Фасадные конструкции – функции, виды, технологии. Фасадные конструкции из системных профилей и стекла

В нашем восприятии архитектуры главную роль играет внешний облик здания. Планировочное удобство, продуманность инженерных и надежность конструктивных решений осознаются не сразу, а красота фасада производит впечатление с первого взгляда. Фасадные конструкции – это визитная карточка здания, средоточие творческой мысли архитектора, они отражают основные эстетические и композиционные принципы автора. История строительства знает множество вариантов наружных стен и отделки их лицевой поверхности. Собственно, когда-то конструкция стены и фасад представляли собой единое целое. Каменную кладку средневековых крепостей и бревна изб никто не прятал за декоративной облицовкой.

Многообразие фасадов

Но человечество стремилось к красоте, и брутальная эстетика уступила место более сложным, многосоставным конструкциям. Подобно тому как одежда становилась все наряднее, покрываясь вышивками и рюшами, дома наряжались в кружева каменной резьбы, облицовывались роскошным мрамором, украшались мозаиками и расписывались красками. На фасадах возникали все новые и новые элементы: пилястры, наличники, карнизы, пояса, русты, медальоны. Архитекторы создавали из камня и штукатурки шедевры, до сих пор поражающие гармонией. Со временем изменились материалы, конструкции, эстетические воззрения. А главное, изменилось отношение к фасаду.

ОСНОВНАЯ ФУНКЦИЯ

Как всякая часть здания, фасад должен отвечать основным требованиям, сформулированным Витрувием еще в I веке до н.э.: «польза, прочность, красота». Наружные стены здания – не только его лицо, но и главная защита. От них зависит и комфортность пребывания в доме, и срок его службы. Чтобы в доме было тепло, наружные стены должны либо быть очень толстыми, либо состоять из нескольких слоев: несущего, утепляющего и защищающего. Это было известно еще в глубокой древности, но в конце XIX века стало использоваться в принципиально ином масштабе. Здания росли, что требовало существенного облегчения наружных конструкций. Стены современных домов невозможно возводить по тем же принципам, что и стены старинных крепостей. Они должны быть достаточно легкими и в то же время прочными и теплыми. При каркасной конструктивной схеме наружные стены могут быть либо навесными, либо самонесущими, с минимальной толщиной основного несущего слоя. Функцию теплоизоляций. Стены современных домов невозможно возводить по тем же принципам, что и стены старинных крепостей. Они должны быть достаточно легкими и в то же время прочными и теплыми. При каркасной конструктивной схеме наружные стены могут быть либо навесными, либо самонесущими, с минимальной толщиной основного несущего слоя.

Примечание

Основные природные факторы, влияющие на сохранность фасадов: сильные колебания температуры могут вызвать образование трещин, ветер и осадки могут привести к полному разрушению фасада, влажность может привести к коррозии и гниению, ультрафиолетовое солнечное излучение обесцвечивает фасад, процесс разрушения ускоряется при неблагоприятных экологических условиях.

Функцию теплоизоляции с успехом взяли на себя разработанные в середине ХХ века долговечные негорючие утеплители, а собственно наружный слой стены, образующий фасад, защищает несущие конструкции и утеплитель от прямого воздействия окружающей среды, обеспечивая их долговечность и прочность.

Сегодня в строительстве применяются самые разные фасадные конструкции. Их условно можно разделить на несколько групп: однослойные (каменные, кирпичные, деревянные, штукатурные), с использованием внешней облицовки (плитными материалами, лицевым кирпичом, всеми видами вагонки и т.д.), многослойные фасадные системы. Кроме того, различают традиционные фасады и современные. Первые состоят из природных компонентов и имеют долгую историю применения (например, штукатурка – более 4000 лет). История современных насчитывает не более 150 лет. В них используются искусственные материалы или производные от природных. Их разработка связана с техническим прогрессом в строительной и химической областях, а также с возросшими требованиями к теплоизоляции зданий. Никогда еще энергетика не оказывала такого влияния на архитектуру, как в наши дни. Задачи энергосбережения и снижения теплового загрязнения окружающей среды стали определяющим фактором эволюции фасадных систем в последние десятилетия.

Фасады становятся высокотехнологичными теплоизолирующими системами, вобравшими в себя все достижения материаловедения, теплотехники и строительной механики. На смену традиционным способам отделки при помощи лакокрасочных составов и декоративных штукатурок пришли новые, удовлетворяющие возросшим требованиям к эксплуатационным свойствам покрытий и способные кардинально уменьшить энергопотребление зданий за счет повышения теплоизоляционных качеств. Многослойные фасадные теплоизоляционные системы, или ETICS (External Thermal Insulation Composite Systems), обеспечивают до 25% экономии тепла. В Западной Европе ETICS получили толчок к развитию в период энергетического кризиса начала 1970-х годов. Российский рынок ETICS зародился в 1996 году с появлением повышенных теплотехнических требований к проектированию наружных стеновых ограждающих конструкций.

ТЕПЛОВЫЕ ПОТЕРИ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ

Известно, что тепловые потери в жилых зданиях происходят не только за счет стен, но именно внешние ограждения традиционно считаются их основной причиной. Даже для малоэтажных домов эта величина достигает 35% от общих потерь. В многоэтажных зданиях она может доходить до 60–80%. На величину теплопотерь влияют и используемые материалы. Вода существенно понижает тепловое сопротивление, поэтому ограждающие конструкции должны быть надежно защищены от осадков. В то же время они должны обеспечивать эффективный отвод избыточной влажности из помещения. Дом – не космическая станция, он не может быть герметичным. Более того, долговечность конструкции и комфорт пребывания в здании напрямую зависят от того, насколько хорошо «дышат» его стены. Перед проектировщиками стоит сложная задача – создать такую конструкцию стены, которая при значительной прочности обеспечивала бы эффективный перенос водяных паров из помещения наружу и в то же время преграду для наружной влаги, а также высокое тепловое сопротивление. Только согласованная работа всего «пирога» дает оптимальные результаты. Необходимая толщина каждого слоя и их комбинаторность определяется теплотехническим расчетом, при котором во внимание принимаются такие факторы, как расположение дома, его назначение и конфигурация, этажность, ориентация по сторонам света. Так определяется необходимая конструкция наружных стен, удовлетворяющая действующим нормам (СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»). По требованиям, предъявляемым с 1 января 2000 года к стеновым конструкциям, – СНиП II-3-79, значения приведенного термического сопротивления теплопередачи (Rтр°) по России определяются в интервале 2,1–5,6 кв. м °С/Вт и делают экономически невозможным применение традиционных стеновых материалов. Так, для Москвы Rтр° составляет 3,2 кв. м °С/Вт, что соответствует по толщине 5,0 м железобетона или 2,0 м кирпичной кладки.

На первый план выходят расчетные эксплуатационные расходы на теплоснабжение, которые настолько велики, что диктуют жесткую необходимость применения современных теплосберегающих технологий при новом строительстве и при реконструкции. Закон о техническом регулировании позволяет строителям возводить фасады любого типа, кроме явно пожароопасных. Однако реальное положение таково, что любой панельный или кирпичный дом, не оборудованный теплоизолирующими фасадными системами, уже сегодня вынужден иметь свою электростанцию и котельную, а скоро квартплата в нем сравняется с ценами в пятизвездных отелях. В условиях острого и постоянно возрастающего дефицита энергоснабжения альтернативы теплосберегающим конструкциям фасадов нет.

ОБЪЕКТИВНАЯ РЕАЛЬНОСТЬ: ВЫБОР НЕВЕЛИК

Среди существующих вариантов увеличения термического сопротивления наружных ограждающих конструкций наиболее эффективными и, соответственно, перспективными можно считать системы с наружным утеплением стен и последующей защитой утеплителя либо слоями штукатурки (так называемый «мокрый» способ), либо конструктивными навесными элементами, образующими защитно-декоративный экран, отделяемый от утеплителя воздушной прослойкой (вентилируемые фасады). Каждая из систем имеет ряд преимуществ и недостатков, и только их объективный анализ с учетом исторически сложившегося архитектурного облика города позволяет проектировщику сделать выбор. Оптимальный вариант фасада определяется требованиями конкретной ситуации: задачей, которую поставил архитектор; ограничениями при строительстве в данном месте; результатом, который хочет получить заказчик, и средствами, которыми он располагает. Достоинства и недостатки обеих систем, как это часто бывает, позволяют найти оптимальное решение.

ШТУКАТУРНЫЕ СИСТЕМЫ

Выполнение как внешних, так и внутренних штукатурных работ всегда считалось особо трудоемким и требующим высокой квалификации. В большинстве дошедших до наших дней памятников архитектуры использовалась техника штукатурных работ на фасаде, и спустя сотни лет мы можем любоваться этими шедеврами. представляют собой многослойную «шубу» из утеплителя, прикрепленного к стене, армирующей сетки, грунтовочной штукатурки и шпаклевки. Окончательная отделка такого фасада выполняется лакокрасочными материалами, декоративной штукатуркой или другими . Хотя в технологии современных штукатурных фасадных систем есть существенные новшества, связанные с добавлением дополнительных слоев утеплителя, состав операций и характер работ не претерпели значительных изменений. По-прежнему требуется точное соблюдение – последовательности и времени выполнения, а также высокий уровень мастерства штукатура. Даже на этапе монтажа теплоизоляции необходим тщательный контроль, т.к. именно в этот момент производится окончательное выравнивание стен и выполняются операции, обеспечивающие прочность и долговечность конструкции в целом.

ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ШТУКАТУРНЫХ СИСТЕМ

По сложности и трудозатратам процесс устройства штукатурного фасада значительно превосходит технологию монтажа вентилируемых систем.

Основные операции:

Подготовка основания (самонесущей, несущей стен или ограждений), выравнивание, пропитка (грунтовка) выровненной стены специальным раствором;
Установка кронштейнов под теплоизоляцию;
Монтаж утеплителя на клеящий раствор (минераловатные плиты);
Заделка швов между плитами теплоизоляции (показан пенопропилен);
Забивка тарельчатых дюбелей в заранее засверленные отверстия по специальной схеме;
Затирка шляпок дюбелей специальным раствором;
Дополнительное укрепление мест сопряжения с деталями фасада специальной арматурой;
Нанесение и затирка армирующей сетки;
Нанесение основного штукатурного слоя;
Нанесение верхнего (декоративного) штукатурного слоя;
Окраска в один (для колерованной штукатурки) или два слоя (для белой).

Все «мокрые» операции требуют значительного времени на просушку. Работа при температурах ниже +5°С не разрешается. Несмотря на необходимость использования более дорогого утеплителя, итоговая стоимость комплектующих и материалов для данной технологии на единицу площади фасада значительно ниже, чем у вентилируемых систем. Кроме того, не представляет особых трудностей выполнение сопряжений с элементами фасада. И самое важное: существует возможность выполнения на фасаде сложных декоративных элементов, что делает эту технологию незаменимой при выполнении реставрационных работ. Однако использование дополнительной облицовки в виде плитки или кирпича ограничено требованиями паропроницаемости и весовыми параметрами.

Преимущества штукатурных фасадных систем: сравнительно невысокая стоимость, эффективное утепление и звукоизоляция сооружения, возможность выравнивать стены в любой плоскости, возможность комбинации с другими системами, устройство монолитной площади утепления, небольшой вес.

Основные недостатки штукатурных фасадных систем: длительные сроки выполнения работ, зависимость проведения работ от погодных условий, проблемы с влажностным режимом утеплителя – пар, проникая из здания, не успевает полностью высохнуть и накапливается в утеплителе. В результате появляются трещины, отслоение штукатурного слоя и т.п.

ВЕНТИЛИРУЕМЫЕ СИСТЕМЫ

Системы с вентилируемой воздушной прослойкой достаточно широко применялись и до введения расширенных требований по теплозащите – для нормализации содержания влаги ограждающих конструкций производственных зданий с «мокрым» режимом, предотвращения перегрева конструкций от солнца, защиты от косых дождей и т.д. Само понятие «вентилируемый фасад» возникло в Германии (нем. beluefteten fassaden). С середины 1950-х годов такие системы широко применяются в жилищном и административном строительстве. Основными элементами фасадов с воздушным зазором являются: мощный теплоизоляционный слой, металлическая подконструкция и облицовочный слой, определяющий архитектурный облик здания. Из-за перепада давления по высоте здания в воздушной прослойке происходит постоянный вертикальный ток воздуха, который позволяет эффективно удалять влагу как из несущей стены, так и из утеплителя, что увеличивает эффективную теплоизоляцию здания, снижая теплопотери примерно на 8%, так как температура воздуха в зазоре на 2–3 градуса выше, чем снаружи.

Выравниваются температурные колебания массива стены, что препятствует появлению деформаций; точка росы сдвигается во внешний теплоизоляционный слой, внутренняя часть стены не отсыревает, не требуется дополнительной пароизоляции. Вообще, применение любой пароизоляции нежелательно в вентилируемых фасадах, так как она препятствует свободному отводу водяного пара наружу. Принято считать, что практически не имеют теплофизических проблем и нормативные требования по теплозащите выполняются легко. При расчетах сопротивления теплопередаче значение коэффициента теплотехнической однородности обычно принимается равным 0,9. Между тем, конструкция насыщена металлическими деталями в сочетании с эффективным теплоизоляционным материалом, а процесс теплопередачи осложнен лучистым и конвективным теплообменом в зазоре, поэтому принимаемое значение коэффициента теплотехнической однородности должно определяться c учетом этих факторов на основании теплотехнического расчета.

Характеристики вентилируемых фасадов позволяют использовать их в регионах с большими перепадами температур, в регионах с высокой влажностью, а также в условиях, где традиционные фасадные материалы имеют достаточно короткий срок службы. Для обеспечения пожарной безопасности в систему навесных фасадов включаются трудносгораемые или несгораемые материалы и изделия. Используются стальная, желательно оцинкованная, система крепежа и панели из искусственного камня, керамика или асбестоцементные листы, специальные алюминиевые панели категории НГ. В качестве утеплителя применяют минвату, которая выдерживает температуру 1200°С. Это особенно важно для зданий повышенной этажности.

Преимущества вентилируемых фасадных систем:

эффективное утепление и звукоизоляция возможность круглогодичного монтажа в самые короткие сроки, увеличение срока эксплуатации фасадов, легкость послемонтажной ревизии, широкий диапазон вариантов наружных панелей.

Недостатки вентилируемых фасадных систем:

высокая стоимость, ограниченность архитектурных решений, необходимость увеличения толщины стены за счет воздушной прослойки и кронштейнов, ограничение возможности утепления откосов (фигурных проемов), возникновение «мостиков холода» из-за металлических элементов крепления, сложности при монтаже сравнительно тяжелых элементов – облицовки из нержавейки, керамогранита и натурального камня.

НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫЕ НА РОССИЙСКОМ РЫНКЕ С ВОЗДУШНЫМ ЗАЗОРОМ

U-KON, производитель – «Алкон-Трейд» (Москва), «Юкон Инжиниринг» (Нижний Новгород) «Волна», производитель – комбинат «Волна» (Красноярск) «ВФ ВИДНАЛ», производитель «Мосметаллоконструкция» (Москва) «Интерал», «Техноком», производитель – ЭЗ «Техноком СТМ» (Москва) «Каптехнострой», производитель – «Каптехнострой» (Москва) «ИСМ-фасад», производитель – «ИнфоСервисМаркетинг» (Санкт-Петербург) (Красноярск) Мinerit, производитель – OY МINERIT AB (Финляндия) «Марморок», производитель – РВМ-2000 (Москва) «Фасад-Мастер», производитель – «Бревитор Констракшен» (Москва) ДИАТ, производитель – ДИАТ-2000 (Москва) «Гранитогрес», производитель – «Гранитогрес» (Москва) «Полиалпан», производитель «Полиалпан» (Москва)

ТЕХНОЛОГИЯ МОНТАЖА ВЕНТИЛИРУЕМЫХ СИСТЕМ

Монтаж вентилируемой системы представляет собой процесс отверточной сборки, за исключением подгонки облицовки по месту, при которой, как при укладке кафельной плитки, необходимо обеспечить сопряжение геометрических элементов системы с конфигурацией оконных проемов и сопряжение на смежных стенах. Только на фасаде, как правило, отсутствуют элементы, позволяющие скрывать обрезанные места. Кроме того, необходимость подрезки облицовки приводит к значительному удорожанию строительства. Сборку можно вести с люлек, подготовки поверхности не требуется, результаты работы сравнительно легко проконтролировать.

При соответствующем надзоре и правильно выбранных технических решениях (расчет анкеровки и дюбелировки) результат зависит главным образом от качества комплектующих и системы в целом. Теплоизолирующий слой не требует приклеивания с предварительной обработкой подосновы, т.к. он практически не подвергается статическим и ветровым нагрузкам. Теплоизоляцию не нужно дополнительно покрывать, армировать, для нее можно использовать менее прочные и более дешевые виды материалов, чем в штукатурных системах.

Основные этапы сборки вентилируемой системы:

установка кронштейнов и вставок;
сборка подконструкции;
установка теплоизоляции;
выравнивание подсистемы путем регулировки вставок;
установка облицовки.

Поскольку теплообменные процессы обеспечиваются внутри внешней облицовки, возможности проектировщика в выборе облицовочных материалов ограничены только соображениями пожарной безопасности. На сегодняшний день в вентилируемых системах применяются: панели из алюминия, керамогранита, меди, нержавеющей стали, стекла, стекловолокна; асбоцементные плиты с окраской или отделкой, в т.ч. штукатурной. Современные системы позволяют вести облицовку натуральным камнем. В этом случае для компенсации значительного веса плит необходимо предусмотреть усиление подконструкции и тщательно рассчитать количество крепежа на 1 кв. м. Отечественная строительная индустрия освоила выпуск практически всей линейки элементов для вентилируемых систем. Исключение составляет крепеж – винты-саморезы, заклепки, кляммеры, анкера и дюбели. Для обеспечения нормального качества необходимо использовать крепежные изделия ведущих мировых производителей.

СОСТОЯНИЕ РЫНКА ФАСАДНЫХ СИСТЕМ

По данным обзора рынка теплоизоляционных материалов и систем регионов России, выполненного ЗАО «Агентство строительной информации» (Санкт-Петербург), на рынках регионов России представлено более 70 систем утепления фасадов, и это количество делится примерно пополам между штукатурными системами и навесными системами с воздушным зазором. На основании данных компаний-системодержателей и их региональных представителей, экспертных оценок и открытых данных сформулированы оценки емкости российского рынка систем утепления. В прошлом году на территории страны с использованием штукатурных систем было утеплено 4,3–4,5 млн кв. м фасадов зданий. Темп прироста можно оценить как 35–40% в натуральном выражении. 5,4–5,8 млн кв. м было утеплено навесными системами с воздушным зазором. Рынок навесных систем также рос довольно быстро – за 2005 год он увеличился примерно на 30–40%. В ближайшие 2 года следует ожидать продолжения быстрого роста рассматриваемых рынков. На фоне постепенного роста жилищного и прочего строительства, при возросших требованиях к теплосберегающей способности зданий, с учетом того, что системы утепления «вошли в моду» у проектировщиков и строителей, вряд ли стоит прогнозировать рост менее 20–25% в год по обоим типам систем. По прогнозам аналитиков, темп прироста будет даже больше – 30–35%.

Начиная со средины 90-х годов в нашей стране стали быстро распространяться эффективные, эстетичные и технологичные системы наружной отделки зданий. На отечественном рынке появились разработчики современных и динамично развивающихся технологий устройства мокрых и навесных фасадов различных типов.

В сравнении с традиционными для России решениями размещения утеплителя внутри колодцевой кладки и в средней части трехслойных панелей, новые фасадные системы позволили полностью избавиться от проблемы проникновения влаги в теплоизоляционный слой и связанного с этим образования мостиков холода в ограждающих конструкциях. Сегодня на строительном рынке представлен широкий ассортимент как зарубежных, так и отечественных производителей конструкций отделки фасадов.

Виды фасадных систем

Под понятием «фасадная система» подразумевается комплексный подход к отделке наружных стен здания, включающий в себя решения по теплоизоляции, защите от воздействия влаги, ветра, солнечных лучей и обеспечивающий надежность, долговечность и эстетический внешний вид ограждающих конструкций. Все системы, представленные на рынке сегодня можно разделить на две категории: вентилируемые и невентилируемые.

Фасады вентилируемого типа монтируются к несущим конструкциям стенового ограждения при помощи сборного алюминиевого или оцинкованного каркаса. Область их применения – офисные и торговые центры, банки, производственные здания. Элементы невентилируемого фасада крепятся непосредственно к ограждающим конструкциям. Такая технология отделки используется, как правило, для жилых домов. Вентилируемые и невентилируемые фасады, в свою очередь делятся на группы, каждая из которых имеет свои достоинства, недостатки и специфические области применения.

Вентилируемые фасады

В конструкции вентилируемого фасада, называемого также навесным, присутствуют следующие элементы:

основание (несущая стена или элементы каркаса здания);
теплоизоляционный слой;
вентиляционная прослойка;
наружная отделка сайдингом, ПВХ панелями, профлистом, вагонкой или подобными материалами;
в некоторых случаях дополнительно применяются паробарьерная пленка, гидроизоляция и ветрозащита.

Наличие вентиляционного зазора предотвращает накопление атмосферной влаги и выходящего из помещения пара в слое теплоизоляции. При этом, учитывая постоянный ток воздуха, в фасадах навесного типа не используются горючие виды утеплителя. Как правило, применяются базальтовые или минераловатные плиты, имеющие группу горючести НГ.

Воздух, движущийся в вентиляционном пространстве, имеет температуру, несколько выше, чем наружный. Благодаря наличию тепловой завесы такая фасадная конструкция отличается высокими показателями энергоэффективности, а несущие стены здания в меньшей степени подвергаются отрицательным воздействиям температурных колебаний и циклов замерзания/оттаивания.

Достоинством вентилируемого фасада является быстрый и технологичный монтаж при отсутствии мокрых процессов и связанных с этим проблем (подготовка поверхности стен, замешивание раствора, контроль дозирования ингредиентов, время набора прочности, возможность растрескивания финишного покрытия и т.д.) На рынке представлен широчайший ассортимент отделочных материалов для навесных конструкций, в том числе – имитирующие природный камень, древесину, кирпич. Популярны решения в современном «индустриальном» стиле – алюминиевые композитные панели, металлосайдинг, прозрачные материалы.

Недостатки навесных фасадов могут быть обусловлены плохим качеством выполнения работ. Распространенные проблемы – наличие зазоров между облицовочными элементами, скрип, стук, пожароопасность (в случае применения в качестве утеплителя дешевого пенополистирола). При этом все известные производители вентилируемых фасадных систем устраивают бесплатные консультации, курсы и семинары для потенциальных клиентов, монтажных и проектных организаций, а также предоставляют услуги шеф-монтажа, что способствует росту популярности данной технологии. Отдельные фирмы-изготовители вентилируемых фасадов предоставляют гарантию на безремонтный срок эксплуатации системы – до 50 лет.

Мокрые фасады

Технология устройства современных невентилируемых фасадов, в отличие от традиционной отделки наружных стен штукатурными известковыми растворами, основана на применении готовых строительных смесей, отличающихся высокой надежностью и долговечностью. Относительная простота выполнения работ и экономичность стали причиной высокой популярности этих фасадных систем. В общем случае мокрый фасад состоит из следующих элементов:

несущая стена из кирпича, железобетона, газобетонных блоков и других конструкций;
слой грунта;
клеевой состав;
минеральный или синтетический плитный утеплитель (дополнительно фиксируется к стене пластиковыми дюбелями с «зонтиками»);
базовый штукатурный слой;
армирующая сетка;
защитный штукатурный слой;
декоративный штукатурный слой;
окраска.

Сегодня многие производители предлагают готовые решения по устройству мокрых фасадов на базе фирменных материалов. Такой подход, в комплексе с услугой шеф-контроля, позволяет поставщику предоставлять гарантию на безремонтную эксплуатацию всей системы. Напротив, самостоятельный подбор компонентов фасада, ориентация на самые дешевые материалы, нарушение технологии приготовления и укладки раствора приводят к образованию трещин на поверхности, отшелушиванию окрасочного покрытия.

Разновидностью мокрых фасадов являются конструкции с облицовкой клинкером. В этом случае вместо декоративного слоя и окраски на армированную и оштукатуренную поверхность монтируются керамическая плитка. Отделочный материал отличается высокой прочностью, морозостойкостью, низким уровнем водопоглощения и, при этом, имеет широкий диапазон фактурных и цветовых решений. Наибольшей популярностью пользуется отделка фасада клинкером «под кирпич». Также распространена имитация природного камня.

К недостаткам системы мокрых фасадов относятся высокие требования к условиям монтажа (сухая погода, температура от +5°С и выше), необходимость тщательной подготовки поверхности наружных стен здания, наличие определенной квалификации монтажников.

Достоинства мокрых фасадов:

невысокая стоимость;
обеспечение нормируемых теплотехнических показателей ограждающих конструкций;
возможность применения в качестве утеплителя недорогого пенополистирола;
срок службы фасада при условии использования фирменного набора материалов одного производителя и соблюдения технологии монтажа может достигать 50 лет;
классический «аристократичный» вид внешней отделки, отлично подходящий для жилых и общественных зданий;
ремонтопригодность.

Фасадные термопанели

Термопанели – это готовые конструкции заводского изготовления, представляющие собой слой утеплителя (обычно экструзивный пенополистирол), облицованный клинкерной плиткой под кирпич. Панели крепятся на подготовленную поверхность наружной стены здания сухим способом при помощи дюбелей. При этом вентиляционный зазор между стеной и утеплителем также отсутствует.

Фасадные термопанели – один из самых простых способов отделки, при котором наружные стены здания приобретают вид идеально ровной кирпичной кладки. На рынке представлен широкий выбор цветовых решений материала. Имеются варианты панелей «под природный камень».

Преимущества:

простой способ монтажа без мокрых процессов и устройства несущего каркаса;
возможность монтажа при любых погодных условиях;
термопанель является одновременно и утеплителем и элементом финишной отделки;
при условии правильного монтажа полностью отсутствуют зазоры и мостики холода;
легкий вес конструкции;
наличие готовых блоков для облицовки внутренних и наружных углов здания.

К недостаткам фасадных термопанелей обычно относят их высокую стоимость. Также довольно часто, не желая заниматься подготовкой поверхности наружных стен, исполнитель предлагает выполнить монтаж панелей по металлическому или деревянному каркасу. Такая конструкция относится к фасадам вентилируемого типа, в которых применение горючего утеплителя (а в данном случае – это экструзивный пенополистирол с группой горючести Г3-Г4) не допускается по соображениям пожароопасности.

ГОСТ 33079-2014

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

КОНСТРУКЦИИ ФАСАДНЫЕ СВЕТОПРОЗРАЧНЫЕ НАВЕСНЫЕ

Классификация. Термины и определения

Translucent enclosing structures. Classification. Terms and definitions

МКС 91.080

Дата введения 2015-07-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН федеральным государственным бюджетным учреждением "Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук" (НИИСФ РААСН) совместно с проектно-строительной компанией ООО "АлюТерра"

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 14 ноября 2014 г. N 72-П)

За принятие проголосовали:


Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97		Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Армения		Минэкономики Республики Армения
Киргизия		Кыргызстандарт
Россия		Росстандарт
Таджикистан		Таджикстандарт
Украина		Минэкономразвития Украины

5 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 декабря 2014 г. N 2040-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 33079-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 01 июля 2015 г.

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на светопрозрачные конструкции наружных стен зданий.

Настоящий стандарт устанавливает классификацию, термины и определения в области светопрозрачных конструкций наружных стен зданий.

Настоящий стандарт не распространяется на фасадные конструкции специального назначения (противовзломные, пуленепробиваемые, противопожарные и т.д.).

2 Термины и определения

В настоящем стандарте установлены следующие термины с соответствующими определениями:

2.1 конструкция фасадная светопрозрачная: Наружная ненесущая стена, состоящая из каркаса, крепежных элементов, уплотнителей и светопрозрачного и/или непрозрачного заполнения.

2.2 навесная конструкция: Конструкция фасадная светопрозрачная, устанавливаемая на относе от каркаса здания.

2.3 встраиваемая конструкция: Конструкция фасадная светопрозрачная, устанавливаемая в стеновой проем или между плитами перекрытий.

2.4 стоечно-ригельная конструкция: Светопрозрачная конструкция, состоящая из стоек, ригелей и светопрозрачного заполнения, совместно образующие единую ограждающую оболочку.

Примечание 1 - Стоечно-ригельная конструкция реализуется в виде комплексно разработанной системы, имеющей свое обозначение, номенклатуру элементов, и используется в качестве типовой конструкции. Допускается разработка конструкции индивидуального применения.

Примечание 2 - Поставляется на строительную площадку в виде набора отдельных элементов, а также частично укрупненными блоками. Устанавливается на относе от каркаса здания, в проемах стен и между плитами перекрытия.

2.5 модульная конструкция (elementfassade - нем., unitized - англ.): Светопрозрачная конструкция, состоящая из набора модулей (панелей) и межпанельных уплотнителей, образующих единую ограждающую оболочку.

Примечание - Модуль состоит из внешней силовой рамы, внутреннего каркаса из стоек и/или ригелей, светопрозрачного и/или непрозрачного заполнения. Модуль поставляется на строительную площадку в состоянии максимальной готовности к монтажу. Модуль монтируют на относе от каркаса здания с помощью различных кронштейнов и закладных элементов, закрепленных к каркасу здания.

2.6 фахверковая конструкция: Светопрозрачная конструкция, состоящая из фахверкового каркаса и закрепленной на относе от него светопрозрачной оболочки.

Примечание 1 - Фахверк выполняет исключительно силовую функцию по восприятию нагрузки от светопрозрачной оболочки и передаче ее на каркас здания. Фахверковый каркас в общем случае состоит из различных комбинаций стоек, колонн, ригелей, балок, ферм.

Примечание 2 - Разновидностью фахверковой конструкции является конструкция, в которой светопрозрачная оболочка включает в себя специальные стоечно-ригельные системы с профилями малой изгибной жесткости, которые крепятся непосредственно к элементам фахверка.

Примечание 3 - Область применения фахверковой конструкции определяется большими расстояниями между узлами крепления светопрозрачного ограждения к каркасу здания и/или архитектурными задачами.

2.7 вантовая конструкция: Светопрозрачная конструкция, в которой светопрозрачную оболочку крепят на силовой каркас из стальных тросов и/или стержней с помощью различных типов точечного крепления.

Примечание - Для снижения высокой деформативности фасадной поверхности предусматривается возможность преднатяжения вант, а для уменьшения усилий распора на каркас здания применяют специальные пружинные амортизаторы.

2.8 бескаркасная конструкция: Cветопрозрачная ограждающая конструкция без собственного силового каркаса с креплением светопрозрачных элементов с помощью кронштейнов различных видов непосредственно к строительным конструкциям здания.

Примечание - Область применения определяется геометрическими, прочностными, деформационными параметрами каркаса здания.

2.9 комбинированная конструкция: Представляет собой комбинацию двух и более светопрозрачных ограждающих конструкций с отдельными каркасами, выполненными в одной или нескольких плоскостях.

2.10 двухслойная фасадная конструкция (double skin faсade): Конструкция, состоящая из наружного и внутреннего слоев остекления и воздушной прослойки.

2.11 кронштейн базовый (spider): Вид кронштейна, на котором закрепляют одну или несколько болтовых опор с обеспечением их подвижного или неподвижного положения.

2.12 болтовая опора (routel): Элемент точечного крепления светопрозрачного заполнения, устанавливаемый в подготовленное отверстие в стекле или стеклопакете и обеспечивающий шарнирное или неподвижное положение точки крепления.

2.13 зажим (clamp): Элемент точечного крепления за край наружного или внутреннего стекла.

3 Классификационная структура конструкций фасадных светопрозрачных

3.1 Классификация по расположению конструкции

3.1.1 Навесная конструкция.

3.1.2 Встроенная конструкция.

3.1.3 Комбинированная конструкция.

3.2 Классификация по типу несущего каркаса

3.2.1 Стоечно-ригельная конструкция, схема приведена на рисунке А.1 (см. приложение А).

3.2.2 Модульная конструкция, схема приведена на рисунке А.2 (см. приложение А).

3.2.3 Фахверковая конструкция, схема приведена на рисунке А.3 (см. приложение А).

3.2.4 Вантовая конструкция, схема приведена на рисунке А.4 (см. приложение А).

3.2.5 Бескаркасная конструкция, схема приведена на рисунке А.5 (см. приложение А).

3.2.6 Комбинированная конструкция, схема приведена на рисунке А.6 (см. приложение А).

3.3 Классификация по материалу каркаса (см. приложение Б)

3.3.1 Каркас стальной.

3.3.2 Каркас из алюминиевых сплавов.

3.3.3 Каркас из древесины.

3.3.4 Каркас из многослойного стекла.

3.3.5 Каркас из пластмасс.

3.3.6 Комбинированный каркас.

3.4 Классификация по типу крепления светопрозрачного заполнения

3.4.1 Механическое крепление прижимными наружными планками по всем или отдельным краям заполнения (рисунок В.1 приложения В).

3.4.2 Механическое крепление прижимными внутренними планками по всем или отдельным краям заполнения.

3.4.2* Механическое крепление с наружными или внутренними точечными креплениями в виде зажимов по всем или отдельным краям заполнения (рисунок В.2, рисунок В.3 приложения В).

__________________

3.4.3 Механическое крепление с наружными или внутренними точечными креплениями в виде болтовых опор (рисунок В.4 приложения В).

3.4.4 Клеевое крепление по всем краям светопрозрачного элемента (рисунок В.5 приложения В).

3.4.5 Клеевое крепление по отдельным краям светопрозрачного заполнения.

3.4.6 Комбинированное крепление, включающее в себя две или более разновидности крепления.

3.5 Классификация по наличию выступающих из плоскости остекления элементов механического крепления

3.5.1 С видимыми элементами крепления.

3.5.2 Без видимых элементов крепления.

3.5.3 Комбинированное.

3.6 Классификация по виду светопрозрачного заполнения

3.6.1 Листовое стекло.

3.6.2 Многослойное стекло.

3.6.2* Стеклопакеты.

__________________

* Нумерация соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

3.6.3 Стекло строительное профилированное.

3.6.4 Изделия из светопрозрачных пластмасс.

Приложение А (справочное). Схемы несущего каркаса светопрозрачных ограждающих конструкций

Приложение А
(справочное)

а) На относе от каркаса здания

б) В проеме стены

в) Между дисками перекрытия

1 - стойка; 2 - ригель; 3 4 - кронштейн крепления; 5 - заполнение

Рисунок А.1 - Стоечно-ригельная конструкция

1 - силовая рама; 2 - конструкции каркаса здания; 3 - кронштейн крепления; 4 - заполнение

Рисунок А.2 - Модульная конструкция

1 - каркас фахверка; 2 - зажим; 3 - заполнение; 4 - конструкции каркаса здания

Рисунок А.3 - Фахверковая конструкция

а) Вантовая конструкция на тросах

б) Вантовая конструкция из стержней

1 - вантовый силовой каркас; 2 - базовый кронштейн; 3 - болтовая опора; 4 - заполнение; 5 - конструкции каркаса здания; 6 - зажим

Рисунок А.4 - Вантовая конструкция

1 - зажим; 2 - заполнение; 3 - конструкции каркаса здания

Рисунок А.5 - Бескаркасная конструкция

1 - стойка; 2 - ригель; 3 - кронштейн крепления; 4 - конструкции каркаса здания; 5 - каркас фахверка; 6 - базовый кронштейн; 7 - болтовая опора; 8 - заполнение

Рисунок А.6 - Комбинированная конструкция
(стоечно-ригельная конструкция и фахверковая конструкция)

Приложение Б (справочное). Виды материалов каркаса

Приложение Б
(справочное)

а) Каркас из алюминиевых сплавов

б) Каркас из древесины

в) Стальной каркас

г) Каркас из многослойного стекла

Рисунок Б.1 - Конструкции фасадные светопрозрачные с каркасом из различных материалов

Приложение В (справочное). Типы крепления светопрозрачного заполнения

Приложение В
(справочное)

1 - стойка; 2 - ригель; 3 - заполнение; 4 - прижимная планка; 5 - декоративная крышка

Рисунок В.1 - Механическое крепление заполнения прижимными планками

1 - силовой каркас; 2 - заполнение; 3 - зажим

Рисунок В.2 - Механическое крепление заполнения зажимом за наружное стекло

1 - стойка; 2 - ригель; 3 - заполнение; 4 - зажим

Рисунок В.3 - Механическое крепление стеклопакета точечным креплением за внутреннее стекло

1 - силовой каркас; 2 - базовый кронштейн; 3 - болтовая опора; 4 - заполнение

Рисунок В.4 - Механическое крепление заполнения болтовыми опорами

1 - силовой каркас; 2 - заполнение; 3 - клей

Рисунок В.5 - Клеевое крепление заполнения

УДК 624.016:692.82:006.354 МКС 91.080

Ключевые слова: конструкция светопрозрачная ограждающая, классификация, термины и определения

_____________________________________________________________________

Электронный текст документа
подготовлен АО "Кодекс" и сверен по:
официальное издание
М.: Стандартинформ, 2015

Создано 05.08.2009 19:15

Фасадные конструкции из системных профилей и стекла Когда мы говорим "современные стены и фасады", то первая ассоциация, которая возникает при этом - это большие стеклянные поверхности, отражающие голубое небо, проплывающие мимо величавые облака, кроны деревьев или урбанистический пейзаж. Стеклянные поверхности по прихоти архитектора могут принимать самые причудливые формы: пирамиды, конусы, многогранники с острыми углами или, наоборот, с мягкими и плавными переходами от одной грани к другой. Криволинейные поверхности решаются несколькими прямолинейными сегментами или с использованием изогнутого стекла.

Подобные здания прекрасно вписываются не только в новые кварталы с полностью современной застройкой, но и в исторические центры городов с фоновой застройкой зданиями прошлых веков. Благодаря современным технологиям, в стеклянных фасадах все конструктивные элементы могут быть спрятаны, и только поверхности из специального стекла будут отражать окружающие архитектурные шедевры, полностью сливаясь с ними.

Прежде чем начать наше повествование о подобных фасадах, необходимо попытаться их классифицировать по различным критериям.
По применяемым материалам. Данную главу мы не случайно назвали "Фасадные конструкции из системных профилей и стекла", т.к. для устройства подобных фасадов используются различные виды стекол или стеклопакетов, которые удерживаются профилями, специально разработанными для фасадных систем. Для фасадных профилей применяются следующие материалы: алюминий, сталь и ПВХ. Все эти материалы имеют свои плюсы и минусы, о чем пойдет речь ниже.
По теплоизолирующей способности фасадные системы можно разделить на теплые, холодные и тепло-холодные. Холодные системы для фасадов отапливаемых зданий не применяются.
По способу крепления стеклопакетов. Стеклянные фасады могут быть с видимыми элементами крепления стекол, как горизонтальными, так и вертикальными (такую конструкцию часто называют стоечно-ригельной) и со структурным остеклением (со скрытыми элементами крепления). Существует также промежуточный вариант, когда на фасаде присутствуют только горизонтальные или вертикальные членения из алюминиевых профилей.
По способу крепления к основным конструктивным элементам здания фасадные профильные системы делятся на навесные и самонесущие.
Несколько особняком стоит еще один тип фасадной конструкции - вентилируемые стеклянные фасады.
Во все профильные фасады могут быть встроены окна и двери, а многие системы позволяют даже устанавливать солнечные модули с фотоэлементами для аккумулирования солнечной энергии.

Необходимо также отметить, что в конструкции из системных профилей кроме стеклопакетов или стекол могут быть установлены и глухие панели. Их можно комбинировать со стеклопакетами, обеспечивая требуемую освещенность внутренних помещений и архитектурную выразительность фасада. Применение профильных конструкций фасадов требует от проектировщиков решения не только проблем, связанных с естественным освещением помещений и созданием выразительного облика здания, но и ряда чисто технических задач.

К ним относятся: разработка конструкций в соответствии с действующими нормами и правилами; обеспечение вентиляции помещений (с возможностью дымоудаления в случае пожара) и проведение необходимых для этого специальных мероприятий; решение вопросов применения автоматических систем пожаротушения; обеспечение при необходимости системы солнцезащиты; разработка комплекса мер для эксплуатации светопропускающей конструкции (замена светопропускающих заполнений, их мытье, и т.п.); решение вопросов статики всей конструкции в целом и, особенно, в местах крепления к каркасу здания; разработка конструктивных решений узлов примыканий светопропускающей конструкции к корпусу здания; выбор стекол, в т. ч. в стеклопакетах, а также самой конструкции стеклопакетов.

Пренебрежение любой из вышеперечисленных проблем на стадии проектирования приведет к повышенным расходам при эксплуатации. При грамотном решении данных проблем на во время проектирования и при качественном претворении в жизнь этих разработок "теплая" светопропускающая конструкция должна обеспечивать: статическую прочность конструкции, гидроизоляцию, пароизоляцию, теплоизоляцию (летом и зимой), звукоизоляцию, вентиляцию стыков конструкции и дренаж конденсата, противопожарную защиту, молниезащиту.

Системные профили

Системные профили представляют собой бруски (профилированные трубы), имеющие внутри пустоты или, как их еще называют, камеры. Термин "системные" связан с тем, что огромная номенклатура различных видов профилей и дополнительных элементов к ним представляет собой своеобразный конструктор, дающий возможность изготавливать окна, двери, крыши и фасадные конструкции.

Практически любые архитектурные решения могут быть выполнены благодаря многообразию элементов профильных систем, которые включают в себя накладные и самонесущие профили с различной конструктивной толщиной для обеспечения необходимой статической нагрузки.

Конструкции фасадных систем, как уже говорилось выше, позволяют интегрировать в фасад профильные окна и двери, а также решать узлы перехода к светопропускающим крышам. В системах ведущих производителей разработаны специальные элементы: продухи для скатных крыш, элементы нижнего и бокового крепления створок (поворотных и откидных), и т.д. Причем, все эти элементы могут иметь одинаковую внешнюю ширину профилей и восприниматься на фасаде как единое целое. Важным является продуманность не только двухмерных, но и трехмерных узлов, их надежная герметизация, способность сочетаться со всей системой, в т.ч. с окнами и дверями.

При проектировании сложных фасадов крупных объектов и представительских зданий часто бывает недостаточно номенклатуры системных профилей, и ведущие фирмы разрабатывают специально под объект особые, индивидуальные профили.

Важно понимать, что для фасадов применяются специально разработанные для этих целей профильные системы. Оконные же профили могут использоваться в исключительных случаях, т. к. они обладают одним преимуществом. Оконные блоки могут быть изготовлены в качестве законченной конструкции на заводе, а при монтаже на фасаде они быстро устанавливаются один к другому, образуя целую оконную ленту. Получается так называемое ленточное остекление. В данном случае необходимо помнить только о том, что различные материалы нельзя бездумно комбинировать друг с другом. Если основные конструкции фасада выполнены из алюминия, то применять пластиковые окна нельзя, т.к. коэффициент температурного расширения у алюминия в два раза ниже, чем у пластика. Следовательно, при температурных колебаниях на улице должны быть обеспечены температурные зазоры в конструкции. В пластике же таких элементов, как правило, нет.

Существуют также оконные системы с возможностью остекления их снаружи. Необходимость применения таких систем возникает в том случае, когда необходимо застеклить, например, узкую вертикальную лестничную клетку. Для этого оконные блоки монтируются один на другой, но в зоне плиты перекрытия установить стеклопакет изнутри невозможно. В этом случае необходимо применить окно, у которого стеклопакет ставится с улицы.

Стекло, защитные пленки, стеклопакеты

Не менее важную роль при создании фасадной конструкции помимо несущих конструктивных элементов - профилей - играет и прозрачный материал - стекло.

Стекло представляет собой находящуюся в застывшем состоянии жидкость. Это - аморфное вещество, которое в твердом состоянии не обладает кристаллическими свойствами. Основными компонентами, образующими стекло, являются: кварцевый песок (69-74 %); сода (12-16 %); известняк и доломит (5-12 %) и в небольших процентных соотношениях некоторые другие компоненты. Кроме основных сырьевых компонентов можно вводить различные добавки, например, для окрашивания стекла в желаемый цвет или для изменения каких-либо других свойств материала.

Технология получения листового стекла в основном базируется на двух способах: Фурко и Флоат.

В 1902 году Эмиль Фурко разработал метод машинной вытяжки стекла. При этом способе стекло вытягивается из стекловаренной печи в виде непрерывной ленты, через прокатные валки поступает в шахту охлаждения, где режется на отдельные листы. На сегодняшний день в Европе метод Фурко практически не применяется, его вытеснил более совершенный Флоат-метод.

В последнее время в массе выпускаемого материала значительно возрастает доля функционального (с особыми свойствами) и декоративного стекла. Связано это с тем, что обычное стекло не отвечает современным требованием по теплосбережению, механической прочности, спектральному диапазону пропускаемого излучения, и т.д.

Ассортимент производимого сегодня стекла настолько широк, что может привести в замешательство неподготовленного потребителя. Некоторые сорта стекла выпускаются под собственными именами. Для того чтобы сориентироваться в этом многообразии и сделать правильный выбор, необходимо четко представлять, в каких условиях будет эксплуатироваться то или иное стекло. Так, например, не рекомендуется использование тонированного стекла, с коэффициентом пропускания меньше 50 %, в качестве облицовочного фасадного остекления. Поскольку в жаркий солнечный день панели из него могут нагреваться до температуры 80-90оС и выше, что создает большие температурные напряжения, которые могут привести к разрушению панели со всеми вытекающими отсюда последствиями. В этом случае необходимо применение специальных закаленных, армированных и ламинированных стекол.

Стоечно-ригельная конструкция

Стоечно-ригельные конструкции чаще всего применяются для возведения профильных фасадов. Свое название они получили благодаря тому, что основные конструктивные элементы в этой системе - это вертикальные несущие стойки, к которым механическим путем крепятся горизонтальные ригели. Несущая структура такой конструкции располагается с внутренней теплой стороны навесной стены.

Соединение стоек и ригелей в различных конструкциях может осуществляться по-разному. В вертикально расположенной навесной стене соединение может осуществляться "внахлест", когда профили частично перекрывают друг друга. Ригель прикрепляется к стойке с использованием экструдированного алюминиевого соединителя, закрепленного в ригеле с помощью прижимных винтов. Соединитель затем крепится к вертикальному несущему профилю винтами. Такой метод соединения обеспечивает высокий уровень регулирования ригеля даже на строительной площадке. Место соединения ригеля и несущего профиля герметизируется прокладкой из морозостойкой резины (ЕPDM).

Соединение несущих профилей и ригеля наклонно расположенной навесной стены может осуществляться при небольшом наклоне ригеля к несущему профилю. Такой способ позволяет осуществлять дренаж из ригеля в несущий профиль, исключая нарушение вертикальной дренажной камеры в несущем профиле. В канале резиновой прокладки вертикального профиля располагают уплотнитель из EPDM, который герметизирует стык вертикального профиля и ригеля без необходимости применения силикона. Вставленные ригели крепятся к несущему профилю винтами из нержавеющей стали. Возникающая при обеспечении наклона ригеля разница в уровнях прокладочных каналов компенсируется применением различных по своим размерам уплотнительных резинок в несущем профиле и в перекладине.

Соединение между вертикальным и горизонтальным профилями может осуществляться также путем частичного углубления ригеля в вырезы в вертикальном профиле.

Узлы сопряжения конструкции со стеной, с основаниями, а также узлы крепления фасадов и кровель выполняются посредством специально разработанных элементов, являющихся составной частью систем. Данные узлы позволяют надежно тепло- и гидроизолировать узлы примыканий к постройке, компенсировать температурные изменения размеров сопрягающихся конструкций.

Углы (сопряжения двух плоскостей) в фасадах выполняются с помощью специальных профилей. Переломы могут быть как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях.

Стеклопакеты устанавливаются снаружи на алюминиевые опорные пластины, которые предварительно закрепляются к ригелю. В процессе монтажа стеклопакеты фиксируются по месту с помощью синтетических скоб, привинченных к несущим профилям. Уплотнители из морозостойкой резины обеспечивают герметизацию стыков между стеклом и алюминиевыми несущими профилями. Прижимные планки стеклопакетов крепятся болтами из нержавеющей стали. Затем на прижимные планки защелкиваются декоративные алюминиевые крышки.

Стеклопакеты, или непрозрачные декоративные панели крепятся специальными алюминиевыми прижимными планками, которые могут сверху закрываться декоративными накладками. Накладки могут быть разных форм, цветов и ширины, в зависимости от эстетических требований.

В этих типах фасадов интегрированные оконные конструкции ничем не отличаются от простого глухого остекления. Иначе говоря, смотря снаружи на фасад здания, вы не сможете определить, где используется простое остекление. Требование невидимости оконного переплета в рамках плоского фасада является на сегодняшний день одним из основных требований архитекторов. При этом оконные конструкции могут открываться вовнутрь и иметь не только поворотную функцию, но и функцию для проветривания - откидную.

Обязательным требованием ко всем профильным системам является вывод конденсата. Это самый сложный и самый серьезный вопрос, на который необходимо обращать особое внимание при остеклении фасада, т.к. стеклопакет одной своей поверхностью выходит на улицу, а другой - в теплое помещение. Это значит, что у него обязательно есть зона, температура которой близка к температуре выпадения конденсата, т.е. точке росы. В этой зоне образуются капельки воды, которые нужно вывести из системы. При этом фасадная система должна оставаться герметичной и со стороны улицы (защита от внешних воздействий), и со стороны помещения (чтобы не допустить теплопотерь). Существует несколько способов вывода конденсата. Один их них, это когда около каждого стеклопакета в нижней части делаются два или больше дренажных отверстий, через которые конденсат выводится из-под стеклопакета наружу. Конденсат стекает по горизонтальным элементам к узлу крепления со стойкой, попадает в нее, уходит вниз и в самой нижней части выводится наружу.

Вывод конденсата вода в ригелях может отводиться наружу с помощью дренажной уплотнительной резинки, которая лежит на опорных алюминиевых пластинах. Эта резинка представляет собой внутренний уплотнитель стеклопакета и дренажную полку, обращенную наружу для отвода влаги. Эта экструдированная прокладка-уплотнитель может быть различных размеров по глубине, в зависимости от толщины стеклопакета или панели.

В местах соединения несущих профилей (в случаях вертикального и наклонного расположения витражей) в дренажные каналы вертикальных профилей могут вклеиваться специальные пластиковые детали, отводящие влагу наружу или в пространство под декоративную крышку. Это обеспечивает дополнительную герметизацию стыка.

В оконных системах вывод конденсата происходит через отверстия, которые есть в каждом окне, - в алюминиевом и пластиковом. На них ставят прикрывающие колпачки.

Другим важным моментом правильного функционирования стеклопакета является вентиляция пространства вокруг него. Удаление влаги через дренажные каналы недостаточного размера, а так же плохая вентиляция стеклопакетов могут привести к образованию плесени и росту грибков.

В Германии, где накоплен уже большой опыт эксплуатации подобных конструкций, специалисты обращали внимание на то, что плесень разъедает торец стеклопакета, покрытый герметиком, и, разъедая, нарушает герметичность, что приводит к образованию конденсата внутри стеклопакета и отпотеванию его средней части. Поэтому важно помнить не только об удалении влаги в зоне стеклопакета, но и о вентиляции. Поэтому часто в продуманных фасадных системах, у достаточно серьезных фирм-поставщиков профилей, имеются отверстия в зоне углов стеклопакета, как правило, в каждом углу, для того чтобы пространство вокруг стеклопакета могло нормальным образом вентилироваться.

В фасадных системах из алюминиевых профилей должно быть предусмотрено решение проблем компенсации теплового расширения конструкций (особенно при их значительных размерах). Горизонтальное расширение элементов навесной стены может компенсироваться путем привинчивания ригеля к несущему вертикальному профилю через продолговатые горизонтальные отверстия и применением резиновых прокладок в стыках. Вертикальное расширение в местах соединения вертикальных профилей может компенсироваться с помощью расширительного профиля (выполняющего и функцию усиления конструкции). Такой профиль помещается во внутренние полости двух вертикально соединяемых несущих элементов.

Существует несколько принципов крепления конструкции фасада здания. Один из них - это навесная самонесущая система. Вся фасадная конструкция навешивается перед стеной или каркасом здания снаружи и крепится вертикальными стойками только на плитах перекрытия. А горизонтальные ригели являются элементами, которые только передают вес стеклопакета. Эта система достаточно проста в работе, но требует наружного монтажа. А так как установка стеклопакетов ведется снаружи, то необходимо либо наличие лесов, либо навесных монтажных приспособлений в виде люлек.

Существуют системы, когда фасад встраивается в здание. Конструкция устанавливается от пола одного этажа до плиты перекрытия следующего. Но при этом торцы перекрытий остаются незащищенными, необходимо их декорировать и теплоизолировать, т.к. они являются проводниками холода вовнутрь здания.

Когда необходимо перекрывать большие пролеты, то часто экономически нецелесообразно увеличивать жесткость конструкции путем усиления жесткости алюминиевых конструкций, а проще сзади поставить дешевый стальной каркас, на который закрепить алюминиевые конструкции. Размеры пролетов, для которых могут быть применены алюминиевые системы, определяются расчетом (сопроматом). При выборе конструкции необходимо помнить также о пожаробезопасности.

При стоечно-ригельной конструкции на фасаде имеются вертикальные и горизонтальные членения. При структурном остеклении фасад представляет собой гладкую стеклянную поверхность. Разработан также и промежуточный вариант, когда вертикальные или горизонтальные накладки пересекают фасад. Они могут иметь различные цвета и формы, которые позволяют акцентировать на них внимание. Стеклопакеты при этом варианте крепятся в одном направлении традиционным способом (для стоечно-ригельной конструкции), а в перпендикулярном направлении швы между соседними стеклопакетами герметизируются специальными резиновыми прокладками. Это накладывает ограничение на размеры применяемых стеклопакетов. При такой конструкции фасада возможна также установка открывающихся элементов со стыками не видимыми с фасада.

Фасадные системы со структурным остеклением

Фасадные системы со структурным остеклением, как правило, являются теплыми. В этих системах плоскость фасада представляет собой единую поверхность стекла без видимых наружных накладных планок.

Конструкция фасада со структурным остеклением требует, чтобы скелет здания был должным образом подготовлен под монтаж фасада, т.к. зазоры между стеклами делаются минимальными. Зазоры предназначены только для того, чтобы компенсировать температурные колебания соседних стеклопакетов или других фасадных элементов, а пространства для восприятия прогиба плит перекрытия, на которые крепится вся система, не остается. И поэтому каркас самого здания должен быть абсолютно жестким, а плиты перекрытия должны иметь минимальный прогиб практически равный нулю.

В ряде систем предусматривается приклеивание стеклопакета к алюминиевой опорной рамке, которая затем закрепляется на вертикальные алюминиевые стойки и горизонтальные ригели.

Для структурного остекления часто применяют особый стеклопакет - наружное стекло делается длиннее, чем внутреннее. Это позволяет приклеивать к опорной рамке одновременно два стекла - наружное и внутреннее, что, несомненно, делает всю конструкцию более надежной.

Для увеличения безопасности и надежности системы многие немецкие фирмы, кроме простого приклеивания стеклопакетов, предлагают еще и их механическую фиксацию путем продления опорной рамки и загибания ее за край стекла наружу. Алюминиевая рамка становится видна на фасаде, но зато существенным образом повышается безопасность всей системы. По мнению немецких специалистов, это особенно важно в случае пожара, т.к. термостойкость клея менее 2000С, и только механическое крепление позволяет удерживаться стеклопакету.

Ряд фирм применяет и совершенно особые стеклопакеты, у которых фрезеруется край стекла под 450 таким образом, чтобы алюминиевый уголок (механическая поддержка) оставался в плоскости стекла.

В систему структурного остекления могут быть встроены верхнеподвесные окна, открывающиеся наружу, причем таким образом, что при закрытых створках различия на фасаде между открываемыми блоками и неподвижными заметить невозможно.

Тепло-холодные фасадные системы (облицовочные фасады)

Тепло-холодный фасад используется тогда, когда необходимо реконструировать существующее здание, которое имеет в вертикальных стенах оконные проемы. При этом стеклянная стена навешивается поверх существующей ограждающей конструкции, и крепление фасада происходит не к перекрытиям, а к парапетным частям здания.

В этом случае применение теплой конструкции всего навесного фасада является избыточным. В области оконных проемов навесной фасад должен быть теплым (здесь он выполняет все функции стандартного окна), а в области глухих простенков - холодным (декоративная функция). Именно из-за этого четкого разделения областей фасад и назвали "тепло-холодным".

В теплых областях должна быть предусмотрена гидро- и пароизоляция оконных проемов. В холодных же областях остекление ведется не стеклопакетами, а стеклами. И за ними может образовываться конденсат, который должен испаряться. Поэтому холодные области необходимо обязательно проветривать. Между стеклом и стеной здания оставляется некоторый зазор, и в этом промежутке образуется каминный эффект - вытяжка. И вся влага, которая образовалась в результате сезонных или дневных температурных колебаний, вытягивается вверх. Это является особенностью системы, можно сказать, ее краеугольным камнем.

Вентилируемые стеклянные фасады

Вентилируемые стеклянные фасады, или, как еще называют их фирмы, занимающиеся продвижением подобных конструктивных решений, "интеллигентные" фасады практически пока не известны в России. В западных же странах, в частности в Германии, уже достаточно много подобных построек.

Отметим сразу, что данное конструктивное решение в первую очередь предназначено для общественных представительских зданий: административных, банковских, аэропортов, и т.п.

Вентилируемые стеклянные фасады -это не только оригинальное конструктивное решение, не только богатые возможности в архитектурном плане, но и целая философия, концепция создания внутри помещения благоприятного микроклимата, то есть естественной среды обитания человека - с нужной освещенностью, температурным и влажностным режимами, движением воздуха, и т.п. Но и одновременно с защитой от негативных атмосферных воздействий - ветров, осадков, и т.п. Всеми параметрами человек может управлять самостоятельно, практически не прибегая к помощи кондиционеров, обогревателей, и т.д.

Что же такое вентилируемые стеклянные фасады, на каких принципах основана работа этих конструкций? Попытаемся дать ответы на эти вопросы.

Данная конструкция представляет собой "рубашку", оболочку, которая как бы надевается на фасад здания. На некотором расстоянии от стены здания, высотой до 0,6 м, навешивается конструкция из системных профилей и стекла, являющейся, практически, вторым фасадом. Наружный фасад воспринимает ветровые нагрузки, защищает здание от осадков, частично поглощает солнечную энергию. Для него используют "холодный" профиль и одинарное глухое остекление.

Такая оболочка может быть навешана как на стену реконструируемого здания (из кирпича, бетона), так и на светопропускающую конструкцию нового сооружения ("теплый> профиль + стеклопакеты). При устройстве стеклянного вентилируемого фасада при реконструкции в районе расположения окон ставится прозрачное стекло, а в районе глухой стены, в зависимости от замысла архитектора, может быть применено либо зеркальное остекление, либо глухие панели.

При возведении двух стен (внутренней и наружной) из системных профилей со светопропускающим заполнением, внутренние помещения, которые должны быть закрыты, могут быть сконцентрированы в цокольном, первом этажах. Также существует и другое решение - с частичным применением зеркального остекления и глухих панелей.

Крепление стекла в наружной стене может быть выполнено как видимыми элементами крепления, так и по принципу структурного остекления.

Физика "работы" подобного фасада состоит в том, что между двумя фасадами оставляется воздушный промежуток, в котором циркулирует воздух за счет перепада температур, давлений. Вентиляция устраивается либо поэтажная, либо через этаж (на внешнем фасаде устанавливаются специальные решетки). Устройство вентиляции на всю высоту здания не целесообразно, так как это требует применения дорогостоящих насосов, которые будут качать воздух. Оптимальным является обеспечение не только вертикальной, но и горизонтальной циркуляции воздуха в воздушном промежутке между двумя фасадами. Это возможно при точечной застройке, в здании круглой, квадратной или многогранной формы. В этом случае солнце нагревает воздух с одной стороны здания, в одном сегменте, откуда он перетекает в более холодную часть дома. Благодаря вертикальной и горизонтальной циркуляции воздуха строение будет охлаждаться естественным путем, поэтому использование кондиционеров может быть сведено к минимуму.

Для регулирования светового потока применяются жалюзи, управляя которыми, человек сам может создавать требуемый уровень освещенности.

Для ухода за подобными фасадами предусматривается либо достаточный промежуток между двумя стенами для прохода человека (0,6 м), либо во внутреннем фасаде открывание окон устраиваются с учетом возможности уборки и внешнего стеклянного фасада.

В системах ведущих производителей разработаны специальные элементы: продухи для скатных крыш, элементы нижнего и бокового крепления створок (поворотных и откидных), и т.д. Причем, все эти элементы могут иметь одинаковую внешнюю ширину профилей и восприниматься на фасаде как единое целое. Важным является продуманность не только двухмерных, но и трехмерных узлов, их надежная герметизация, способность сочетаться со всей системой, в т.ч. с окнами и дверями.

Светопрозрачные фасадные конструкции можно классифицировать по различным критериям:

1. По применяемым материалам

Для фасадных конструкций применяют различные виды стекол и стеклопакетов, которые удерживаются профилями, специально разработанных для выполнения данных задач. Для фасадных профилей применяются следующие материалы: алюминий, сталь и ПВХ.

2. По теплоизолирующей способности

Светопрозрачные фасадные системы можно разделить на:

1) Холодные фасадные системы

«Холодные» алюминиевые конструкции применяют там, где сохранения тепла не требуется.

2) Теплые фасадные системы

Отличительная особенность данных систем: наличие термомоста.

Термомост - это профиль из полиуретана, полиамида, армированного полипропилена вспененного полиэтилена. Он вставляется между двумя алюминиевыми профилями, которые составляют единую алюминиевую систему. Ширина термоизолирующей вставки колеблется от 18 до 100 мм, в зависимости от изготовителя и класса теплосбережения, к которому принадлежит профиль.

Рисунок 1.1

Термомост в фасадных алюминиевых системах