Навесные вентилируемые фасады

При устройстве вентилируемого фасада слои различных материалов располагают таким образом, что изнутри здания наружу теплопроводность материалов и их сопротивление водяному пару уменьшается. Такое расположение материалов совместно с действием воздушной прослойки, где из-за перепада давления происходит постоянный вертикальный ток воздуха, позволяет эффективно удалять влагу как из несущей стены, так и из утеплителя, что увеличивает эффективную теплоизоляцию здания. Коме того, уменьшение теплопотерь происходит также за счет возникновения эффекта «воздушной тепловой завесы», т. к. температура вертикального воздушного потока на два-три градуса выше, чем наружного воздуха. Наличие таким образом работающей воздушной прослойки и является главной отличительной чертой вентилируемых фасадов. Поэтому при проектировании конструкций фасада с вентиляционным зазором особое внимание необходимо обращать на возможность свободной вертикальной циркуляции воздуха. Устройство дополнительной теплоизоляции снаружи лучше защищает стену от переменного замерзания и оттаивания. Выравниваются температурные колебания массива стены, что препятствует появлению деформаций, «точка росы» сдвигается во внешний теплоизоляционный слой, благодаря чему и внутренняя часть стены не отсыревает и не требуется дополнительной пароизоляции. Другим достоинством наружной теплоизоляции является увеличение теплоаккумулирующей способности массива стены. Установка теплоизоляции снаружи позволяет также снизить расходы на ремонт поврежденных стен. Применение теплоизоляционного слоя значительно повышает звукоизоляцию здания, поскольку теплоизоляционные материалы имеют прекрасные звукопоглощающие свойства в широком диапазоне частот. Наружная декоративная облицовка защищает расположенные за ней слой теплоизоляции и ограждающую конструкцию от атмосферных воздействий и солнечного излучения. Таким образом, можно кратко сформулировать основные достоинства вентилируемых фасадов: • создание комфортных условий проживания за счет решения проблемы тепло-, звукоизоляции здания и обеспечения оптимального влажностного режима; • возможность проведения фасадных работ в любое время года — исключены «мокрые» процессы; • высокая ремонтопригодность и длительный безремонтный срок (25—50 лет в зависимости от применяемых материалов); • нетребовательность к дефектам и неровностям поверхности несущей стены; • возможность реализации различных, в том числе самых смелых архитектурных идей. ПОДОБЛ�ЦОВОЧНЫЕ КОНСТРУКЦ�� � С�СТЕМЫ Основное назначение подоблицовочных конструкций (подконструкций) — надежно закрепить плиты облицовки к стене так, чтобы между теплоизоляцией и отделочной панелью остался достаточный вентиляционный промежуток. Подоблицовочная конструкция состоит из кронштейнов, которые крепятся непосредственно на стену, и несущих профилей, устанавливаемых на кронштейны, к которым с помощью специального крепежа прикрепляются элементы облицовки. К подоблицовочной конструкции предъявляются следующие требования: • достаточная прочность для удерживания веса облицовки, сопротивления ветровым и прочим нагрузкам; • коррозионная стойкость в слабо- и среднеагрессивных средах; • возможность поглощения термических деформаций при суточных и сезонных перепадах температур; • необходимость иметь минимум «мостиков холода»; • обладать легкостью и высокой скоростью монтажа. Для обеспечения пожарной безопасности в систему навесных фасадов включаются материалы и изделия, относящиеся к категории трудносгораемых или несгораемых, препятствующих распространению огня. На сегодняшний день на российском рынке представлено большое количество различных подоблицовочных систем отечественного и западного производства. Конечно, не все конструкции равноценны, у каждой есть свои отличительные особенности. Системы отечественных производителей отличаются более низкими ценами и адаптированы к нашим климатическим и экологическим условиям. СОСТАВЛЯЮЩ�Е ПОДОБЛ�ЦОВОЧНЫХ КОНСТРУКЦ�Й КРОНШТЕЙНЫ Основное их назначение — обеспечивать необходимое расстояние между стеной, утеплителем и облицовкой, что позволяет использовать утеплитель необходимой толщины, обеспечивать возможность исправления неровности стен, а также выдерживать статические и динамические нагрузки. Поэтому большую роль играет несущая способность кронштейна, особенно при большой величине относа облицовки от стены и при высоте здания более 40 м, когда резко возрастают ветровые нагрузки. Для подоблицовочных конструкций применяются алюминиевые, нержавеющие или оцинкованные кронштейны различных конструкций, которые позволяют выравнивать существующие неровности стен. Крепление их к стене обеспечивают специальные анкеровочные элементы. Важной особенностью конструкции кронштейнов является также возможность предотвращения образования «мостиков холода». Для решения данной проблемы применяются теплоизолирующие прокладки (чаще всего паронит) и уменьшение площади контакта соприкосновения металла со стеной различными способами (точечный контакт, ребристая поверхность и т. д.). У каждого из подходов есть свои достоинства и недостатки. При точечном креплении, в силу конструктивного решения, теплопроводность ниже, но одновременно снижается несущая способность крепления кронштейнов к стене. При увеличении площади контакта ситуация меняется на обратную. НАПРАВЛЯЮЩ�Е Это элемент подконструкции, к которому непосредственно крепится облицовка. Они, как правило, представляют собой профили, выполненные из разных материалов (алюминия, нержавеющей или оцинкованной стали и даже антисептированного дерева). �спользуется большое многообразие профилей различного сечения. Несущая профильная конструкция (фахверк) применяется трех типов: горизонтальная, вертикальная и совмещенная. Менее плохой, с точки зрения работы пространственной конструкции, является конструкция из горизонтальных направляющих, т. к. они работают на изгиб и кручение. Конструкция из вертикальных направляющих нагружает их более равномерно (лучший режим работы — сжатие, растяжение), кроме того, такая конструкция не препятствует вертикальному (основному) воздушному потоку. Оптимальной можно назвать комбинированную (совмещенную) конструкцию. Первый тип: к несущей стене крепятся горизонтальные направляющие, а к ним — вертикальные, а также несущие облицовочные плиты. В такой конструкции происходит правильное перераспределение нагрузки, и она не препятствует вертикальному воздушному потоку. Эта конструкция очень металлоемка и представлена на российском рынке пока только зарубежными производителями. Существует 2-й тип комбинированной (совмещенной) конструкции, в которой к несущей стене крепятся сначала вертикальные направляющие, а к ним — горизонтальные. Такая конструкция наследует все минусы классической горизонтальной конструкции, поэтому ее применяют в основном для крепления толстостенной облицовки из натурального камня, который крепится путем горизонтальных продольных пропилов в камне. В этом случае горизонтальные направляющие испытывают главным образом нагрузки на вертикальное поперечное сжатие, что позволяет всей системе хорошо работать. Однако такая конструкция препятствует вертикальному току воздуха, т. к. эффективным воздушным зазором является зазор между утеплителем и горизонтальными направляющими, а не между утеплителем и облицовкой. Эта конструкция вынужденно применяется при использовании невидимого (скрытого) крепежа в силу его конструктивных особенностей. В этом случае негативное влияние снижают путем: а) крепления каждой плитки к двум отдельным горизонтальным направляющим, что уменьшает нагрузки на них; б) увеличения относа системы от утеплителя для увеличения эффективного воздушного зазора. КРЕПЕЖ По назначению крепеж можно разделить на 3 группы: 1. Крепеж кронштейнов и утеплителя к основной стене. Крепление кронштейнов к стене осуществляется с помощью анкеровочных элементов из оцинкованной или нержавеющей стали. Тип анкеров, их диаметр, глубина установки подбираются в зависимости от вырывающей нагрузки, нагрузки на срез и материала стены, в которую устанавливается данный дюбель. Как правило, для определения нужного типа анкерного элемента проводятся его предварительные испытания на конкретном фасаде. Утеплитель крепится полимерными тарельчатыми дюбелями с металлическим сердечником, длина которого зависит от толщины применяемого утеплителя. Кроме выдерживаемых механических нагрузок, важным показателем для дюбелей является морозостойкость и стойкость к слабо- и среднеагрессивной среде. Плиты теплоизоляционного материала устанавливаются между несущими профилями и крепятся непосредственно к стене. При недостаточно прочном креплении возникает опасность сползания плит и образования между ними щелей — «мостиков холода». 2. Внутрисистемный крепеж. Осуществляет крепление элементов подсистемы друг к другу (кронштейны с направляющими и т. д.). Элементами такого крепежа являются заклепки, винты, болты, гайки и пр. Основные предъявляемые к ним требования: достаточная механическая прочность самих элементов и их соединений, коррозионная стойкость, отсутствие возможности образования гальванических пар и удобство монтажа. 3. Крепеж облицовки. Осуществляет механическое крепление облицовочных материалов к несущим профилям подоблицовочной конструкции. Различают видимые и скрытые элементы крепления. Видимое крепление более простое, осуществляется специальными скобами, шурупами-саморезами или заклепками. Чтобы придать всей конструкции единое цветовое решение, видимые части крепежа окрашивают в цвет, близкий к цвету облицовочного материала. Скобы должны позволять легко производить монтаж облицовки, не позволять плите вибрировать при порывах ветра, обеспечивать надежное крепление. Чаще всего скобы изготавливают из нержавеющей стали с высоким пределом текучести. Как правило, точки крепления скоб располагаются вблизи углов плиты. Преимущества системы видимого монтажа: снижение затрат, так как не требуется подготовительных работ на плите, максимальная гибкость и возможность подгонки, плиты просто резать с последующей подгонкой и обработкой непосредственно на стройплощадке, можно снимать для проверки и заменять. Невидимое (скрытое) крепление может быть нескольких типов: механическое, химическое (клеевое), комбинированное (механическое/клеевое). Скрытое крепление требует дополнительной обработки облицовочных панелей для обеспечения их крепления, что приводит к удорожанию конструкции вентилируемого фасада. При скрытом механическом креплении плиты обычно подвешиваются на алюминиевом каркасе в четырех крепежных точках. Анкерное отверстие сверлится в точках крепления с тыльной стороны плиты, затем в отверстие вставляется винтовой анкерный дюбель. Далее алюминиевый кронштейн крепится защелкой или болтом из нержавеющей стали. Плиты обычно поставляются просверленными. В этом случае плиты можно заменять или снимать для проверки; нет ограничений по высоте здания; высокий уровень надежности, т. к. каждая плита крепится 4 винтовыми анкерными дюбелями с болтами. Однако такой тип крепления приводит к удорожанию конструкции при уменьшении размеров плитки; меньше гибкости в планировке сопряжения плит по сравнению с другими типами крепления; необходимо тщательно распланировать период выполнения работ по монтажу в связи со специальной подготовкой плит (отверстия) и точностью, требуемой при их монтаже и подгонке. Кроме того, наличие четырех отверстий в тонкой плите, к примеру, керамического гранита ощутимо снижает ее механическую прочность. При скрытом креплении на штифтах (для плит толщиной 2—3 см) сверлятся 4 отверстия (без подрезки) в горизонтальных ребрах плит. Плиты фиксируются вертикальными шпильками или штифтами, заранее прикрепленными к стене. Плиты обычно поставляются предварительно просверленными, хотя можно их просверлить и непосредственно на стройплощадке. Максимальные размеры плит — 640х1 220, толщина — 20—30 мм. Вертикальные и горизонтальные профили не требуются. Шпильки (верхние/нижние) размещаются на регулируемых кронштейнах, прикрепленных непосредственно к стене с помощью винтовых дюбелей. Преимущества данного типа крепления: чрезвычайно простой монтаж, сокращение затрат на монтаж и крепление плит, не требуются крепежные профили, нет ограничений по высоте здания. Необходимо учитывать также следующие моменты: система несколько тяжелее, чем в других случаях, можно использовать теплоизоляционный слой не более 100 мм, меньше возможностей для подгонки системы. Для того чтобы заменить или снять плиты, необходимо разбить по меньшей мере одну из них. Этот тип крепления чаще применяется для облицовки фасада натуральным камнем. Аналогичным образом осуществляется крепление толстостенных плит (натуральный камень) при помощи горизонтальных пропилов в верхнем и нижнем торцах плиты. Такие плиты устанавливаются в комбинированную (совмещенную) подконструкцию, где к фасаду через кронштейны крепится вертикальный П-образный профиль, затем на него горизонтальный двутавровый профиль, внешние ребра которого входят в пазы плиты. ПОДХОД К ВЫБОРУ ПОДКОНСТРУКЦ�� При выборе конструкции вентилируемого фасада необходимо учитывать целый ряд условий, таких как: • климатический район застройки (по СНиП 2.01.07-85*); • местонахождение (пустырь, плотная застройка и т. п.); • высота и конфигурация здания; • вид материала несущей стены; • толщина и тип утеплителя; • тип облицовки и способ ее крепления (видимый, невидимый) и т. п. � только проанализировав все это и сделав соответствующий расчет, можно подобрать подконструкцию для конкретного фасада здания, составить спецификацию ее комплектующих и определить ее стоимость. Такая работа под силу только квалифицированным специалистам, имеющим соответствующий опыт. В полной мере преимущества вентилируемых фасадов проявляют себя только в том случае, если их расчет и проектирование осуществляются одновременно с проектированием всего здания в целом. При этом удается достичь оптимального расположения декоративной облицовки, минимизировать отходы, уменьшить материалоемкость, ускорить монтаж. Кроме того, в этом случае можно уменьшить теплопотери в здании за счет правильного расположения оконных рам и вентилируемого фасада (вынесение плоскости окон в слой утеплителя). Часто оказывается выгодным заменить дешевое стеновое заполнение между несущими перекрытиями (в монолитном домостроении) на более качественное, хотя и более дорогое, но с высокими показателями по несущей способности, что приводит к экономии дорогих анкеровочных элементов и кронштейнов. Особенно это актуально при высоте зданий более 40 м. Появление новых строительных технологий всегда открывает новый этап в развитии архитектурного языка, поэтому мы верим, что, освоив те богатейшие возможности, которые предоставляет технология навесных вентилируемых фасадов, наши архитекторы украсят улицы городов России еще более интересными и неповторимыми творениями.