Ошибки, допускаемые при проектировании вентилируемых фасадов.

Ошибки, допускаемые при проектировании вентилируемых фасадов.
В. Г. Гагарин, доктор техн. наук, доктор, НИИ строительной физики

Введение

Одной из главных предпосылок использования в современном строительстве стеновых ограждающих конструкций с вентилируемыми фасадами является уверенность в их больших теплозащитных свойствах, которые позволяют добиться современных завышенных требований по теплозащите построек.

При всем этом подразумевается, что никаких суровых теплофизических заморочек при применении этих конструкций не появляется.

Скопленный опыт использования вентилируемых фасадов указывает оборотное. Понижение теплофизического свойства рассматриваемых конструкций разъясняется недостатками, которые вызваны ошибками проектирования и монтажа фасадов.

Анализу неких ошибок, допускаемых при проектировании, посвящена реальная статья.

Несоответствие стенок с вентилируемыми фасадами требованиям СНиП по сбережению энергии

Достигнуть того, чтоб расчетное значение сопротивления теплопередаче соответствовало требуемому по второму шагу сбережения энергии [1], не всегда удается. Это разъясняется тем, что используемые в рассматриваемых конструкциях железные крепления являются «мостиками холода» и значительно понижают коэффициент теплотехнической однородности.

Так, при использовании креплений из алюминия расчетный коэффициент теплотехнической однородности конструкции фактически не превосходит значения r = 0,7 [2]. И это без учета воздействия оконных откосов, которые еще больше понизят этот коэффициент.

В итоге для заслуги требуемого для погодных критерий Москвы значения сопротивления теплопередаче стенок жилых построек R0пр = 3,13 м2•°С/Вт нужен слой минераловатного теплоизолятора шириной около 0,20 м. С учетом толщины зазора 40-60 мм, вылет кронштейна должен составлять более 0,25 м, что тянет необходимость его усиления и увеличения металлоемкости подконструкции и цены фасада.

В связи с этим при проектировании вентилируемых фасадов нередко используют последующий прием. Без всякого обоснования либо со ссылкой на непонятные источники принимают значение коэффициента теплотехнической однородности конструкции равным r = 0,85-0,90, после этого рассчитывают нужную толщину слоя минераловатной термоизоляции, которая выходит равной 0,10-0,15 м. Таковой прием является обычным и имеет место при проектировании многих объектов.

В качестве примера разглядим фасад с дюралевой подконструкцией, использованный при реконструкции 1-го из публичных построек в Москве (рис. 1). Крепления дюралевые шириной 3 мм. Большой кронштейн высотой 160 мм (сечение 4,8 см2). Малый кронштейн высотой 80 мм (сечение 2,4 см2). Вертикальная направляющая - дюралевый уголок 40x60 мм, шириной 1,7 мм. На одну вертикальную направляющую длиной 3,6 м приходится 5 креплений - один большой и четыре малых.

Итого на полосу фасада длиной 3,6 м, шириной 0,6 м (размер облицовочной плитки) приходится 5 креплений общей площадью 4,8 + 2,4 x 4 = 14,4 см2. Средняя площадь кронштейна составляет 14,4/5 = 2,88 см2. Площадь фасада, приходящаяся на одну направляющую, составляет 0,6 x 3,6 = 2,16 м2. Количество креплений на один м2 фасада составляет 5/2,16 = 2,31 шт/м2. Расчетное значение коэффициента теплотехнической однородности, определенное по методике [2], составляет r = 0,6 (без учета оконных откосов и других теплопроводных включений).

Стенка, на которую крепится рассматриваемый фасад, представляет собой кладку из ячеистобетонных блоков на цементно-песчаном растворе шириной 0,20 м. Плотность ячеистого бетона - 600 кг/м3. Согласно [3], расчетное значение коэффициента теплопроводимости таковой кладки составляет 0,32 Вт/(м•°С).

Условное сопротивление теплопередаче конструкции стенки с вентилируемым фасадом, согласно [1], составляет:

Приведенное сопротивление теплопередаче рассматриваемой конструкции стенки с вентилируемым фасадом составляет:

Требуемое значение сопротивления теплопередаче стенки административного строения составляет 2,68 (м2•°С)/Вт, т. е. даже без учета воздействия витражей сопротивление теплопередаче рассматриваемой конструкции стенки с вентилируемым фасадом не удовлетворяет требованиям [1]. Меж тем, узлы опирания витражей (рис. 2) не выдерживают никакой критики. При монтаже данного фасада следует принять особые меры, чтоб избежать вымерзания этих узлов. Разумеется, что через эти узлы будут осуществляться дополнительные теплоотдачи.

Таким макаром, в рассматриваемом примере решения, принятые на стадии проектирования, не обеспечивают теплозащиты, требуемой вторым шагом «энергосбережения» [1].

Недостающий учет кривизны стенки, на которую осуществляется установка фасада

Вентилируемые фасады позволяют «выровнять» искривленную поверхность стенки, на которую они устанавливаются. Эта возможность является одним из плюсов их внедрения. Совместно с тем, нельзя допускать, чтоб она реализовывалась с вредом для выполнения вентилируемым фасадом других функций.

При проектировании вентилируемых фасадов стремятся ограничить вылет креплений. Это вызывает:

частичное размещение направляющих и других частей подконструкции в слое термоизоляции;
размещение гидроветрозащитной пленки не по теплоизолятору, а по направляющим, что, в свою очередь, еще более уменьшает ширину зазора;
понижение ширины зазора прямо до его полного отсутствия (рис. 3).
Размещение направляющих в слое термоизоляции (рис. 4), исходя из убеждений строительной теплофизики, нерентабельно тем, что понижает коэффициент теплотехнической однородности.

Температурное поле, соответственное такому случаю, приведено на рисунке 5. На стенке из кирпичной кладки шириной 25 см закреплены минераловатные плиты шириной 14 см. Направляющая в виде дюралевого уголка одной полкой утоплена в слое минеральной ваты. На рисунке 5 приведены изотермы, разность температур меж примыкающими изотермами составляет 4 °С. Видно, что возмущение температурного поля сглаживается в слое теплоизолятора, но размещение полки дюралевого уголка (направляющей) в этом слое приводит к понижению коэффициента теплотехнической однородности до значения r = 0,91 и к соответственному понижению сопротивления теплопередаче огораживания.

Размещение гидроветрозащитной пленки не по теплоизолятору, а по направляющим (рис. 6) приводит к затруднению движения воздуха в воздушном зазоре, что препятствует удалению воды из зазора.

Закрепление пленки не по поверхности теплоизолятора, а на расстоянии от него вызывает ее колебания, что, с одной стороны, может сопровождаться звуковыми эффектами, а с другой стороны, понижает ее долговечность.

Отсутствие зазора либо недостающая его ширина при неких критериях может вызвать скопление воды и переувлажнение теплоизолятора (рис. 7). Таким макаром, представляется целесообразным установить требования к ограничению кривизны стенки, на которой подразумевается установка вентилируемого фасада. Проектирование фасада необходимо производить с учетом фактической кривизны поверхности стенки так, чтоб соблюдалась ширина зазора, определенная из условия влагоудаления.

Отсутствие вентиляции зазора фасада

На неких зданиях используются фасадные системы, в каких зазор практически не вентилируется. К таким фасадным системам относятся, сначала, те, в каких отсутствует вход в зазор и отсутствуют зазоры меж элементами облицовки (рис. 8).

Встречаются также решения фасадов, в каких вход в зазор предусмотрен, но вентиляция в нем затруднена из-за огромного сопротивления движению воздуха.

К примеру, на рисунке 9 кусок фасада маленький высоты с облицовочными элементами из композитного материала, зазоры меж которыми отсутствуют. Завышенное сопротивление движению воздуха создается горизонтальным участком зазора.

В таких случаях влага, попадающая в зазор из помещений вследствие влагопереноса через стенку и слой термоизоляции, практически не выходит в внешний воздух, скапливаясь в зазоре и увлажняя теплоизоляцию. Вследствие этого понижается долговечность минераловатного теплоизолятора и его теплозащитные характеристики.

В качестве обоснования для внедрения невентилируемых фасадов время от времени ссылаются на забугорный опыт эксплуатации таких фасадных систем в странах с теплым климатом (Италия, Турция и т. д.). При всем этом совсем не учитываются особенности нашего климата, «не прощающего» подобные ошибки, и поболее высочайшие требования к теплозащите построек в нашей стране.

В наших критериях теплозащитные характеристики огораживаний «востребованы», приемущественно, в отапливаемый период года, когда температура и влажность воздуха в помещении выше, чем внешнего воздуха, влагоперенос осуществляется от внутреннего воздуха к внешнему.

В странах с теплым и мокроватым климатом административные строения снабжены системой кондиционирования воздуха. Перепад температуры и влажности воздуха по различные стороны огораживаний огромную часть года имеют обратную направленность, по сопоставлению с критериями в Рф.

Как следует, неувязка влажностного режима огораживаний, в нашем осознании, незнакома южным строителям, и к их советам следует относиться скептически. А именно, вентилируемые фасады должны вентилироваться.

Неверное проектирование узлов примыкания оконных блоков

При проектировании узлов примыкания оконных блоков к стенке с вентилируемым фасадом главные ошибки заключаются в установке по контуру оконных блоков железных частей, которые являются сильными теплопроводными включениями. Нужно проводить расчеты температурных полей, анализ которых поможет избежать дополнительных теплопотерь и вымерзания частей блоков и оконных откосов.

На рисунке 10 показана грубая и тривиальная ошибка, допущенная проектировщиком при проектировании этих узлов. Наименее тривиальная ошибка представлена на рисунке 11, где показано обрамление оконных откосов утепленным железным профилем. Если для конструкции на рисунке 10 угрожает вымерзание, то для конструкции на рисунке 11 - завышенные теплоотдачи. Ни в том, ни в другом случае теплотехнические расчеты узлов не проводились.

Отсутствие учета воздухопроникаемости стенок

При проектировании внешних стенок с вентилируемыми фасадами фактически не обращается никакого внимания на воздухопроникаемость стенок. Эта неувязка животрепещуща, так как, с одной стороны, минераловатный теплоизолятор обладает завышенной воздухопроникаемостью, а с другой стороны, в высшей части строения может быть значимая эксфильтрация воздуха, обусловленная перепадом давлений за счет термического напора.

В зимнее время воздух, содержащий водяной пар, фильтруется из помещения через стенку и теплоизолятор в зазор, при всем этом водяной пар конденсируется в теплоизоляторе, повышая его влажность.

В почти всех случаях стенки, на которые крепятся конструкции вентилируемых фасадов, производятся из кирпичной кладки (рис. 2) либо ячеистобетонных блоков (рис. 1). Сопротивление воздухопроницанию таких стенок очень не много. По данным приложения 9 [1], оно не превосходит 18 м2•Па/кг.

Методика расчета сопротивления воздухопроницанию стенки, требуемого для ограничения эксфильтрации, имеется в [5]. Его величина определяется перепадом давлений, также сопротивлением паропроницанию стенки и параметрами зазора. Оно может быть значимым и обеспечивается соответственной отделкой стенки с внутренней стороны. В особенности огромные значения этого параметра должны быть обеспечены для стенок верхних этажей высотных построек.

Так, для 1-го из построек при высоте 200 м для погодных критерий января в Москве требуемое сопротивление воздухопроницанию, рассчитанное по этой методике, составило 2450 м2•Па/кг (для сопоставления: сопротивление воздухопроницанию слоя штукатурки цементно-песчаным веществом по каменной либо кладке из кирпича шириной 15 мм составляет 373 м2•Па/кг [1]). В данном случае нужно понижение требуемого сопротивления воздухопроницанию методом конфигурации конструкции вентилируемого фасада.

Заключение

Вентилируемые фасады являются сложными конструкциями, использующими разнородные по своим свойствам материалы. Кажущиеся малозначительными ошибки, допускаемые при разработке таких конструкций, могут иметь суровые последствия. Выше рассмотрены некие ошибки, касающиеся теплофизических качеств, допускаемые при проектировании вентилируемых фасадов.

Следует иметь также в виду, что, кроме теплофизических, есть и другие препядствия (прочностные, коррозионные и т. д.), решение которых нужно для надежной эксплуатации вентилируемых фасадов построек. При проектировании вентилируемых фасадов нужно всеохватывающее рассмотрение многих качеств с учетом их обоюдного воздействия.

Увеличение свойства проектирования фасадных систем эффективнее всего было бы решить методом сотворения соответственных нормативных документов. Но принятый «Закон о техническом регулировании» и ликвидация Госстроя Рф сделали неосуществимыми более действенные решения схожих заморочек.

Все же, некие пути решения рассматриваемой трудности еще имеются. Для увеличения надежности фасадных систем очень полезной представляется выдача Технических свидетельств, которую производит Федеральный научно-технический центр сертификации в строительстве.

В процессе подготовки Технического свидетельства осуществляется всесторонняя экспертиза фасадной системы, определяются ее главные технические свойства [5].

Данные, приводимые в Техническом свидетельстве, следует использовать при проектировании фасадов определенных построек. Наличие Технического свидетельства упрощает контроль свойства строительства, осуществляемый ИГАСНом. Правительство Москвы в 2004 г. поручило спец организации ГУ Центр «Энлаком» производить экспертизу проектов подвесных фасадов всех построек. Эти меры содействуют наведению порядка при проектировании и устройстве подвесных фасадов построек.

Краскопульт пневматический ZITREK FR-300 (металлическая воронка)


Декоративно-отделочный пневмораспылитель Zitrek FR-300 употребляется для отделки стенок, потолков, фасадов и других поверхностей. Модель позволяет ускорить рабочий процесс и обеспечивает высококачественное нанесение покрытия. Пневмораспылитель работает с мраморной крошкой, шпатлевкой, штукатурными растворами и порошковыми эмалями.