Проектирование и монтаж навесных вентилируемых фасадов

Проектирование и монтаж навесных вентилируемых фасадовПроектирование и монтаж навесных вентилируемых фасадов.

Ячеистобетонные и пустотные стеновые материалы в многоэтажном строительстве (Часть 1.

Из опыта проектирования, монтажа и эксплуатации многослойных стеновых систем с применением НВФ.

Ужесточение нормативных требований к тепловой изоляции строительных объектов и переход от санитарно-гигиенических критериев оценки тепловой защиты зданий к экономическим, направленным на снижение расходов энергоресурсов, на их отопление, обусловили радикальное изменение подходов к проектированию наружных ограждающих конструкций. В результате на смену применявшимся до 1995 года однослойным решениям пришли многослойные стеновые системы, которые сегодня активно внедряются в строительную практику. При каркасно-монолитной основе здания очень часто компонентом таких систем становится кладка из мелкоразмерных стеновых блоков или кирпича. Поскольку при данной конструктивной схеме кладка служит исключительно ограждением, то есть является самонесущей в пределах этажа, для ее выполнения применяют, как правило, облегченные стеновые материалы, главным образом ячеистобетонные блоки, отличающиеся высокими теплоизоляционными характеристиками.

Однако ячеистый бетон обладает целым рядом особенностей, требующих соблюдения определенных правил при проектировании, монтаже и эксплуатации несущих и ограждающих конструкций, в составе которых он применяется. Конструктивные просчеты и ошибочные проектные решения могут привести к механическим повреждениям кладки, возникновению многочисленных дефектов на фасаде, а иногда и к более серьезным последствиям, вплоть до обрушения конструкций, о чем свидетельствует опыт эксплуатации объектов, причем не только в Москве, но и в других регионах.

Как показывает практика, наиболее проблематичными являются конструктивные решения, основанные на использовании ячеистобетонных блоков и пустотных материалов в качестве стенового заполнения каркасов монолитных зданий, когда кладки, выполненные из перечисленных материалов, служат основанием многослойных фасадных систем теплоизоляции.

Прежде всего, это относится к конструктивным схемам, предусматривающим применение навесных вентилируемых систем с закреплением несущих элементов металлического каркаса по всей плоскости ограждающих конструкций.

Участившиеся случаи отказов фасадных систем, смонтированных по ячеистобетонным основаниям, не могут не беспокоить строительную общественность. Этим объясняется та готовность, с которой более трех десятков специалистов, работающих в области фасадостроения, откликнулись на наше предложение стать участниками заседания круглого стола на тему «Ячеистобетонные и пустотные стеновые материалы в многоэтажном строительстве». Организатором этого мероприятия выступила компания «Ронсон групп» — объединение холдингового типа, в состав которого входят семь предприятий, в том числе компания «Ронсон системы» — известный производитель и поставщик навесных вентилируемых фасадов «Ронсон.

В обсуждении столь актуальной для строительного комплекса темы приняли участие: Михаил Гивиевич Александрия . исполнительный директор НО «Ассоциация «Наружные фасадные системы «АНФАС»; Сергей Вячеславович Архангельский . генеральный директор компании «Ронсон групп»; Владимир Васильевич Барышев . генеральный конструктор компании «Ронсон групп»; Владислав Фёдорович Беляев . заведующий отделом ОТСП ЦНИИПСК им. Н.П. Мельникова; Виталий Фёдорович Блинов . генеральный директор компании «Профинтер»; Владимир Геннадьевич Гагарин . зав. лабораторией теплотехнических характеристик и долговечности строительных материалов и конструкций НИИСФ РААСН; Александр Александрович Зайцев . главный архитектор проекта ОАО «Моспроект»; Алишер Равшанбекович Ирискулов . начальник отдела технического обследования и контроля качества фасадных работ ГУ «Центр «ЭНЛАКОМ»; Людмила Николаевна Колеганова . архитектор компании ООО «Сергей Киселёв и Партнёры»; Николай Валерьевич Латонов . технический директор компании «Юкон Инжиниринг»; Александр Иванович Муромский . главный архитектор проекта ОАО «Моспроект»; Андрей Владимирович Мушкин . менеджер по продукции компании HILTI; Георгий Георгиевич Савинов . менеджер по продукции компании HILTI; Маргарита Николаевна Сорокина . консультант Главгосстройнадзор; Дмитрий Альбертович Тепляков . генеральный директор компании «Ронсон системы»; Сергей Александрович Царегородцев . генеральный директор компании «Инфокосмос»; Элина Романовна Шестернина . директор московского представительства компании «Юкон Инжиниринг»; Вячеслав Наумович Ярмаковский . заведующий лабораторией бетонов и ограждающих конструкций НИИЖБ им. А.А. Гвоздева.

«ТС»: Какие характеристики ячеистобетонных и пустотных материалов ограничивают возможность их применения в качестве строительного основания под НВФ.

В.В. Барышев: Основное требование, предъявляемое к строительному основанию, на которое согласно проекту должны монтироваться системы вентилируемых фасадов — надежность. Кладку из ячеистобетонных блоков или щелевого кирпича надежной опорой никак не назовешь. Поэтому крепление к стенам из таких материалов несущих подконструкций навесных фасадных систем всегда сопряжено с возникновением серьезных проблем, которые приходится решать.

Должен заметить, что в последнее время в отечественной строительной практике наметилась весьма порочная тенденция, когда согласно замыслу проектировщиков в качестве материала заполнения каркаса предусматривается использование полнотелого кирпича или керамзитобетона, а в действительности применяется кладка из пеноблоков. То есть строители любыми правдами и неправдами пересогласовывают проект и производят замену стеновых материалов, не учитывая при этом особенности легкобетонных изделий.

Отчасти их можно понять. Преимущества ячеистых бетонов всем очевидны. Теплоизоляционные свойства этих материалов в 2-3 раза выше, чем у керамического кирпича и в 8 раз выше, чем у тяжелого бетона, что позволяет при соблюдении требований СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» выполнять стены меньшей толщины. При этом благодаря небольшой плотности ячеистого бетона вся стеновая конструкция получается легче в несколько раз, что уменьшает массу всего здания и упрощает конструктивную схему фундамента, а стало быть снижает затраты на его возведение. При реализации проектов многоэтажных каркасных и высотных зданий эффект снижения массы объекта, получаемый за счет применения облегченных стеновых материалов, может достигать 30% по сравнению с традиционными конструктивными решениями. Применение ячеистого бетона позволяет снизить трудоемкость строительных работ и сократить сроки возведения ограждающих конструкций. Процесс укладки ускоряется примерно в 4 раза, а расход раствора уменьшается в 5-7 раз. Нельзя не отметить прекрасную обрабатываемость изделий из ячеистого бетона, причем все это легко выполняется прямо на строительной площадке. То есть это легко, быстро, удобно и повышает теплозащиту здания. Поэтому строителям он очень нравится. Однако следует помнить и о том, что это далеко не безупречный материал. Не буду сейчас перечислять его недостатки, думаю, разговор о них еще впереди.

И наша задача в том, чтобы найти такие конструктивные решения, которые позволяли бы с максимальной эффективностью использовать достоинства легких бетонов и, что называется, нейтрализовать присущие им недостатки. Исходить, мне думается, следует из чего? Для нас, прежде всего, важен такой момент, что стена, к которой крепится вентфасад, должна обладать способностью выдерживать нагрузки, создаваемые системой. С ячеистобетонной кладки необходимо снять обязанность выполнять несущие функции, и тогда проблема достаточно безболезненно решается. И такие конструктивные схемы существуют. При современных возможностях строительных технологий абсолютно несложно обеспечить крепление металлокаркаса к несущим конструкциям здания, например, в междуэтажные перекрытия.

Если говорить именно о н ашей системе, то ее отличительной особенностью является наличие горизонтального профиля, который идет вдоль пояса перекрытия, что позволяет распределить нагрузку между необходимым количеством кронштейнов. Благодаря такому решению снимается множество различных вопросов, связанных с надежностью анке-ровки, множественностью точек крепления, и другие проблемы. Таким образом, сохраняя достоинства пенобетона, мы в то же время получаем возможность выполнить эстетически привлекательный, а главное — безопасный фасад, значительно повысив при этом теплозащиту здания. В.Н. Ярмаковский: Ячеистобетонные стеновые блоки — действительно, более легкие по сравнению с полнотелыми керамзитобетонными блоками. Вместе с относительно небольшой плотностью ячеистые бетоны обладают рядом других достоинств: достаточными огнестойкостью, паропроницаемостью, хорошей механической обрабатываемостью и т.д. Однако ряд присущих традиционным ячеистым бетонам (пенобетон, автоклавный газосиликат и др.) особенностей делают проблематичной возможность их применения при определенных технических решениях не только в многослойных фасадных системах, в частности, в НВФ, но и даже в однослойных наружных стенах. Это, прежде всего, относительно низкая морозостойкость, значительные сорбци-онная влажность и усадка, обусловленные, в основном, недопустимо высокой капиллярной пористостью — до 15-20%, что характерно, главным образом, для ячеистых бетонов низких марок по плотности (0400-0500). Особенно это относится к наименее морозостойким из ячеистых бетонов и в то же время наиболее энергоемким в производстве автоклавным газосиликатам, в еще большей степени — к га-зозолосиликатам. Здесь следует сказать об одной характерной существенной ошибке нормирования требуемой морозостойкости ячеистых бетонов для наружных стен. Тот норматив, который указывают заводы-изготовители в паспортах или рекламных материалах стеновых изделий из ячеистых бетонов (например, Р35 для диапазона климатических температур от минус 20°С до минус 40°С), не соответствует требованиям СНиП 2.03.01-84 (М. 1996) «Бетонные и железобетонные конструкции», табл. 10.

Дело в том, что нормативы этого СНиП, перешедшие из прежней редакции СНиП 11-21-75 (М. 1976), распространяются на все виды бетонов (легкие, ячеистые, поризованные, мелкозернистые, тяжелые), испытанные по единой методике ГОСТ 10060 (при замораживании на воздухе и оттаивании в воде). А в паспортах на ячеистобетонные изделия предприятия-изготовители указывают марки по морозостойкости, определяемые по эксклюзивной для ячеистых бетонов «мягкой» методике, приведенной в ГОСТ 12852-77, а впоследствии — в ГОСТ 25485-89. Эта методика предусматривает замораживание на воздухе и оттаивание на воздухе над емкостью с водой. Сравнительные исследования ВНИИЖелезобетона и других организаций показали, что марки по морозостойкости ячеистых бетонов, определенные по той и другой методикам, отличаются более чем в два раза. А именно: ячеистые бетоны марки по морозостойкости Р35, определенные по «мягкой» методике ГОСТ 25485, выдерживают не более 15 циклов при испытании по ГОСТ 10060. Таким образом, ячеистые бетоны будут удовлетворять требованиям вышеуказанного СНиП по железобетонным конструкциям для диапазона климатических температур от минус 20°С до минус 40°С при марке бетона по морозостойкости, определенной по ГОСТ 25485, более Р75. А производство стеновых блоков из ячеистых бетонов такой марки по морозостойкости при традиционной технологии их изготовления, как показывает опыт, представляется весьма проблематичным. Для индустриальных же регионов (где воздушная среда стала уже слабоагрессивной — по классификации СНиП 2.03.11) требуемые марки по морозостойкости бетонов для стеновых изделий и конструкций в разрабатываемых в последнее время нормативных документах повышаются. Так, в разработанных НИИСФ МГСН 11.01-2008 «Энергосбережение в зданиях» требуемая марка по морозостойкости для легких и ячеистых бетонов стеновых блоков установлена Р50-Р75 при определении ее по ГОСТ 10060 или, учитывая вышеизложенное, — не менее Р100-Р150 при определении по ГОСТ 25485. Последнее же, как показывает опыт, представляется практически невозможным для ячеистых бетонов традиционных видов (технологий). В связи с изложенным, применяемые зачастую технические решения практически однослойных наружных стен (стеновая кладка блоков из традиционных ячеистых бетонов + штукатурка из цемент-но-песчаного раствора) не обеспечивают требуемые долговечность и надежность стен в эксплуатации. Это подтверждается негативным опытом применения таких решений в северных регионах страны и в Сибири, когда весной в наружных стенах начинает отлетать штукатурка в связи с образованием зоны конденсации между отделочным слоем и стеновой кладкой с разной паропроницаемостью, а затем начинают разрушаться и сами ячеистобетонные блоки. Учитывая изложенное, применение ячеистобетон-ных блоков при таком решении стены требует соответствующего утепления с наружной стороны. При этом величина коэффициента паропроницаемости утеплителя должна быть не ниже, чем у используемого в блоках ячеистого бетона. Если исходить из нормативов строительной теплотехники (в частности, из требований СП 23-101-2000 «Проектирование тепловой защиты зданий»), то утепление кладки из ячеистых бетонов необходимо и исходя из обеспечения требуемого сопротивления теплопередаче стены при ее экономически целесообразной толщине. Следует отметить, что все вышеизложенное относится к широко применяемым стеновым изделиям, изготавливаемым из традиционных ячеистых бетонов (пенобетон, автоклавный газосиликат, газозо-лобетон и т.п.). В значительно меньшей степени эти недостатки присущи ячеистым бетонам последних разработок, а именно безавтоклавному поробетону с улучшенными структурой и строительно-техническими свойствами. В качестве еще более эффективного варианта можно предложить применение в наружных стенах, как для однослойной кладки, так и для заполнения междуэтажного пространства несущего каркаса зданий с НВФ, стеновых блоков и перемычек из особо легких поризованных бетонов на пористых заполнителях, в частности, из модифицированных полистиролбетона, перлитобетона, верми-кулитобетона и беспесчаного поризованного бето на на легком (ун=200-250 кг/м3) керамзитовом гравии. Так, например, модифицированный полистиролбетон марок по плотности Э250-Э350 имеет сущест венные преимущества в сравнении с традиционными ячеистыми бетонами аналогичного назначения в равновесной влажности (меньше в 2-3 раза), усадке (меньше в 3-5 раз) и морозостойкости (выше в 5-10 раз), что обусловлено, главным образом, меньшим более чем в 2 раза требуемым водоцементным отношением. Высокую теплотехническую эффективность такого бетона и изделий из него, долговечность и надежность в эксплуатации подтверждает опыт последних 10 лет применения его более чем в 20 регионах России. Особенно эффективно его применение в северных и северо-восточных регионах страны, а также на Дальнем Востоке. М.Г. Александрия: Наверное, задача-то обычная — технико-экономическая. Имеются некие начальные условия, в нашем случае это какой-то каркас, в котором надо сделать междуэтажные перекрытия и повесить вентфасад. Изначально существуют две конструктивные схемы: либо мы крепим несущий каркас навесной фасадной системы только к плитам перекрытий, либо к ограждающим конструкциям, то есть к наружным стенам. Необходимо просто посчитать стоимость каждого варианта, понять, во что же это выльется в том и другом случае, и после этого делать какие-то выводы. Когда выполняется крепление только в перекрытия, мы имеем дело с однопролетной балкой на двух опорах, это означает, что металлоконструкции, применяемые для изготовления элементов несущего каркаса такой системы, должны иметь достаточно массивные сечения. Это вполне реализуемо, но ведь нас интересует цена вопроса. На первый взгляд, может показаться, что балка на 3-4 опорах, то есть схема, характерная для вент-системы, закрепляемой по всей плоскости строительного основания, дешевле. По большому счету так оно и есть, правда, при одном условии: если она крепится в материал ограждающих конструкций, который обладает достаточной несущей способностью, то есть если наружные стены выполнены, например, из обычного полнотелого кирпича. Но мы то с вами говорим о ячеистобетонной кладке. Если блоки имеют плотность хотя бы 500-600 кг/м3, это означает, как минимум, увеличение количества кронштейнов, поскольку шаг их расстановки придется уменьшить. Понятно, что металлоемкость, а стало быть, и стоимость системы при этом возрастет. При невозможности использования механического крепления, а такие ситуации — не редкость, особенно когда применяются несертифицирован-ные ячеистобетонные изделия, проблему закрепления несущих элементов фасадной системы иногда удается решить лишь при помощи далеко недешевых химических анкеров. Таким образом, у нас получилось даже не два, а три варианта. Каждый из них необходимо просчитать, тогда будет понятно, какой выгоднее. Но, как правило, на фасад-то мы выходим когда? Правильно — когда ограждающие конструкции уже возведены, несущие конструкции рассчитаны, исходя из нагрузки, например, от газосиликата, а не от полнотелого кирпича, а деньги, отпущенные на фасад, истрачены. То есть, как хотите, ребята, так и крутитесь. Поэтому до тех пор, пока проектировщики вместе с генподрядчиками не начнут рассматривать стартовые условия и принимать решения на стадии проектирования, никакого толку не будет. Фасадчики будут продолжать агитировать за свое, производители и поставщики пенобетона и газосиликата — за свое, а снабженец на стройке будет думать о том, как бы сэкономить. Об этом можно много и долго говорить, но воз останется на прежнем месте, пока эта технико-экономическая задача будет рассматриваться поэлементно, а не вся в совокупности. Уверен, что ни один проектировщик заранее не попытался донести до своего заказчика мысль о том, что если он возьмет дешевый пенобетон, то вряд ли получит дешевую навесную систему. Если такое и было, то, скорее всего, в порядке исключения. Л.Н. Колеганова: Думаю, многое зависит от позиции архитектора, его готовности отстаивать свою точку зрения, умения убеждать заказчика в своей правоте и заинтересованности последнего в получении результата, которым будут довольны все, в том числе автор проекта и потенциальный потребитель, а не только он сам. Раз уж мы заговорили о роли архитектора, не могу не рассказать об одном случае из опыта нашей мастерской. Несколько лет назад шел рабочий проект офисного здания на Краснопролетарской улице, на месте снесенного завода «Тизприбор». В проекте мы заложили два варианта отделки наружных ограждающих конструкций: навесной кирпич, что в Москве было сделано впервые, и навесной вентилируемый фасад с облицовочными плитами из натурального камня. Причем оба варианта были рассчитаны на закрепление к железобетонному основанию несущей стены. На стадии рабочего проектирования фасадов заказчик и генподрядчик стали продвигать идею замены монолитного бетона на ячеистобетонную кладку под тем предлогом, что это будет гораздо дешевле. Авторам будущего «Эрмитаж Плазы» все-таки удалось отстоять первоначальное решение, разумеется, при аргументированной поддержке инженеров, за что им огромное спасибо. Нельзя забывать, что к ячеистобетонным стенам очень сложно прикрепить что-либо не только снаружи, но и изнутри. Это я говорю уже не как архитектор, а как дизайнер. Конечно, можно сделать металлические каркасы из уголков, придумать еще что-то, чтобы прикрепить, предположим, те же карнизы для штор или радиаторы. Но, мне кажется, это далеко не лучший выход. Поэтому давайте подумаем о людях, которые будут жить внутри. Это очень важный вопрос. В.Ф. Беляев: Должен сказать, что у современных застройщиков очень высокомерное отношение к навесным системам. Почему-то люди, осуществляющие финансирование строительства, зачастую считают, что они всё знают и всё умеют, забывая при этом, что проект — это документ, по которому должно производиться все священнодействие строительства. И данный документ не должен меняться никогда, ну, разве что, в особо исключительных случаях. У нас это положение, которое, кстати говоря, свято соблюдается на Западе и свято соблюдалось в советское время, сегодня почему-то очень часто нарушается. В связи с этим и возникают всевозможные проблемы, в том числе при выполнении фасадных работ. А потому у меня очень положительное отношение к системе, которая крепится в междуэтажные перекрытия. Что такое междуэтажные перекрытия? Это, по сути дела, конструкция, которая рассчитывается на силовое воздействие. К ней совсем другое отношение. Бетоны тщательно проверяются, их марки точно соблюдаются, по крайней мере, должны соблюдаться. Если технологически все правильно оформлено, то обычно марка этого бетона не ниже 500. В таком бетоне анкерный болт крепится достаточно надежно, он долговечен и хорошо переносит переменные нагрузки. Ведь к вопросу оценки данного варианта конструктивного решения навесной фасадной системы необходимо подходить в первую очередь с точки зрения надежности сооружения в перспективе. Могу привести десятки примеров, когда люди сначала крепили анкерные болты в легкие бетоны, в керамзитобетоны, а потом были вынуждены снимать облицовку, ставить дополнительные кронштейны, устанавливать вспомогательные анкеры. Представляете, во что это выливалось заказчику? В Москве уже отмечено несколько случаев, когда пришлось частично демонтировать навесные панели на уже эксплуатируемых домах, причем как в угловой зоне, так и по всему фасаду. И всегда это было связано с легкими бетонами, потому что они практически не держат нагрузки. Значит, нужно переходить к системам крепления в перекрытие. Что касается экономической эффективности подобного способа отделки фасада, это еще надо посмотреть, потому что на Западе такие системы применяются достаточно широко. Причем «фасадчик» приходит на объект раньше «стеновика» и выполняет с междуэтажных перекрытий весь комплекс фасадных работ при отсутствии наружных стен. То есть он монтирует всю подсистему, навешивает облицовку, устанавливает на металлический каркас утеплитель, но выполняет весь комплекс работ не снаружи, как это предусматривается технологиями монтажа большинства НФС, а изнутри здания. Лишь после этого приходит «стеновик» и возводит стены. Подобная навесная система держит всю конструкцию, включая утеплитель, а стеновое заполнение выполняет функции ограждения. В результате мы не применяем люлек, не работаем на ветру. По физическому принципу работы данная фасадная система немногим отличается от системы крепления в междуэтажные перекрытия. И получается так, что по экономике она выходит несколько дешевле, чем при производстве монтажа снаружи.

Материал к публикации подготовила Г. Кузнецова.