Фасадные системы
Фасадные системы — технологичные конструкции, имеющие ряд высоких теплотехнических и эстетических показателей. Навесные фасадные системы по своим свойствам могут быть использованы практически для любых видов зданий (здания промышленного и административного назначения, жилые дома, паркинги, склады) и применяться для реконструкции строительных объектов.
Система вентилируемых фасадов — это конструкция, состоящая из облицовочного материала и подконструкции, которая крепится таким образом, чтобы между вентилируемым фасадом и стеной оставался воздушный вентиляционный зазор. Для дополнительного утепления наружных конструкций, между стеной и облицовочным материалом может устанавливаться теплоизоляционный слой. В этом случае вентиляционный зазор оставляют между облицовкой и теплоизоляцией. Подоблицовочная конструкция крепится как на несущую, так и на самонесущую (в каркасном варианте) стену, выполненную из различных материалов (бетон, кирпич). При устройстве вентилируемого фасада слои различных материалов располагают таким образом, что изнутри здания наружу теплопроводность материалов и их сопротивление водяному пару уменьшается (бетон/кирпич, минераловатный утеплитель, воздушная прослойка, защитно-декоративная облицовка). Такое расположение материалов наряду с действием воздушной прослойки, где из-за перепада давления происходит постоянный вертикальный поток воздуха, позволяет эффективно удалять влагу как из несущей стены, так и из утеплителя, что увеличивает теплоизоляцию здания.
Кроме того, уменьшение теплопотерь происходит также за счет возникновения эффекта «воздушной тепловой завесы», т.к. температура воздушного вертикального потока на два-три градуса выше, чем наружного воздуха. Наличие воздушной прослойки 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, особенно нежелательных при крупнопанельном домостроении. Точка росы сдвигается во внешний теплоизоляционный слой и внутренняя часть стены не отсыревает и не требуется дополнительной пароизоляции. Вообще применение любой пароизоляции нежелательно в вентилируемых фасадах, т. к. она препятствует свободному отводу водяного пара наружу.
Главная функция системы вентилируемых фасадов — защитная. В навесных фасадных системах, как
правило, используют для облицовки достаточно стойкие к внешним воздействиям материалы.
Вторая функция — техническая (утепление). Поскольку под облицовку укладывают слой теплоизолятора, такие дома превращаются в своеобразные термосы. Например, при отключении отопления зимой они остывают в 5-6 раз медленнее, чем другие дома. А летом сохраняют внутри здания прохладу, позволяя ощутимо экономить на кондиционировании, выполняя функцию солнцезащитного экрана, отражающего значительную часть падающего на него теплового потока.
Третья функция системы вентилируемго фасада — звукоизоляционная: навесные системы повышают звукоизолирующие показатели капитальных стен в среднем в 1,5-2 раза. Вентилируемый фасад в сочетании с вакуумными стеклопакетами в окнах способен обеспечить внутреннюю тишину в здании даже в самых шумных местах (вокзалы, аэропорты и т.п.).
Большой плюс вентилируемых фасадов — их нетребовательность в отношении предварительной подготовки капитальных стен к отделке. Если для покраски или для облицовки камнем «на раствор» требуется достаточно тщательная подготовка внешней поверхности стен (зачистка, выравнивание и пр.), то вентилируемые фасады в этом не нуждаются. Даже наоборот — они скрывают дефекты стены и, зачастую, являются более эффективным и дешёвым методом отделки, чем покраска, что позволяет реконструировать стены.
Еще одна важная функция вентилируемых фасадов — монтаж, который можно производить в любое время года и почти в любую погоду, кроме совсем уж неблагоприятной, когда работы становятся просто опасными.Следующая функция позволяет привести здание в соответствие с нормами пожарной безопасности. В систему навесных фасадов включаются материалы и изделия, относящиеся к категории трудносгораемых или несгораемых, препятствующих распространению огня.И еще одна немаловажная функция — эстетическая. Широчайший выбор отделочных материалов и возможность практически неограниченно их комбинировать открывают простор для дизайнерских решений. Любой проект можно сделать буквально уникальным с эстетической точки зрения.Другим достоинством наружной теплоизоляции является увеличение теплоаккумулирующей способности массива стены. По данным ЦНИИП при отключении источника теплоснабжения при наружной изоляции кирпичная стена будет остывать в 6 раз медленнее, чем при внутреннем слое теплоизоляции такой же толщины. Установка теплоизоляции снаружи позволяет также снизить расходы на ремонт поврежденных стен. Применение теплоизоляционного слоя значительно повышает звукоизоляцию здания, поскольку теплоизоляционные материалы имеют звукопоглощающие свойства в широком диапазоне частот. Декоративная наружная облицовка защищает расположенные за ними слой теплоизоляции и ограждающую конструкцию от атмосферных воздействий и солнечного излучения.
И, наконец, ещё одно достоинство навесных вентилируемых фасадных систем — долгий срок службы. При соблюдении правил установки, точном расчете монтажа элементов и правильной укладке утеплителя фасад прослужит не менее 25 лет.
Межэтажная система
«классическая» схема раскладки системы НВФ , подходящая для однородных стен из полнотелого кирпича или бетона, на зданиях из монолитного бетона или сборно-монолитного каркаса применима с ограничениями. Если стены между этажами выполнены из менее плотного материала, то часть нагрузки приходится на материал с меньшими несущими способностями. Вывод очевиден: традиционные методы крепления навесного фасада либо невозможны, либо делают себестоимость фасада неоправданно высокой из-за необходимости увеличения количества точек крепления.
Попытка решения проблемы крепления навесного фасада в каркас здания была предпринята в некоторых типах навесных одноконтурных систем, где несущий кронштейн должен устанавливаться в плиты перекрытия, а опорные кронштейны – в менее плотный материал с расчетом, что нагружаются они только от ветровых воздействий
Во-первых, такая схема распределения нагрузки направляет основные усилия только на несущий кронштейн. Но в случае его брака, некачественной установки или ослабления кронштейна из-за возможных внутренних дефектов материала стены (например, раковин в бетоне) появляется реальная опасность обрушения облицовки.
Тем не менее, эффективным контролем за процессами производства и монтажа эти риски можно минимизировать. А вот «избавиться» от второй проблемы – температурных деформаций металла – так просто не получится. Очевидно, что монтаж системы способом «только в монолит» приводит к необходимости использовать увеличенные по длине вертикальные направляющие. Как правило, это профиля длиной 3,5 – 4 м. Но при перепаде температур в 1000С (-400С и +600С) возникают значительные тепловые расширения (у алюминиевых конструкций – 9,6мм, а у стальных 4,8мм на 4-х метровом профиле). Это однозначно приводит к нарушению геометрии фасада и создает опасность обрушения облицовочного материала. К тому же возникает повышенная нагрузка на соединительные элементы системы, что, как минимум, влияет на их долговечность.
перенос нагрузок с менее плотного материала стены на монолитный каркас должна осуществляться таким образом, чтобы:
1.максимальная нагрузка приходилась на точки крепления в монолитный каркас здания;
2.линейные тепловые расширения были скомпенсированы по всей площади фасада.
Мы провели анализ всех качеств фасадных систем и получили довольно широкую картину их возможностей.
В решении первой части задачи, очевидно, должен быть задействован кронштейн, выдерживающий повышенные нагрузки.
Характеристики кронштейна силового фасадных систем
Наименование | Относ системы (мм) | Несущая способность (кг) |
КА — 150 | 150 | 40,0 |
КА — 200 | 200 | 35,0 |
КА — 250 | 250 | 27,5 |
КА — 300 | 300 | 22,0 |
Итак, в двухконтурной системе нагрузка от веса облицовки и ветровая нагрузка передается через вертикальные направляющие на горизонтальные и далее на кронштейны. При расположении кронштейнов в менее плотном материале не в плоскости вертикальной направляющей и на значительном удалении от нее, горизонтальная направляющая работает в зоне упругих деформаций
Имея большую податливость по сравнению с вертикальной направляющей, горизонтальная направляющая переносит нагрузку на вертикальную и далее на кронштейны, находящиеся в плите перекрытия. Кронштейны в перекрытии закрепляются на минимальном расстоянии друг от друга и образуют совместно с горизонтальной направляющей жесткий узел крепления с минимальной податливостью. Таким образом, основная часть нагрузки перераспределяется с точек крепления в слабонесущем материале по горизонтальной и вертикальной направляющим на точки крепления в более плотном материале перекрытия.
Плюс к этому, форма горизонтальных направляющих – неравнополочный уголок (большая полка в горизонтальной плоскости, меньшая – в вертикальной). Такая конструкция элемента равномерно распределяет ветровую нагрузку по всей плоскости стены, а нагрузку на кронштейны от веса облицовки и самой системы уменьшает.
Для увеличения несущей способности и надежности конструкции и максимального снятия нагрузки с кронштейнов в неплотном материале было решено в плитах перекрытия устанавливать группы несущих кронштейнов. Во-первых – еще раз напомним – исключается риск обрушения облицовки в случае ослабления одного крепежного элемента. Во-вторых, изменяя количество кронштейнов в группе и расстояния между этими кронштейнами, мы регулируем нагрузку на элементы системы, закрепленные в неплотном материале стены.
Вывод
Используя нашу межэтажную систему крепления фасада вы получаете:
прочностной эффект: повышение надежности и безопасности фасадной системы;
экономический эффект: снижение количества элементов подсистемы при обеспечении несущей способности фасадной системы;
уменьшение количества операций при монтаже