Рекомендации по проектированию систем с воздушным зазором (НВФ)

Рекомендации по проектированию навесных фасадных систем с вентилируемым воздушным зазором для нового строительства и реконструкции зданий являют собой некий анализ конструктивных особенностей и отличий различных систем. Отражают возможности по использованию различных облицовочных материалов. Дают основания для подбора наиболее подходящего технического решения, отражающего возможности применения конкретной системы.

Назначение и область применения систем

Все системы предназначены для облицовки фасадов и утепления стен с наружной стороны вновь строящихся и реконструируемых зданий и сооружений различного назначения в местностях, относящихся к различным ветровым районам с различными геологическими и геофизическими условиями- в соответствии с подтвержденной расчетами и испытаниями несущей способностью конструкций и с учетом ограничений, а также к районам с различными температурно- климатическими условиями- в соответствии с результатами теплотехнических расчетов, в неагрессивной, слобоагрессивной, среднеагрессивной и высокоагрессивной внешней среде при выполнении мер по антикоррозионной защите.

Конструктивные решения систем

Конструкции навесного фасада состоят из кронштейнов, предназначенных для установки на строительном основании с помощью анкерных дюбелей; несущих вертикальных и вспомогательных горизонтальных направляющих, прикрепляемых к кронштейнам с помощью вытяжных заклепок с сердечником из коррозионностойкой стали; теплоизоляционных плит, устанавливаемых на стене в один или два слоя и прикрепляемых тарельчатыми дюбелями; ветрогидрозащитной мембраны ( при необходимости), плотно прикрепляемой при монтаже теми же тарельчатыми дюбелями на внешней стороне слоя теплоизоляции; специальных крепежных изделий (кляммеров, планок скрытого крепления, анкеров скрытого крепления, аграф, кареток, иклей, вытяжных заклепок с увеличенным бортом, болтов скрытого крепления и т.д.); элементов облицовки и деталей примыкания системы к проекмам, углам, цоколю, кровле и другим элементам.

Собранные конструкции образуют навесную фасадную систему с воздушным зазором между внутренней поверхностью облицовки и теплоизоляционным слоем (или между облицовкой и и поверхностью основания при отсутствии утеплителя), служащим для удаления влаги и обеспечения необходимого температурного режима в теплоизоляционном слое и в стене в целом.

Для защиты внутреннего пространства при возможном пожаре в помещениях, примыкания системы к оконным и дверным проемам устраивают с применением стальных противопожарных коробов. Крепление элементов примыкания осуществляют вытяжными заклепками А2/А2. При этом должны выполняться требования о недопустимости устройства соединений элементов конструкции с контактами разнородных металлов, снижающими коррозионную стойкость этих соединений.

На участках фасадов, примыкающих к пешеходным зонам, предусматривают меры по защите людей от облицовочных элементов и их фрагментов, выпадающих при случайном возникновении экстремальных воздействий на фасад.

Предельная высота зданий определяется либо Техническим свидетельством, либо, при отсутствии конкретной цифры в ТС, Статическим расчетом от производителя системы. В случае нетипичных нагрузок на здание, либо высоте здания более 100м, статический расчет должен быть подтвержден исследованием в специализированном институте, например, Грановского А.В.

Отличия стальных и алюминиевых систем

Длина профиля определяется раскладкой облицовочных плит, но правильнее всегда брать длину равную высоте пролета. Количество точек крепления, кронштейнов, определяется статическим расчетом нагрузок, но, как правило, в оцинкованных системах через каждые 600мм, а в алюминиевых системах три кронштейна на профиль, из которых один несущий и два опорных.

Т.к. в алюминиевых системах только один кронштейн является несущим, т.е. он воспринимает всю вертикальную нагрузку на себя, то выгоднее всего расположить его на межэтажное перекрытие. Монолитное перекрытие выдерживает в разы большие нагрузки нежели заполнение стены, следовательно при креплении в него, мы значительно повысим коэффициент надежности системы. В оцинкованных системах такое решение не применимо, т.к. каждый кронштейн является несущим и идет с шагом 600мм, следовательно, он попадает в стену. Если заполнение стены слабое, то расстановка алюминиевых кронштейнов выигрывает.

Отличие оцинкованной от алюминиевой системы не только в металле, но и в конструктивных решениях. Конструкция оцинкованной системы может быть только вертикальной или вертикально- горизонтальной. Алюминиевые системы всегда только вертикальные. Исключение составляет облицовка скрытым способом, когда требуется установка горизонтальных алюминиевых профилей, чтобы затем прикрепить к ним специальные крепежные элементы, аграфы, например. Это может влиять на молниезащиту здания, т.к. в случае непроводящей облицовке в алюминиевых конструкциях необходимо продумывать дополнительный связующий элемент между вертикальными направляющими. На жесткость, вопреки расхожему мнению, это не влияет, т.к. после сборки конструкции, включая облицовочные плиты, конструкция оказывается одинаково устойчиво связана между элементами.

Некоторые алюминиевые системы можно крепить не только вытяжными заклепками, но и саморезами. Саморез может быть выполнен только из коррозионностойкой стали А2. Т.к. алюминий вязкий металл, это препятствует его выкручиванию вследствие вибрационных наргузок, в отличие от стальных систем. К тому же любой элемент системы из алюминия толще стального, соприкосновение элементов с саморезом больше. Саморезами работать удобнее и быстрее монтажникам.

Главным отличием оцинкованных от алюминиевых систем является необходимость предусматривать в алюминиевых системах термические деформации. Компенсация температурных деформаций направляющих предусматривается за счет фиксированного крепления к несущим кронштейнам и реализации свободных точек крепления к опорным кронштейнам для Т и L — профилей, и за счет соединительных вставок Н и П- направляющих.

Определение основных параметров систем

Каждый системодержатель в подтверждение возможности применения собственной системы на объекте должен предоставить Статический расчет на выносливость с учетом методики по СП 128.13330.2012. Расчет на выносливость определяет механическую безопасность системы, ее прочность и устойчивость при совместном действии статической нагрузки от собственного веса системы с учетом возможного обледенения и ветровых нагрузок с учетом пульсационной составляющей и физико- механических характеристик облицовки. Примеры расчета приведены в отдельной статье.

Необходимо также проверить систему на наличие класса пожарной опасности К0. Он присваивается по результатам пожарных испытаний натурного образца, собранного на печи, имитирующей часть стены с окном. Испытания проводятся исключительно в соответствии с ГОСТ 31521-2008.

Номинальные размеры, определяющие положения смонтированных элементов системы, и предельные отклонения от них определяются исходя из общих технических решений, и условий обеспечения эксплуатационных свойств, а также с учетом эстетического восприятия смонтированной системы (отклонения от прямолинейности, плоскостности, отклонение линий от вертикали и горизонтали).

Проверка на разрешительную документацию, кроме ТС

С точки зрения перечня разрешительной документации и параметров использования системы, определяемых данными испытаниями, системы отличаются друг от друга, даже в рамках одного металла, из которого производится система. Поэтому необходимо проверять разрешительную документацию и искать в ней ответы на вопросы следующего содержания:

1. В каких ветровых районах по СП 20.13330.2011 с учетом расположения и высоты возводимого здания может применяться рассматриваемая система?
2. В каких геологических и геофизических условиях может применяться система? Если проектируемое здание расположено в особых условиях, например, вечномерзлых грунтах просадочных грунтах, это особенно важно.
3. Есть ли ограничения на применение в различных температурно- климатических условиях по СНиП 23-01-99 в сухих, нормальных или влажных по СНиП 23-02-2003?
4. Есть ли ограничение на применение с среднеагрессивных средах? Есть ли условие применения в среднеагрессивных средах, например, слой оцинкования, покраска или анодирование? Затем ответить на тот же вопрос, но в отношении высокоагрессивных средах.
5. Можно ли применять в районах, являющихся сейсмичными? До скольки баллов прошла система испытания по сейсмике с выбранной облицовкой?

Срок службы

Срок службы конструкций системы определяется свойствами применяемых материалов и их защищенностью от различных видов атмосферных воздействий. Все сплавы должны иметь отражение в ГОСТ. Срок службы определяется результатом, полученным при испытаниях на коррозионную устойчивость, проведенном, например, в институте МИСиС. В соответствии с Заключениями данного института каждому производителю присваивается определенный срок службы при разной степени агрессивности среды. Но в условиях средней агрессивности обычно можно ориентироваться на следующую зависимость срока от используемого металла и защиты:

• Нержавеющие системы — 50лет без дополнительного покрытия;
• Алюминиевые системы сплава 6060 или 6063 — 50 лет без дополнительного покрытия;
• Оцинкованные системы — 30 лет с условием грунтования всех элементов конструкции;
• Алюминиевые системы сплава АД-31 — 30 лет с условием анодирования или анодирования  и покраски;
• Оцинкованные системы — 7 лет — в случае без грунтовки.

При этом важно заметить, что в приморских районах запрещено использовать оцинкованные системы, а алюминиевые возможно только с условием анодирования. Покраска или грунтовка в данном случае ситуацию не спасают.

В качестве утеплителя следует принимать минераловатные плиты, на которые имеются Технические свидетельства Госстроя России, разрешающие их применение в фасадных системах с вентилируемым воздушным зазором. Толщина плит утеплителя определяется теплотехническим расчетом.

Монтажная схема

Схема размещения на фасаде элементов несущего каркаса принимается с учетом следующих факторов:

• размера облицовочных плит, который определяет шаг установки элементов (вертикальных или горизонтальных профилей), непосредственно к которым крепятся облицовочные плиты;
• расстояния от основания до экрана с учетом величин фактического отклонения плоскости фасада от вертикальной плоскости;
• геометрии фасада здания (основания), на котором крепится система, размещения на фасаде проемов, балконов и лоджий, козырьков и т.п., поскольку следует минимизировать количество элементов несущего каркаса и облицовочных плит нестандартного размера, а также решить конструкцию примыкания системы к элементам фасада, выступающим или отступающим от его плоскости;
• результатов прочностных расчетов, определяющих допускаемые шаги крепления элементов несущего каркаса к основанию и друг к другу, поперечные сечения элементов, принятый крепеж.

Правила эксплуатации систем

В процессе строительства и эксплуатации здания не допускается крепить непосредственно к облицовочному материалу любые детали и устройства.

Не следует допускать возможность попадания воды с крыши здания на облицовочную плитку, для чего надо содержать желоба на крыше и водостоки в рабочем состоянии.

Уход за облицовкой фасада, заключающийся в ее регулярной очистке и периодическом восстановлении, продлит срок службы облицовки.

Промывка водой является одним из наиболее эффективных способов очистки облицовки.

Для промывки воду подают шлангами под давлением 2-3 атм.

Рекомендуется сочетать промывку с ручной очисткой поверхности щетками или скребками.

Повреждения облицовочных плит заделывают различными мастиками и составами, в том числе, на основе жидкого стекла, канифоли, цементно-известковой смеси и др. в зависимости от вида облицовочных плит.

После очистки и ремонта поверхность облицовочных плит следует обработать средствами, создающими на ней защитную оболочку. Для этого существуют средства на основе пчелиного воска, растворы, вступающие в химическое взаимодействие с природным камнем, пропитывающие растворы с последующей полимеризацией и т.п.

Плиты с дефектами, не подлежащими восстановлению, заменяются в соответствии с инструкцией разработчика системы.

Экономические показатели систем

Стоимость фасадной системы с вентилируемым воздушным зазором для конкретных зданий зависит от многих факторов, в том числе, от размеров здания, архитектурного решения фасадов, оборудования и оснастки, применяемых для монтажа системы, а также структуры подрядной организации и ее коммерческой политики. В связи с этим конечная стоимость системы может колебаться в значительных пределах.

Для объективного подхода к рассмотрению ценообразования стоимости квадратного метра системы существует два приема. Первый заключается  том, чтобы всем производителям предоставить один расчетный участок для расчетов. Не целиком здание, и даже не один целый фасад. А именно один типовой участок площадью до 150м2, включающий в себя окна, двери. Задние должно содержать требовании о раскладке системы на весь участок предоставлении мни-сметы на него. Далее появляется более вменяемая смета на метр квадратный, чем в иных случаях.

Второй прием заключается в том, чтобы все затраты приводились поэлементно- стоимость элементов несущего каркаса, крепежа, стоимость утеплителя, стоимость облицовочного материала и стоимость монтажа. А не просто стоимость «под ключ».

Возможности использования различных облицовочных материалов в системах

Конструкции навесных фасадных систем предназначены для облицовки фасадов зданий и других строительных сооружений следующими типами облицовочных материалов:

• плиты керамического гранита;
• природного камня прочных и среднепрочных пород;
• агломератно- гранитными плитами;
• фибробетонными панелями;
• панелями из керамзитобетона с поверхностью из натурального камня;
• асбестоцементные плиты с защитно-декоративным покрытием;
• фиброцементные плиты с защитно- декоративным покрытием;
• панели из бумажно- слоистого пластика HPL-панели;
• панели фасадные из минеральной каменной ваты ROCK- панель;
• кассеты из композитных листовых материалов;
• кассеты из листовых материалов;
• панели бетонные, армированные стекло сеткой;
• панели из профилированного листа из оцинкованной тонколистовой стали;
• плиты керамические многопустотные и полнотелые;
• крупноформатные тонкие плиты из керамического гранита 1500*3000мм;
• клинкерный кирпич;
• перфорированные кассеты;
• панели из стекла;
• энергосберегающие панели, солнечные батареи.

При определении облицовочного материала необходимо учитывать возможности выбранной системы использоваться совместно с данной облицовкой. Такая возможность обеспечивается исключительно наличием Технического свидетельства на подсистему в составе выбранного облицовочного материала.