Крепежные изделия для современных фасадных систем
Заочный "круглый стол" редакции СтройПРОФИль
Системы утепления фасадов зданий на российском строительном рынке становятся все популярнее. Эксплуатационные свойства таких конструкций, а также безопасность систем в целом во многом зависят от крепежных изделий. Именно этому узкому аспекту посвящен заочный "круглый стол" редакции нашего журнала. В подготовке этой публикации приняли участие компании-производители и поставщики крепежных изделий. Надеемся, что представленные мнения будут интересны широкому кругу читателей.
"ЭЙОТ ВОСТОК", МОСКВА
Компанией EJOT используются следующие типы полимеров:
- полиамид PA 6 (нейлон), специально разработанный и допущенный для производства фасадных дюбелей;
- полиэтилен высокого давления, рекомендованный к использованию при производстве дюбелей.
Нашей компанией за 25-летний период производства фасадных дюбелей было проведено более чем 150 различных исследований и испытаний в разных европейских (в основном немецких) исследовательских центрах. Исследованиям материала (исходного сырья) было уделено самое пристальное внимание. Так, в процессе долгосрочных испытаний было установленно, что лишь немногие разновидности полимеров отвечают требованиям, предъявляемым к фасадным дюбелям. Использование вторичного сырья более 5% уже крайне негативно сказывается на свойствах дюбеля и надежности, долговечности его анкеровки в несущем основании.
Решение о возможности применения определенных модификаций полимеров для произовдства дюбелей было принято Немецким институтом строительной техники (г. Берлин) на основании положительных отзывов и многолетних исследований различными независимыми экспертами и специалистами, в т.ч. кафедрой технологии пластмасс университета г. Ерланген (Германия), НИИ материаловедения университета г. Кассель и других признанных европейских учереждений.
Оценив проделанную нашей компанией исследовательскую и экспертную работу, ФЦС Госстроя РФ счел возможным признать и согласиться с ее результатами.
Общеизвестно, что фасадные дюбели подразделяются на анкерные и тарельчатые. Анкерные дюбели используются для крепления кронштейнов в навесных фасадах с воздушным зазором (вентфасадах), тарельчатые - для крепления теплоизоляционных плит (минераловатных или пенополистирольных). В силу недостаточной информированности специалистов, часто возникают проблемы правильного выбора типа анкерной зоны дюбеля в зависимости от вида несущего основания. Например, в газобетоне нельзя провести анкеровку самым распространенным методом, используя возникающие при распоре (забивным или закручиваемым элементом) полимерной гильзы силы трения между ней и несущим основанием.
В этом материале анкеровка должна производиться по форме, т. е. когда без создания напряжения в материале несущего основания происходит надежное закрепление дюбеля. Недопустимость создания напряжения объясняется свойствами газобетона, а именно его неспособностью "удерживать" эти напряжения. Материал попросту крошится и со временем (это становится заметно уже через 20-30 суток) дюбель легко вытаскивается из несущего основания. Распространено мнение о возможности применения на таких основаниях лишь так называемых "клеевых" или "химических" дюбелей, но к радости инвестора это не так. Существует достойная альтернатива: дюбели для газобетона, которые имеют специально разработанную анкеровочную зону. Заметим, что это не просто удлиненная распорная зона, которую, как панацею от самых проблемных оснований, зачастую предлагают некомпетентные фирмы-производители и их представители, а специально разработанная форма гильзы дюбеля.
В любом случае мы рекомендуем (а насколько нам известно, этого уже требуют и органы Госнадзора) проведение натурных испытаний дюбеля на объекте и определения расчетной нагрузки на единицу крепления. Эта нагрузка как правило в 7 раз меньше, чем среднее значение из 5 минимальных зафиксированных назрузок, но такой коэффициент запаса необходим для надежности и долговечности фасада и, что самое важное, обеспечения безопасности на прилегающей к плоскости фасада территории.
Распорные элементы дюбелей EJOT с целью защиты от коррозии подвергаются цинкованию (порядка 12-15 мкм) и дополнительно хромируются (желтый хром). Но самая основная защита от коррозии не в толщине слоя цинка, а в конструкционных особенностях дюбеля. Правильно смонтированный дюбель является со стороны тарельчатого держателя полностью герметичным благодаря плотному прилеганию головки распорного элемента к гильзе дюбеля. По общему мнению экспертов, это наиболее "тонкое" место, т. к. именно здесь существует опасность попадания влаги в гильзу дюбеля. Сама головка распорного элемента выполнена из полимера (поли-амид усиленный стекловолокном), что, кроме абсолютно надежной защиты от коррозии, существенно снижает коэффициент теплопроводности дюбеля. Это в свою очередь позволяет избежать проявления мест установки дюбелей на фасаде здания.
Одним из основных критериев при выборе фасадных дюбелей той или иной фирмы должен быть вопрос о сырье, из которого был произведен дюбель. Фасадный дюбель должен быть сделан только из полиамида или полиэтилена выского давления.
Для устройства вентилируемого фасада
В первую очередь нужно определиться с видом несущего основания. Затем, с помощью испытаний, определить расчетную нагрузку на единицу крепления. С учетом высотности здания, коэфициентов ветровых нагрузок, краевых и внутренних зон фасада, расчитать необходимое количество точек крепления для надежной передачи всех видов нагрузок через анкерные дюбели в несущее основание.
Следует обратить внимание на некоторые конструкционные моменты. Так, например, ни в коем случае нельзя допускать прямого контакта оцинкованного распорного элемента дюбеля с алюминиевым (как правило) кронштейном подконструкции; такой контакт приводит к возникновению гальванической пары и как следствия электрохимической коррозии. Поэтому между стальной прижимной шайбой распорного элемента и кронштейном должно быть гальваническое разделение, например, в виде полимерной шайбы на гильзе дюбеля.
Для устройства мокрого фасада
Здесь так же действуют все вышеописанные правила в отношении несущего основания и определения расчетной нагрузки. Но при выборе тарельчатых дюбелей для "мокрых" систем очень важно использовать дюбель, имеющий низкий коэффициент теплопроводности менее 0,002 Вт/К на единицу. Это объясняется тем, что в данных системах дюбель является единственным элементом, проходящим через всю систему. В случае высокого коэффициента теплопроводности места установки дюбелей становятся заметны сразу после снятия монтажных лесов, а с течением времени этот эффект только усиливается, т. к. фасад в местах установки дюбеля ведет себя иначе. А именно: при намокании фасада эти места быстрее высыхают, при замерзании - быстрее оттаивают, что ведет к неравномерному загрязнению фасада, но, к сожалению, это не ограничивается только эстетическим аспектом. Такая неравномерная работа фасада является причиной возникновения поверхностных напряжений в штукатурном слое, что в свою очередь ведет к образованию трещин и его разрушению. Чтобы избежать описанных проблем, все ведущие производители тарельчатых дюбелей перешли с дюбелей диаметром 10 мм на дюбели 8 мм, что позволило существенно снизить коэффициент теплопроводности. Кроме этого, важно не допустить прямого контакта стального распорного элемента с штукатурным слоем (коррозия, "мостики холода"). Эту проблему компания EJOT более 20 лет назад решила введением полимерной головки распорного элемента. В настоящее время очень многие фирмы повторили такое решение, но не у всех это решило проблему снижения коэффициента теплопроводности.
К сожалению, при выборе крепежных элементов многие строительные организации руководствуются соображениями экономии. Действительно, крепежные элементы - это скрытые детали фасадной системы - их не видно, но на них ложится колоссальная ответственность.
Справедливости ради нужно сказать, что в последнее время наметилась тенденция к осознанию ответственности и пониманию важности проработки всех "мелочей" фасада. Появление признаков цивилизации на строительном рынке России, прямо скажем, радует. Да, этот процесс активно сопровождается и направляется ФЦС Госстроя России, региональными организациями, такими как "ЭНЛАКОМ" (Москва), но без роста квалификации специалистов строительных организаций, интенсивного внедрения современных технологий строительства; не только в "столицах", но и в регионах этот процесс не был бы столь очевиден.
Нужно признать, что проектировщики и строители информированы пока еще крайне недостаточно. В этом в первую очередь вина нас - производителей качественной продукции. В этой связи проведение подобных "круглых столов" является крайне важным.
ЦКМ.М, МОСКВА
Дюбели всех систем включая фасадные немецкая фирма Fischer изготавливает из полиамида (нейлона-6).
Этот тип полимера устойчив к атмосферным воздействиям и старению; не теряет свойств в диапазоне температур от -40 0С до +80 0С; хорошо поглощает вибрацию; не подвержен гниению, кислото- и щелочеустойчив.
Дюбели Fischer марок SX, SXS, UX, FU и др. (рамные) применяются для крепления любых конструкций. В каждом конкретном случае автор проекта может выбрать как тип дюбеля, так и материал стали шурупа (оцинкованные или из нержавеющих сталей) в зависимости от нагрузок и агрессивности среды.
Сам дюбель (полимер) абсолютно устойчив в агрессивных средах. Проникание же влаги в сам дюбель (полимер), во-первых, практически исключен, во-вторых, просто безопасен. Что касается металла (шурупа), то он может быть из оцинкованной или нержавеющей стали.
Шурупы, поставляемые Fischer, обязательно оцинкованы (как обычные, так и рамные) в общем случае толщиной 5 мкм. В рамных дюбелях Fischer используются так называемые стопорные шурупы. Кроме того, шуруп может подвергаться пассивации желтым хромированием. Толщина цинкового покрытия может достигать 40 мкм (горячее цинкование).
Заказчику этот вопрос следует поручить проектировщикам. И не вмешиваться.
Как для вентилируемого, так и других типов фасадов следует знать:
а) нагрузки: ветровые, сейсмические,
б) коррозионную среду: слабо-, средне-, сильно-.
При выборе крепежных изделий следует обращать внимание и на солидность фирмы, и на страну производителя, но чаще всего, увы, определяют ценой.
О преимуществах и недостатках крепежных изделий разных производителей проектировщики информированы слабо, строители - немного лучше. В связи с этим фирма "ЦКМ Fischer" в настоящее время достаточно серьезно занялась "просветительской" работой.
БИЙСКИЙ ЗАВОД СТЕКЛОПЛАСТИКОВ, г. БИЙСК, АЛТАЙСКИЙ КРАЙ
Разработанный и выпускаемый нашим предприятием фасадный дюбель состоит из трех элементов:
- тарельчатый элемент, удерживающий утеплитель;
- анкерный элемент, закрепляющий и удерживающий дюбель в стене;
- распорный элемент, создающий распирающее усилие, за счет которого анкерный элемент удерживается в утепляемой стене, а также скрепляет конструкцию дюбеля в единое целое, удерживает тарельчатый элемент и через него - утеплитель.
Для производства анкерного элемента используется полиамид, тарельчатый элемент производится как из полиэтилена низкого давления, так и из полиамида, распорный элемент - из стеклопластика собственного производства.
В нормативной и справочной литературе имеется достаточно сведений о свойствах и физико-механических характеристиках полиамида и полиэтилена, поэтому дополнительных испытаний этих материалов не проводилось.
Были проведены обширные исследования стеклопластика, из которого изготавливается распорный элемент, а именно:
- механические испытания на прочность в диапазоне температур эксплуатации при различных видах нагружения: на растяжение, сжатие, изгиб, сдвиг вдоль волокон, срез поперек волокон, изгиб при нагружении по схеме "осадка опоры";
- испытания на длительную прочность при постоянно действующей нагрузке;
- испытания на стойкость к воздействию агрессивных сред: щелочей, кислот (серной и соляной), различных растворителей и минеральных масел;
- испытания на стойкость к циклическому изменению температур.
В плане исследований для принятия решения о допустимости применения разработанного нами дюбеля проведены испытания его как конструктивного элемента системы утепления:
- испытания на прочность закрепления в диапазоне температур и влажности эксплуатации анкерного элемента нашей конструкции, в блоках из различных материалов, используемых для изготовления несущих конструкций, подлежащих утеплению: тяжелый и легкий бетон (керамзитобетон и пенобетон), керамический (полнотелый и пустотелый) кирпич, силикатный кирпич - при крайних сочетаниях всех участвующих в закреплении размеров конструктивных элементов (отверстия в стене, анкерного и распорного элементов);
- испытания на прочность в диапазоне температур и влажности эксплуатации тарельчатого элемента при нагружении его продольно действующей силой, создаваемой распорным элементом;
- испытания на стойкость к пожару в составе ряда систем.
Эти испытания проведены по программе, согласованной с ФЦС Госстроя России, в аккредитованных испытательных центрах и лабораториях.
На основании проведенного комплекса исследований Бийскому заводу стеклопластиков были выданы технические свидетельства Госстроя России на стеклопластиковую арматуру и дюбель.
ФЦС проводит постоянное наблюдение за характеристиками продукции, выпускаемой БЗС, и ежегодно переоформляет технические свидетельства.
В феврале 2004 г. ФЦС провел сертификацию этой продукции и выдал сертификаты соответствия техническим свидетельствам.
По виду утепляемого основания, дюбель можно разделить на две группы. Это дюбель с анкерным элементом 50 мм - для всех видов оснований, кроме пенобетона и пустотелого кирпича, и дюбель с анкерным элементом 100 мм - для пенобетона или пустотелого кирпича.
Для мягких утеплителей мы рекомендуем подкладывать под тарельчатый элемент разработанную нами расширительную шайбу.
Стеклопластик, из которого изготовлен распорный элемент в нашем дюбеле, по результатам проведенных исследований, стоек ко всем агрессивным средам, которые могут находиться в окружающей среде и воздействовать на него.
При выборе крепежных изделий для устройства любого фасада заказчику необходимо знать:
- тип основания, к которому предполагается крепить утеплитель;
- толщину и марку утеплителя;
- климатический район, в котором находится утепляемое здание;
- высоту (этажно-сть) утепляемого здания.
К сожалению, сегодня еще существуют такие организации, для которых цена - это основной и единственный фактор, влияющий на принятие решений о выборе того или иного крепежа. Ответственные лица данных организаций закрывают глаза на качество выбранного крепежа и на наличие документов, разрешающих его использование на территории России. Причиной такого подхода может быть либо незнание нормативной базы, либо низкая производственная культура. Первую причину мы пытаемся устранить своими силами, проводя разъяснительную работу среди своих клиентов. А вот вторую причину могут устранить только контролирующие государственные органы.
Наш завод проводит активную информационную поддержку своей продукции, участвуя в многочисленных выставках, конференциях и семинарах, проводя адресную рассылку образцов продукции и технической документации, публикует статьи в научные и рекламные издания о характеристиках выпускаемой продукции (стеклопластик и дюбель), результатах исследований, методах расчета и прогнозирования характеристик крепежных изделий.
Данные мероприятия, а также отзывы потребителей дают уверенность в том, что проектировщики и строители достаточно осведомлены о преимуществах нашей продукции, а также обеспечены всеми необходимыми техническими материалами для принятия решения об использовании ее в составе объектов гражданского строительства.
Информация о преимуществах крепежных изделий других производителей носит в основном рекламный характер. Данные о результатах государственных экспертиз и сертификатах отсутствуют по причине того, что продукция не имеет официального разрешения к применению на территории России.
"ХИЛТИ", МОСКВА
Для производства дюбелей Hilti используется пластик - полиамид PE 6, который не содержит тяжелые металлы, кадмий, свинец, галогены и кремний. Эксплуатационная температура такого материала находится в диапазоне от -40 до +80 0С.
Ограничения по установке: от -10 0С до +40 0С (при более низкой температуре полимер начинает трескаться). На данный вид анкера имеется сертификат Госстроя, в котором описаны все его физико-химические свойства.
Многие компании так же используют данный вид полимера в своей работе, только называют его по-другому - нейлон.
Что касается специальных исследований по полиамиду, то они компанией "Хилти" не проводились.
Применение PE 6 в производстве фасадных дюбелей было принято на основании прогрессивности материала и его исключительных свойств, которые являются практически незаменимыми при строительстве и отделке зданий.
Как известно, существуют различные виды оснований зданий. Что касается фасадных стен, то технология проста: фасадные элементы крепятся к металлическим направляющим подконструкциям, которые в свою очередь крепятся на кронштейнах, монтаж которых осуществляется при помощи анкеров. Главный момент, на который обращают внимание специалисты при проведении расчетов, - это давление на том или ином участке кронштейна. Эти нагрузки меняются в зависимости от высотности здания, климатического района, а также месторасположения кронштейна.
Компания "Хилти" предлагает универсальное решение проблемы - анкер HRD, который применяется при работе с бетоном и кирпичом. При его монтаже в пустотелые материалы учитывается марка самого материала и глубина посадки анкера.
Есть еще один вид универсального анкера производства "Хилти" - HLC, который также можно использовать и в кирпиче, и в бетоне. Он сделан из стали класса 6.8 с временным сопротивлением 60 кг на 1 кв. мм.
Что касается базового материала фасадной стены, то здесь нагрузка будет зависеть от ее типа. Если это бетон, то, в среднем, анкер HLC диаметром 12 мм выдерживает нагрузку порядка 1,5 т (это максимальная нагрузка, которую он воспринимает). С учетом коэффициента безопасности 5 получается расчетная нагрузка на один анкер. Если же это кирпичная стена, то HLC способен выдерживать нагрузку порядка 800-900 кг. Это тоже максимальная воспринимаемая им нагрузка в данных условиях. С учетом коэффициента безопасности 5 получается расчетная нагрузка на один анкер.
Многие известные строительные фирмы, такие как "Метроспецстрой", "Каптехнострой" и т. д., занимающиеся фасадными работами, используют эти виды металлических анкеров благодаря приемлемой цене, большой несущей способности и отсутствию пластика. Они надежны и долговечны.
Поводя итог, скажу, что компания "Хилти" рекомендует следующие виды анкеров: HLC и HRD. Есть, однако, еще один вид анкеров, который используется при работе с рыхлыми материалами (например, пенобетонные блоки). В этом случае "Хилти" рекомендует использовать химические анкеры HIT HY-50 и HIT HY-20, которые позволяют добиться максимальной несущей способности - порядка 800 кг на один анкер.
Нужно сказать, что какой-то специальной защиты у дюбелей производства "Хилти" нет. При их производстве применяется стандартное оцинковывание. В качестве примера можно привести обычный оцинкованный анкер HRD (оцинковка - 5 мкм, желтая хромированная сталь - 6.8, сопротивление - 60 кг на 1 кв. мм, диаметр шурупа - 7,5 мм). Наряду с этим анкером в ассортименте нашей компании присутствует горячий оцинкованный анкер HAS-F (шестигранная головка, оцинковка - 45 мкм, класс стали - 5.8). Для российских условий он является одним из оптимальных вариантов.
Есть также версия анкера, который имеет пластиковый дюбель и нержавеющий гвоздь-шуруп класса А4.
Заказчику необходимо знать прежде всего нагрузку, которую будет воспринимать кронштейн, прикрепляемый анкерами. Это определяется конструктивной схемой фасада, которая не зависит от материала, но зависит от высоты здания и его угловых точек, а также самим материалом, из которого изготовлен фасад.
Для определения максимальной несущей способности анкера в данной конструкции стены специалисты "Хилти" проводят испытания прямо на объекте. Для этих целей используется специальный прибор DPG-100 производства нашей компании, который проходит ежегодную сертификацию в Ростесте.
Что касается устройства мокрых фасадов, то для них разработаны типовые альбомы по монтажу. Данные альбомы выпускает ЦНИИПРОМЗДАНИЙ, в них подробно описано, в частности, применение анкеров "Хилти" для разных типов фасадных конструкций.
Существует несколько критериев выбора крепежных изделий строительными организациями.
Не секрет, что стоимость анкерного крепежа является определяющей в большинстве организаций. Однако на сегодняшний день ситуация несколько изменилась, и многие фирмы рассматривают не только ценовую политику, но и качество анкеров, срок эксплуатации и сервисное обслуживание самой компании.
Отныне определяющим фактором становится качество анкерных креплений, а потом уже цена. Также при монтаже крупных строительных объектов большое значение имеют своевременные поставки анкеров в необходимом количестве.
На сегодняшний день специалисты располагают огромным количеством информации о различных поставщиках дюбелей. Они обращают внимание на рекламу, посещают выставки, получают информацию непосредственно от фирм-изготовителей и уже на основании подготовленности той или иной фирмы в техническом плане (наличие расчетных программ, каталогов, испытаний продукции, сертификатов) принимают решение о применении того или иного крепежа.
Сегодня специалисты задумываются о дальнейшей судьбе воздвигаемой ими конструкции и хотят, чтобы она была надежной и качественной.
Редакция журнала СтройПРОФИль выражает благодарность всем участникам "круглого стола".
| Автор: по материалам редакции Дата: 28.04.2004 Журнал Стройпрофиль 3-04 Рубрика: фасадные системы. фасады Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |