Критерии пригодности материалов и изделий для теплоизоляционных фасадных систем

К настоящему времени строительная практика убедительно показала реальность достижения повышенных в 2,5–3 раза нормативных требований к приведенному сопротивлению теплопередаче наружных ограждающих конструкций. Одной из наиболее сложных задач, требующих использования новых (применительно к отечественной практике) конструктивно-технологических решений, материалов и изделий (компонентов), является обеспечение этих требований к наружным стенам (фасадам). Эту задачу успешно удается решать на основе применения двухслойных стен, состоящих из внутреннего (несущего, самонесущего или навесного) и наружного теплоизоляционного слоев. Благодаря общим усилиям Госстроя России, строителей, производителей необходимых компонентов, проектировщиков и инвесторов это техническое направление получило широкое распространение во многих регионах страны. В настоящее время в качестве наружного теплоизоляционного слоя широко применяют различные зарубежные и отечественные варианты двухслойных фасадных систем, адаптированных, исходя из назначения, к разнообразным условиям эксплуатации строительных объектов (табл. 1, 2) и отличающихся способом защиты утеплителя. Первый способ защиты утеплителя — с помощью штукатурного слоя. Этот способ применяют в так называемых «мокрых» системах (ФСМ), которые разработаны в двух конструктивно-технологических вариантах: с жестким креплением к стене утеплителя тарельчатыми дюбелями и податливым креплением всей системы — с помощью специальных подвижных элементов. Второй способ защиты утеплителя создается с помощью стены — экрана, состоящего из элементов заводского изготовления и расположенного на относе от утеплителя и ветрогидрозащитных материалов с образовавшимся воздушным зазором. Этот способ получил условное название «сухие» фасадные системы (ФСС). По различным причинам на данном этапе практически отсутствует нормативная база, содержащая требования к энергосберегающим системам, в том числе к ФСМ и ФСС. В связи с этим, в соответствии с установленным порядком применения таких видов строительной продукции в России, Федеральный научно-технический центр сертификации в строительстве Госстроя России (ФЦС), начиная с 1998 г., выполнил техническую оценку пригодности почти 30 ФСМ и около 10 ФСС. Анализ документов и материалов, представленных зарубежными и отечественными разработчиками ФСМ и ФСС, в том числе международных и национальных норм, стандартов и рекомендаций, в частности [1], [2], [3], [4], позволил экспертно установить приемлемые с точки зрения безопасности и долговечности критерии оценки пригодности как систем в целом, так и используемых в них материалов и изделий. Рассмотрим основные требования к наиболее широко применяемым в строительстве ФСМ с тонким штукатурным слоем и вытекающие из них критерии пригодности используемых в них материалов и изделий: — достаточная прочность ограждающих конструкций, к которым крепят системы; — недопустимость переувлажнения теплоизоляционного слоя; — совместимость смежных слоев по температурно-влажностным деформациям, водопоглощению, морозостойкости и паропроницаемости; — необходимая адгезия между слоями; — химическая стойкость слоев; — пожарная безопасность [5]; — санитарно-эпидемиологическая безопасность; При применении ФСМ используют следующие компоненты: — смеси для выравнивания поверхности стены, наклейки утеплителя (до 40% площади плит), создания армированного базового слоя, нанесения отделочного или декоративно-отделочного защитного финишного слоя; — грунтовочные составы и окрасочные материалы; — теплоизоляционные плитные материалы; — сетки из стеклянных нитей с защитными покрытиями (стеклосетки) для армирования базового слоя; — тарельчатые дюбели и ряд других изделий, в том числе несущие профили (шины), применяемые совместно с дюбелями для крепления утеплителя; — доборные элементы, обеспечивающие усиление углов зданий и проемов, примыкание системы к цоколю, карнизу, парапету, защиту деформационных швов и т.д. Выбор материалов для доборных элементов зависит от архитектурных и конструктивных требований и химической совместимости с другими материалами системы. Критерии пригодности смесей Сухие смеси в большинстве своем представляют собой смесь минеральных вяжущих, минеральных наполнителей (заполнителей) строго определенной дисперсности с модифицирующими добавками. При необходимости они содержат также зернистые и микроармирующие компоненты, полимерные связующие и пигменты. В настоящее время требования к штукатурным растворам установлены в трех государственных стандартах: [6], [7], [8]. Однако в них пока отсутствует целый ряд специфических свойств штукатурных растворов, предназначенных для применения в ФСМ. Практика показывает, что характеристики сухих и растворных смесей для ФСМ должны регламентироваться более чем 20 показателями, в то время как по ГОСТ 28013-98 их только 6. В соответствии с установленными критериями штукатурные растворы и штукатурный слой на основе смесей должны обладать прежде всего: — повышенной адгезией к материалу стены и утеплителю; — повышенной морозостойкостью штукатурных слоев, испытывающих попеременные замораживание и оттаивание в условиях эпизодического водонасыщения стен, постоянно подвергающихся атмосферным воздействиям; — способностью штукатурного раствора удерживаться на вертикальной поверхности стены; — минимальным трещинообразованием; — способностью создавать гидрофобную поверхность; — сопротивлением паропроницанию не ниже требуемого из условия недопустимости накопления влаги в конструкции за годовой период эксплуатации и из условия ограничения накопления влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха, а также рядом других свойств. Необходимость использования этих критериев при оценке пригодности смесей потребовала установления специальных методов сертификационных и контрольных испытаний. В настоящее время рассматривается вопрос о целесообразности включения в перечень критериев требования о водонепроницаемости защитных штукатурных слоев. Пригодность смеси необходимо оценивать по трем состояниям: до затворения водой, свежеприготовленная и затвердевшая. Критерии пригодности негорючих минераловатных (ПМВ) и пенополистирольных (ППС) плит ПМВ должны иметь определенный химический состав и толщину волокна, а применяемые связующие композиций содержать гидрофобизирующие и модифицирующие добавки. Особое внимание должно быть обращено на показатель, характеризующий прочность слоев на отрыв, так как от него зависит способность материала обеспечить проектный срок службы системы, который по данным некоторых зарубежных разработчиков ФСМ должен быть не менее 25 лет. Как установлено зарубежными исследованиями, прочность ПМВ по этому показателю в течение 25 лет снижается в 3–5 раз. В связи с этим установленный критерий к показателю прочности ПМВ, равный 15 кПа, обеспечивает в конце срока эксплуатации системы минимально допустимый уровень прочности — 3 кПа. Для ППС очень важными критериями пригодности являются показатели, связанные с пожарными требованиями по плотности, горючести и времени самостоятельного горения. При оценке пригодности ПМВ и ППС расчетные коэффициенты теплопроводности для условий эксплуатации А и Б устанавливают на основании результатов испытаний по методике, указанной в приложении Ж в СП 23-101-2000. Критерии пригодности стеклосеток Стеклосетки, применяемые для армирования штукатурного слоя, должны изготавливаться из алюмоборосиликатного стекла марки Е и защищаться щелочестойкими полимерными составами. �сходные значения разрывных нагрузок по основе и утку, зависящие от вида сетки, не должны снижаться более чем на 50% после 28-суточной выдержки в 5%-ном растворе NaOH и на 40% — после так называемого «быстрого» теста. Критерии пригодности тарельчатых дюбелей Дюбели являются одними из наиболее важных компонентов фасадных систем. Дюбель представляет собой изделие, состоящее из распорного элемента и гильзы, как правило, объединенной с тарельчатым элементом. Анкерующая способность дюбеля в значительной степени зависит от прочности материала основания и свойств полимера, из которого изготовлена гильза. Дюбели удерживаются в конструкции за счет силы трения, зависящей от эксплуатационных свойств гильзы. Поэтому при их изготовлении не допускается применение полимеров, предрасположенных к релаксации, которая является причиной уменьшения величины распора с течением времени и ведет к существенному ухудшению анкеровки. К этой группе материалов относится немодифицированный полипропилен, в связи с этим в Европе его использование для производства строительных фасадных дюбелей запрещено. Совместимость дюбелей с многослойной теплоизоляционной системой подразумевает наличие у дюбеля следующих свойств: — минимальная теплопроводность дюбеля; — коррозионная стойкость распорного элемента; — химическая стойкость гильзы; — необходимые сцепление поверхности тарельчатого элемента с базовым слоем и его жесткость; — возможность простого визуального контроля правильности выбора типа и марки дюбеля. Тарельчатые дюбели, кроме того, дополнительно должны удовлетворять следующим критериям: — распорные элементы дюбелей из углеродистой стали независимо от степени агрессивности среды должны иметь антикоррозионное покрытие, при этом толщину цинкового покрытия необходимо принимать не менее 10 мкм; — цельноизготавливаемая полимерная оболочка дюбеля (гильза + тарельчатый элемент) должна изготавливаться из полиамида, а при раздельноизговавливаемой полимерной оболочке тарельчатый элемент может изготавливаться из полиэтилена. В заключение хотелось бы еще раз отметить наиболее важные аспекты рассмотренного вопроса. 1. Установленные на данном этапе критерии пригодности материалов и изделий, применяемых в ФСМ с тонким защитным штукатурным слоем, отражают уровень, достигнутый в зарубежных и отечественных системах. 2. Пригодность компонентов, используемых в конкретной ФСМ, не означает их автоматической пригодности для применения в других системах, учитывая возможную несовместимость этих компонентов с компонентами других систем. 3. Ответственность за безопасность и долговечность ФСМ несут, прежде всего, разработчики системы или уполномоченные ими представители, а также производители компонентов, строительные и эксплуатирующие организации. 4. Рекомендуемые в [9] и ряде других документов и публикаций компоненты для ФСМ в отдельных случаях не отвечают приведенным выше критериям. (Продолжение следует) Т. �. Мамедов, директор Федерального научно-технического центра сертификации в строительстве Госстроя России, ФЦС Д. М. Лаковский, гл. специалист ФЦС А. Г. Шеремет, гл. специалист ФЦС Л�ТЕРАТУРА 1. «ETAG 004 (издание — март 2000 г.). Основные направления по европейскому техническому утверждению наружной тепловой изоляции сложных систем со штукатуркой», EOTA (Европейская организация по техническому утверждению). 2. «Стандарт и руководство по оптимальной технологии навесных стен», CWCT. 3. BS 8200 «Строительные нормы и правила по разработке внешних вертикальных стен зданий, не несущих нагрузки». 4. DIN 18516. «Вентиляционные наружные облицовочные покрытия». 5. Письмо Управления технормирования Госстроя России (исх. № 9-18/294 от 18.06.99) и ГУГПС МВД России (исх. № 20/2.2/1756 от 18.06.99). 6. ГОСТ 4.233-86 ССКП «Строительство. Растворы строительные. Номенклатура показателей». 7. ГОСТ 28013-98 «Растворы строительные. Общие технические условия». 8. ГОСТ 5802-86 «Растворы строительные. Методы испытаний». 9. СП 12-101-98 «Технические правила производства наружной теплоизоляции зданий с тонкой штукатуркой по утеплителю».