АО КТБ ЖБ
Анализ надежности и долговечности технических решений наружных стен и фасадных систем, применяемых в России
Назад

Анализ надежности и долговечности технических решений наружных стен и фасадных систем, применяемых в России

С развитием монолитного домостроения в России основным и наиболее массовым типом наружных стен стали многослойные с конструкционными слоями из штучных материалов или монолитного железобетона с плитными утеплителями.

 
Рис. 1. Конструктивные решения наружных многослойных стен с различными видами облицовки.Условные обозначения: 1-кладка из блоков, 2-плита перекрытия, 3-термовкладыш, 4-деформационный шов, 5-штукатурка, 6-кирпичная кладка в ½ кирпича, 7-эффективный утеплитель, 8-невентилируемый воздушный зазор, 9-облицовочные панели, 10- воздушный зазор, 11-кронштейн, 12-"Т"- образная направляющая, 13-диффузионная пленка,14-оцинкованная сетка,15-связи, 16-стеклопластиковая сетка.

  Опыт эксплуатации значительной части таких конструкций за последние десятилетия показал, что применяемые технические решения и стеновые материалы в сочетании с низким качеством строительного производства не всегда удовлетворяют требованиям по обеспечению прочностных, деформативных и теплозащитных характеристик.

  При монтаже и эксплуатации многослойных стен наблюдается ряд проблем с обеспечением необходимых прочностных и деформативных характеристик узлов крепления облицовки на наружные стены здания, связанных с массовым применением стеновых блоков из традиционных теплоэффективных ячеистых и легкобетонных блоков плотностью D600 и менее с прочностью не более В0,5–В1,5. Кроме того в многослойных конструкциях, возводимых с применением плитных утеплителей, особую актуальность приобретают вопросы качества теплоизоляции, поскольку именно из-за недостаточной ее долговечности через 20 – 40 лет возникают проблемы необходимости ее замены.

  Очевидно, что более долговечными и технологичными являются эффективные однослойные конструкции. В отличие от многослойных стен с применением утеплителей такие конструкции являются более долговечными вследствие большей сопротивляемости влагонакоплению. Однако основным препятствием к проектированию таких конструкций является то, что их возведение возможно из бетонов плотностью не более 600 - 700 кг/м3, обладающих необходимыми теплотехническими характеристиками, а применение современных ячеистых бетонов, керамических камней или легких бетонов на основе традиционных заполнителей не всегда обеспечивает требуемые физико-механические свойства наружных стен.

  Конструкции наружных многослойных стен с кирпичной облицовкой

  Впервые в России конструкция стены из нескольких слоев кирпичной кладки была предложена инженером А.И. Герардом в 1829 году(рис. 2).
 
Рис. 2. Конструкции стен из облегченной кирпичной кладки А.И. Герарда и применявшиеся в них гибкие металлические связи.

  Однако наибольшее распространение кирпичная облицовка стен получила в странах Европы с 50-х годов XIX века. В СССР лишь в первой половине XX века стали применяться наружные стены, разработанные на базе конструкций А.И. Герарда. Связь в таких стенах между внутренним и наружным слоями кладки выполнялась в основном гибкими стальными связями либо с помощью перевязки кирпичом, были предложения выполнять связи из пластин этернита (асбестоцемента), являющегося стойким к коррозии.

  Инженером Н.С. Поповым в середине ХХ века в ЦНИПС разработана инструкция по кладке стен из облегченной кирпичной кладки для возведения зданий высотой до 15 м. Стены состояли из наружного и внутреннего слоев толщиной в полкирпича, пространство между которыми заполнялось шлакобетоном или готовыми шлакобетонными вкладышами (рис. 3). Соединение слоев осуществлялась с помощью тычковых рядов кирпича, входящих в бетон через три-пять ложковых рядов кладки в одном сквозном ряду или в шахматном порядке. Общая толщина стен составляла 38-65см. Также известны инструкции по кладке облегченных стен системы Попова-Орлянкина; Попова-Поповой (рис. 3).
 
Рис. 3. Конструкции наружных стен систем Н.С. Попова и Н.И. Орлянкина по инструкциям.

  В «Инструкции по проектированию и возведению облегченных стен из кирпича и бетонных камней», разработанной под руководством инженера Семенцова,были представлены новые конструкции стен из колодцевой кладки толщиной 51-56см с вертикальными кирпичными диафрагмами толщиной 12 см (рис. 4 а, б) и 25 см (рис. 3 е), а также стены из кирпичной кладки с внутренней воздушной прослойкой, в которых внутренний слой кладки толщиной 12 см или 25 см соединялся с наружным слоем толщиной 12 см металлическими гибкими связями или горизонтальными кирпичными диафрагмами (рис.3 д; рис.4 в, г). Кроме кирпичных кладок были широко представлены стены из бетонных камней, как с кирпичной облицовкой, так и без нее (рис.5).
 
Рис.1.1.4. Конструкции стен, представленные в инструкции: а-б) из колодцевой кладки, в) на гибких металлических связях, г) с уширенным швом.
 
Рис. 1.1.5. Конструкции стен из кладки бетонных блоков с облицовкой кирпичом (кирпичная облицовка) по инструкции: а) с воздушной прослойкой между слоями, б) без воздушной прослойки.

  Технические решения современных наружных стен с повышенным сопротивлением теплопередачи на основе легких и ячеистых бетонов разрабатывались, в том числе и в ОАО «КТБ ЖБ». Наружные стены представлены, как правило, в виде ненесущих конструкций толщиной 400-750 мм, с поэтажной разрезкой и опиранием на плиты перекрытий (рис. 6, 7).

Однако,как показала практика эксплуатации многослойных стен с кирпичной облицовкой на основе традиционных легких и ячеистых бетонов с применением эффективных утеплителей их надежность и долговечность не может быть полностью обеспечена. Это объясняется неоднородностью конструкции в теплофизическом отношении и сложными условиями эксплуатации – наличием внутреннего слоя с повышенной теплозащитой, приводящей к увеличению количества циклов попеременного замораживания-оттаивания в осенне-весенние периоды года, температурными деформациями и напряжениями в конструкционных слоях, низкой прочностью стеновых блоков и низкой долговечностью самого утеплителя. Основные недостатки облицовки наружных стен кирпичной кладкой - появление дефектов уже на ранних стадиях эксплуатации (определены по результатам натурных обследований).
 
Рис. 1.1.6. Фрагмент плана наружной стены с указанием типов наружных стен.
                                                  а)                                                                         б)
 
Рис. 7. Конструкции наружных стен многослойных стен с кирпичной облицовкой.
Конструкции наружных с использованием навесных фасадных систем и технологии «мокрых» фасадов
На основе существующих зарубежных аналогов в стране появились навесные фасадные системы с вентилируемым зазором (рис. 8) и фасадные системы, предусматривающие наружное утепление фасадов с облицовочным штукатурным слоем по технологии «мокрых фасадов» (рис. 9).
а)                                                                                          б)
                  
Рис.8 а) конструкция навесной фасадной системы «Интерал» 1- наружная стена, 2- кронштейн, 3-анкерный болт, 4-флажок, 5-вертикальный профиль, 6- облицовочный алюминиевый лист, 7- заклепки вытяжные для крепления облицовочного листа, 8- утеплитель, 9- тарельчатый дюбель, 10- паронитовая прокладка; б) общий вид вентилируемой системы «Диат» на фасаде здания.

  В основе вентилируемых фасадов с вентилируемым зазором (рис. 8) лежит несущий металлический каркас в виде стоечно-ригельной подсистемы, монтируемый на стены или на несущие элементы каркаса здания с помощью кронштейнов, анкерных дюбелей или болтов.С наружной стороны к направляющим каркаса подсистемы устанавливается навесной защитно-декоративный слой из различных декоративных плит и панелей – керамические, металлические или композитные панели и плиты и пр. В плоскости каркаса фасадной системы на наружную поверхность стены закрепляется утеплитель. При этом между утеплителем и наружным экраном остается воздушный зазор порядка 40 - 100мм. Вентилируемые фасады представлены отечественными системами «Интернал» (Техноком),«Мармарок»,«U-KON»,«Волна»,«ALUCOM», «Диат», «Тепломакс» и др.
                                                        а)                                                          б)
 
Рис. 9. а) конструкция фасадной системы с тонким штукатурным слоем «Termokreps» 1 - клеевой состав, 2 - плитный утеплитель (минеральная вата или пенополистирол), 3 - тарельчатый дюбель, 4, 6 - клеевой раствор,                5 - армирующая сетка, 7 - цокольная планка, 8- декоративная штукатурка,              9 – 11 - клеевой раствор;  б) общий вид здания с фасадами, выполненными по «мокрой» технологии.

  Основным преимуществом данной фасадной системы является конструктивное решение, предотвращающее накопление влаги в толще утеплителя в течение года, поддерживая её эффективность на проектном уровне.

  Недостатками системы являются:

  •    возможное попадание атмосферных осадков в толщу утеплителя в отдельных конструкциях на высоте под действием ветрового давления, что снижает эксплуатационные показатели системы;
  •    образование высокого уровня шума, как в вентилируемом зазоре, так и в швах между облицовочными деталями вследствие повышенного ветрового давления в отдельных решениях (при высокой скорости ветра появляются свист, вибрации и дребезг даже у хорошо закрепленных элементов облицовки, и возникает опасность падения деталей фасада);
  •   снижение коэффициента теплотехнической однородности вследствие проходящих сквозь слой утеплителя и крепящихся в материале основной стены стальных кронштейнов (в зависимости от конструкций навесной вентилируемой системы коэффициент теплотехнической однородности r, в результате влияния кронштейнов, анкерных дюбелей и болтов составляет 0,6-0,7 для алюминиевых элементов и 0,8-0,9 для стальных);
  •    отмечается значительное снижение теплозащитных качеств вентилируемых фасадов за счет негативного влияния продольной фильтрации воздуха в минераловатных плитах (до 25-30%), проникающего через швы облицовочных элементов.


  Однако основным недостатком НФС с вентилируемым зазором является необходимость применения стеновых материаловс обеспечением повышенных прочностных и деформативных характеристик, что создает ряд проблем, связанных с массовым применением блоков из традиционного ячеистого бетонаили пенополистиролбетона и подобных материаловплотностью D 600 и менее с прочностью не более В0,5 – В 1,5при монтаже и эксплуатации навесных фасадных систем. Подобные проблемы также актуальны при анкеровке гибких связей, обеспечивающих соединение конструктивных слоев в многослойных наружных стенах с кирпичной облицовкой.

  Технические решения, предусматривающие наружное утепление фасадов с облицовочным штукатурным слоем по технологии «мокрых фасадов» (рис. 9), представлены отечественными и зарубежными системами «ХЕКК-ТИСС», «Драйвит», «Синтеко», «Теплый дом», «Текс-Колор», «Kreisel», «Weber», «Knauf», «Murexin», «Тепломакс», «Бау», «TERMOKREPS». Впервые данный способ был применен в скандинавских странах в 40-е годах и в Германии в 1959 г. фирмой «Drivit».

  Существенным достоинством систем «мокрых фасадов» является практическое отсутствие «мостиков холода», так как для утепления используется приклеиваемый или монтируемый на ПВХ-анкеры теплоизоляционный материал, который впоследствии покрывается армирующей пленкой и тонким штукатурным слоем.
Основным недостатком подобных фасадных систем является низкая долговечность наружного штукатурного слоя вследствие его расположения в плоскости максимального увлажнения (на границе утеплителя с наружным штукатурным слоем). Так как количество циклов замораживания-оттаивания штукатурного слоя, нанесенного на теплоизоляционный слой, значительно превышает по сравнению с тем же слоем, нанесенным, например, на кирпичные или блочные стены, то на 5 - 7 году эксплуатации в штукатурном слое появляются трещины. При этом безремонтный срок эксплуатации наружного штукатурного слоя в 30 лет, указанныйв, относитсяк материалам, нанесенным непосредственно на поверхность стен без наружного утепления, а заявляемые производителями показатели эластичности отделочных материалов для рассматриваемых фасадов справедливы только при положительных значениях температуры.

Поделиться
в соцсетях
#Бетон #Проектирование

Читайте также:

Стоимость экспертизы проектной документации

Стоимость проведения экспертизы проектной документации не имеет фиксированного значения, поскольку зависит от многих фак...

Экологическая экспертиза проектной документации

Проведение экологической экспертизы проектной документации необходимо для того, чтобы ограничить любое пагубное воздейст...

Экспертное сопровождение проектной документации

Экспертное сопровождение проектной документации – это комплекс мероприятий для оценки качества проектной документации. С...

Эксперт проектной документации

Согласно действующему законодательству Градостроительного кодекса Российской Федерации лица, занимающиеся вопросами подг...

Аудит пожарной безопасности и независимая оценка пожарных рисков объекта

Пожарная безопасность на производственных и общественных объектах является одним из наиболее сложных вопросов для собств...

Стадии разработки проектной документации

Разработка проекта – это многоэтапный процесс, главной и финальной задачей которого является формирование рабочей докуме...

Что такое Единый государственный реестр заключений

Единый реестр заключений экспертизы проектной документации является специфическим ресурсом. Деятельность регламентируетс...

Корректировка проектной документации

В тех случаях, когда проектная документация еще не согласована с заказчиком, не подана на экспертизу и не оформлено ...