Лекции 15. Технологии устройства фасадов

Строительство и ремонт фасадов зданий с применением современных фасадных систем позволяет эффективно решить многие проблемы, связанные с вопросами эксплуатации здания, его долговечности и экологии внутренних помещений.

В том числе:

• — обеспечить комфортные условия для плодотворной работы, отдыха и проживания людей во внутренних помещениях;
• — защитить ограждающие конструкции фасада от вредных воздействий окружающей среды и, соответственно, продлить жизнь зданию;
• — придать фасаду свежий привлекательный внешний вид .

Современная фасадная система — это составная конструкция. Она состоит из различных материалов в зависимости от назначения и конструкции здания, выбранного архитектурного решения и пожеланий заказчика. Отделка фасада может производиться как на новых зданиях, так и при реконструкции существующих. Большинство современных систем предусматривает наружное утепление ограждающих конструкций, что позволяет кардинальным образом улучшить микроклимат внутренних помещений.

Современные технологии отделки фасадов позволяют применить систему внешнего утепления здания. В результате кардинальным образом улучшается микроклимат внутренних помещений, эффективно решаются проблемы, связанные с вопросами эксплуатации здания и его долговечности.

На рисунке 15.1 представлены основные технологические и отделочные составные части современного фасада. Существует два вида навесных систем: сухие (вентилируемые и стеклофасады) и мокрые фасады.

Все системы вентилируемых фасадов состоят из каркасной подоблицовочной конструкции, утеплителя (при необходимости) и защитного экрана. Важнейшим элементом конструкции системы вентилируемых фасадов является вентилируемое пространство, устраиваемое между утеплителем и облицовочным материалом.

Системы навесных вентилируемых фасадов дают возможность дополнительного утепления фасада здания, дополнительной звукои виброизоляции. Для вентилируемых фасадов применяются самые современные облицовочные материалы, такие как: алюминиевые композитные панели, керамогранит, листовой алюминий.

1 — основание; 2 — клеевой слой; 3 — плита утеплителя; 4 — дюбель; 5 — штукатурный слой; 6 -армирующая сетка; 7 — декоративно-отделочный штукатурный слой

В системе вентилируемых фасадов несущие конструкции работают в идеальных условиях — отсутствует прямое воздействие атмосферных факторов, материалы не подвергаются биологическим разрушениям. Стена постоянно остается сухой и теплой, так как навесной вентилируемый фасад защищает ее от температурных колебаний, а водяные пары, мигрирующие из помещений, удаляются сквозь воздушный зазор, не задерживаясь в слое теплоизоляции. Летом навесной вентилируемый фасад работает как солнцезащитный экран, а воздушный зазор служит вытяжным каналом для восходящего потока, с которым из здания уходят излишки тепла.

В качестве каркаса системы вентилируемого фасада могут служить направляющие из оцинкованной стали, алюминия или дерева. Для облицовки фасада используются следующие материалы: металлопластиковый сайдинг, фиброцементные панели (с каменной крошкой и без нее), композитные алюминиевые панели, керамическая фасадная плитка, натуральный камень и т. д. Навесные вентилируемые фасады (НФС) удобны в монтаже и обслуживании. Одно из их основных преимуществ — всесезонность проведения работ.

Одна из проблем применения НФС в отечественных условиях — отсутствие регулирующих государственных нормативов. А в условиях бурно развивающегося рынка и повышенного спроса, когда зачастую на рынке появляются некачественные материалы, проектирование НФС осуществляется недостаточно квалифицированными специалистами возникает проблема безопасности навесных фасадных системы.

Если нет регулирующих нормативов, то их место занимают технические свидетельства для каждой фасадной системы. Технических свидетельств недостаточно для квалифицированного проектирования. Полноценным нормативным документом техническое свидетельство нельзя считать еще и потому, что оно предназначено только для одной системы и не отвечает на ряд чрезвычайно важных вопросов, носящих общий характер. В нем не устанавливаются требования к основаниям. Нет деталировки. Не выявляются особенности фасадной системы при реконструкции.

Навесной фасад представляет собой конструкцию, состоящую из материалов облицовки (плит или листовых материалов) и подоблицовочной конструкции, которая, в свою очередь, крепится к стене таким образом, чтобы между защитно-декоративным покрытием и стеной оставался воздушный промежуток. Для дополнительного утепления наружных конструкций между стеной и облицовкой может устанавливаться теплоизоляционный слой — в этом случае вентиляционный зазор оставляется между облицовкой и теплоизоляцией. Обычно облицовочные материалы, подконструкцию и теплоизоляцию производят разные фирмы, хотя они могут работать в тесном контакте друг с другом и рекомендовать заказчикам материалы своих партнеров или даже закупать у них комплектующие.

К вспомогательным элементам систем вентилируемых фасадов относятся:

уплотнительные ленты между панелью и профилем подоблицовочной конструкции, декоративные уголки и вставки для закрытия торцов и зазоров между панелями, перфорированные металлоконструкции для вентиляции системы снизу и вверху: заклепки, кляммеры, гребенки, и т. п. для крепления панелей к профилям. Подоблицовочная конструкция может крепиться как на несущую, так и на самонесущую (в каркасном варианте) стену, выполненную из различных материалов (бетон, кирпич).

Использование навесных конструкций позволяет, с с одной стороны, «одеть» фасад в современные отделочные материалы, а с другойулучшить теплотехнические характеристики ограждающей конструкции и защитить ее от вредных атмосферных воздействий, так как слои конструкции располагаются следующим образом: ограждающая стена, теплоизоляция, воздушный промежуток, защитный экран. Такая схема является оптимальной, т.к. слои различных материалов располагаются по мере уменьшения показателей их теплопередачи, а сопротивление паропроницаемости возрастает снаружи вовнутрь.

Устройство дополнительной теплоизоляции снаружи лучше защищает стену от переменного замерзания и оттаивания. Выравниваются температурные колебания массива стены, что препятствует появлению деформаций, особенно нежелательных при крупнопанельном домостроении.

Точка росы сдвигается в наружный теплоизоляционный слой, внутренняя часть стены не отсыревает, и не требуется дополнительной пароизоляции. Другим достоинством наружной теплоизоляции является увеличение теплоаккумулирующей способности массива стены.

Так, по данным ЦНИИЭП жилища, если произойдет отключение источника теплоснабжения при наружной изоляции, кирпичная стена будет остывать в 6 раз медленнее, чем при внутреннем слое теплоизоляции такой же толщины. Установка теплоизоляции снаружи позволяет также снизить расходы на ремонт поврежденных стен.

Совместное применение навесного фасада и теплоизоляционного слоя существенным образом повышают звукоизоляционные характеристики ограждающей конструкции, поскольку фасадные панели и теплоизоляция обладают звукопоглощающими свойствами в широком диапазоне частот (например, звукоизоляция стены из легкого бетона повышается в 2 раза при устройстве навесного фасада с применением отделочных панелей).

Наличие воздушного промежутка в вентилируемом фасаде принципиально отличает его от других типов фасадов, т.к. благодаря перепаду давления этот промежуток работает по «принципу действия вытяжной трубы». В результате чего из ограждающей конструкции в окружающую среду удаляется атмосферная и внутренняя влага. Вентилируемый воздушный промежуток снижает также и теплопотери, т.к. он практически является температурным буфером. Воздух в нем примерно на три градуса выше, чем снаружи.

Наружный экран из отделочных материалов защищает расположенный за ним слой теплоизоляции, а также ограждающую конструкцию, от атмосферных воздействий. Летом он выполняет функцию солнцезащитного экрана, отражающего значительную часть падающего на него теплового потока. Благодаря специально разработанной схеме монтажа вентилируемого фасада к стене конструкция имеет возможность поглощать термические деформации, возникающие при суточных и сезонных перепадах температур. Это позволяет избегать внутренних напряжений в материале облицовки и несущей конструкции, что исключает появление трещин и разрушение облицовки. Можно выделить основные достоинства вентилируемых фасадов:

• — широкие возможности по использованию современных фасадных отделочных материалов;
• — высокая теплои звукоизоляция;
• — вентиляция внутренних слоев — удаление атмосферной влаги и влаги образующейся за счет диффузии водяных паров изнутри;
• — защита стены и теплоизоляции от атмосферных воздействий;
• — нивелирование термических деформаций;
• — возможность проведения фасадных работ в любое время года — исключены «мокрые» процессы;
• — отсутствие специальных требований к поверхности несущей стены — ее предварительное выравнивание, и более того, сама система позволяет выравнивать дефекты и неровности поверхности, что сделать с применением штукатурок часто сложно и дорого; длительный безремонтный срок (25−50 лет в зависимости от применяемого материала).

Из вышеизложенного становится ясно, что вентилируемый фасад является современным конструктивным решением, которое можно применять как для новых, так и для реконструируемых зданиях.

Рис. 29 Конструкция навесного вентилируемого фасада

Система «мокрый» фасад подразумевает штукатурные процессы и применяются, главным образом, на исторических объектах, где важно оставить без изменений архитектурный облик здания. Применение системы «мокрый» фасад ограничивается климатическими требованиями, поэтому монтаж и отделка фасада проводится в теплое сухое время года.

Наибольшее распространение в европейских странах получили так называемые «мокрые» фасады — прикрепление термоизоляционного материала к поверхности стены с помощью клея и механических соединителей, а также создание на нем слоев штукатурки из стекловолокна и синтетических материалов. Их достоинство состоит в возможности индивидуального цветового и фактурного решений фасадов, возможности утепления откосов, меньшей трудоемкости выполнения работ, а также в наличии возможности дальнейшего совершенствования фасада.

В качестве утеплителя в «мокрых» системах с тонкослойной штукатуркой используются плотные минераловатные плиты или плиты из пенополистеролбетона. Основную нагрузку в такой системе несет утеплитель, в связи с чем теплоизоляционные плиты сначала приклеиваются к несущей стене, а затем дополнительно крепятся дюбелями. Для успешного применения плит следует предусматривать горизонтальные рассечки из материалов группы НГ через 5 м по высоте здания.

По утеплителю формируется армированный слой, который состоит из клеящего раствора со стеклосеткой. Поверх наносится «финишный» декоративный штукатурный слой.

Можно комбинировать применение тонкослойной штукатурки с «мокрой» толстослойной системой утепления (на первых этажах). Температура проведения работ для обеих систем — не ниже пяти градусов тепла.(Хотя существуют новые разработки позволяющие производить работы до -15°С). Основная сложность задачи состоит в том, что соединяемые материалы имеют различные коэффициенты термического расширения, а поэтому по-разному реагируют на изменение температуры.

Основные преимущества систем наружной теплоизоляции:

• — снижение затрат на эксплуатацию здания за счёт экономии средств на отопление и кондиционирование на 40−60%;
• — снижение затрат на строительство за счёт снижения общего веса конструкций здания и уменьшения объёмов земляных, бетонных и других работ;
• — увеличение внутренней площади здания за счёт уменьшения толщины стен. Применение систем наружной теплоизоляции позволяет при одной и той же площади застройки увеличить внутреннюю площадь здания на 3−5%;- возможность монтажа «мокрых» фасадов на ограждающие поверхности различных видов: монолитный и сборный бетон, ячеистый бетон различных видов, кирпич различных видов, влагостойкая и ламинированная фанера, ОСП, ДСП, нецилиндрованный брус и т. д.;
• — возможность монтажа «мокрых» фасадов на ослабленные поверхности (некондиционный ячеистый бетон, хрущёвские пятиэтажки, старые кирпичные кладки и т. д.) и поверхности, имеющие ненормированные отклонения от плоскостности до 500 мм. Выравнивание фасадов происходит за счёт увеличения толщины утеплителя, количества клея и длины дюбелей;
• — относительная простота производства работ. При наличии документации на систему наружной теплоизоляции альбома технических решений для массового применения с чертежами основных узлов и проектной документации, практически любая строительная бригада способна произвести весь комплекс работ по утеплению и отделке фасадов здания. Однако данные работы необходимо производить при непосредственном контроле технического надзора поставщика данной системы;
• — увеличение срока службы здания, фасады которого отделаны системой наружной теплоизоляции с применением пенополистирола. При использовании в системах пенополистирола толщиной от 100 мм и выше осуществляется очень эффективная защита ограждающей поверхности от выпадения конденсата и изменения температуры;
• — ограждающая конструкция оказывается в «термосе» за счёт того, что расчётная точка образования росы оказывается в утеплителе. Это используется для того, чтобы остановить разрушение бетонных конструкций, например торцы хрущёвских пятиэтажек, пояса межэтажных перекрытий, усиливающие колонны и т. д.
• — решается проблема герметизации межпанельных швов;
• — правильное использование систем наружной теплоизоляции оказывается очень выгодным вложением, так как значительно увеличивает ценность постройки;
• — затраты на устройство мокрого фасада гораздо ниже по сравнению с другими системами.

Основная литература 1.

Контрольные вопросы.

• 1 Виды, преимущества и недостатки современных фасадных систем.
• 2 Производство навесных фасадных систем.
• 3 Производство мокрых фасадов.