Вентилируемые фасады - многогранное и динамично развивающееся направление строительства и архитектуры. При применении известных систем вентилируемых фасадов (в основном, импортных или повторенных отечественными производителями) при многих безусловных плюсах возникает ряд проблем, связанных, прежде всего, со спецификой российского строительства. К сожалению, на сегодняшний день качество строительных работ еще не достигло западных стандартов, и поэтому в нашей стране при устройстве вентилируемых фасадов приходится решать вопросы, которые не знакомы западным производителям конструкций (например, значительные неровности стен). Это приводит необходимости приспосабливать импортную систему (даже очень высокого уровня) к российским условиям.

Фирма "ДИАТ -2000" нашла кардинальное решение этой задачи: была разработана фасадная система с воздушным зазором "ДИАТ". Одной из важнейших составляющих фасадной системы является подоблицовочная конструкция (или подконструкция). Объективная оценка требований, которым должна удовлетворять подконструкция, дает возможность представить, сколь сложной и ответственной частью системы она является. Поэтому при разработке системы сотрудники фирмы особое внимание уделили именно подконструкции. В итоге фирма "ДИАТ" разработала и запатентовала (патент №2146323 от 10. 03. 2000г.), которая основана на результатах маркетинговых исследований, изучения и анализа конструкций вентилируемых фасадов, представленных на российском рынке. Эта конструкция - плод совместной работы специалистов Фирмы "ДИАТ", ЦНИИПромзданий, ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко и КБ им. Сухого.

В докладе рассмотрены особенности конструктивных решений фасадной теплоизоляционной системы с воздушным зазором "ДИАТ", принятых на основе результатов теоретических и экспериментальных исследований.

1. Удобство монтажа:

1.1. Оригинальная конструкция кронштейна (составной кронштейн) дает возможность компенсировать кривизну стены в пределах от 0 до 15 см (рис.1). Обычно максимально допустимая кривизна стены составляет 3-4 см. Если кривизна стены превышает величину изменения выноса кронштейна, то в системе "ДИАТ" достаточно поменять только вставку кронштейна. В той же ситуации в других системах нужно использовать нетиповые дополнительные проставки, либо менять кронштейн целиком, предварительно демонтировав утеплитель и ветрозащитную мембрану. Причем это встречается достаточно часто, учитывая малую величину регулировки выноса кронштейна в других системах и специфику российской стройки (большая кривизна стен).
1.2. Единый типоразмер кронштейна. Выбор типоразмера кронштейна зависит только от толщины применяемой теплоизоляции и не зависит от кривизны стен (рис.2).Следовательно,

• отсутствует потребность в подробной геодезической съемке для комплектации объекта;
• низка вероятность ошибки при расчете стоимости подконструкции;
• возможна оперативная комплектация объектов в регионах;
• отсутствует необходимость в жестком контроле расхода кронштейнов различных типоразмеров в процессе монтажа;
• отсутствуют простои, связанные с некомплектом кронштейнов требуемого типоразмера.

Таблица 1.
Характеристики материалов.

2.1. Предел прочности (s_в) алюминиевого сплава АД-31 составляет 18 кг/мм² , а нержавеющей стали 12Х18Н10Т - 55 кг/мм². Теплопроводность алюминиевого сплава АД-31 равна 221 Вт/(м°C), нержавеющей стали 12Х18Н10Т - 40 Вт/(м°C). Учитывая, что алюминий имеет в 3 раза меньшую несущую способность и в 5,5 раз большую теплопроводность, кронштейн из алюминиевого сплава АД-31 является более сильным "мостом холода", чем кронштейн из нержавеющей стали. Наилучшим показателем для демонстрации преимущества использования в системе элементов из нержавеющей стали является коэффициент теплотехнической однородности ограждающей конструкции. По данным исследований, проведенных в НИИ Строительной физики, при применении системы "ДИАТ" этот параметр составил 0,86-0,92, а для алюминиевых систем он равен 0,6-0,7, что заставляет закладывать большую толщину утеплителя и, соответственно, увеличивать стоимость фасада.

Для г. Москвы требуемое сопротивление теплопередаче стен с учетом коэффициента теплотехнической однородности составляет для кронштейна из нержавеющей стали 3,13/0,92=3,4 (м²·°С)/Вт, для алюминиевого кронштейна - 3,13/0,7=4,47 (м²·°С)/Вт, т.е. на 1,07 (м²·°С)/Вт выше. Отсюда следует, что при применении алюминиевых кронштейнов толщина утеплителя с коэффициентом теплопроводности 0,045 Вт/(м°C) должна приниматься почти на 5 см больше (1,07* 0,045=0,048 м).

2.2. Согласно расчетам, проведенным в НИИ Строительной физики, из-за большей толщины и теплопроводности алюминиевых кронштейнов при температуре наружного воздуха -27°C температура на анкере может опускаться до -3,5°C (рис.8а) и даже ниже, т.к. в расчетах площадь поперечного сечения алюминиевого кронштейна принималась 1,8 см² , тогда как реально она составляет 4 - 7 см². При применении кронштейна из нержавеющей стали, температура на анкере составила +8°C (рис.8б). Следовательно, при применении алюминиевых кронштейнов анкер работает в зоне знакопеременных температур, где возможна конденсация влаги на анкере с последующим замерзанием. Это будет постепенно разрушать материал конструктивного слоя стены вокруг анкера и соответственно снижать его несущую способность, что особенно актуально для стен из материала с низкой несущей способностью (пенобетон, щелевой кирпич и др.). Из расчетов НИИ Строительной физики видно, что теплоизоляционные прокладки под кронштейн в связи с их малой толщиной (3 - 8 мм) и высокой (относительно утеплителя) теплопроводностью снижают потери тепла всего на 1-2 %, т.е. практически не разрывают "мост холода" и мало влияют на температуру анкера.

2.3. Элементы конструкции в системе "ДИАТ" выполнены из нержавеющей стали. Нержавеющая сталь имеет более низкий коэффициент температурного расширения (10·10^-6 °C^-1) по сравнению с алюминием (25·10^-6 °C^-1). Соответственно удлинение 3-метровых направляющих при перепаде температур от -15°C до +50°C составит 2 мм для стали и 5 мм для алюминия. Из схемы (рис.9) видно, что зазор между плитами в системе "ДИАТ" удается уменьшить до 4 мм, тогда как в алюминиевых системах он не менее 7 мм. Кроме того, кляммер должен обеспечивать свободное перемещение плит облицовки на величину удлинения направляющих, иначе будет происходить разрушение плит (особенно на стыке направляющих) или разгибание кляммера (и то, и другое может привести к выпадению плит облицовки).

2.4. В системе "ДИАТ" проблема температурных деформаций решена иначе, чем в других фасадных системах. Подвижные температурные вставки используются только на стыке трехметровых направляющих. Сами направляющие жестко крепятся ко всем кронштейнам, что увеличивает надежность системы, а также уменьшает трудоемкость и увеличивает скорость монтажа. Это возможно благодаря низкому коэффициенту температурного расширения стали и оригинальной конструкции кронштейна. По данным испытаний, проведенных ЦНИИСК им. Кучеренко, кронштейн системы "ДИАТ" работает в зоне упругих деформаций при нагрузке до 2,5 кН, с возможным перемещением в крайней точке кронштейна до 2,5 мм. В условиях эксплуатации при стандартном шаге кронштейнов 1,2 м максимальное перемещение в крайней точке незначительно и при перепаде температур в 65°C составит не более 0,8 мм, т.е. в 3 раза меньше максимально возможного. Таким образом, изменение длины направляющей в результате температурных деформаций с запасом компенсируется за счет работы кронштейна в зоне упругих деформаций.

2.5. На практике воздушная прослойка составляет 4 - 6 см. Размер направляющей по глубине в системе "ДИАТ" - 2,4 см. В системах, изготавливаемых методом экструзии алюминия, этот размер направляющей составляет 5,5 - 7 см. (рис. 10). В этом случае фасад как бы поделен на вертикальные трубы, и горизонтальное перемещение воздуха в воздушной прослойке невозможно или сильно затруднено. Как следствие в фасадной системе появляются невентилируемые зоны (например, между окнами или витражами) (рис.11а), где наблюдается обильное выпадение конденсата на внутренней поверхности облицовки, а также переувлажнение утеплителя и, как следствие, снижение его теплозащитных свойств и долговечности. При применении системы "ДИАТ" появление невентилируемых зон исключено (рис.11б).

В некоторых системах для решения этой проблемы применяют оконные обрамления с вентиляционными отверстиями в верхнем откосе, хотя для полноценной вентиляции требуются отверстия и в сливе, что сделать по понятным причинам невозможно. Кроме того, что такой способ вентиляции на территории РФ ограничен пожарными нормами, отверстия в откосах будут портить внешний вид здания в целом, а при совпадении плоскости остекления с плоскостью облицовки такое решение невозможно применить в принципе.

2.6. Тот факт, что зазор между плитками облицовки в системе "ДИАТ" может быть равен 4 мм, что позволяет значительно снизить процент влаги попадающей при косом дожде в воздушную прослойку и непосредственно на утеплитель. На рис.12 приведены кривые зависимости количества влаги (в процентах), попадающей в воздушную прослойку (сплошные линии) и на утеплитель (пунктирные линии), от размера фаски облицовочной панели и ширины стыка между ними. Направление потока капель при этом составляет 45° и 90° к плоскости фасада. Эти графики взяты из статьи Езерского В.А., Монастырева П.В., "Повышение водонепроницаемости стыков облицовочных панелей", опубликованной в журнале "Жилищное строительство" №11 за 1998 год. Как следует из этих графиков, при зазоре между облицовочными плитами, равном 4 мм, и любом направлении потока утеплитель практически не увлажняется. Если же зазор равен 8 мм, а угол падения капель 90°, то на утеплитель попадает 12% дождевой влаги, а в воздушную прослойку более 60%, причем вероятность такого направления потока дождевой влаги в ветреную погоду достаточно высока. Эти данные справедливы для плит толщиной от 4 до 50 мм, т.к. при ширине стыка более 2 мм изменение толщины в указанных пределах незначительно влияет на процент попадания дождевой влаги на утеплитель и в воздушную прослойку.

Из проведенного сравнительного анализа свойств подконструкций навесных фасадных систем, изготовленных из нержавеющей стали и алюминия следует, что применение алюминия приводит к необходимости:

• применения более массивных кронштейнов;
• более частой постановки кронштейнов;
• увеличения толщины утеплителя на 5 - 8 см;
• увеличения зазора между плитами облицовки до 8 мм;
• работы анкера в зоне конденсации и знакопеременных температур;
• возможного обрушения подконструкции на путях эвакуации во время пожара.

1. Кляммер системы "ДИАТ" обеспечивает зазор между плиткой 4 мм, что кроме лучшего зрительного восприятия фасада, снижает (по сравнению с системами, где зазор 8 мм) в 2 раза угол, под которым "светится" вертикальная направляющая (рис.13).
2. Изготовление кляммера из нержавеющей стали исключает появление ржавых подтеков на фасаде.

1. Недопустимо использовать оцинкованную сталь без защитного слоя ЛКП из-за высокой скорости коррозии, которая возрастает в морском климате и, особенно, в условиях городской промышленной атмосферы.
2. Недопустимо использовать алюминиевый сплав АД-31 без защитного анодирования или ЛКП в качестве материала для НФС, особенно, в морском климате и в городской промышленной атмосфере. Сплав АД-31 наиболее легко поддается процессу экструзии. Поэтому он чаще всего используется российскими производителями как материал для НФС. В связи с тем, что анодирование или нанесение ЛКП довольно дорого, многие производители, пользуясь недостатком информации, для удешевления своей конструкции НФС не наносят защитное покрытие. Необходимо подчеркнуть, что сплав АД-31 подвержен не только язвенной, но и так называемой межкристаллитной и расслаивающей коррозии. Межкристаллитная коррозия (МКК) является одним из самых опасных видов коррозии вследствие непредсказуемо быстрого разрушения, идущего далеко вглубь материала, и трудности обнаружения при внешнем осмотре. Этот вид коррозионного поражения распространяется по границам зерен, которые при этом практически не разрушаются.

Контактный телефон:+7 (095) 7781669e-mail: diat.ltd@mtu-net.ru
www.diat.ru