Книги / Rumyantsev_B_M_i_dr_Sistemy_izolyatsii_stroitelnykh_konstruktsiy_2016

пускающей проникновения влаги в жидкой фазе и максимально сокращающей проникновение водяных паров в толщу теплоизоляции. Взаимное расположение отдельных слоев ограждающих конструкций должно способствовать высыханию конструкций и исключать возможность накопления влаги в ограждении в процессе эксплуатации.

Для обеспечения лучших эксплуатационных характеристик в многослойных конструкциях зданий с теплой стороны следует располагать слои большей теплопроводности и с большим сопротивлением паропроницанию, чем наружные слои.

При проектировании зданий для повышения пределов огнестойкости и снижения пожарной опасности внутренней и наружной поверхностей стен следует предусматривать устройство облицовки из негорючих материалов или штукатурки, а для защиты от воздействия влаги и атмосферных осадков — дополнительно окраску водоустойчивыми составами, выбираемыми в зависимости от материала стен и условий эксплуатации.

Долговечность теплоизоляционных конструкций и материалов должна быть более 25 лет, долговечность сменяемых уплотнителей — более 15 лет.

С теплотехнической точки зрения различают 3 вида наружных стен по числу основных слоев: одно-, двух- и трехслойные.

Внастоящем пособии рассматриваются двухслойные конструкции.

Вдвухслойных стенах утеплитель предпочтительно располагать снаружи. Используются 2 варианта наружного утеплителя: системы с наружным покровным слоем без зазора и системы с воздушным (вентиляционным) зазором между наружным облицовочным слоем и утеплителем. Не рекомендуется применять теплоизоляцию с внутренней стороны из-за возможного накопления влаги в теплоизоляционном слое. Однако в случае необходимости такого применения поверхность со стороны помещения должна иметь сплошной и долговечный пароизоляционный слой.

Тепловую изоляцию наружных стен следует проектировать непрерывной в плоскости фасада здания. При применении в ограждающих конструкциях горючих утеплителей оконные и другие проемы по пери-

метру следует обрамлять полосами шириной не менее 200 мм из минераловатного негорючего утеплителя плотностью не менее 80—90 кг/м3.

290

Общие принципы проектирования фасадных систем зданий с каменными стенами

При проектировании стен из кирпича и других мелкоштучных материалов следует применять облегченные фасадные конструкции в сочетании с плитами из эффективных теплоизоляционных материалов.

Стены зданий из кирпича и керамических камней, за исключением стен с воздушными прослойками, а также стены, облицованные кирпичом, рекомендуется проектировать, как правило, с расшивкой швов кладки по фасаду. При применении камней из пористой керамики рекомендуется предусматривать облицовочный слой из кирпича с анкерами из нержавеющей стали или из стеклопластика для связки с основной кладкой.

Встроительной практике используются 3 основных типа конструктивных решений: фасадные системы со штукатурным слоем, фасады с вентилируемым зазором и слоистые системы.

Системы применяют для одно- и многоэтажных зданий, I—IV степени огнестойкости с сухим и нормальным температурно-влажностным режимом для строительства на всей территории страны; для несущих или самонесущих стен из штучных материалов (кирпич, камни, бетонные блоки) или монолитного железобетона.

Штукатурные фасады — системы с теплоизоляцией и отделочным слоем из тонкоили толстослойной штукатурки, предназначенные для наружного утепления стен зданий различного назначения. Толщина отделочного слоя тонкослойной штукатурной системы составляет 4,5— 5 мм, толстослойной — 20—30 мм.

Вконструкции с тонким штукатурным слоем утеплитель приклеивают к несущему слою стены и дополнительно укрепляют распорными дюбелями. Крепление толстослойной штукатурки осуществляется при помощи специальных крепежных элементов и нержавеющей стальной сетки.

Навесные фасадные системы утепления с вентиляционным зазором представляют собой конструкцию, в которой утеплитель защищен от атмосферных воздействий навесной облицовкой, установленной на кронштейнах подконструкции с образованием воздушного канала между облицовкой и утеплителем. В качестве облицовочных материалов системы могут применяться различные плитки из природных каменных

291

материалов, керамики, керамогранита, фиброцемента, стекла, а также металлические и полимерные фасадные панели (сайдинг).

При проектировании стен с вентилируемой воздушной прослойкой (стены с вентилируемым фасадом) следует руководствоваться следующими рекомендациями:

•воздушная прослойка должна иметь толщину не менее 60 и не более 150 мм, и ее следует размещать между наружным слоем и теплоизоляцией; необходимо предусматривать рассечки воздушного потока по высоте каждые 3 этажа из перфорированных перегородок;

•при расчете приведенного сопротивления теплопередаче следует учитывать все теплопроводные включения, в том числе крепежные элементы облицовки и теплоизоляции;

•наружный слой стены должен иметь вентиляционные отверстия, суммарная площадь которых определяется из расчета 75 см2 на 20 м2 площади стен, включая площадь окон;

•нижние (верхние) вентиляционные отверстия, как правило, следует совмещать с цоколями (карнизами), причем для нижних отверстий предпочтительно совмещение функций вентиляции и отвода влаги;

•необходимо применять жесткие негорючие теплоизоляционные материалы плотностью не менее 80—90 кг/м3, имеющие на стороне, обращенной к прослойке, ветро-, воздухозащитные паропроницаемые мембраны (типа Tyvek);

•при использовании в качестве наружного слоя облицовки из плит искусственных или натуральных камней горизонтальные швы должны быть раскрыты (не должны заполняться уплотняющим материалом).

Слоистая (колодезная) кладка представляет собой трехслойную конструкцию. Несущая стена может быть выполнена из кирпича, камней и блоков из ячеистых бетонов, бетонных блоков с пустотами. Далее расположены слой теплоизоляции и внешний слой из лицевого кирпича, который несет защитно-декоративную функцию. Внутренняя и наружная части трехслойной кладки связываются между собой специальными закладными деталями — гибкими связями из коррозионно-стойких сталей или композиционных полимерных материалов (на основе базальтовых, углеродных и других волокон).

Устройство слоистых кладок можно разделить на 2 типовых решения: с воздушным зазором и без него. Каждое решение имеет свои осо-

292

бенности. С одной стороны, устройство воздушного зазора увеличивает общую толщину стены, а следовательно, и фундамента; увеличится также и длина гибких связей. С другой стороны, наличие воздушного зазора позволяет удалять влагу из несущей стены и утеплителя (минеральной ваты), в то время как в конструкции без воздушного зазора пар будет проходить и через облицовочный кирпич.

При проектировании стен с невентилируемыми воздушными прослойками следует руководствоваться следующими рекомендациями:

•размер прослойки по высоте должен быть не более высоты этажа

ине более 6 м, размер по толщине — не менее 40 мм (10 мм при устройстве отражательной теплоизоляции);

•воздушные прослойки следует разделять глухими диафрагмами из негорючих материалов на участки размером не более 3 м;

•воздушные прослойки рекомендуется располагать ближе к холодной стороне ограждения.

Общие принципы проектирования систем изоляции каркасных зданий

Каркасная конструкция состоит из трех основных элементов: каркаса (металлического, деревянного или железобетонного), теплоизоляции, внешней и внутренней облицовки (обшивки).

Целью проектирования каркасного здания является достижение теплового и акустического комфорта при сохранении установленных уровней пожарной, гигиенической и экологической безопасности.

В теплотехнических расчетах каркасного здания следует учитывать, что опорные элементы каркаса являются «мостиками холода». Они изготовлены из материалов (металл, бетон, дерево), теплопроводность которых существенно превышает теплопроводность теплоизоляционного материала. Именно в этих теплопроводных включениях могут возникать условия для образования «точки росы», и, как следствие, возможны промерзание конструкции, протечки и разрушения. Теплотехническая неоднородность должна учитываться в расчете эффективного сопротивления теплопередаче, которое всегда ниже, чем номинальное.

Основную функцию теплозащиты в каркасном здании выполняет теплоизоляция. Внутренняя и внешняя обшивки имеют значительно

293

меньшую толщину, чем теплоизоляция. Поэтому их теплопроводность не оказывает существенного влияния на суммарное сопротивление теплопередаче, а основной задачей при проектировании теплозащиты каркасного здания является выбор теплоизоляционного материала и его необходимой толщины.

Для повышения энергоэффективности конструкции каркасных зданий используют следующие технические решения:

•выбор теплоизоляции с минимальной теплопроводностью в условиях эксплуатации;

•использование стоек каркаса с редуцированным сердечником: двутавровых балок из деревянных брусков и центральной перемычкой из ОСП или легких стальных профилей с термопросечками (так называемый «термопрофиль»);

•максимально большие расстояния между стойками каркаса при сохранении несущей способности конструкции);

•дополнительные уплотнительные терморазделяющие ленты из пенополиуретана или жесткой минеральной ваты в узлах сопряжения обвязочных балок с перекрытиями или кровлей;

•смещение дверных и оконных коробок в каркасных зданиях к внутренней поверхности стены и расположение их с подветренной стороны здания;

•расположение помещений с повышенной влажностью (кухни, душевые), а также вентиляционных коробов в центре здания.

Для повышения акустического комфорта в каркасных зданиях следует уделять особое внимание исключению всех неплотностей в конструкции: щелей, трещин, сквозных отверстий. Их устраняют конструкционными мерами, заделкой герметиками и другими материалами по всей глубине щели. Каркасные панели должны крепиться друг к другу через демпфирующие прокладки в виде полос из пористой резины или другого мягкого полимерного долговечного материала.

Одной из мер по обеспечению пожарной безопасности является ограничение пожарной опасности строительных материалов, используемых в облицовке фасадов. Устанавливаемый предел огнестойкости конструкции зависит от материалов, из которых она изготовлена, а также от шага стоек каркаса и качества монтажа [46]. Помимо общих требований к огнестойкости конструкции существуют требования к кон-

294

струкциям отдельных категорий жилых и общественных зданий [47; 63; 64].

Для повышения энергоэффективности здания следует максимально снизить его воздухопроницаемость, т.е. устранить все возможные неплотности конструкции. Воздухопроницаемость конструкции нормируется СП 50.13330.2012 [61], а также ведомственными методическими документами в строительстве.

Воздухопроницаемость наружных стен, перекрытий и покрытий жилых, общественных, административных и бытовых зданий и помещений должна быть не более 0,5 кг/(м2·ч), а воздухопроницаемость стыков между панелями наружных стен не должна превышать 1,0 кг/(м2·ч).

Герметичность каркасного здания обеспечивается паро- и гидроизоляционными материалами, а также с помощью заделки стыков в обшивке. В каркасных конструкциях особенно тщательно следует выполнять заделку щелей и зазоров между конструкционными элементами. В них должны отсутствовать повреждения: трещины, раковины, сколы. В районах с сильным ветровым давлением следует дополнительно ограничивать движение воздуха через конструкцию. Для этого существуют специальные инженерные решения (ориентация здания, заградительные посадки и пр.).

2.3.Фасадные системы зданий

скаменными стенами

2.3.1.Фасадные системы наружного утепления зданий

сотделочным слоем из тонкослойной штукатурки

Описание системы

Системы с тонкослойной штукатуркой представляют собой многослойную конструкцию, состоящую из теплоизоляции, армированного штукатурного слоя и защитно-декоративного штукатурного слоя [66]. Такие системы наиболее эффективны из-за отсутствия внутри них жестких связей, которые могут являться мостиками холода. Рассмотрим данную систему на примерах ТН-ФАСАД Декор и ТН-ФАСАД Комби

(рис. 2.17, 2.18).

295

Рис. 2.17. Система ТН-ФАСАД Декор: а — общий вид; б — схема; 1 — несущая стена; 2 — клей для теплоизоляционных плит; 3 — упрочняющая грунтовка;

4 — минераловатный утеплитель ТЕХНОФАС, ТЕХНОФАС Л; 5 — декоративная штукатурка; 6 — стеклотканевая сетка; 7 — тарельчатый фасадный анкер;

8 — базовый армирующий слой; 9 — кварцевая грунтовка; 10 — фасадная краска (по необходимости)

Рис. 2.18. Система ТН-ФАСАД Комби: а — общий вид; б — схема; 1 — несущая стена; 2 — клей для теплоизоляционных плит; 3 — упрочняющая грунтовка;

4 — противопожарные рассечки из минеральной ваты ТЕХНОФАС, ТЕХНОФАС Л; 5 — стеклотканевая сетка; 6 — декоративная штукатурка; 7 — утеплитель — плиты из экструзионного пенополистирола ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON ECO FAS;

8 — тарельчатый фасадный анкер; 9 — базовый армирующий слой; 10 — кварцевая грунтовка; 11 — фасадная краска (по необходимости)

296

Основанием системы могут быть несущие, самонесущие стены из штучных материалов (кирпич, камни, ячеисто-бетонные и бетонные блоки плотностью не менее 800 кг/м3 и классом по прочности не менее B2,5) и монолитного железобетона (с минимальной прочностью В15). В системе ТН-ФАСАД Декор в качестве теплоизоляции используются плиты или ламели из каменной ваты, например ТЕХНОФАС, ТЕХНОФАС Л (см. рис. 2.17). С помощью ламелей легко выполнить утепление криволинейных поверхностей, учитывая их высокую гибкость, расположение волокон, перпендикулярное изолируемой поверхности, и небольшую (до 200 мм) ширину.

Возможно также использовать плиты из пенополистирола ППС16Ф или экструзионного пенополистирола XPS ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON ECO FAS с противопожарными рассечками (система ТН-ФАСАД Комби). В качестве противопожарных рассечек фасада используются жесткие гидрофобизированные теплоизоляционные плиты ТЕХНОФАС в виде нарезки по ширине рассечки либо ламели ТЕХНОФАС Л (см. рис. 2.18). Для теплоизоляции цокольной части применяются плиты из экструзионного пенополистирола XPS ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON ECO FAS со специальной фрезерованной поверхностью, которая обеспечивает высокое сцепление со штукатурным клеем.

По предварительно прогрунтованной поверхности ограждающей конструкции плиты приклеивают клеевой смесью к фасаду с площадью контакта не менее 40 % площади плиты, затем закрепляют тарельчатыми дюбелями. Схема крепления зависит от толщины армированного штукатурного слоя и изменяется поярусно в зависимости от высотности здания.

Армированный базовый штукатурный слой получают путем нанесения на поверхность теплоизоляции штукатурного раствора с укладкой в нее армирующей сетки и последующим выравниванием поверхности.

Защитно-декоративный штукатурный слой предохраняет конструкцию от климатических воздействий и определяет цветовое решение и фактуру фасада здания. Для устройства защитно-декоративного слоя используют минеральные штукатурные смеси (цементные, известковые или цементно-известковые), обладающие высокой паропроницаемостью. Могут применяться также полимерные штукатурные смеси, позволяющие применять их в сочетании с плитами из каменной ваты.

297

Для обеспечения защитных и декоративных функций применяют доборные элементы: профиль примыкания к оконным и дверным рамам, цокольный профиль, профиль деформационного шва, угловой профиль и др.

Система утепления с тонким штукатурным слоем может устраиваться в следующих типах зданий:

•в одно- и многоэтажных зданиях классов функциональной пожарной опасности Ф1-Ф5 [46], расположенных в районах с неагрессивной

ислабоагрессивной окружающей средой [54];

•в зданиях, расположенных в районах с обычными геологическими

игеофизическими условиями, а также на просадочных грунтах 1-го типа [45] и относящихся к различным ветровым районам [51] с учетом высоты, расположения и конструктивных особенностей зданий, а также типа местности;

•в зданиях, расположенных в районах с сухим, нормальным и влажным температурно-влажностными режимами [61] при температурах на поверхности декоративно-защитного слоя системы не менее –40 °С и не более +80 °С, а также относительной влажности воздуха основных и вспомогательных помещений зданий повышенного и нормального уровней ответственности 75 % и температуре внутреннего воздуха не более 30 °С.

Фасады с отделочным штукатурным слоем на минераловатном базальтовом утеплителе являются негорючими, поэтому никаких ограничений по пожарной опасности такие системы не имеют и могут применяться в зданиях всех степеней огнестойкости [46].

Фасады с отделочным штукатурным слоем на утеплителе из пенополистирола разрешены к применению на зданиях высотой до 75 м всех степеней огнестойкости и всех классов конструктивной и функциональной пожарной опасности, кроме классов функциональной пожарной опасности Ф1.1 (детские дошкольные учреждения, специализированные дома престарелых и инвалидов (неквартирные), больницы, спальные корпуса школ-интернатов и детских учреждений) и Ф4.1 (школы, внешкольные учебные заведения, средние специальные учебные заведения, профессионально-технические училища) [46].

Кроме того, для фасадных систем с утеплителем из пенополистирола имеются дополнительные противопожарные требования: использова-

298

ние только пенополистирола с антипиренами (марки ППС15Ф, ППС16Ф, ППС20Ф); выполнение при монтаже специальных противопожарных рассечек из негорючей базальтовой минеральной ваты, которые препятствуют распространению огня внутри утеплителя. Такие рассечки устанавливаются в виде обрамления вокруг оконных, дверных блоков, а также в виде межэтажных, стартовых и финишных прокладок.

Особенности проектирования фасадных систем с отделочным слоем из тонкослойной штукатурки

Конструкцию системы утепления с тонким штукатурным слоем необходимо проектировать с учетом совместного действия статической нагрузки от собственного веса системы и ветровых нагрузок, а также изменения температуры в годовом и суточном циклах при обеспечении свободы температурных деформаций и сохранении прочностных и теплотехнических свойств системы.

Проектирование системы должно выполняться в соответствии с требованиями СП 50.13330.2012 [61]:

•по сопротивлению теплопередаче ограждающей конструкции;

•по теплоустойчивости ограждающей конструкции;

•по паропроницаемости ограждающей конструкции.

Требуемое сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции принимают исходя из следующих условий:

•недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период эксплуатации;

•ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха.

Правила монтажа фасадных систем наружного утепления зданий с отделочным слоем из тонкослойной штукатурки

• Подготовка поверхности стен

Перед началом работ следует металлическими щетками провести механическую очистку поверхности стен от пыли и грязи. В случае с бетонными стенами нужно удалить подтеки бетона и цементного молочка. Затем необходимо выровнять поверхность, заделать трещины, раковины, впадины и выемки полимерцементным раствором М100,

299