CC BY
53TECHNICAL SCIENCE /
УДК 692.232
Кузьмина Наталья Игоревна
магистрант
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
Животов Д.А. канд. техн. наук.
Санкт-Петербургский государственный архитектурно - строительный университет
DOI: 10.24411/2520-6990-2019-11527 НАВЕСНЫЕ ВЕНТИЛИРУЕМЫЕ ФАСАДНЫЕ СИСТЕМЫ, КАК КОНСТРУКТИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ РЕКОНСТРУИРУЕМЫХ И ВНОВЬ ВОЗВОДИМЫХ ЗДАНИЙ
Kuzmina Natalia Igorevna
Master Saint Petersburg State University / of Architecture and Civil Engineering
Dzivotov D.A. cand. tech.science
Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering
SUSPENDED VENTILATED FACADE SYSTEMS AS A STRUCTURAL ELEMENT OF RECONSTRUCTED AND NEWLY ERECTED BUILDINGS
В статье рассматриваются вопросы актуальности применения вентилируемых фасадных систем при облицовке наружных стен зданий при реконструкции и новом строительстве.
The article deals with the issues of relevance of the use of ventilated facade systems for facing external walls of buildings during reconstruction and new construction.
Ключевые слова: вентилируемые фасадные системы, негативное воздействие, реконструкция, шу-моизоляция, теплоизоляция, долговечность, эстетичный облик.
Keywords: ventilated facade systems, negative impact, reconstruction, noise insulation, thermal insulation, durability, aesthetic appearance.
В период с 1960г. по 1980г. в Западной и Восточной Европе развернулось строительство панельных домов, в котором широко применялись бетонные сэндвич - конструкции (трехслойные стеновые панели).
Впоследствии эксплуатации зданий построенных по данной технологии, из-за воздействия на ограждающие конструкции внешних факторов, таких как: вода, снег, ветер, химический состав воздуха, перепады температуры, образовался ряд дефектов данных строительных конструкций:
• по причине возникновения мостиков холода реальная теплоизоляция оказалась меньше прогнозируемой;
• появилась коррозия закладных деталей в местах стыков панелей;
• появились повреждения швов стыков между панелями;
• на поверхности панелей появились трещины, с частичным разрушением защитного слоя бетона.
Появление на поверхности панелей трещин и разрушение защитного слоя бетона обусловлено тем, что не выдерживались требования, предъявляемые к бетонному покрытию, применяемый бетон имел слишком пористую структуру, из-за чего через короткое время он полностью пропитывался углекислой солью. Если слой бетона, покрывающий арматуру, пропитан углекислой солью, о его
ограждающих свойствах не может быть и речи -арматура начинает корродировать, возникающая при коррозии ржавчина влияет на изменение объема бетонного покрытия, из-за чего оно рано или поздно откалывается [1].
В настоящее время для отделки внешнего вида зданий и сооружений, как при новом строительстве, так и при реконструкции (реновации) старых объектов применяют системы навесных вентилируемых конструкций. Широкую распространенность данный вид отделки фасадов получил благодаря технологичности монтажа и независимости выполнения работ от сезона и погодных условий.
Система наружной облицовки здания - «вентилируемый фасад» родилась в Германии, но едва появившись, она стала широко применяться в строительстве в разных странах мира. Это трёхслойная конструкция, состоящая из утеплителя, воздушной вентилируемой прослойки и наружного экрана из облицовочного материала (декоративные панели, натуральный или искусственный камень и т.д.).
Российскому потребителю данная система стала известна относительно недавно (вначале 90-х годов), но она сразу завоевала популярность, приобрела широкое распространение и заслуженное признание среди строителей и заказчиков за свои отличные качества [2].
Пример устройства НВФ:
Основными плюсами наружной отделки зданий с применением навесных вентилируемых фасадов являются:
• противостояние воздействию окружающей среды (удары молний, ливневые дожди, конденсация воды внутри стен, развитие микроорганизмов с образованием плесени и грибка на поверхностях)
• противостояние негативному воздействию внешних агрессивных явлений (устойчивость к химическим воздействиям, коррозия в точке росы, эмиссии газов и тяжелых металлов, уф - излучение)
• противостояние динамическим нагрузкам (ветровая нагрузка и вибрационная нагрузка)
• устойчивость к перепадам температуры (при нестабильных климатических условиях)
• долговечность (из-за отсутствия воздействия внешних факторов срок службы зданий увеличивается на десятилетия)
• огнестойкость (использование огнестойких материалов согласно ГОСТ 31251-2003)
• шумоизоляция (высокая степень защиты от звуков извне, так и от шума исходящего из здания)
• теплоизоляция (теплозащита внешних элементов здания увеличивает энергоэффективность здания)
• эстетический внешний вид (появляется возможность воплощения нестандартных замыслов архитекторов и дизайнеров)
• технологичность (простой и быстрый монтаж фасадной системы в любое время года, при любых погодных условиях)
• хорошие эксплуатационные характеристики (механическая прочность конструкций, легкость ремонта повреждений, устойчивость к загрязнениям, простота ухода за покрытиями)
• экологичность
Навесной вентилируемый фасад (НВФ) - система, состоящая из облицовочных материалов, которые крепятся на стальной оцинкованный, стальной нержавеющий или алюминиевый каркас к несущей стене.
Все элементы крепления вентилируемой фасадной системы являются универсальными, что
позволяет решать сложные архитектурные задачи от классических до ультрасовременных. Навесной фасад позволяет не только скрыть все строительные дефекты стен, но и выровнять значительные неровности фасада, столь характерные для российского строительного производства, что сделать с применением штукатурок часто сложно и дорого, а порой и невозможно технологически [3].
При устройстве облицовки наружных стен по технологии НВФ используют следующие материалы:
Минераловатные плиты - осуществляют функции как теплоизоляционного, так и шумоизо-ляционного слоя (толщина слоя и марка данного материала предусматривается проектом в зависимости от функционала). Пористая структура минеральной теплоизоляции гарантирует беспрепятственную диффузию водяных паров.
Крепеж минераловатных плит разрабатывается проектом в зависимости от типа стен (толщина, структура).
Влаговетрозащитная мембрана - строительная пожаробезопасная ткань, защищающая утеплитель от увлажнения и утечки тепла при движении воздуха (применяется при строительстве зданий с сильной ветровой нагрузкой: с высокой этажностью, расположенные на холмах, у моря и т.д.).
Пенополистирол - применяется при устройстве цоколя здания (способ крепления разрабатывается проектом согласно гидроизоляционных характеристик).
Подсистема (несущий каркас) - разрабатывается проектом в зависимости от типа стен (стальной оцинкованный, стальной нержавеющий или алюминиевый каркас).
Крепеж подсистемы - разрабатывается проектом (с учетом типа, химических свойств несущего слоя стены, а также климатической зоны, в которой находится здание).
Облицовочные материалы:
Алюминиевые композитные панели (АКП) получили наибольшее распространение. Имея срок службы от 50 лет, они не подвержены коррозии,
TECHNICAL SCIENCE / «Ш11ШетиМ~^®и©Ма1>#Щ6©)),2©2©
погодным воздействиям и сравнительно легки, что позволяет максимально снизить статическую нагрузку на стены [4].
Керамогранит. Относительно новым видом облицовки является керамогранит или искусственный камень. Придуманный итальянцами в конце семидесятых годов прошлого века, он искусно имитирует натуральные материалы, демонстрируя отменные эксплуатационные свойства. Для производства керамогранита используется два вида глин - иллит и каолинит, которые переплавляются с добавлением кварцевого песка и полевого шпата. Этот процесс очень близок к производству фарфора, не зря итальянцы называют этот продукт gress рогсеПапай - фарфоровая керамика. Тандем пластичности одной глины и огнеупорности второй рождает материал с уникальными свойствами -прочный, износоустойчивый, негорючий. Этот материал имеет ряд преимуществ: низкое водопо-глощение, морозостойкость, инертность к бытовой и атмосферной химии, устойчивость к загрязнениям, экологичность. Выигрывая в цене перед натуральным камнем, керамогранит находит применение в создании богатых и величественных фасадов жилых и офисных строений [4].
Металлокассеты. В отличии от алюминиевых композитных панелей, такие кассеты изготавливают из оцинкованной стали, их грунтуют и окрашивают. На рынке, такое решение считается более демократичным, но есть один существенный минус. Монтаж таких кассет производится на оцинкованную подсистему, в которой по сравнению с алюминиевой, присутствует большее количество элементов, а это значит, что при необходимости монтаж и демонтаж будет более трудоемким [4].
Натуральный камень. Несмотря на появление керамогранита, натуральный камень в системах навесных фасадов не теряет своей актуальности, производя особое впечатление уникального и эксклюзивного материала. Чаще всего в экстерьере используется гранит и мрамор. Из-за высокой стоимости такие материалы в основном применяются для облицовки стен правительственных учреждений и загородных особняков. Тем не менее затраты даже такого масштаба окупаются, ведь натуральные материалы поистине вечны [4].
Фиброцементные плиты снискали большую популярность в гражданском строительстве благодаря доступной стоимости и универсальности. Основу плиты составляет цемент с включением гидравлических добавок и армирующих волокон, улучшающих влагостойкость плиты и ее прочность на изгиб и сжатие. Прессованные листы фиброцемента после предварительного отвердевания помещают в автоклавы, где под воздействием температуры и давления происходит их окончательная полимеризация. Тыльная сторона плиты защищается слоем грунтовки, а на торцы и лицевую поверхность наносится акрило-полиуретановое защитное покрытие. Помимо гладкой окраски, поверхность может также быть фактурной, имитируя различные материалы: камень, кирпич, дерево [4].
Терракотовая керамика. Терракотовые панели, объемная керамика или просто терракота -
название одного и того же продукта, созданного из обожженной при температуре свыше 1000°C глины специальных пород. Терракота выпускается в широком ассортименте природных оттенков и фактур, позволяя претворять в жизнь самые виртуозные дизайнерские проекты. Терракота может иметь натуральную матовую поверхность и глазурованную, однородный оттенок или фактуру, имитирующую натуральный камень. В разрезе она пустотела, что обеспечивает хорошие шумо- и теплоизоляционные качества [4].
При подборе облицовочного материала необходимо учитывать несущую способность к монтируемому элементу, так при реставрации здании со слабым бетонным покрытием применять тяжелую навесную конструкцию является невозможным, также необходимо учитывать, что ранее построенное здание было спроектировано без учета данной нагрузки (НВФ) на фундамент.
Виды фасадных систем:
Горизонтальная система НВФ. Используется для крепления вертикальных облицовочных элементов большой длины, например, профилированных листов. Как правило, используются только кронштейны и горизонтальный профиль. Причём кронштейны должны иметь рёбра жесткости, так как большая масса облицовки и ветровые нагрузки могут деформировать их [5].
Вертикальная система НВФ. Иногда этот вид подсистемы называют Lite (Лайт), поскольку она имеет не только малый вес, но и простоту монтажа. Минусом данной системы является ограниченность в использовании на неровных участках стен, а также недостаточная жесткость системы. Система состоит из кронштейнов и Т-образного вертикального профиля. Облицовка может быть различной - керамогранит, алюминиевые композитные панели, фиброцемент, металлокассеты и т.д. [5].
Горизонтально-вертикальная система
НВФ. Самая распространённая система, она имеет самую высокую жёсткость и прочность по сравнению с другими видами, что обусловлено применением горизонтальных и вертикальных профилей закреплённых между собой. Это универсальная система, подходит для монтажа на различных участках стен, в том числе со значительными неровностями [5].
Межэтажная система НВФ. Применяется там, где невозможно надёжно закрепить другие виды систем из-за особенностей стен или их отсутствия (монолитное строение). Отличительной особенностью системы является наличие усиленного сварного кронштейна из стали (некоторые умельцы, стараясь сэкономить применяют два усиленных штампованных кронштейна) и прочного вертикального профиля в виде трубы с прямоугольным или квадратным сечением, либо сдвоенным П-образным профилем. Кронштейны крепятся к плите перекрытия и несут огромную нагрузку
[5].
Подсистема (несущий каркас) должна обладать прочностью и устойчивостью для восприятия нагрузок от собственного веса, веса облицовки и архитектурных элементов фасада, от переменных ветровых нагрузок, вибрации, а также от других
воздействий [6]. Для этой цели материалы для подсистемы должны обладать хорошими физико-механическими характеристиками, а также сопротивлением воздействию агрессивных факторов окружающей среды и усталостным явлениям (выносливостью), обеспечивающими работоспособность навесной фасадной системы в течение всего расчетного срока её эксплуатации [7].
Подводя итоги можно сделать следующие выводы:
Выбор НВФ в качестве наружной облицовки стен зданий при реконструкции и при новом строительстве очевиден, особенно в условиях климатической зоны Санкт-Петербурга с повышенной влажностью воздуха в любое время года.
Грамотная подготовка стен здания перед монтажом НВФ, правильный выбор фасадной подсистемы, строгое соблюдение технологии производства работ, использование современных и качественных строительных материалов - залог длительной и безремонтной эксплуатации вентилируемого фасада, а также гарантия презентабельного внешнего облика сооружения в течение всего срока эксплуатации.
Современные конструктивно-
технологические решения отделки фасадов с применением навесных вентилируемых конструкций позволяют не только улучшить эксплуатационные
качества зданий, но и дают возможность воплощать самые смелые и сложные замыслы архитекторов, и дизайнеров, придают фасадам зданий и сооружений неповторимый эстетичный облик. Красочные или, наоборот, сдержанные, но стильные фасады зданий - визитная карточка не только каждого района, но и всего города в целом.
Используемые материалы:
1. Азбука навесных фасадов с воздушным зазором: WWW.FASAD-EXPERT.RU
2. On-line журнал фасадного рынка http://fasad-rus.ru/teploizolyaciya-dvoinoi-plotnosti-article
3. Современные материалы для отделки фасадов зданий: учебное пособие / С.Н. Кислицына, В.А. Худяков, В. И. Логанина, С.М. Саденко. — Саратов: Вузовское образование, 2014. С. 102
4. Виды вентилируемого фасада https://luchiefasady.ru/vidyi-ventilimemogo-fasada.html
5. ООО "Русский-Металл" https://rumett.ru/catalog/sistemy-nvf
6. СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* (с Изменениями N 1, 2)
7. ГОСТ Р 58154-2018 Материалы подкон-струкций навесных вентилируемых фасадных систем. Общие технические требования.
