приклееной) мембраной, и второе — когда мембрана натягивается цельными холстами большой площади по некашированному утеплителю при монтаже прямо на стене. Второй вариант, с нашей точки зрения, порочен. Дело в том, что натянуть пароизоляционную мембрану так, чтобы можно было гарантировать отсутствие «хлопков», практически невозможно. Соответственно они будут слышны на большой площади. Применение систем крепления из алюминия. При кажущейся привлекательности применения таких систем, оно имеет ряд проблем: l алюминий плавится при 630—670 оС (в зависимости от сплава); температура при пожаре на внутренней поверхности плитки (по результатам испытаний Пожарной лаборатории ЦНИИСК им. Кучеренко) достигает 750 оС, что может привести к расплавлению подконструкции и обрушению части фасада (в зоне оконного проема). Для корректного решения этой проблемы необходимы специальные мероприятия (защитные экраны, замена части алюминиевых элементов подконструкции на стальные, применение особой конструкции оконных обрамлений и т. д.) — это, кроме возможного образования гальванических пар, приводит к удорожанию и сводит на «нет» многие преимущества алюминиевых подсистем; l несущая способность алюминия и его сплавов также может быть разной, например, предел прочности (несущая способность, ав) алюминия АД-31 — 18 кг/мм, алюминиево-магниевого сплава АМгб — 31 кг/кв. мм (для примера, предел прочности стали 3—40 кг/кв. мм, а нержавеющей стали 12х18Н10Т — 55 кг/кв. мм). Кроме того, необходимо учитывать, что из алюминиевых сплавов поддаются процессу экструзии только АД-31, а алюминиево-магниевые сплавы практически никогда не бывают экструдированными. Проектировщикам при выборе и расчете системы, с нашей точки зрения, необходимо учитывать эти показатели для определения количества кронштейнов на 1 кв. м и толщины металла; l приведенное сопротивление теплопередачи стены: этот нормируемый параметр, как известно, обязан учитывать коэффициент теплотехнической однородности, который учитывает эффективность утеплителя. Это очень важный параметр, который, к сожалению, на практике принимается во внимание чрезвычайно редко. А ведь толщину утеплителя при навесной конструкции пронизывают неоднородные металлические включения. И чем они массивнее, чем больше их собственный коэффициент теплопроводности, чем больше их площадь на 1 кв. м стены, тем больше необходим слой утеплителя (относительно расчетного) для нивелировки их влияния. Для примера, усредненный коэффициент теплопроводности (X) нержавеющей стали 12х18Н10Т — 40 Вт/(м оС), а сплава АД-31 — 221 Вт/(м оС) (!). Таким образом, сплав АД-31 является значительно большим проводником холода внутрь утеплителя. Необходимо также учесть, что предел прочности алюминия ~ в 3 раза меньше, чем у нержавейки, т. е. для достижения той же несущей способности системы необходимо либо применять материал в 3 раза большей толщины, либо ставить кронштейны в 3 раза чаще. Таким образом, между одинаковой (с точки зрения несущей способности) системой из нержавеющей стали и алюминиевого сплава по коэффициенту собственной теплопроводности разница более чем в 16 раз (!!!). Если некорректно учесть этот параметр, то можно свести на «нет» все преимущества вентилируемого фасада (т. к. могут появиться точечные промерзания по стенам, выпадение конденсированной влаги и т. д.). Крупномасштабные исследования системы «ДИАТ» в НИИ строительной физики показали коэффициент теплотехнической однородности 0,92 (!), что лучше, чем у «сэндвич»-панелей с гибкими связями! С нашей точки зрения, проектировщикам необходимо обращать внимание на этот параметр для корректного просчета толщины утеплителя. Применение облицовки из мелких штучных материалов. Оставим архитектурный аспект этой проблемы и сконцентрируемся на технической части вопроса. Дело в том, что это решение только на первый взгляд приводит к удешевлению фасада. Действительно, стоимость, к примеру, керамогранита размером 600x600 мм около $25, а 300x300 — около $14. Но применение более мелких форматов, чем 600x600, ведет к увеличению количества «железа» на фасаде ~ в 1,7 раза. Это на 80% снижает экономию при закупке облицовки. А если учесть проблемы, указанные в п. 4, то такое решение вряд ли окажется более дешевым. У некоторых вентилируемых фасадов есть один очень неприятный недостаток. При определенном ветре они свистят или гудят. Особенно часто это происходит в местах завихрений ветровых потоков. Для решения этой проблемы привлекались специалисты МАИ по аэродинамике. Но задача оказалась настолько сложной и многовариантной, что, безусловно, необходимы дополнительные исследования. Единственное, о чем однозначно сказали специалисты, — применение малых (4 мм) зазоров между плитами облицовки значительно снижает вероятность этих неприятных явлений. Вентилируемый фасад — очень ответственная инженерная конструкция. Обычно серьезные производители систем берут на себя техническое проектирование таких фасадов, т. к. проектировщики «общего профиля» могут не учесть многих нюансов. Очень важно, чтобы фирма-производитель имела свою проектную группу, а в идеальном варианте, и лицензию на проектирование. СПРАВКА Керамогранит (имеющий твердость по Мошу 8) — материал очень твердый. 100-долларового алмазного диска (к примеру, производства HILTI) хватает, в среднем, на 50—70 п. м. реза плитки. Большое количество подрезки может привести к общему удорожанию до 4$ (!) на 1 кв. м фасада.

Дата: 12.11.2002
В. Г. ГАГАРИН, д. т. н., главный научный сотрудник НИИ строительной физики, А. В. ГРАНОВСКИЙ, к. т. н., начальник отдела ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко, М. О. ПАВЛОВА, к. т. н., МНС ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко
"Петербургский строительный рынок" №12
1 стр. из 1


«« назад

Полная или частичная перепечатка материалов - только разрешения администрации!