Раздел 6. Современные технологии и строительные материалы, используемые при реконструкции и реставрации

Глава 14. Навесные вентилируемые фасады

14.1. Общие сведения о конструкции вентилируемого фасада

Фасад здания подвергается наиболее интенсивному воздействию атмосферных осадков и первым принимает на себя все  «климатические удары: повышенную влажность, перепады температур, воздействие ветра, мороза, жары.

Одним из самых перспективных методов, позволяющих решить эти проблемы для любого региона, уменьшив теплопотери и придав зданию красивый и оригинальный облик, сохраняющийся многие годы, является устройство вентилируемой конструкции фасада с применением облицовочных стеновых материалов и дополнительного утепления.

Такой фасад сочетает быстроту монтажа, высокое качество теплозащиты, долговечность, привлекательный внешний вид. При этом нет необходимости делать ремонт старой стены, а в случае повреждения отдельных панелей они легко заменяются. Немаловажным является и отсутствие мокрых процессов, что позволяет вести работы в любое время года.

Навесные вентилируемые фасады известны в России сравнительно недавно. Но в ряде стран (например, в Германии, Финляндии) накоплен уже достаточный опыт по их использованию: в общественных, административных и промышленных зданиях, а также при реконструкции домов массовой застройки.

Само понятие вентилируемый фасад возникло в Германии. Едва появившись в России, вентилируемые фасады сразу завоевали популярность, как у архитекторов, строителей, так и среди заказчиков. И на это есть свои причины.

Навесной фасад представляет собой конструкцию, состоящую из материалов облицовки (плит или листовых материалов) и подоблицовочной конструкции, которая, в свою очередь, крепится к стене таким образом, чтобы между защитно-декоративным покрытием и стеной оставался воздушный промежуток. Для дополнительного утепления наружных конструкций между стеной и облицовкой может устанавливаться теплоизоляционный слой – в этом случае вентиляционный зазор оставляется между облицовкой и теплоизоляцией. Обычно облицовочные материалы, под конструкцию и теплоизоляцию производят разные фирмы, хотя они могут работать в тесном контакте друг с другом и рекомендовать заказчикам материалы своих партнеров или даже закупать у них комплектующие .

К вспомогательным элементам систем вентилируемых фасадов относятся:

-         уплотнительные ленты между панелью и профилем подоблицовочной конструкции;

-         декоративные уголки и вставки для закрытия торцов и зазоров между панелями;

-         перфорированные металлоконструкции для вентиляции системы снизу и вверху: заклепки, кляммеры, гребенки, и т. п. для крепления панелей к профилям.

Подоблицовочная конструкция может крепиться, как на несущую, так и на самонесущую (в каркасном варианте) стену, выполненную из различных материалов (бетон, кирпич). Применяют вентилируемые фасады не только в новом строительстве, но и при реконструкции старых зданий (Рис. 14.1.).

Рис. 14.1. – Конструкция навесного вентилируемого фасада

Использование навесных конструкций позволяет, с одной стороны,  «одеть» фасад в современные отделочные материалы, а с другой – улучшить теплотехнические характеристики ограждающей конструкции и защитить ее от вредных атмосферных осадков.

В вентилируемом фасаде отдельные слои конструкции располагаются следующим образом:

-       ограждающая стена;

-       теплоизоляция;

-       воздушный промежуток;

-       защитный экран.

Такая схема является оптимальной, так как слои различных материалов располагаются по мере уменьшения показателей их теплопередачи, а сопротивления паропроницаемости возрастает снаружи вовнутрь.

Другим достоинством наружной теплоизоляции является увеличение теплоаккумулирующей способности массива стены. Так, по данным ЦНИИЭП жилища, если произойдет отключение источника теплоснабжения при наружной изоляции, кирпичная стена будет остывать в 6 раз медленнее, чем при внутреннем слое теплоизоляции такой же толщины. Установка теплоизоляции снаружи позволяет также снизить расходы на ремонт поврежденных стен.

Совместное применение навесного фасада и теплоизоляционного слоя существенным образом повышают звукоизоляционные характеристики ограждающей конструкции, поскольку фасадные панели и теплоизоляция обладают звукопоглощающими свойствами в широком диапазоне частот (например, звукоизоляция стены из легкого бетона повышается в 2 раза при устройстве навесного фасада с применением отделочных панелей) (Рис.14.2.).

Рис.  14.2.  – Конструкция вентилируемого фасада

Наличие воздушного промежутка в вентилируемом фасаде принципиально отличает его от других типов фасадов, так как благодаря перепаду давления этот промежуток работает по  «принципу действия вытяжной трубы». В результате чего из ограждающей конструкции в окружающую среду удаляется атмосферная и внутренняя влага. Вентилируемый воздушный промежуток снижает также и теплопотери, так как он практически является температурным буфером. Воздух в нем примерно на три градуса выше, чем снаружи.

 При проектировании конструкций фасада с вентиляционным зазором особое внимание необходимо обращать на возможность свободной циркуляции воздуха. Для высоких зданий необходимо рассчитать циркуляцию воздуха в воздушном промежутке таким образом, чтобы соблюсти баланс, обеспечивающий беспрепятственный и эффективный воздушный поток по всей внутренней поверхности стены.

 Наружный экран из отделочных материалов защищает расположенный за ним слой теплоизоляции, а также ограждающую конструкцию, от атмосферных воздействий. Летом он выполняет функцию солнцезащитного экрана, отражающего значительную часть падающего на него теплового потока.

Благодаря специально разработанной схеме монтажа вентилируемого фасада к стене конструкция имеет возможность поглощать термические деформации, возникающие при суточных и сезонных перепадах температур. Это позволяет избегать внутренних напряжений в материале облицовки и несущей конструкции, что исключает появление трещин и разрушение облицовки.

Для обеспечения пожарной безопасности в систему навесных фасадов включаются материалы и изделия, относящиеся к категории трудносгораемых или несгораемых, препятствующих распространению огня.

Можно выделить основные достоинства вентилируемых фасадов:

-       широкие возможности по использованию современных фасадных отделочных материалов;

-       высокая тепло- и звукоизоляция;

-       вентиляция внутренних слоев – удаление атмосферной влаги и влаги, образующейся за счет диффузии водяных паров изнутри;

-       защита стены и теплоизоляции от атмосферных воздействий;

-       невелирование термических деформаций;

-       отсутствие специальных требований к поверхности несущей стены (сама система навесного вентилируемого фасада позволяет выравнивать дефекты и неровности поверхности, что делать при  помощи штукатурок часто сложно и дорого);

-       длительный безремонтный срок (25-50 лет в зависимости от применяемого материала).

14.2. Облицовочные стеновые материалы для вентилируемых фасадов

Более подробно остановимся на некоторых типах облицовочных стеновых материалов.

Облицовочные сэндвич-панели. В системах вентилируемых навесных фасадов они являются облицовкой наружной стены и поэтому отличаются от традиционных (ограждающих) сэндвич-панелей. Основное отличие от других типов облицовок – это сочетание декоративно-защитных свойств с функцией теплозащиты. Хотя, если в этом есть необходимость по расчету, пространство между панелью и стеной может быть заполнено теплоизоляционным материалом. Рассмотрим облицовочные сэндвич-панели на примере изделий Polyalpan. Фасадные панели Polyalpan состоят из наружного металлического листа толщиной 0,5 мм, слоя полиуретана толщиной 25 мм или 50 мм для теплоизоляции фасада и слоя зеркальной легированной алюминиевой фольги толщиной 0,05 мм для отражения тепла и пароизоляции. Металлический лист для наружной облицовки панели изготавливается методом лакированной горячей сушки из сплава алюминия, марганца и магния толщиной 0,5 мм. Может иметь поверхность, отформованную под декоративную штукатурку, дерево и т. п. Цвет лакокрасочного покрытия выбирается из двадцати возможных. Хроматизация, грунтовка и лакировка поверхности обеспечивают стойкость к ультрафиолетовым лучам и химическим загрязнителям. Панели Polyalpan не поражаются грибком и гнилью. Материал экологически чистый, по огнестойкости относится к группе трудносгораемых. Металлическое покрытие панелей обеспечивает абсолютную влагозащиту. Особая конструкция бокового стыковочного шва делает попадание воды в промежуток между панелью и стеной практически невозможным. Облицовочные сэндвич-панели Polyalpan устанавливаются на деревянную обрешетку, пропитанную антипиренами, в зданиях до 5

Рис. 14. 3. – Навесные вентилируемые фасады

Ламинированные панели.  Представлены на российском рынке двумя типами изделий. Один из них – это конструкции из термостойкого слоистого пластика. Они изготавливаются из натуральных волокон, пропитанных составом на основе синтетических смол на специальных ламинатных прессах под давлением и при высокой температуре. В процессе производства панели приобретают: атмосферостойкость, устойчивость к агрессивному воздействию окружающей среды, высокую механическую прочность, в том числе на изгиб, ударопрочность. Они являются также морозостойкими, не токсичны, отвечают требованиям пожарной безопасности. Толщина панелей – 6 мм. На российском рынке под торговой маркой Max Exterior их представляет фирма Isovolta (Австрия).

Другой тип панелей – это изделия из композитного материала, состоящего из специального наполнителя, отпрессованного с двух сторон алюминиевыми листами (0,4 мм), покрытыми термостойким ламинатом. Они обладают такими же свойствами, как и изделия первой группы. К тому же, благодаря применению алюминиевых листов может быть уменьшена общая толщина панелей до 4 мм без потери прочностных характеристик. Обладают высокой гибкостью. Ламинированные композитные панели представлены под торговой маркой Duvils-Max – производитель фирма  «Дювилс» (Россия). Оба типа панелей могут применяться для жилых, офисных и промышленных зданий, спортивных сооружений и т. д. Их используют как для облицовки фасадов, так и для балконов, парапетов, ворот, дверей и других архитектурных элементов. Изделия легко комбинируются с различными строительными и отделочными материалами: древесиной, алюминием, стеклом, металлом, создавая удачные и эстетичные дизайнерские решения. Этому способствует и богатая цветовая палитра панелей. Поверхность имеет специальную защиту от ультрафиолета, может быть окрашена в различные цвета: от пастельных тонов до огненно-красных, темно-коричневых, а также в цвета  «металлик».

 Панели легко обрабатываются, их можно резать и сверлить так же, как плиты из древесины и ДВП. Полипропиленовые панели представлены на российском рынке продукцией фирмы Nailite (Канада). Они изготавливаются методом инжекторной прессовки из термопластических полипропиленовых смол, в состав которых входят специальные добавки, значительно улучшающие эксплуатационные свойства панелей. В качестве добавок, которые находятся как в составе самой смолы, так и двух слоев покрытия, используются кальций, тепловые стабилизаторы, предохраняющие от воздействия ультрафиолета и др. Многократное покрытие высококачественной краской создает дополнительную защиту от вредных воздействий и позволяет сохранять привлекательный вид и текстуру. Необходимо отметить, что со временем (в результате влияния погодных условий) при неизменном качестве цвет панели может измениться. Для его восстановления требуется периодическое подкрашивание (не ранее, чем через 10-12 лет).

Полиуретановые и полиэстеровые панели.  Фасадные панели из вспененного полиуретана, не содержащего кадмия, и из армированного полиэстера недавно появились на российском рынке, но сразу привлекли внимание специалистов. Полиуретановые панели имеют поверхность с посыпкой из мраморной крошки различных оттенков. Природный минеральный гранулят добавляется в полимер в процессе изготовления и прочно соединяется с ним. В результате получается гомогенная структура, при этом никакие клеевые составы не используются.

Производятся панели методом экструзии. Помимо рядовых изделий существует и целая система доборных элементов для оформления углов, оконных и дверных проемов, вентиляционных продухов и т. д. Фасадные панели (имеющие ребра 20 мм) и все дополнительные детали сконструированы таким образом, чтобы сохранялась вентиляция. Для нижнего и верхнего краев фасада применяются специальные элементы, пропускающие воздух, но препятствующие попаданию в подконструкцию пыли, грязи, насекомых и т. п. Панели могут монтироваться как на деревянном, так и на металлическом каркасе. Монтируются панели вертикально и сдвигаются друг к другу так, чтобы шип попал в паз. Крепятся они к обрешетке через отверстия в специальной ступеньке. Для этого используются шурупы с полупотайной головкой из нержавеющей стали. При работе с полиуретановым сайдингом, покрытым крошкой из натурального камня, необходимо знать, что оттенки панелей в различных партиях могут отличаться.

На объекте нужно использовать панели только из одной партии. Материалы из вспененного полиуретана представлены в России торговой маркой Dollken (Германия). Под вышеуказанной маркой поставляются также панели, имитирующие кирпичную кладку, из армированного полиэстера с высоким сопротивлением атмосферным воздействиям. Они отличаются долговечностью, обладают высокой противоударной и антикоррозийной прочностью. В данном случае уже применяется не экструзионная технология, а штамповка. Большая цветовая гамма и различные рисунки, имитирующие облицовку камнем, кирпичную кладку, дают широкие возможности архитекторам для эстетического решения фасадов.

Панели могут монтироваться как вертикально, так и горизонтально.

Стеклянные облицовочные изделия. Окрашенное непрозрачное стекло, применяемое для вентилируемых фасадов, изготавливается по особой технологии. На стекло наносится специальная водорастворимая краска (стеклоэмаль), подсушивается, и затем такое стекло отправляется в печь. Краска впекается в материал и становится его частью. Эта технология позволяет получать продукт не только различных цветов (практически весь спектр RAL), но и с термостойкостью и характером разрушения, как у закаленного (безопасного) стекла (Рис. 14.4.). Такое стекло может иметь также рисунок, имитирующий натуральный камень. Покрытие наносится как на обычное прозрачное стекло, так и на другие базовые стекла – зеркальные, тонированные. Это бывает необходимо, если архитектор стремится решить весь фасад в едином стиле.

Рис. 14.4.  – Пример навесных вентилируемых фасадов

Окрашенные непрозрачные стекла производят следующие фирмы: Saint-Gobain (Франция) – торговая марка Emalit, «Инпрус» (Россия) – торговая марка  «Стемалит». Фирма «Гранитогрес» представляет на рынке другую разновидность стеклянных изделий для вентилируемых фасадов – армированное стекло, загрунтованное и окрашенное в любой цвет по шкале RAL.