Применение теплоизоляционных плит из минеральной ваты и стекловолокна в конструкциях вентилируемых фасадов



Навесные вентилируемые фасадные системы с утеплением и воздушным вентилируемым зазором представляют собой конструкцию, состоящую из металлической подконструкции (подоблицовочной конструкции) и облицовки (фиброцементные плиты или листовые материалы). Подоблицовочная конструкция крепится к стене таким образом, чтобы между облицовкой и стеной образовался зазор (воздушная прослойка). Для утепления ограждающей конструкции между стеной и облицовкой размещается теплоизоляционный слой из волокнистых материалов – гидрофобизированных плит из тонковолокнистой минеральной ваты вида ВМТ типа А или плит из стеклянного штапельного волокна. 

 
Подоблицовочная конструкция может крепиться как на несущую, так и на самонесущую стену, выполненную из различных материалов (бетон, кирпич и т. д.).
Вентилируемые фасады применяют в новом строительстве и при реконструкции старых зданий.
Вентилируемые фасады обладают рядом преимуществ:
– защитный экран (защитно-декоративное покрытие) из листовых или штучных материалов предохраняет утеплитель от механических повреждений, атмосферных осадков, воздействия ветра и солнечной радиации. Улучшает внешний вид и облегчает выполнение работ при ремонте тепловой изоляции ограждающих конструкций;
– вентилируемый зазор исключает накопление влаги в конструкции, что способствует как повышению ее теплозащитных свойств, так и долговечности, улучшается температурно-влажностный режим помещений;
– конструкция изоляции с применением защитного экрана позволяет проводить строительные и ремонтные работы круглогодично. При этом повышается степень индустриализации строительно-монтажных работ по утеплению зданий и снижаются трудозатраты при строительстве и ремонте;
– не требуется предварительное выравнивание несущей стены;
– исключаются клеевые и другие «мокрые» процессы, так как все элементы конструкции крепятся и соединяются механически;
– длительный срок безремонтной эксплуатации.
Металлическая подконструкция (фахверк) состоит из кронштейнов, которые крепятся непосредственно к стене, и несущих профилей (направляющих), устанавливаемых на кронштейны, к которым с помощью специальных крепежных элементов крепятся элементы защитно-декоративного покрытия (облицовки). Основное предназначение подконструкции – надежно закрепить плиты облицовки и теплоизоляции к стене таким образом, чтобы между теплоизоляцией и облицовочной панелью осталась воздушная прослойка.

Подконструкция должна обладать:
– высокой коррозионной устойчивостью;
– несущей способностью и прочностью, способными противостоять статическим (собственная масса конструкции, включая массу панелей и утеплителя) и динамическим (пульсирующая составляющая ветровой нагрузки, температурные перепады и т. д.) нагрузкам;
– необходимой подвижностью узлов для восприятия динамических нагрузок;
– возможностью нивелирования кривизны основания (несущих стен);
– простотой и высокой скоростью монтажа.
Системы крепления отличаются большим разнообразием и разрабатываются применительно к конкретному виду облицовки (покрытия). Наиболее распространены системы «ДИАТ», «АРТ», «КапТехноСтрой» (КТС-ВФ), «Алкон Трейд» (U-kon), «Краспан» и др. (рис. 1).

Подоблицовочная конструкция может быть изготовлена из нержавеющей стали, алюминия или оцинкованной стали. Применение металлоконструкций из нержавеющей стали является предпочтительным перед алюминиевыми, так как коэффициент теплопроводности нержавеющей стали значительно ниже, чем у алюминия, а предел прочности почти в три раза выше. Это сокращает количество и площадь теплопроводных включений, что повышает коэффициент теплотехнической однородности.
Металлоконструкции из оцинкованной стали имеют недостаточную коррозионную стойкость, что значительно сокращает срок их службы. Для увеличения коррозионной стойкости и срока службы конструкций из оцинкованной стали может быть нанесено лакокрасочное покрытие. По данным НИИСФ и ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко, дополнительное лакокрасочное защитное покрытие толщиной не менее 20 мкм позволяет увеличить срок службы системы до нормативного (не менее 50 лет).
Металлические элементы крепления лучше всего применять из коррозионно-стойкой стали или защищать антикоррозионными покрытиями.
Диаметры (сечение) анкеров, а также глубину их заделки выбирают исходя из усилий, действующих на кронштейн крепления конструкции к стене, в зависимости от материала стены и величины сил, направленных вдоль (усилие вырыва) и перпендикулярно (срезающее усилие) оси анкера и, в которую устанавливается данный тип анкера, а также направленной параллельно плоскости стены и перпендикулярно направляющей (боковом сдвиге).
Наиболее безопасными с точки зрения норм пожарной безопасности являются системы с использованием стального каркаса и облицовок из стали с механическим креплением облицовки к несущим элементам каркаса.
Вентилируемый воздушный зазор располагается между наружным облицовочным покрытием и теплоизоляционным слоем. Ширина воздушной прослойки должна быть не менее 40 мм и не более 150 мм. Оптимальная ширина воздушной прослойки составляет 60 мм (по результатам пожарных испытаний).
В качестве теплоизоляционного слоя в системах с вентилируемым фасадом могут применяться:
– плиты из минеральной ваты марок: Ventiterm, Ventiterm Plus, Polterm 80 ("Сан-Гобэн Изовер"), «ТЕРМОВЕНТ» или «ТЕРМОВЕНТ+» (ОАО «Термостепс»), «ВЕНТИ БАТТС» (ЗАО «Минеральная вата» – Rockwool), «ПЛИТА ВЕНТИ» (ЗАО «Завод Минплита»), «ТЕХНО ВЕНТ» (ЗАО «ТехноНИКОЛЬ»), «Теплит В» (Назаровский ЗТИ);
– плиты из стеклянного штапельного волокна марок: Isover ОL-Е, OL-A, KL-E, KL-A, KL в сочетании с наружным слоем из плит «Isover» RKL, RKL-A, RKL-EJ или VKL; Isover ОL-Е, OL-A, KL-E, KL-A, KL в сочетании с наружным слоем из плит Isover, Ventiterm или Ventiterm Plus; Isover RKL, RKL-A (один слой), если толщины плиты достаточно для достижения требуемого приведенного термического сопротивления конструкции стены.
Расчет проведен для конструкции с коэффициентом теплотехнической однородности 0,85. Термическое сопротивление вентилируемого зазора и защитно-декоративного покрытия в расчетах не учитывалось. 
В некоторых случаях для утепления здания достаточно установить ветрозащитные плиты Isover RKL, Isover RKL-A в один слой, что в таблице отмечено (*).
Если в фасадных системах с вентилируемым зазором применяются плиты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем, имеющие группу горючести Г1, то рекомендуется устанавливать вставки из негорючих минераловатных плит Ventiterm (Polterm 80 или Polterm 100) вокруг оконных и дверных проемов, балконов и т. д. шириной (высотой) не менее 200 мм (рис. 2).

Для крепления теплоизоляционных плит в вентилируемых фасадах могут применяться тарельчатые дюбели или грибообразные крепежные элементы без распорных составляющих. Основная функция фиксаторов – препятствовать сползанию теплоизоляционных плит. Прижимая их к несущей стене, фиксаторы способствуют образованию сил трения, которые удерживают плиты от сползания. В вентилируемых фасадах фиксаторы теплоизоляционных плит не противостоят ветровым нагрузкам, так как утеплитель надежно защищен от ветра внешним лицевым слоем, и воспринимают только нагрузку от собственной массы теплоизоляционных плит.
В конструкциях с вентилируемым зазором по теплоизоляционному слою из некашированных теплоизоляционных плит устанавливается ветрозащитный слой (ветрозащита), защищающий теплоизоляционный материал от выветривания в процессе эксплуатации (рис. 3).

При использовании высокоэффективных теплоизоляционных ветрозащитных плит Isover марок RKL, RKL-A, RKL-EJ, VKL ветрозащитный слой не устанавливается, так как эти плиты являются ветрозащитными (рис. 4).

В качестве ветрозащитного слоя в конструкции вентилируемого фасада могут применяться паропроницаемые пленки Tyvek SOFT производства фирмы DU PONT Enginearing Products Sa (Франция); «Ютафол-Д» фирмы JUTA (Чехия), «Изоспан А», стеклоткани и стеклосетки и др. паропроницаемые материалы.
Многие ветрозащитные материалы, такие как Tyvek SOFT, защищая теплоизоляционный материал от выветривания и намокания снаружи, являются материалами с односторонней проводимостью влаги из конструкции стены в направлении улицы и защищают утеплитель от увлажнения, при этом пары из помещения беспрепятственно выходят в вентилируемое пространство. Ветрозащитные материалы (мембраны, пленки, стеклоткани, стеклосетки) должны устанавливаться в один слой, с перехлестом смежных полотен в зоне стыков не более 100-150 мм.
Облицовочные материалы в конструкции вентилируемого фасада выполняют защитно-декоративную функцию. Они защищают утеплитель, подконструкцию и стену здания от повреждений и атмосферных воздействий. В то же время облицовочные панели, являясь внешней оболочкой здания, формируют его эстетический облик.
Облицовочные материал и изделия должны иметь физико-механические характеристики, обеспечивающие возможность их применения в вентилируемых фасадах, в том числе достаточную прочность, необходимую морозостойкость, длительную сохранность декоративных свойств, устанавливаемую в результате испытаний, после проведения 150 циклов.
В качестве элементов облицовки применяются следующие материалы и изделия:
– плитные материалы, преимущественно керамические или из керамогранита, с видимым (кляммеры, скобы, клипсы) или скрытым (на болтах, винтах и др.) креплением;
– плоские панели или панели полукассетного и кассетного типов из листовых материалов (сталь, алюминиевые сплавы, однослойные фиброцементные и слоистые композитные материалы) с видимым креплением (заклепки, специальные винты, другие виды крепления);
– панели кассетного типа из листовых материалов (сталь, алюминиевые сплавы, композитные материалы) со скрытым креплением (штифты, профили и т. д.).
Это могут быть такие виды облицовки, как металлический и виниловый сайдинг, панели из профилированного металлического покрытия «Ранила», плиты «Этернит», фиброцементные фасадные плиты «Минерит ХД», «СемСтоун», «СемКолор», «Синоп», керамогранит и др.
Защитно-декоративные изделия могут имитировать традиционные материалы (камень, дерево, кирпич) или подчеркивать современность и необычность за счет применения металла, цвета, фактуры и т. д. Облицовочные панели крепятся к подконструкции с помощью скрытых или видимых элементов крепежа.
Фасадные защитно-декоративные покрытия (облицовка) на высоту до 2,5 м от земли должны быть достаточно прочными или защищенными от возможных механических повреждений.
При утеплении малоэтажных зданий в дачном, коттеджном и сельском строительстве в качестве подоблицовочной конструкции может быть использован деревянный каркас из вертикальных и горизонтальных брусков, которые крепятся к стенам зданий. Вентилируемый зазор обеспечивается применением дистанционирующих вертикальных брусков. В качестве облицовки в этих случаях может быть использован металлический или виниловый сайдинг, или панели «Ранила» (рис. 5).

Наиболее значимыми факторами для влажностного режима ограждений с вентилируемым зазором являются сопротивление паропроницанию ветрозащитного слоя (стеклосетки, стеклохолста, паропроницаемой мембраны), влагоемкость и сопротивление паропроницанию конструктивного слоя стены. Как указано выше, вентилируемый зазор создает благоприятный влажностный режим в конструкции утепленной стены, так как исключается накопление влаги в конструкции, что способствует как повышению ее теплозащитных свойств, так и долговечности, при этом улучшается температурно-влажностный режим помещений.
Кровля, являющаяся верхней ограждающей конструкцией здания (покрытием), выполняет функции защиты здания от атмосферных осадков и колебания температур, а также несущую функцию.
Тепловая изоляция в составе конструкций покрытий зданий позволяет обеспечить благоприятный микроклимат в помещениях за счет повышения температуры внутренней поверхности покрытия (потолка) и уменьшения перепада температур внутреннего воздуха и поверхности потолка, предотвращает конденсацию влаги на поверхности потолка, препятствует появлению грибков и образованию плесени.
Тепловая изоляция увеличивает термическое сопротивление ограждающей конструкции (покрытия), что позволяет снизить расходы на отопление за счет снижения теплопотерь.
Срок службы теплоизоляционных материалов для различных видов кровель зависит от температурно-влажностного режима эксплуатации конструкции, возможности капиллярного и диффузионного увлажнений, а также воздействия механических нагрузок.
Теплоизоляционный материал должен сохранять теплоизоляционные свойства на протяжении долгого времени, обладать био-, водостойкостью, не выделять в процессе эксплуатации токсичных и неприятно пахнущих веществ, соответствовать требованиям пожарной безопасности.
В состав конструкции утепления кровли входит пароизоляционный слой, который располагается с теплой стороны ограждения (совмещенного покрытия или скатной кровли). Пароизоляционный слой предотвращает диффузию пара из помещения к холодной наружной поверхности, теплоизоляцию от увлажнения.
Требуемое сопротивление паропроницанию пароизоляционного слоя определяется в соответствии с рекомендациями СНиП 23-02–2003 «Тепловая защита зданий» и СП 23-101 «Проектирование тепловой защиты зданий» с учетом направления теплового потока снизу-вверх, сопротивления паропроницанию отдельных слоев покрытия и параметров среды (наружных и внутренних) – на основании результатов расчета влажностного режима конструкции.



Назад в раздел