5.4.2 Подоблицовочные конструкции

Подоблицовочная конструкция состоит из кронш­тейнов, которые крепятся непосредственно на стену, и несущих профилей, устанавливаемых на кронштейны. На несущие профили, образующие каркасную систему, с помощью специальных элементов крепежа монтируются плиты (листы) облицовки. Утеплитель фиксируется на на­ружной поверхности стены с помощью дюбелей, специ­альных профилей и т.п.

Основное предназначение подоблицовочных конст­рукций заключается в том, чтобы надежно закрепить пли­ты облицовки и теплоизоляции к стене так, чтобы между теплоизоляцией и отделочной панелью остался венти­ляционный промежуток. При этом исключаются клеевые и другие "мокрые" процессы, а все соединения осуществля­ются механически.

Правильно спроектированная подоблицовочная конструкция должна обладать достаточной несущей спо­собностью, воспринимающей собственный вес, а также вес облицовочных материалов и утеплителя. Кроме того, она должна обладать антикорро­зийной стойкостью, необходимой подвижностью узлов для выдерживания динамических (ветер, температурные перепады и т.д.) нагрузок, возможностью выравнива­нии неровностей несущего основания, легкостью и вы­сокой скоростью монтажа и т. д.

Основные элементы подоблицовочной конструк­ции. Одними из основных элементов, призванных обес­печить надежное крепление под конструкции к несущему основанию, являются кронштейны (рис. 5.39). В зависи­мости от материала самой подоблицовочной конструк­ции они могут быть выполнены из разных материалов - алюминия, оцинкованной или нержавеющей стали.

Рисунок 5.39 - Кронштейны

Крепление кронштейнов к стене обеспечивают спе-циальные анкеровочные элементы. Тип дюбелей и шурупов, анкеров, их диаметр, глубина установки под­бирается в зависимости от выдергивающей нагрузки и материала стены, в которую устанавливается данный крепежный элемент.

Кронштейны могут образовывать не­обходимое расстояние между стеной и облицовочным материалом, что позволяет использовать утеплитель не­обходимой толщины. Кронштейны должны выдерживать как статические, так и динамические нагрузки, и обеспечивать возмож­ность установки фахверка на неровных основаниях. Поэтому важнейшими характеристиками кронштейнов являются несущая способность и возможность измене­ния длины. Несущая способность кронштейнов играет особую роль при больших выносах фахверка. В этом случае ли­бо необходимо увеличивать количество кронштейнов (что дает общее удорожание конструкции), либо приме­нять кронштейны с большей несущей способностью.

Для выравнивания неровностей стены необходимо иметь большой типоразмерный ряд, либо использовать кронштейны с широкими пределами изменения длины. Оба варианта позволяют отступать от стены на рас­стояние до 0,5 м. Кронштейны, имеющие возможность значительно изменять свою длину, имеют всего три ти­поразмера, а длина каждого типа кронштейна плавно регулируется в пределах до 13 см, что позволяет отсту­пать от стены на любое требуемое расстояние. Это дает некоторые плюсы при производстве работ. Как правило, при новом строительстве, расчет количества кронштей­нов определенного типоразмера осуществляется на ста­дии проекта, исходя из предположения, что стены ров­ные. При осуществлении же работ часто выясняется, что привезенные элементы определенных типоразмеров не могут обеспечить необходимое выравнивание стен - приходится дозаказывать другие типоразмеры, что в ито­ге приводит к общему удорожанию работ. При исполь­зовании кронштейнов с изменяемой в значительном диапазоне длиной этой проблемы не возникает.

При анализе конструктивных особенностей крон­штейнов и способов их крепления к стене немаловаж­ным обстоятельством является возможность образова­ния "мостиков холода". Для решения данной проблемы применяют два подхода: принцип "точечного контакта", или сокращение площади соприкосновения металла со стеной, и применение различных теплоизо­лирующих прокладок. Западные фирмы в качестве про­кладок используют различные пластики, российские компании чаще всего применяют парониты, являющи­еся эффективными теплоизоляторами.

У каждого из подходов есть свои достоинства и не­достатки. При точечном креплении, в силу конструктивно­го решения, теплопроводность ниже, но одновременно снижается и несущая способность крепления кронштей­нов к стене. При увеличении площади контакта ситуация меняется на обратную.

Несущая конструкция (фахверк) состоит из антикоррозийных профилей (алюминия, нержавеющей или оцинкованной стали, легированных сплавов) или антисептированного дерева (рис. 5.40).

Рисунок 5.40 - Разнообразные несущие профили

Разработано большое многооб­разие профилей для различных фасадов (Т-образные, Г-образные, П - образные и др.).

Несущая профильная конст-рукция применяется трех типов горизонтальная, вертикальная (рис. 5.41.А) и комбинированная (совмещенная) (рис. 5.41.Б).

Рисунок 5.41 – Виды подоблицовочных конструкций:

А - с вертикальными направляющими; Б - комбинированная система

Наихудшей, с точки зрения работы пространственной конструкции, является конструкция из горизонтальных направляющих, т.к. профили в этой системе работают на изгиб и кручение. В конструкции из вертикальных нап­равляющих профили воспринимают нагрузки на сжатие и растяжение (более благоприятный режим работы), кро­ме того, такая конструкция не препятствует вертикаль­ному (основному) воздушному потоку. Наилучшей же является комбинированная конструкция, в которой к телу стены крепятся горизонтальные направляющие, а к ним - вертикальные направляющие, на которые ложится наг­рузка от облицовочных плит. В такой конструкции про­исходит перераспределение нагрузки и не создается препятствий вертикальному воздушному потоку. Но в то же время комбинированная конструкция этого типа достаточно металлоемка. Существует также и совмещенная конструкция другого типа. В ней к несущей стене крепятся вертикальные направляющие, а уже к ним – горизонтальные. Такая кон­струкция наследует все минусы классической горизон­тальной конструкции, поэтому ее применяют, в основном, для толстостенной облицовки из натурального камня, который крепится путем горизонтальных продольных про­пилов в направляющих. В этом случае горизонтальные направляющие испытывают, по большому счету, нагруз­ки на вертикальное поперечное сжатие, что позволяет всей системе хорошо работать. Кроме того, такая кон­струкция применяется при использовании невидимого (скрытого) крепежа. В этом случае негативное влияние конструкции снижается из-за:

а) крепления каждой плитки двумя отдельными горизон­тальными направляющими (что уменьшает нагрузку на каж­дую из них);

б) увеличения относа системы от утеплителя, что увели­чивает эффективный воздушный зазор.

К несущим профилям крепится облицовка. Обли­цовочные панели можно достаточно условно разделить на три группы: тяжелые (натуральные камни), легкие (керамогранит, цементно-волокнистые плиты и т.д.) и раз­ного рода самонесущие металлические изделия. Для каждой группы применяется свой вид подоблицовочной конструкции. Очевидно, что при использовании тяже­лых облицовок требуется более мощная, материалоемкая подконструкция, которая является и более доро­гой.

Плиты теплоизоляционного материала устанавливаются между несущими профилями и крепятся непосредственно к стене. При недостаточно прочном креп­лении возникает опасность сползания плит и образова­ния между ними щелей - "мостиков холода". Для ре­шения этой проблемы в некоторых системах преду­смотрено дополнительное крепление теплоизоляцион­ных материалов и к подоблицовочной конструкции.

Крепежные детали осуществляют механическое крепление облицовочных материалов к несущим профи­лям подоблицовочной конструкции. Различают видимые и скрытые элементы крепления

Рисунок 5.42 - Варианты крепления облицовок:

А - кассетный способ (система MIRASYSTEM«А»); Б, В - с помощью заклепок (системаU-kon); Г - с помощью накладной планки (системаU-kon)

Видимое крепление более простое, осуществляется кляммерами, шурупами - саморезами или заклепками. Чтобы придать всей конструкции единое цветовое ре­шение, видимые части крепежа окрашивают в цвет облицовочного материала. Ведущие производители крепе­жа используют только порошковую окраску. Элементы крепления часто поставляют сами фирмы, которые про­изводят облицовку, так как, например, если это саморез или кляммер, то он должен быть цвета облицовки. Кляммеры должны позволять легко производить монтаж облицовки, не позволять плите вибрировать при порывах ветра, обеспечивать надежное крепление. Оба типа крепления (скрытое и видимое) позволя­ют достаточно легко и быстро закрепить элементы об­лицовки несущей конструкции. Скрытое крепление требу­ет дополнительной обработки облицовочных панелей для обеспечения их крепления (в первую очередь эта от­носится к керамограниту, минериту и т.п.), что приво­дит к удорожанию конструкции вентилируемого фасада. На это необходимо обращать внимание архитекторов и заказчиков.

Для того чтобы исключить возможность разрушения облицовочных панелей, появление трещин (при терми­ческих изменениях размеров элементов конструкции), необходимо обеспечить требуемую подвижность узлов. Это достигается специальными конструктивными прие­мами.

По перечисленным выше требованиям, которым должна удовлетворять подоблицовочная конструкция, видно, что она является чрезвычайно сложной и ответ­ственной частью фасада. Подконструкция не может быть единой для всех типов зданий. Для того, чтобы подоб­рать и рассчитать требуемую номенклатуру изделий, ведущие фирмы требуют от заказчика предоставить ряд данных, например климатический район застройки, местонахождение (пустырь, плотная застройка и т.п.), высота и конфигурация здания, вид материала несущей стены, толщина и тип утеплителя, тип облицовки и способ ее крепления (видимый, неви­димый) и т.п. Только проанализировав все эти данные и сделав со­ответствующий расчет, можно подобрать номенклатуру изделий соответствующую конкретному фасаду здания, и уже после этого составить калькуляцию (стоимость подоблицовочной конструкции).

Необходимо также обратить внимание проектиров­щиков на то, что при проектировании вентилируемого фасада необходимо ответственно подойти к выбору материала несущих стен, особенно стен-заполнений в монолитном домостроении. В зданиях высотой более 40 м ветровые нагрузки близки, а в критических точках превышают собственный вес системы. При недостаточной несущей спо­собности стены кронштейны приходится ставить значи­тельно чаще и применять более дорогие анкеровочные элементы, что приводит к удорожанию подоблицовочной конструкции. Расчетом можно определить, что вы­годнее - применить дешевый стеновой материал, но получить удорожание на подоблицовочной конструкции вентилируемого фасада, или использовать более ка­чественный (сточки зрения несущей способности), хотя и более дорогой материал для стен.