Как избежать распространённых ошибок при реализации вентилируемых фасадов? Из чего они состоят и как работают? Какие могут быть нюансы в проектировании, комплектации фасадной системы? На что обратить внимание, контролируя качество монтажа? На эти и многие другие вопросы мы ответим в данной статье.
Что собой представляет вентилируемый фасад
Считается, что впервые вентилируемые фасады начали применять в начале двадцатого столетия в США для снижения нагрузок на несущие конструкции небоскрёбов. Впоследствии технология навесных фасадов перекочевала в северные страны Европы, где и была доведена до совершенства. Более 40 лет вентилируемые фасады применяются в Германии, Италии, Швеции, Финляндии, Норвегии и других развитых странах, причём как при строительстве новых зданий различного назначения, так и при реконструкции уже эксплуатируемых. Руководствуясь многолетним опытом, производители фасадных систем постоянно совершенствуют технологии монтажа и проектирования, разрабатывают и издают подробные инструкции, обучают строителей и конструкторов, регулярно предлагают нашему вниманию новые материалы облицовки, каркасов, теплоизолятора. Около 15 лет назад навесные фасады с воздушным зазором начали появляться на стройплощадках нашей страны. Повышение стоимости энергоносителей и новые нормы по тепловой сопротивляемости ограждающих конструкций поспособствовали этому факту. До этого утеплитель если и применялся, то либо в средине несущей стены, либо с внутренней стороны.
Благодаря своим неоспоримым достоинствам вентилируемые фасады из года в год становятся всё популярнее. Не удивительно, ведь с их помощью можно эффективно утеплить здание, защитить несущие стены и теплоизолятор от воздействия окружающей среды, решать самые сложные дизайнерские и архитекторские задачи.
Защитно-декоративные покрытия вентилируемых фасадов не только функциональны, но также очень красивы и разнообразны. Это: искусственный и натуральный камень, профилированный лист, композит, фасадные кассеты, фиброцемент, сайдинг, керамогранитные плиты, тонированное стекло и многие другие материалы. Возможно комбинирование их практически в любых сочетаниях, в том числе каркасных фасадных систем со штукатурными. Богатая цветовая палитра и широкий выбор различных фактур облицовочных элементов не могут не радовать архитекторов и заказчиков.
Навесные системы позволяют скрыть даже самые серьёзные неровности несущих стен, что весьма проблематично сделать с помощью штукатурных работ, они, собственно, не требуют особой подготовки основания.
Из-за отсутствия «мокрых» циклов монтаж вентилируемых фасадов можно производить при минусовых температурах, причём в достаточно короткие сроки.
Такие фасады являются достаточно долговечными и практичными, они не требуют при эксплуатации какого-то особого ухода, что практически исключает последующие затраты.
Они прекрасно ремонтируются при локальных механических повреждениях. Благодаря штучной структуре облицовки её элементы легко можно заменять, снимать и монтировать обратно. Тот факт, что все они устанавливаются на металлической подсистеме с помощью отдельных крепежей и не оказывают давления друг на друга, определяет возможность использования вентилируемых фасадов в высотном городском строительстве. Однако, вопреки расхожему мнению, не только многоэтажные здания, но и частные коттеджи обустраивают навесными фасадами с воздушным зазором, ведь дело тут не в материалах, а принципах организации системы. Например, фасад, облицованный неимоверно распространённым ныне виниловым сайдингом, можно смело считать вентилируемым, если имеется воздушная прослойка.
Вентилируемые фасады — это многослойная ограждающая конструкция, главной функцией которой является защита вынесенного на внешнюю сторону здания утеплителя. Принцип устройства вентилируемого фасада достаточно прост. Декоративная водоотталкивающая облицовка монтируется на несущие профили, в свою очередь закреплённые на основные стены посредством специальных кронштейнов. В подавляющем большинстве случаев под каркасом таких фасадов размещают слой утеплителя, причём с таким расчётом, чтобы между ним и финишной обшивкой оставался сообщающийся с внешней атмосферой просвет, позволяющий воздуху свободно циркулировать. Именно благодаря естественной вентиляции удаляется влага, попадающая вовнутрь системы, что значительно повышает теплоизоляцию здания. Это, по сути, главная идея, заложенная в функционирование подобных конструкций, потому они и получили название «навесные фасады с воздушным зазором» или, как чаще говорят, «вентилируемые фасады».
Правильно спроектированный и смонтированный вентилируемый фасад обладает высокими эксплуатационными характеристиками, выполняет множество полезных функций:
- обеспечивает нормативное утепление здания;
- повышает звукоизоляцию стен;
- позволяет дому «дышать», пропуская водяные пары в атмосферу;
- надёжно защищает несущие стены и теплоизолятор от воздействия окружающей среды.
Однако в силу как субъективных, так и объективных причин, отечественным строителям не всегда удаётся добиться желаемого качества. К сожалению, в странах постсоветского пространства ещё не созданы все необходимые нормативы и правила, ещё не отработаны все нюансы монтажа, проектирования и эксплуатации вентилируемых фасадов. Для обеспечения нормального функционирования этого непростого с инженерной точки зрения элемента здания, как правило, недостаёт системного подхода на всех этапах реализации проекта, слаженного взаимодействия поставщика, конструктора, архитектора и монтажников. В итоге на выходе мы часто получаем недолговечную, малофункциональную, а зачастую и просто опасную конструкцию.
Рядовому частному заказчику приходится «держать ухо востро», как относительно качества монтажа, так и касательно комплектации фасадной системы. Не лишним оказывается изучение всей технологии и отдельных физических процессов, происходящих внутри эксплуатируемого навесного фасада. Это позволяет грамотно контролировать текущие подготовительные и монтажные работы, принять готовый фасад. Большое количество скрытых работ требуют проверки качества их проведения, иногда составления актов их освидетельствования. Давайте разберёмся, как избежать ошибок при устройстве вентилируемого фасада.
Актуальные вопросы проектирования вентилируемых фасадов
В нашей стране практически отсутствует нормативная база для реализации навесных вентилируемых систем, что вызывает возникновение массы вопросов и проблем при их проектировании. Часто работы ведутся вообще без проекта, что ведёт к плачевным последствиям.
Чтобы грамотно подобрать для конкретного здания наиболее подходящий тип вентилируемого фасада, необходимо получить некоторые исходные данные и произвести на их основе определённые расчёты. Проектируя и выбирая фасад важно учесть:
- специфику объекта, (назначение, этажность, режимы эксплуатации, тип несущих стен);
- климатические условия (скорость преобладающего ветра, инсоляция, температура, количество осадков…);
- сейсмические условия;
- геодезические условия;
- расположение относительно общей застройки (открытое место/плотная застройка);
- дизайнерскую задумку, бюджет.
Изучив все эти вопросы можно выбрать работающий вентилируемый фасад, в котором будет обеспечен непрерывный поток воздуха, стабильное удаление избыточного тепла и влажности при любых погодных условиях. Серьёзное влияние на эффективность функционирования системы будет оказывать величина вентиляционного зазора, воздушной прослойки, ширина открытых швов между элементами облицовки.
Надёжность и безопасность всей конструкции будет зависеть от качества деталей каркаса, выбора материалов из которых изготавливаются профили и крепежи, правильного расчёта их несущих характеристик. Подсистема должна поглощать подвижки, возникающие при сезонных и суточных температурных колебаниях, удерживать облицовку даже при усадках здания, пожарах, небольших землетрясениях. Поэтому при разработке схемы монтажа должны предусматриваться деформационные швы, предотвращающие образование трещин и разрушений защитно-декоративного покрытия. Сам каркас должен проектироваться с соблюдением необходимых технологических зазоров, применением всевозможных эластичных элементов: лент, уплотнителей, прокладок. Согласно проведённым расчётам, подсистема должна выдерживать вес утеплителя, облицовки и самой себя, иметь возможность выравнивания основания, иметь срок эксплуатации не меньший, чем у облицовки и здания в целом.
Подбор комплектующих для навесных фасадов не ограничивается лишь определением качества исполнения и основных технических характеристик элементов подсистемы. Необходимо, чтобы материалы, из которых они изготовлены были совместимы. Иными словами, различные типы материалов не должны использоваться в одном каркасе. Причиной тому служит возможное появление контактной коррозии, способной привести к деформациям и разрушениям. Для определения совместимости иногда производят соответствующие тесты, так как стойкость подсистемы к коррозии является одним из основных критериев оценки её надёжности.
Очень важно подобрать утеплитель, который будет отвечать теплофизическим, механическим и эксплуатационным требованиям для данного фасада. Тут необходимо выбрать золотую средину между высокой плотностью плит утеплителя и их способностью плотно сопрягаться друг с другом, прилегать к основанию. Стоит определиться, будет утепление однослойным или двухслойным, с типом и толщиной теплоизолятора, способом его крепления. Главное, конечно, правильно рассчитать толщину необходимого теплоизолирующего слоя, не допуская перерасхода дорогостоящего материала.
Монтаж вентилируемого фасада
Установка кронштейнов
Кронштейны являются важным элементом системы, именно через них на несущую стену передаётся весь вес фасадной конструкции. Также как и направляющие профили, они изготавливаются из алюминия, нержавеющей или оцинкованной стали. Кронштейны должны выдерживать расчётные статические и динамические нагрузки, давать возможность выставлять каркас на неровном основании, образовывать расстояние от несущей стены до облицовки, которое заполняется утеплителем определённой толщины. Иными словами, главные их характеристики — это несущая способность и вариативность в изменении длины.
Несущая способность кронштейнов в основном определяется толщиной металла, свойств материала из которого он изготовлен, его формой, а именно наличием и размером рёбер жёсткости. У различных производителей не всегда эти параметры совпадают. Здесь ни в коем случае нельзя экономить, эти показатели должны полностью совпадать с проектными требованиями.
Что касается материалов, то алюминиевые кронштейны значительно легче стальных, наименее подвержены коррозии, при этом они имеют более низкую несущую способность, или требуют увеличения сечения. Кроме этого алюминий отличается в разы большей теплопроводностью по сравнению со сталью, что серьёзно ухудшает теплотехнические характеристики системы, ведь кронштейн — основной мостик холода утеплённого фасада. Ещё одной проблемой алюминиевых кронштейнов является их низкая температура плавления — порядка 650°С. К сожалению, известны случаи полного обрушения вентилируемого фасада с алюминиевой подсистемой во время локального пожара в многоэтажном здании. Похоже, что лучший вариант по соотношению цена/качество — это оцинкованная сталь.
Подобрать кронштейны по длине обычно не представляет сложности, тем более что они существуют как различных типоразмеров, так и регулируемые по длине.
Ещё один важный момент, на который следует обратить особое внимание — это борьба с мостиками холода. Решается эта проблема установкой под основание кронштейна теплоизолирующих прокладок, как правило, они изготавливаются из паранита. Таким образом, значительно уменьшается площадь прямого контакта металла с несущей стеной.
Не менее серьёзно необходимо подходить к вопросам надёжности крепления кронштейнов к стенам. Одной из самых главных задач при решении этой проблемы является подбор подходящих анкеров и дюбелей. Крепёжные элементы должны соответствовать всем заявленным характеристикам, конечно, необходимо чтобы они были сертифицированы. Разрабатывая проект, всегда нужно проводить испытание несущих стен на отрыв смонтированного крепежа, так определяют тип необходимых анкеров, их количество. Лучше всего крепление производить на бетонные или кирпичные стены, однако, применяя «химические» дюбели, можно спокойно устанавливать даже тяжёлые навесные фасады на пористых основаниях, таких как, например, ракушечник, пенобетон.
Часто при реализации вентилируемых систем на объекте необходимо наличие целого ассортимента кронштейнов и анкеров, как по типу, так и по размеру.
Кроме это следует соблюдать технологию монтажа кронштейнов. Здесь также есть свои нюансы. Перед началом работ на стене с помощью отвеса, водяного уровня, рулетки и красящего шнура размечают места установки несущих профилей. А уже по этим линиям, в соответствии с расчётным шагом, — точки крепления кронштейнов. Отверстия следует сверлить на 10 мм глубже, чем длина анкерного дюбеля. На основаниях из кирпичной кладки работать лучше дрелью, а не перфоратором, при этом не рекомендуется сверлить ближе, чем 100 мм от наружного угла, возле швов и непосредственно в них. Все технологические отверстия должны быть очищены от пыли и мусора сжатым воздухом.
В процессе монтажа кронштейнов следует проверять:
- точность, шаг установки кронштейнов;
- глубину, диаметр, чистоту отверстий;
- прочность крепления кронштейнов;
- наличие всех теплоизоляционных прокладок;
- отсутствие дефектов кронштейнов (вмятины, трещины, изгибы).
Монтаж утеплителя
Огромное количество вопросов возникает касательно утепления вентилируемых фасадов. Практика показывает, что основные проблемы возникают от ошибок в проектировании или монтаже, а не от низкого качества теплоизолятора.
Вентилируемые системы комплектуются специально предназначенными для фасадов плитами из минеральной ваты. Они изготавливаются на основе базальта или стекловолокна. Такие материалы отличаются низкой теплопроводностью, устойчивостью к перепадам температуры, хорошей паропроницаемостью, пожаробезопастностью, жёсткостью, биостойкостью, сопротивляемостью к выветриванию.
Для оптимизации технологии утепления в навесных фасадах применяют однослойную или двухслойную систему монтажа теплоизолятора. При монтаже слоя утеплителя, каждый горизонтальный ряд должен быть смещён относительно предыдущего для «шахматной» перевязки стыков плит. При двухслойной системе плиты наружного слоя должны перекрывать стыки внутреннего, так удаётся избежать образования мостиков холода. Если нужно установить 100 мм утеплителя, то лучше использовать два слоя из плит по 50 мм.
В комбинированной двухслойной схеме утепления нижний слой состоит из полужёстких плит, в основном из стекловолокна, а наружный — из более плотных, которые предохраняют теплоизолирующий пирог от выветривания. Внутренние мягкие плиты лучше прилегают к неровным основам, плотно стыкуются между собой, заметно удешевляют конструкцию.
Монтаж плит осуществляют сразу после установки кронштейнов. Правда, в некоторых подсистемах, предусматриваются горизонтально расположенные элементы, которые помогают удерживать утеплитель. Минеральную вату крепят к основанию качественными тарельчатыми дюбелями, которые должны не менее чем на 50 мм заходить в стену. На один квадратный метр утеплителя должно приходиться около 5 — 8 дюбелей, но не менее 4 на одну плиту. Часто их бьют через ветрогидрозащитную мембрану, не ближе 50 мм от края плит.
Качественная защита утеплителя — очень важный аспект работы вентилируемого фасада. Увлажнение ваты на 5% ведет к 50-процентному снижению её теплоизоляционных свойств. Поэтому по мере установки плит их необходимо сразу закрывать мембраной. Естественно, до монтажа ваты должны быть закончены все кровельные работы и особо «мокрые» операции внутри помещений — штукатурка, стяжки. Основание должно быть сухим. Некоторые производители пропитывают свой утеплитель специальными водоотталкивающими составами, которые снижают показатели водопоглощения.
Современные фасадные мембраны, пропускают водяной пар из утеплителя наружу, при этом препятствуют проникновению влаги извне. Параллельно такая плёнка защищает теплоизолятор от выдувания волокон восходящими потоками воздуха. Так сохраняются технические характеристики утеплителя и стабильный размер вентиляционного зазора. Мембрану крепят таким образом, чтобы она не была «в натяг», но и не провисала, перекрывая вентиляционный зазор. Для фиксации защитной плёнки иногда её приклеивают к профилям, иногда растягивают между ними шнуры, но чаще всего прибивают тарельчатыми дюбелями. В зависимости от рекомендаций производителя полосы мембраны должны иметь определённые нахлёсты, порядка 10 — 15 мм, которые проклеивают соединительной лентой.
Нужно обращать внимание на тот факт, что не все производители допускают монтаж плёнки непосредственно на утеплитель. Лучше не использовать кровельные мембраны на фасадах, так как они иногда имеют относительно низкую прочность. Используйте только сертифицированные плёнки, поры дешёвых некачественных мембран быстро забиваются пылью и частицами льда, утеплитель не избавляется от пара, поступающего изнутри помещений, и престаёт работать.
При контроле качества утепления стен нужно обратить внимание на следующие аспекты:
- зазор между плитами не должен превышать 2 мм;
- количество установленных тарельчатых дюбелей должно соответствовать проекту;
- подгонка доборных плит осуществляется резанием, ломать утеплитель запрещается;
- утеплитель и защитная плёнка не должны иметь разрывов и повреждений;
- необходимо, чтобы полотна мембраны имели нахлёст и были проклеены;
- все элементы теплоизолятора, особенно доборные, должны быть надёжно закреплены.
Монтаж направляющих профилей
В зависимости от множества факторов для конкретных навесных фасадов могут применяться определённые типы подсистем. Основными можно считать горизонтальную, вертикальную, и комбинированную систему каркаса.
Для вентилируемых фасадов хорошо подходит вертикальная конструкция, при которой направляющие несущие профили располагаются снизу вверх, подвергаются нагрузкам на сжатие и растяжение. Они отлично выполняют одну из основных своих функций — обеспечивают расчётный вентиляционный зазор, при этом вертикально идущие потоки воздуха не перекрываются никакими горизонтальными элементами.
Многие специалисты считают наиболее удачным комбинированный вариант, когда к кронштейнам крепятся горизонтальные направляющие, а уже поверх них устанавливают вертикальные профили, воспринимающие нагрузку элементов облицовки и определяющие воздушную прослойку. При комбинированной системе очень надёжно закрепляется утеплитель, защитная мембрана. Кроме того происходит перераспределение нагрузок — как на сжатие и растяжение, так и на изгиб, кручение, вследствие чего увеличивается несущая способность каркаса. Единственным недостатком такой подсистемы можно считать повышенную металлоёмкость, следовательно, более высокую стоимость.
Крепление несущих профилей к кронштейнам осуществляется посредством заклёпок, оцинкованных самонарезных винтов, болтов. Вертикальные направляющие устанавливаются с определённым зазором от цоколя или отмостки, обычно порядка 50 мм. Монтируются они снизу вверх, при этом сначала выставляют крайние профили плоскости, потом — возле оконных и дверных проёмов, а затем промежуточные элементы ставятся по контрольным шнурам. Между двумя идущими друг за другом профилями необходимо оставлять деформационный зазор порядка 10 мм. Иногда направляющие профили имеют крепеж для облицовки, поэтому необходимо строго контролировать горизонтальность рядов этих крепёжных элементов. Тем более что в некоторых фасадных системах каждая плитка облицовки может крепиться к нескольким несущим профилям.
При выставлении профилей необходимо выдерживать вентиляционный зазор, указанный в проекте, обычно от 30 до 50 мм, здесь на помощь часто приходят регулируемые по выносу кронштейны. Стоить заметить, что его увеличение свыше расчётного недопустимо из-за возможности образования турбулентных потоков, нарушению естественной тяги, появления различных акустических эффектов: гулов, дребезжаний, завываний.
Контроль качества выставления каркаса проверяется по следующим критериям:
- наличие проектного вентиляционного зазора;
- наличие деформационного зазора на стыке профилей;
- точность выдержки расчётного расстояния между осями профилей;
- точность выставления плоскости подсистемы;
- надёжность фиксации элементов каркаса;
- соответствие проекту типа и количества крепежей.
Установка облицовки
Монтаж плит облицовки — это, пожалуй, самый простой этап работы по реализации навесного вентилированного фасада. Установка защитного покрытия производится снизу вверх, горизонтальными или вертикальными рядами. Облегчают монтаж облицовки всевозможные вспомогательные элементы: кляммеры, заклёпки, уплотнители, вставки, зазоры, зажимы. Каждый такой малозаметный элемент непосредственно участвует в удержании плит, предотвращает возникновение вибраций и смещений. Они должны выдерживать несколько циклов монтажа и быть надёжно закреплены на несущих профилях подсистемы.
Обычно множество проблем возникает при устройстве примыканий и обрамлений. Примыкание облицовки к углублённым проёмам и зашивка откосов осуществляется либо с помощью лицевого материала, либо с использованием окрашенного оцинкованного/алюминиевого листа, металлопластика. Часто в каркас интегрируют готовые оконные обрамления. Боковые торцы вентилируемой фасадной конструкции закрывают сплошным металлическим фартуком или штатными угловыми панелями облицовки. Примыкания к цоколю, кровле или парапету, должны быть выполнены так, чтобы исключить попадание влаги под облицовку, придать фасаду законченный внешний вид. Кроме того, необходимо обеспечить свободную циркуляцию воздуха между утеплителем и облицовкой, поэтому здесь применяют перфорированные доборные элементы. Внутренние и внешние углы облицованных стен могут иметь как прямолинейную, так и закруглённую форму. Некоторые защитно-декоративные фасадные покрытия, например, искусственный камень типа «сканрок», прирезаются на наружных углах под 45°.
В процессе монтажа облицовки контролируют на соответствие проекту:
- плоскостность установки панелей;
- надёжность крепления облицовки;
- количество и тип кляммеров, заклёпок, уплотнителей;
- размер зазора между элементами облицовки.
- размер вентиляционной прослойки;
- правильность устройства обрамлений.
Делаем выводы
Специалисты провели анализ более ста вентилируемых фасадов с различными дефектами и пришли к выводу, что их причинами являются:
- 55% — брак при монтаже;
- 40% — ошибки в проектировании;
- 5% — низкое качество/неправильный выбор стройматериалов.
Отсутствие чётких государственных нормативов препятствует корректному проектированию, монтажу и контролю качества реализации вентилируемых фасадов. Однако проектные и научно-исследовательские организации активно включились в решение данной проблемы и по заказу производителей фасадных систем разрабатывают соответствующие нормативные документы и технологические карты, отвечающие всем требованиям, выдвигаемым к современному строительству.
Начинайте работы только при наличии грамотного подробного проекта.
Стремление заказчика или подрядной организации сэкономить на материалах каркаса, зачастую негативно сказывается на функциональности и надёжности системы. Это могут быть удешевлённые профили, кронштейны, крепёж, закупленные у разных поставщиков. В результате — заниженное сечение металла, несовместимость материалов, подсистема из некачественного вторичного сырья. Отметим, что к выбору материалов для облицовки заказчик относится куда более трепетно и рассудительно.
Именно по этим причинам ответственные, дорожащие своим именем производители не продают свои фасады по частям, они специализируют свои комплектующие, делают их незаменимыми, как детали одного конструктора, неизменно связанные в единое целое. К тому же, в процессе сборки таких систем минимизируется количество неквалифицированных, ремесленных, работ, ведь нет необходимости подгонять что-то друг к другу.
Комплексно заказывайте сертифицированные материалы у одного производителя.
В большинстве случаев качество реализации вентилируемых фасадов зависит от культуры монтажа и незнания отечественными строителями всех тонкостей технологии. Острая нехватка профессионалов с достаточным практическим опытом в данной сфере часто обусловлена неоправданно низкой ценой на фасадные работы. Причиной тому может быть известная многим на рынке недорогих фасадов система формирования стоимости монтажа в зависимости от цены материала. Иногда заказчик просто выделяет средства на монтаж фасада по остаточному принципу, уже на стадии завершения строительства. Откровенно заниженная стоимость работ не позволяет привлечь к монтажу фасадной системы квалифицированные бригады, полностью укомплектованных соответствующим, часто достаточно дорогостоящим оборудованием.
Нанимайте только опытных монтажников, имеющих узкую специализацию, откажитесь от дешёвых услуг «мастеров широкого профиля».
Контролируйте все стадии работ от проекта и комплектации до монтажа. Требуйте проведения всех необходимых исследований и испытаний. Системно и комплексно подходите к реализации проекта: держите связь с разработчиками, поставщиками, монтажниками. Постарайтесь получать разностороннюю информацию из разных источников, так она будет наиболее объективной, а ваш фасад будет работать долго и эффективно.
