РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ НАВЕСНЫХ ФАСАДНЫХ СИСТЕМ С ВЕНТИЛИРУЕМЫМ ВОЗДУШНЫМ ЗАЗОРОМ ДЛЯ НОВОГО СТРОИТЕЛЬСТВА И РЕКОНСТРУКЦИИ ЗДАНИЙ 2002

ПРАВИТЕЛЬСТВО МОСКВЫ

МОСКОМАРХИТЕКТУРА

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ НАВЕСНЫХ ФАСАДНЫХ СИСТЕМ С ВЕНТИЛИРУЕМЫМ ВОЗДУШНЫМ ЗАЗОРОМ ДЛЯ НОВОГО СТРОИТЕЛЬСТВА И РЕКОНСТРУКЦИИ ЗДАНИЙ

2002

Предисловие

1. Разработаны: Центральным научно-исследовательским и проектным институтом жилых и общественных зданий (ЦНИИЭП жилища).

Авторский коллектив:

от ЦНИИЭП жилища

д.т.н. Николаев С.В. - руководитель работы

д.т.н. Граник Ю.Г. - техническое руководство

инж. Ставровский Г.А. - конструкции, технология производства и общая редакция

д.т.н. Зырянов B.C. - прочностные расчеты

к.т.н. Беляев B.C. - теплотехнические расчеты

к.т.н. Граник М.Ю. - конструкции, компьютерная графика

д.арх. член-корреспондент - предложения по дальнейшему развитию фасадных

РААСН Кавин Е.В систем

от НИИСФ

к.т.н. Матросов Ю.А. - расчет температурных полей у оконных откосов

к.т.н. Бутовский И.Н.

Консультант:

Директор дирекции строительства

Фирмы "PROGRES" (Югославия) - вопросы воздухообмена в воздушной прослойке.

Батинич Р.

2.Подготовлены к утверждению и изданию Управлением перспективного проектирования и нормативов Москомархитектуры.

3.Утверждены указанием Москомархитектуры от 18.02.2002 г. № 20.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение. 1 2. Назначение и область применения систем.. 2 3. Конструктивные решения систем.. 2 4. Исходные данные для проектирования систем.. 20 5. Определение основных параметров систем.. 20 6. Прочностные расчеты систем.. 21 7. Теплотехнические расчеты систем.. 35 8. Состав проектно-сметной документации. 63 9. Экономические показатели систем.. 63 10. Основные положения по производству работ и системе контроля качества. 65 11. Правила эксплуатации системы.. 66 12. Перечень нормативных документов и литературы.. 66 Приложение Предложения по дальнейшему развитию конструктивно-технологических решений фасадных систем с вентилируемым воздушным зазором.. 67

1.1. Одним из наиболее эффективных способов решения задачи сокращения энергетических затрат на отопление зданий в соответствии с требованиями II этапа энергосбережения СНиП II-3-79* и МГСН 2.01-99 является многослойная конструкция утепления и отделки наружных стен с вентилируемым воздушным зазором между слоем наружной отделки фасада (экраном) и слоем утеплителя, расположенных с внешней стороны несущих конструкций наружной стены. Такие системы утепления и отделки наружных стен и зимой и летом позволяют поддерживать режим теплообмена таким, что это создает достаточно комфортные условия проживания, а во время отопительного сезона позволяет не превышать нормативный расход энергоресурсов на отопление помещений.

1.2. Известно около 20 отечественных и зарубежных систем утепления и отделки наружных ограждений зданий с вентилируемым воздушным зазором, часть из них применяется в г. Москве, в том числе, "Марморок", "Союз "Метроспецстрой", "Техноком" (Интерал), "Каптехнострой" и др. При этом техническими параметрами отдельной системы владеют только предприятия (фирмы) - разработчики этой системы. А у многих проектных организаций, работающих в г. Москве данные необходимые для применения систем наружных ограждений с вентилируемым воздушным зазором, в разрабатываемых проектах отсутствуют.

1.3. Рекомендации по проектированию навесных фасадных систем с вентилируемым воздушным зазором для нового строительства и реконструкции зданий являются методическим и справочным пособием при разработке проектов наружных ограждений, где применяется фасадная система с вентилируемым воздушным зазором и в соответствии с поставленной задачей, содержат следующие данные:

- технические решения и отличительные особенности систем с вентилируемым воздушным зазором;

- возможности систем по архитектурному оформлению фасадов;

- комплектующие материалы и изделия систем (несущие конструкции, утеплитель, облицовочные фасадные материалы и др.);

- состав исходных данных для проектирования систем;

- определение основных параметров систем;

- прочностные расчеты несущих конструкций систем;

- теплотехнические расчеты систем;

- технико-экономические показатели систем;

- основные положения по производству работ и контролю качества;

- основные положения по эксплуатации систем.

1.4. Методический материал, приводимый в Рекомендациях, базируется на ряде конкретных систем, на примере которых практически могут быть рассмотрены все конструктивные и отделочные элементы, применяемые в системах с вентилируемым воздушным зазором, а также разработаны методики прочностных и теплотехнических расчетов, выполнение которых необходимо при проектировании конкретных объектов.

В настоящих Рекомендациях рассматриваются системы, уже зарекомендовавшие себя в результате их применения в практике строительства, в том числе, в г. Москве, и технические решения которых с необходимыми обоснованиями в настоящее время (сентябрь 2001 г.) рассматриваются в Федеральном центре сертификации Госстроя РФ для оформления Технических свидетельств. К таким системам относятся следующие: "Марморок", "Союз "Метроспецстрой", "Каптехнострой", "Гранитогрес", "Техноком" (Интерал), "Мосрекон-М", "Краспан" и "U-KON".

1.5. Настоящие Рекомендации предназначены для проектных и инвестиционных организаций, работающих в области жилищно-гражданского строительства.

2.1. Все системы предназначены для наружной отделки и утепления наружных стен жилых и гражданских зданий в соответствии с II этапом энергосбережения СНиП II-3-79* и МГСН 2.01-99, в том числе, для строящихся и реконструируемых зданий в г. Москве. Вместе с тем, все рассматриваемые системы могут применяться только для отделки фасадов зданий без дополнительной теплоизоляции наружных стен.

2.2. Предельная высота зданий, для которой можно применить конкретную систему, и другие ограничения приводятся в соответствующем разделе Приложения к Техническому свидетельству Госстроя РФ на применяемую систему.

3.1. Принципиальное конструктивное решение всех систем утепления и наружной отделки наружных стен зданий одинаково и заключается в том, что на несущие конструкции наружной стены с внешней стороны устанавливают и фиксируют сплошной слой плит утеплителя и элементы несущего каркаса, посредством которого на стене, с определенным зазором относительно слоя утеплителя, монтируется плитный или листовой отделочный материал (экран). Зазор между экраном и слоем утеплителя необходим для эффективного удаления влаги и паров, мигрирующих из помещений через наружную стену на улицу.

3.2. Отличие между системами заключается в различных способах крепления плит утеплителя на несущих конструкциях наружной стены, в материале и геометрии отдельных элементов несущего каркаса, а также в схеме их расположения на поверхности основания, в выборе отделочных материалов и способе их крепления к несущему каркасу. Кроме того, системы отличаются способами решения архитектурного облика фасада, в том числе, по возможности придания зданиям индивидуальной выразительности.

Отличительные особенности каждой системы будут приводиться в дальнейшем изложении их конструктивных решений.

основание - несущие конструкции наружной стены, на которые крепятся элементы системы, это может быть стена из кирпича, бетона, бетонных блоков, легкого бетона и т.п.;

несущий каркас - комплекс элементов из металла или дерева, соединенных между собой и с основанием, на который на определенном расстоянии от основания крепится облицовочный материал (плитный или листовой);

элементы несущего каркаса:

- кронштейны (консоли) крепятся дюбелями и анкерными винтами непосредственно к основанию, наиболее развитый размер этого элемента расположен по нормали от основания, за счет его изменения в основном решается величина, на которую облицовочный слой отнесен от основания, остальные элементы каркаса крепятся к кронштейнам;

- вертикальные и горизонтальные профили - это линейные элементы несущего каркаса, функции которых в разных системах разные. В одних системах облицовочные плиты или листы крепятся к вертикальным профилям, а горизонтальные профили являются основой, к которой с определенным шагом крепятся вертикальные профили, а в других системах - наоборот, есть системы, в которых один из этих элементов (вертикальный или горизонтальный профиль) вообще отсутствует. Эти элементы соединяются между собой и с кронштейнами с помощью болтов, заклепок или саморезов из оцинкованной или нержавеющей стали, заклепки могут быть алюминиевыми;

экран - внешний облицовочный слой системы, выполненный из облицовочных плит или листов.

Разработчик и поставщик основных комплектующих деталей системы - ЗАО "Союз "Метроспецстрой".

Адрес: 103012, Москва, Б. Черкасский пер., д. 4, стр. 2. Тел./факс 921-00-49, тел. 928-81-55.

По проектированию и применению этой системы в 2001 г. выпущены Рекомендации [19]. Здесь приводятся ее основные конструктивные решения и отличительные особенности.

Несущий каркас системы включает кронштейны основные и промежуточные, вертикальные промежуточные профили и горизонтальные профили, к которым крепится облицовочный материал. Все элементы несущего каркаса выполнены из анодированного алюминия, их изготовителем является завод "Металлоконструкция" (г. Видное, Московская область).

В качестве утеплителя применяются минераловатные плиты, которые крепятся к основанию специальными дюбелями. Если применяется утеплитель без кашированной внешней поверхности, его укрывают паропроницаемой влаговетрозащитной пленкой.

Для формирования экрана могут применяться различные отделочные материалы: плиты из природного камня (мрамора или гранита), стеклофибробетона, керамогранита и др. При этом для плит из природного камня используется специальный горизонтальный профиль, вертикальные полки которого входят в пазы, выфрезерованные в верхнем и нижнем торцах облицовочных плит.

Остальные отделочные материалы крепятся к горизонтальному профилю другого сечения с помощью кляммеров из нержавеющей стали или алюминиевых.

Конструктивное решение системы показано на рис. 3.1-3.3.

В данной системе архитектурный облик фасада создается за счет выбора цвета и фактуры фасадной поверхности, кроме того, пластика фасада может быть достигнута за счет устройства облицовочного слоя на разных расстояниях от основания, а с помощью специального каркаса и облицовочных плит непрямоугольной формы можно создавать на фасаде более сложные архитектурные формы.

Разработчик и поставщик основных комплектующих деталей ООО "Компания РВМ-2000".

Адрес: 125047, Москва, ул. 4-ая Тверская-Ямская, дом 31. Тел. 250-44-96, факс 251-50-59.

По проектированию и применению этой системы в 2001 г. выпущены Рекомендации [18]. Ее конструктивные решения и основные отличительные особенности следующие.

В системе применяются три вида элементов несущего каркаса: кронштейны, горизонтальные и вертикальные профили, которые выполнены из листовой оцинкованной стали толщиной от 0,55 до 1,5 мм. На полках вертикального профиля с шагом 100 мм выштампованы крючки и полоски для фиксации облицовочных плиток. В отличие от других систем здесь утеплитель надежно закреплен на основании без дюбелей, только элементами несущего каркаса. Выполняется это следующим образом: после установки консолей с шагом по вертикали, равным высоте плит утеплителя к ним крепятся горизонтальные профили, на которые устанавливается горизонтальный ряд плит утеплителя. Если это предусмотрено проектом, плиты утеплителя вместе с горизонтальными профилями покрываются влаговетрозащитной пленкой, после чего на горизонтальные профили с шагом по горизонтали 300 мм крепятся вертикальные профили, окончательно прижимая утеплитель к основанию. В качестве облицовочного материала применяется плитка "Марморок", изготовленная прессованием из каменной крошки на цементном вяжущем и покрытая гидрофобным составом. Плитка, имеющая с задней стороны специальную складку, навешивается на крючки вертикального профиля и фиксируется полоской. Крючки и полоски во время монтажа плиток, отгибаются в рабочее положение. Конструктивное решение системы поясняется рис. 3.4 и 3.5.

В этой системе архитектурное решение фасада может быть достигнуто за счет применения облицовочных плиток разного цвета и фактуры, а также сочетанием различных цветов. Могут применяться такие архитектурные детали, как венчающие и промежуточные карнизы, пояски, обрамления окон и дверей, венчающие элементы в виде фиал и шатровых участков крыши. Эти архитектурные детали выполняются преимущественно из оцинкованной листовой стали с полимерным цветным покрытием способом гнутья из предварительно выкроенной заготовки.

Разработчик системы - ООО "ИнтерАЛ-Инжиниринг".

Адрес: 119530, Москва, пр-д Стройкомбината, дом 5. Тел. 441-22-33, 441-23-22, факс 442-93-73.

Изготовитель элементов системы - ООО "Экспериментальный завод Техноком - специальные технологии и монтаж".

Монтаж систем - ООО "Техноком БАУ" и ООО СПМУ "Спецмонтаж".

Несущий каркас системы состоит из двух основных элементов: кронштейнов и вертикальных профилей. В зависимости от вида облицовочного материала расстояния от основания до экрана, места установки на фасаде здания и других факторов могут применяться различные кронштейны и вертикальные профили. Кронштейны применяются двух типов: "С" - образный с флажком и "L" - образный.

"С" - образные кронштейны выпускаются с флажками разных размеров. "L" -образные - с разным выносом от основания. Кроме того, выпускаются специальные кронштейны: угловые, для откосов и т.п. Чертежи кронштейнов приведены на рис. 3.6.

Вертикальные профили в этой системе применяются нескольких типов, сечения приводятся на рис. 3.7.

Кронштейны изготавливаются либо из стальных оцинкованных, либо алюминиевых листов, а вертикальные профили - преимущественно из прессованного алюминия.

В этой системе, также как и в других, в качестве утеплителя применяются минераловатные влагостойкие плиты преимущественно с каптированной поверхностью. Плиты утеплителя и влаговетрозащитная пленка крепятся к основанию специальными дюбелями с широкой тарельчатой шляпкой. Поскольку в приводимых далее системах, кроме системы "Мосрекон", отсутствует специфика, которая может влиять на конструктивное решение слоя утеплителя, далее возвращаться к этому вопросу нет необходимости.

Для устройства экрана применяется довольно широкий диапазон облицовочных материалов, в том числе листы фибробетона, плиты керамогранита, многослойные алюминиевые листы, кассетные панели из оцинкованной стали или алюминия. Листы фибробетона изготавливаются с различными фактурными слоями: гладкоокрашенные, покрытые крошкой натурального камня различных цветов. Толщина листов 4¸10 мм, поставляются листы размерами 1200´2500 мм и 1200´3050 мм. Торговые марки поставляемых листов - "Minerit", "Eternit" и др.

Плиты керамогранита торговых марок "AGROBBUCHTAL", "IMOLA" и др. поставляются размерами 600´600 мм, 600´300 мм и 600´900 мм различных цветов и фактуры.

Многослойные алюминиевые листы с пластиковой или минеральной прослойкой торговых марок "Alucobond", "Reynobond" и "Alpolic", в том числе и с цветным покрытием. Толщина листов 3 мм, 4 мм и 6 мм. Размер поставляемых листов 1100 мм и 1500 мм ´ 3200 мм.

Кассетные панели из оцинкованной стали или алюминиевых листов с цветным покрытием PVDF или полиэстерным.

Для перечисленных выше облицовочных материалов существуют разные способы их крепления на вертикальных профилях несущего каркаса.

Фибробетонные листы крепятся к полкам вертикальных профилей саморезами или заклепками из оцинкованной стали или алюминиевыми, шляпки которых окрашиваются под цвет фактурного слоя облицовочного материала.

Для крепления в облицовочном материале и полках вертикальных профилей сверлятся отверстия. Конструктивное решение системы показано на рис. 3.8 и 3.9.

Крепление плит керамогранита может выполняться двумя способами: с открытым креплением, которое выполняется с помощью кляммеров из нержавеющей стали, укрепленных заклепками на полках вертикального профиля, и со скрытым креплением, для которого к вертикальным профилям дополнительно крепятся специальные горизонтальные профили, а к тыльной стороне плит керамогранита посредством цангового анкера крепятся по 4 кронштейна, которые легко фиксируются на 2-х горизонтальных профилях (рис. 3.10).

Многослойные алюминиевые листы можно крепить к вертикальному профилю заклепками так же, как это делается при креплении фибробетонных листов, либо изготовить из листа кассетную панель и крепить невидимым способом к специальным вертикальным профилям П-образного сечения со штифтами (рис. 3.11 и 3.12).

При изготовлении кассетных панелей из листа выкраивается заготовка, края которой загибаются, чтобы получить корытообразную панель. В боковых вертикальных стенках панели делаются просечки, посредством которых панель навешивается на втулки, закрепленные в вертикальных профилях.

Архитектурный облик фасада так же, как и в других системах, можно создать за счет подборки нужных облицовочных материалов, их цвета и его сочетаний, кроме того, в этой системе из листовых материалов (многослойные алюминиевые листы, листы из оцинкованной стали и алюминия) можно выкраивать и выгибать различные архитектурные формы.

Разработчиком системы и поставщиком комплектующих деталей является ООО "Алкон-Трейд".

Адрес: 113054, Москва, ул. Дубининская, д. 69, кор. 3. Тел. 235-88-98, 952-78-00. Изготовитель элементов системы - ООО "Агрисовгаз".

В системе в качестве облицовочного материала применяются композитные листы "Alucobond" и "Dibond" с различной отделкой фасадной поверхности, в том числе анодированной, с цветным покрытием различных цветов и под натуральный камень; в системе могут применяться листовые материалы из алюминия и фибробетона с различными покрытиями, плиты керамогранита и из натурального камня, а также другие материалы.

Элементы несущего каркаса системы выполнены из алюминиевых составов AlMgSi 0,75 F 22 и AlMgSi 0,5 F 25, и включают: кронштейны, салазки, вертикальные и горизонтальные профили, дренажи и различные крепежные элементы. Среди крепежных элементов есть кляммеры из нержавеющей стали.

Базовая схема несущего каркаса представляет собой укрепленные на основании кронштейны, к которым заклепками прикреплены вертикальные профили. Облицовочные материалы (листовые, штатные, кассетные панели) в этой схеме крепятся к вертикальному профилю. Исключением являются случаи, когда плиты керамогранита и натурального камня "скрытым" способом прикрепляют к горизонтальным профилям, установленным на вертикальные профили.

В системе применяются несколько видов кронштейнов, в том числе кронштейны, воспринимающие вертикальные (собственный вес) и горизонтальные (ветровые) нагрузки от вертикального, профиля и кронштейны, воспринимающие только горизонтальную нагрузку, что обеспечивает возможность вертикальному профилю перемещаться, вследствие температурных деформаций. В случае жесткого крепления вертикального профиля на кронштейне (без возможности вертикального перемещения) соединение осуществляется с помощью салазок (рис. 3.13).

В зависимости от облицовочного материала и способа его крепления применяются различные вертикальные профили, в том числе П-образного и двутаврового сечений (рис. 3.14).

Крепление листового облицовочного материала к вертикальным профилям производится заклепками или прижимными профилями, а кассетные панели, с помощью вырезов на боковых ребрах, навешиваются на штифты установленные в П-образные вертикальные профили (рис. 3.11 и 3.12).

Скрытое крепление плит из натурального камня и керамогранита выполняется аналогично способам, изложенным, соответственно в разделах 3.4 и 3.6 (рис. 3.1 и 3.10).

Кроме того, компанией "Алкон-трейд" хорошо отработана технология создания объемных форм любой сложности по методике холодной фрезеровки и сгиба панелей "Alucobona" и "Dibond"

Разработчик и поставщик комплектующих деталей системы «Гранитогрес» - ООО «Гранитогрес».

Адрес: 119146, Москва, ул. 2-ая Фрунзенская, д. 8, офис 28. Тел./факс 248-22-80, 248-22-89, 242-54-37.

Разработчиком и поставщиком комплектующих деталей системы "Каптехнострой" являются ЗАО "Каптехнострой" и ООО "КТС-Каптехнострой", входящие в инженерно-строительное объединение "Каптехнострой".

Адрес: 115553, Москва, ул. Высокая, д. 3. Тел. 721-85-51, 116-42-56.

В системах основными элементами несущего каркаса являются кронштейны и вертикальные профили, на которые крепятся облицовочные материалы. Горизонтальные профили применяются только в случае скрытого крепления плит керамогранита.

Вертикальные профили из прессованного алюминия, для обеих систем поставляются предприятием "MOCMEK" г. Видное Московской области. Это же предприятие поставляет алюминиевые кронштейны для системы "Каптехнострой", а ООО "Гранитогрес" кронштейны изготавливает на собственном производстве из соответствующего алюминиевого листа.

В системах применяются следующие способы отделки фасадов:

- плитами керамогранита размеров от 300´300 мм до 1200´1200 мм со скрытым и открытым креплением, поставляемыми из Италии, Германии, Испании, Португалии, Турции и России;

- фибробетонными плитами с покрытием крошкой натурального камня или гладкоокрашенными, производимыми в Финляндии, Бельгии и России.

Кроме того, в системе "Каптехнострой" применяются вертикальные панели из алюминия с цветным порошковым или анодированным покрытием, а также панели из многослойных алюминиево-пластиковых материалов (типа "Алюкобонд" и др.), а в системе "Гранитогрес" - кассетные панели из оцинкованной и окрашенной листовой стали.

Для отделочных материалов, упомянутых в последнем абзаце, требуются специальные несущие каркасы.

Все отделочные материалы, за исключением вертикальных алюминиевых и кассетных панелей, крепятся на вертикальном профиле через упругий резиновый уплотнитель специальной формы, изготовленный из высококачественного морозостойкого каучука.

Открытое крепление плит керамогранита на вертикальном профиле производится скобами (кляммерами) из нержавеющей стали, окрашенными под цвет облицовочного материала.

Скрытое крепление плит производится сверлением с тыльной стороны плиты несквозных конусообразных отверстий, в которые входят самораспорные винты, установленные в скобах, надетых на горизонтальный профиль.

Фибробетонные плиты крепятся к полкам вертикального профиля оцинкованными саморезами или заклепками через предварительно просверленные отверстия.

Вертикальные алюминиевые панели крепятся на специальном каркасе посредством взаимодействующих деталей, имеющихся на тыльной стороне панели и на горизонтальном профиле несущего каркаса.

Листы из многослойных алюминиево-пластиковых материалов крепятся к вертикальным профилям саморезами или заклепками.

Кассетные панели из многослойных алюминиево-пластиковых листов или из оцинкованной и окрашенной листовой стали снабжены прорезями на боковых гранях, посредством которых они навешиваются на втулки, закрепленные в вертикальных профилях несущего каркаса "П"-образного сечения.

В этих системах средства для обогащения фасадов архитектурными деталями те же, что и в системах по п.п. 3.6 и 3.7.

Конструктивное решение систем с различными отделочными материалами показано на рис. 3.15¸3.18.