CC BY
28УДК 699.86
С.А. ГОЛУНОВ, инженер, А.П. ПУСТОВГАР, канд. техн. наук, С.А. ПАШКЕВИЧ, Е.В. ДУДЯКОВ, инженеры, Московский государственный строительный университет
Оценка эффективности современных композиционных фасадных систем с тонкими штукатурными слоями и утеплителем из минеральной ваты
Современное здание — это сложный комплекс различных инженерных систем, конструкций и материалов, к которому предъявляются весьма жесткие требования, не только такие традиционные, как устойчивость к внешним воздействиям, эстетичность и долговечность, но и новые, отвечающие современным представлениям о целях и задачах строительства. Среди них прежде всего, выделяются:
• энергоэффективность — максимальное снижение энергопотребления при эксплуатации здания (минимизация затрат удельной энергии на единицу объема);
• экологичность — безопасность эксплуатации здания, комфортность проживания в нем в сочетании с экономией топливных ресурсов и снижением вредных выбросов в атмосферу.
Энергия, используемая для обогрева здания, составляет до 70% всей энергии, расходуемой при его эксплуатации. Применение современных энергосберегающих технологий позволяет снизить затраты на обогрев минимум на 50%. Кроме того, выброс в атмосферу вредных веществ, вызванный процессом сжигания топлива, так же значительно сокращается (рис. 1).
Мероприятия по энергосбережению в странах Западной и Центральной Европы проводятся на протяжении последних 30 лет. К 2010 г. энергопотребление на обогрев зданий было снижено более чем в три раза до уровня 64 кВт-ч/м2 в год, а к 2020 г. планируется произвести очередное снижение затрат на обогрев жилья и довести их до уровня 500 л усл. топлива на одну семью в год. При этом потери энергии через наружные стены составят около 15 кВт-ч/м2.
В России в последние годы также были ужесточены требования по энергопотреблению, предъявляемые как к реконструируемым зданиям, так и к вновь возводимым объектам жилого и общественного фонда. В 1995—1998 гг. произведен пересмотр ряда стро-
ительных норм и правил, касающихся энергосбережения (дополнения № 3 и 4 к СНиП 11-3—79*). Новые требования к ограждающим стеновым конструкциям определяют значения приведенного термического сопротивления теплопередаче (Я тр) по стране в интервале значений 2,1—5,6 м2-°С/Вт и делают экономически невозможным применение традиционных стеновых материалов. Например, для Москвы Я ^ = 3,16 м2-оС/Вт, при этом становится очевидным необходимость использования новых энергосберегающих материалов и технологий. Показатели Я^ для некоторых городов Российской Федерации составляют, м2-оС/Вт:
Краснодар (А) — 2,54;
Орел (Б) - 2,94;
Саратов (А) - 2,94;
Санкт-Петербург (Б) — 3,1;
Пермь (Б) — 3,1;
Пенза (А) — 3,1;
Самара (А) — 3,14;
Москва (Б) — 3,16;
Казань (А) — 3,36;
Екатеринбург (А) — 3,51;
Омск (А) — 3,51;
Новосибирск (А) — 3,67.
Одним из способов решения перечисленных выше задач является технология утепления фасадов зданий с помощью композиционных систем с тонкими штукатурными слоями, в которых за счет адгезии обеспечивается совместная работа наружных штукатурных слоев и утеплителя.
Такие системы помимо существенной экономии на отоплении в значительной степени способствуют повышению качества и комфортности жилья, создают более здоровый и уютный климат, обеспечивая температуру внутренней поверхности наружных стен, практически равную температуре воздуха внутри здания, избавляют
250 200 150 100 50 0
И_
25 -,
20 5 -
15
10
Старые WSchVO WSchVO ЕЕУО Пассивный
0 5 и
дома
1984 1995
2002
дом
68 5
54
41
27
14 ст
о С
Рис. 1. Динамика энергопотребления зданий в Западной Европе за последние 25 лет
40
20
-20
Октябрь Декабрь Февраль Апрель Июнь Август Октябрь Месяцы
Рис. 2. Температура внешней (пунктирная линия) и внутренней (сплошная линия) сторон стены при системе теплоизоляции с тонкими штукатурными слоями
0
5
0
Су ■. ■ научно-технический и производственный журнал www.rifsm.ru
: ® ноябрь 2010 2Г
Таблица 1
Основные показатели составов, применяемых в составе СФТК
Наименование показателей Наименование смеси
Клеевой состав Базовый состав Финишный состав
Затвердевший раствор
Усадка, %, не более 0,2 0,2 0,2
Плотность, кг/м3, не более 1,7 1,7 2
Прочность на растяжение при изгибе, МПа, не менее 3 4,5 1,5
Прочность при сжатии в возрасте 28 сут, МПа, не менее 7,5 7 3,5
Адгезия к бетону в возрасте 28 сут, МПа, не менее 0,55 0,6 0,3
Адгезия к утеплителю ПСБ-С М25Ф в возрасте 28 сут, МПа, не менее 0,12 Не нормируется
Адгезия к утеплителю ПСБ-С М25Ф в возрасте 28 сут и после 2 сут выдерживания в воде, МПа, не менее 0,08 Не нормируется
Ударостойкость, Дж, не менее Не нормируется 2 Не нормируется
Водопоглощение по массе, кг/(м2-ч°,5), не более Не нормируется 0,5 0,5
Сопротивление паропроницанию, м2-ч-Па/мг, не более 0,15 0,15 0,1
Морозостойкость, циклов, не менее 50 75 50
Группа горючести Не нормируется НГ НГ
жилье от сквозняков, делают его прохладнее летом и теплее зимой (рис. 2).
Фасадную композиционную систему теплоизоляции с тонкими штукатурными слоями (СФТК) можно определить как выполненную на строительной площадке комплексную систему, состоящую из промышленно изготовленных производителем составляющих и включающую в себя специфические материалы и элементы, которые выбраны производителем системы и предназначены как для самой системы, так и для основания, на которое она устанавливается.
С 2007 г. в России ведется разработка национальных стандартов в этой области и разработаны первые национальные стандарты, определяющие требования к СФТК, которые вступят в действие с 1 января 2011 г.: • ГОСТ Р 53785—2010 «Системы фасадные теплоизоляционные композиционные с наружными штукатурными слоями. Классификация»;
Рис. 4. Повреждения системы в результате проведения испытаний (замачивание системы, обрушение декоративно-защитного слоя, отслоение базового слоя от утеплителя)
Декоративная Армирующий штукатурка базовый слой
Утеплитель / /
Рис. 3. Принципиальная схема расположения слоев СФТК
• ГОСТ Р 53786—2010 «Системы фасадные теплоизоляционные композиционные с наружными штукатурными слоями. Термины и определения». В настоящее время разрабатываются и другие национальные стандарты по данной тематике.
Рис. 5. Повреждения системы в реальных условиях (сквозные трещины декоративно-защитного слоя и базового слоя системы, отслоение базового слоя от утеплителя)
www.rifsm.ru научно-технический и производственный журнал (""ЭЙ ^ Г Г Iг ! 13
"~22 ноябрь 2010
Таблица 2
Основные требования к плитам из пенополистирола марки ПСБ-С М25Ф, применяемого в качестве утеплителя в составе СФТК
Наименование показателя Требуемое значение
Плотность, кг/м3 15,1-18
Прочность при сжатии при 10% линейной деформации, МПа, не менее 0,1
Прочность при когезионном отрыве слоев, МПа, не менее 0,1
Предел прочности при изгибе, МПа, не менее 0,18
Водопоглощение за 24 ч, об %, не более 2
Расчетная теплопроводность для всех марок плит, Вт/(м-°С), не более: Хд Хб 0,037 0,042
Паропроницаемость, мг/(м-ч-Па), не менее 0,03
Группа горючести Г1
Время самостоятельного горения материала, с, не более 1
Наименование показателя Требуемое значение
Модуль кислотности минеральной ваты, не менее 1,9
рН водной вытяжки, не более 3
Плотность однородного/многослойного утеплителя, кг/м3, не менее 130/105-145*
Содержание неволокнистых включений, мас. %, не более 4
Прочность при сжатии при 10% линейной деформации, кПа, не менее 40
Прочность при сжатии при 10% линейной деформации после сорбционного увлажнения, кПа, не менее 35
Прочность при отрыве слоев, кПа, не менее 15
Теплопроводность при условиях эксплуатации Д и Б по СНиП 23-02-2003, Вт/(м-оС), не более: ХД Хб 0,042 0,046
Паропроницаемость, мг/(м-ч-Па), не менее 0,3
Водопоглощение объемное, не более, % 3
Группа горючести НГ
Таблица 3
Основные требования к плитам из минеральной ваты (базальтовое волокно), применяемым в качестве утеплителя в составе СФТК
Рис. 6. Мобильный стенд климатических испытаний ограждающих конструкций
Композиционная система с тонкими штукатурными слоями состоит из комплекса элементов, каждый из которых выполняет определенную функцию (рис. 3):
— клеевой состав предназначен для крепления теплоизоляционного материала к стеновой конструкции;
— теплоизоляционный материал (минераловатная плита, пенополистирол) обеспечивает требуемые теплотехнические показатели конструкции в целом;
— базовый состав предназначен для устройства основного армирующего клеевого слоя, наносящегося поверх теплоизоляционного материала и включающего в себя армирующие элементы;
— армирующие элементы (коррозионно-стойкие стек-лосетки, армирующие и усиливающие алюминиевые и пластиковые профили и др.);
— декоративно-защитные финишные покрытия придают архитектурную выразительность фасадам здания и защищают систему от проникновения атмосферной влаги.
Соответственно своему назначению каждый элемент системы должен обладать определенными физико-механическими и теплотехническими характеристиками. В комплексе эти элементы должны обеспечивать максимальную долговечность системы и ее надежную безаварийную работу в период эксплуатации. Это особенно важно потому, что такие системы на протяжении всего срока эксплуатации испытывают значительные природно-климатические нагрузки. Воздействия знакопеременной температуры при различных влажностных показателях и другие неблагоприятные сочетания климатических условий могут привести к нарушению работы системы в целом, ее повреждению или даже к частичному или полному разрушению. По этой причине каждая система теплоизоляции с тонким штукатурным слоем должна обязательно испытываться на устойчивость к вышеупомянутым воздействиям.
Опыт, накопленный в европейских странах в области энергоэффективных ограждающих конструкций, позволил обосновать требования к минимальному сроку службы систем теплоизоляции. Результаты испытаний, проведенных за более чем 20 лет, были обобщены в нормативном документе EOTA (European Committee for Technical Approvals) — ETAG 004 «External Thermal Insulation Composite Systems with Rendering», который в настоящее время определяет порядок проведения испытаний и сертификации энергоэффективных ограж-
fy-.- научно-технический и производственный журнал www.rifsm.ru
AiJ : : ® ноябрь 2010 23"
Таблица 4
Расчетное сопротивление теплопередаче стен с утеплителем из пенополистирольных плит ПСБ-С М25Ф. Влажностный режим помещений нормальный. Здания жилые. Расчетный коэффициент теплопроводности для плит марки ПСБ-С М25Ф для зон А и Б соответственно 0,037 и 0,042 ВтДм-^)
Тип несущей стены Плотность, кг/м2 Расчетный коэффициент теплопроводности, Вт/(м-°С) Толщина несущей стены, мм Сопротивление теплопередаче Я0, м2-оС/Вт Сопротивление теплопередаче Я0, м2-оС/Вт, включая утепление при толщине изоляции, мм
Зона А/зона Б 100 110 120 130 140 150 160
Железобетон 2400 1,92/2,04 180 0,25 0,25 2,63 2,37 2,87 2,59 3,11 2,8 3,35 3,01 3,59 3,23 3,82 3,44 4,06 3,65
200 0,26 0,26 2,64 2,38 2,88 2,6 3,12 2,81 3,36 3,02 3,6 3,24 3,83 3,45 4,04 3,66
250 0,29 0,28 2,67 2,41 2,91 2,62 3,15 2,83 3,38 3,05 3,62 3,26 3,86 3,47 4,1 3,69
Газобетон или пенобетон 600 0,22/0,26 200 1,07 0,93 3,45 3,06 3,69 3,27 3,92 3,48 4,16 3,69 4,4 3,91 4,64 4,12 4,88 4,33
300 1,52 1,31 3,9 3,44 4,14 3,65 4,38 3,87 4,62 4,08 4,86 4,29 5,09 4,5 5,33 4,72
600 2,89 2,47 5,27 4,59 5,5 4,81 5,74 5,02 5,98 5,23 6,22 5,44 6,46 5,66 6,7 5,87
800 0,33/0,37 200 0,76 0,70 3,15 2,83 3,38 3,04 3,62 3,25 3,86 3,46 4,1 3,68 4,34 3,89 4,57 4,1
300 1,07 0,97 3,45 3,1 3,69 3,31 3,92 3,52 4,16 3,74 4,4 3,95 4,64 4,16 4,88 4,37
600 1,98 1,78 4,36 3,91 4,6 4,12 4,83 4,33 5,07 4,55 5,31 4,76 5,55 4,97 5,79 5,18
Кирпич керамический полнотелый 1800 0,7/0,81 250 0,52 0,47 2,9 2,59 3,13 2,81 3,37 3,02 3,61 3,23 3,85 3,45 4,09 3,66 4,33 3,87
380 0,70 0,63 3,08 2,76 3,32 2,97 3,56 3,18 3,8 3,39 4,03 3,61 4,27 3,82 4,51 4,03
510 0,89 0,79 3,27 2,92 3,51 3,13 3,74 3,34 3,98 3,55 4,22 3,77 4,46 3,98 4,7 4,19
Кирпич силикатный полнотелый 1800 0 ,76/0 , 87 250 0,49 0,45 2,87 2,57 3,11 2,79 3,34 3 3,58 3,21 3,82 3,42 4,06 3,64 4,3 3,85
380 0,66 0,6 3,04 2,72 3,28 2,94 3,52 3,15 3,75 3,36 3,99 3,57 4,23 3,79 4,47 4
510 0,83 0,74 3,21 2,87 3,45 3,09 3,69 3,3 3,92 3,51 4,16 3,72 4,4 3,94 4,64 4,15
Кирпич керамический многопустотный 1400 0,64/0,76 250 0,55 0,49 2,93 2,62 3,17 2,83 3,41 3,04 3,64 3,25 3,88 3,47 4,12 3,68 4,36 3,89
380 0,75 0,66 3,13 2,79 3,37 3 3,61 3,21 3,85 3,42 4,09 3,64 4,32 3,85 4,56 4,06
510 0,96 0,83 3,34 2,96 3,57 3,17 3,81 3,38 4.05 3.6 4,29 3,81 4,53 4,02 4,76 4,23
дающих конструкций в странах Европейского союза. Кроме того, действует ряд других нормативных документов (EN 13499, EN 13500), которые также лежат в основе процедуры технической апробации системы и системных материалов.
В России на сегодняшний день не существует официально утвержденной (свод правил, национальный стандарт) методики испытаний, аналогичной описанной выше. Действует лишь временная методика технической апробации фасадных композиционных систем с тонкими штукатурными слоями, определяющая требования к материалам, входящим в состав СФТК, которая выполняется Федеральным центром по сертификации (ФГУ ФЦС). По результатам ряда испытательных процедур, включающих в том числе масштабные пожарные испытания системы (ГОСТ 31251—2008 «Стены наружные с внешней стороны. Метод испытаний на пожарную опасность») и дополнительные испытания отдельных ее компонентов, производитель (поставщик) систе-
мы получает временный документ (срок действия до 3 лет), который носит название «Техническое свидетельство». При этом из-за отсутствия оборудования, позволяющего проводить полномасштабные испытания ограждающих конструкций и систем теплоизоляции, сертификационные испытания и экспериментальные исследования ведутся в основном на малых и средних образцах площадью не более 2 м2.
Основными элементами (слоями) фасадной композиционной системы, как уже отмечалось выше, являются:
— клеевой слой;
— слой основного теплоизоляционного материала (ми-нераловатная плита, пенополистирол);
— базовый штукатурный слой, включающий в себя армирующие элементы (коррозионно-стойкие стекло-сетки и прочие армирующие элементы);
— декоративно-защитный штукатурный слой.
С точки зрения обеспечения физико-механических показателей СФТК наиболее важной частью системы
www.rifsm.ru научно-технический и производственный журнал
24 ноябрь 2010
Таблица 5
Расчетное сопротивление теплопередаче стен с утеплителем из минераловатных плит. Влажностный режим помещений нормальный. Здания жилые. Расчетный коэффициент теплопроводности для минераловатных плит из базальтового волокна плотностью 140 кг/м3 для зон А и Б соответственно 0,042 и 0,046 ВтДм-^)
Тип несущей стены Плотность, кг/м2 Расчетный коэффициент теплопроводности, Вт/(м-°С) Толщина несущей стены, мм Сопротивение теплопередаче Я0, м2°С/Вт Сопротивление теплопередаче Я0, м2-оС/Вт, включая утепление при толщине изоляции, мм
Зона А/ Зона Б 100 110 120 130 140 150 160
Железобетон 2400 1,92/2,04 180 0,25 0,25 2,95 2,47 3,23 2,69 3,5 2,91 3,77 3,14 4,04 3,36 4,31 3,58 4,58 3,8
200 0,26 0,26 2,93 2,48 3,24 2,7 3,51 2,92 3,78 3,15 4,05 3,37 4,32 3,59 4,59 3,81
250 0,29 0,28 2,99 2,5 3,26 2,73 3,53 2,95 3,8 3,17 4,07 3,39 4,34 3,61 4,61 3,84
Газобетон или пенобетон 600 0,22/0,26 200 1,07 0,93 3,77 3,15 4,04 3,37 4,31 3,59 4,58 3,82 4,85 4,04 5,12 4,26 5,39 4,48
300 1,52 1,31 4,22 3,53 4,5 3,76 4,77 3,98 5,04 4,2 4,53 4,42 5,58 4,65 5,85 4,87
600 2,89 2,47 5,59 4,69 5,86 4,91 6,13 5,13 6,4 5,36 6,67 5,58 6,94 5,8 7,23 6,02
800 0,33/0,37 200 0,76 0,7 3,47 2,92 3,74 3,14 4,01 3,37 4,28 3,59 4,55 3,81 4,82 4,03 5,09 4,25
300 1,07 0,97 3,77 3,19 4,04 3,41 4,31 3,64 4,58 3,86 4,85 4,08 5,12 4,3 5,39 4,52
600 1,98 1,78 4,68 4 4,95 4,22 5,22 4,45 5,49 4,67 5,76 4,89 6,03 5,11 6,3 5,34
Кирпич керамический, полнотелый 1800 0,7/0,81 250 0,52 0,47 3,22 2,69 3,49 2,91 3,76 3,13 4,03 3,36 4,3 3,58 4,57 3,8 4,84 4,02
380 0,7 0,63 3,4 2,85 3,67 3,07 3,94 3,29 4,21 3,52 4,49 3,74 4,76 3,96 5,03 4,18
510 0,89 0,79 3,59 3,01 3,86 3,23 4,13 3,45 4,4 3,68 4,67 3,9 4,94 4,12 5,21 4,34
Кирпич силикатный, полнотелый 1800 0,76/0,87 250 0,49 0,45 3,19 2,67 3,46 2,89 3,73 3,11 4 3,33 4,27 3,56 4,54 3,78 4,81 4
380 0,66 0,6 3,36 2,82 3,63 3,04 3,9 3,26 4,17 3,48 4,44 3,71 4,71 3,93 4,98 4,15
510 0,83 0,74 3,53 2,97 3,8 3,19 4,07 3,41 4,34 3,63 4,61 3,86 4,88 4,08 5,15 4,3
Кирпич керамический, многопустотный 1400 0,64/0,76 250 0,55 0,49 3,25 2,71 2,99 2,93 3,79 3,15 4,06 3,38 4,33 3,6 4,6 3,82 4,87 4,04
380 0,75 0,66 3,45 2,88 3,73 3,1 4 3,33 4,27 3,55 4,54 3,77 4,81 3,99 5,08 4,21
510 0,96 0,83 3,66 3,05 3,93 3,27 4,2 3,5 4,47 3,72 4,74 3,94 5,01 4,16 5,28 4,39
является армированный базовый штукатурный слой — слой специальной растворной цементно-полимерной смеси, наносящийся поверх теплоизоляционного материала. Этот слой армируется коррозионно-стойкими сетками, выполненными из стеклянного волокна и обработанными для придания им щелочестойкости полимерными составами. Он играет решающую роль в определении основных физико-механических характеристик системы в целом.
Базовый слой — основной защитный слой для теплоизоляционного материала воспринимает и перераспределяет все внешние и внутренние нагрузки и воздействия (механическая ударная нагрузка, температурные деформации, усадка и др.). Он также обеспечивает адгезию к утеплителю (ПСБ-С, МВП), высокую эластичность и ударную прочность, низкую усадку, высокую паропроницаемость и низкое водопоглощение.
В случае применения для устройства базового штукатурного слоя материалов, имеющих свойства, не
соответствующие требуемым, а также в случае нарушения технологии нанесения составов вероятность повреждения системы уже в начальный период эксплуатации резко возрастает (рис. 4, 5).
Исходя из практического опыта применения СФТК были определены основные показатели для клеевых, базовых и декоративно-защитных составов, которые обеспечивают их надежную эксплуатацию. Данные показатели используются в том числе и при проведении оценки технической пригодности, выполняемой ФГУ ФЦС (табл. 1).
Для обеспечения теплотехнических показателей требуется применение современных эффективных утеплителей. В настоящее время используются пенополисти-рол специальной марки ПСБ-С М25Ф и минеральные изделия различной плотности, выпускаемые на основе базальтового волокна. Физико-механические и теплотехнические показатели таких утеплителей приведены в табл. 2 и 3.
научно-технический и производственный журнал www.rifsm.ru
ноябрь 2010 25
100
.0 90
8 80
I 70
(С
ё 60
о:
« 50
I 40
¡5 30
| 20
° 10 0
100
85
0 70
55
(С
|40 &25
Ф
1 10
£ -5 -20 -35 -50
00:00:00 02:10:00 04:20:00 06:30:00 08:40:00 10:50:00
1
\ / \ /
Таблица 6
Большой климатический цикл испытаний (12 ч)
Рис. 7. Схема цикла нагрева-охлаждения и дождевания испытываемой конструкции (12 ч): - ---- влажность; - температура
Как видно из приведенных таблиц, пенополистирол является более эффективным утеплителем (табл. 4 и 5). Кроме того, системы, выполненные с утеплителем из пенополистирола, имеют меньшую массу и дают значительную экономию финансовых средств.
Однако главным недостатком пенополистирола является его горючесть. Принятие в 2008 г. Федерального закона № 123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» еще более ужесточило требования к применению в строительстве материалов, не обладающих показателем НГ (негорючие). Поэтому несмотря на то что во многих западноевропейских странах, странах Азии, Северной и Южной Америки пенополистирол является утеплителем номер один, в России его применение существенно ограничено (пенополистирол применяется только в сочетании с противопожарными рассечками из минеральной ваты). Кроме того, наблюдается тенденция к снижению использования пенополистирола. Таким образом, СФТК с утеплителем из минеральной ваты в настоящее время является наиболее перспективным направлением в утеплении фасадов, а следовательно наиболее интересными с точки зрения экспериментальных исследований.
Требования, предъявляемые к системам, а также методы их подтверждения четко прописаны в разделе 2 ETAG 004 ЕОТА, который носит название «Руководство по оценке пригодности системы для использования по назначению».
Для обеспечения долговечности документом предусматривается ряд положений.
• Система может не только выдерживать собственный вес, но и будет устойчива к внешним воздействиям. Общее движение конструкции — нормальное смещение основной конструкции не должно приводить к образованию трещин или потере сцепления элементов системы. Таким образом, система с тонкими штукатурными слоями должна противостоять общему движению конструкции по причине нормального изменения температуры или других воздействий по всей поверхности, за исключением соединений, где необходимо предпринимать специальные меры предосторожности.
• Система должна быть устойчива к воздействию комбинированных атмосферных нагрузок, таких как температура, влажность, и обладать механической устойчивостью к давлению и вибрации, вызываемой порывами ветра.
• Система теплоизоляции должна выдерживать применение стандартного сервисного оборудования без какого-либо ее разрушения или порчи наружных штукатурных слоев.
Для обеспечения энергоэффективности документом предусматривается следующее:
Состояние системы Время выдерживания, мин
Выдерживание при температуре 70оС и влажности 15% 150
Понижение температуры до 15оС 20
Орошение образца водой с расходом 1 л . мин/м2 50
Понижение температуры до 5оС 20
Выдерживание образца при температуре 5оС и влажности 95% 50
Понижение температуры до -20оС 50
Выдерживание образца при температуре -20оС 120
Понижение температуры до -35оС 40
Выдерживание образца при температуре -40оС 90
Повышение температуры до 10оС 30
Выдерживание образца при температуре 10оС и влажности 80% 50
Повышение температуры до 70оС 50
• система должна обеспечивать требуемое сопротивление теплопередаче в расчетный период календарного года. Требуемый показатель должен выдерживаться, несмотря на изменение температурно-влаж-ностных показателей окружающей среды. Для определения эффективности использования систем с тонкими штукатурными слоями для ограждающих конструкций в целом вводятся следующие важные расчетные показатели: термостойкость, паропрони-цаемость, влагопоглощение;
• наружные слои системы должны противостоять воздействию осадков в виде дождя и снега, а также предотвращать появления конденсата на стенах внутри помещений;
• температура поверхности стен внутри помещения должна быть приближена к нормируемой температуре внутреннего воздуха для исключения дискомфорта, вызываемого нежелательной конвекцией.
Все вышеупомянутые характеристики должны сохраняться в течение всего срока службы системы.
Для испытания физико-механических свойств фасадных композиционных систем на климатические воздействия и с целью прогнозирования их эксплуатационной надежности и долговечности ETAG 004 ЕОТА вводит метод испытания полноразмерных образцов систем теплоизоляции. Для проведения испытаний используется специальный стенд, на котором монтируется образец системы площадью не менее 6 м2, и мобильная климатическая камера, в которой воспроизводятся различные температурно-влажностные режимы (рис. 6).
Программа климатических испытаний предусмотренных европейским стандартом ETAG 004 ЕОТА предусматривает следующие циклические воздействия на фасадную композиционную систему с тонкими штукатурными слоями (ETICS):
• 80 летних циклов продолжительностью 6 ч, где 2 ч поддерживается Т = 70оС и RH = 10%; 1 ч имитируется дождь при Т = 15оС и 2 ч конструкция выдерживается при Т = 20оС;
• 5 зимних циклов продолжительностью 24 ч, где 8 ч поддерживается Т = 50оС и КН = 10% 16 ч конструкция выдерживается при Т = -20оС;
www.rifsm.ru научно-технический и производственный журнал (""ЭЙ ^ Г Г Iг ! 13
"~26 ноябрь 2010
• между циклами конструкция выдерживается 48 ч без каких-либо температурно-влажностных воздействий при Т = 23оС и RH = 50%. Данный цикл, возможно, отражает климатические характеристики Западной и Центральной Европы, но категорически не подходит для России с ее разнообразием климатических зон и разбросом температур (летние до +50оС, зимние до -50оС). При этом методология проведения испытаний, предлагаемая европейским нормативом, может быть применена и для условий РФ.
Методика испытаний, которая предлагается ниже, базируется на циклическом чередовании различных режимов климатических воздействий на ограждающие конструкции: нагрев и дождевое воздействие, имитирующее летние периоды эксплуатации; нагрев и замораживание с быстрой сменой температуры, имитирующее зимние циклы эксплуатации (табл. 6, рис. 7).
Количество циклов испытания определяется исходя из задач исследования. Однако для испытания реальных конструкций принимаются следующие показатели: 75, 100 и 150 циклов. Данное количество циклов условно соответствует долговечности испытываемой конструкции в годах — 10, 15 и 25 лет (при положительном результате испытаний). Возможно проведение испытаний и на большее количество циклов.
При проведении испытаний через заданное число циклов, например, каждый 10-й цикл производится осмотр с классификацией типов изменений наружной поверхности и дефектов образовавшихся в результате климатических воздействий, таких как:
— трещины;
— сколы и отслоения;
— повреждение наружных откосов, углов проемов;
— отшелушивание и осыпание поверхности.
Физико-механические и теплотехнические характеристики, подлежащие контролю, определяются по результатам климатических испытаний в мобильной камере в зависимости от типа исследуемой энергоэффективной ограждающей конструкции. Например, для систем штукатурной теплоизоляции помимо визуального контроля образца обязательному контролю подлежат:
— прочность сцепления слоев ограждающей конструкции;
— ударная прочность;
— устойчивость к перфорации. Дополнительно могут определяться:
— прочность при сжатии и растяжении при изгибе;
— прочность при растяжении,
— коэффициент теплопроводности;
— влажность материалов конструкции;
— паропроницаемость и др.
Таким образом, очевидно, что выбор конструктивного решения, в том числе и тип используемого утеплителя, и качественное исполнение системы теплоизоляции играют огромную роль в ее надежной работе и существенно влияют на долговечность.
Так же велико влияние на эти показатели качества элементов системы и грамотно выстроенная программа мониторинга системы в процессе эксплуатации. Поэтому необходимость разработки нормативной и экспериментально-технической базы, а также проведение максимально широкого круга экспериментальных исследований в этой области не вызывают сомнения.
Кроме того, совершенно очевидно, что без создания национальной нормативной базы невозможно и решение вопроса энергоэффективности ограждающих конструкций и здания в целом.
Ключевые слова: фасадная система теплоизоляции, испытания СФТК, стандарт ЕТАО 004ЕОТА.
II Международная конференция НАНОТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ЭКОЛОГИЧНОГО И ДОЛГОВЕЧНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
14-17 марта 2011 г. Каир, Египет
Организаторы конференции
Египетско-российский университет (ЕШ), Национальный исследовательский центр жилья и строительства (ИВЯС).
Ижевский государственный технический университет
Egyptian Russian University
Я^-ujjjl AXdbbil
Соорганизаторы
Томский политехнический университет, Омский государственный технический университет, Казанский государственный архитектурно-строительныйе университет, Московский государственный строительный университет, Российский университет дружбы народов, ВНИИСТРОМ им. П.П. Будникова
Тематика конференции
> Нанокомпозиты в строительных материалах • Производство лакокрасочных материалов с нанодобавками >Нанотехнология в строительстве • Нанотехнологии в стеклах
> Защита от пожара с помощью наночастиц • Нанотехнологии для энергоэффективности в зданиях
> Нанотехнологии в кондиционировании воздуха • Моделирование нанокомпозитов
> Наноструктурирующие материалы в архитектуре • Модификация наносистемами минеральных вяжущих
В дни проведения конференции будет работать выставка нанопродуктов, нанооборудования и других специализированных изделий. Информационная поддержка - журнал «Строительные материалы»® Сайт конференции: http://inter.istu.ru/russian/nano_r.html
Строительные Материалы
В Египте: Профессор Шериф Солиман
Египетско-российский университет Cairo High Road Badr City - Suez
E-mail: president@eruegypt.com Тел.: +20 (02) 28643349, (02) 28643341 Факс: +20 (02) 28643332
Контактная информация
В России:
Профессор Григорий Иванович Яковлев
Ижевский государственный технический университет
426069 Ижевск, Россия
ул. Студенческая, д. 7
E-mail: gyakov@istu.ru
Тел.: +7(3412) 59 33 07
Факс: +7(3412) 59 25 55
■f: ■ научно-технический и производственный журнал www.rifsm.ru
AiJ : : ® ноябрь 2010 27"
