Навесной вентилируемый фасад - это система наружного утепления зданий, состоящая из теплоизоляционного слоя и облицовки расположенной на относе от утеплителя.
Таким образом, любой навесной фасад состоит из следующих частей:
- подсистема (подконструкция)
- теплоизоляционный слой
- облицовочный экран
- крепеж (анкеры, заклепки и т.д.)
Отличительной особенностью навесного фасада является наличие зазора между теплоизоляционным слоем и облицовочным экраном. Обычно этот зазор называют: "вентилируемым зазором" или "воздушным зазором".
Величина вент зазора обычно составляет в пределах 40-100мм. Минимальный размер диктуется возможностью свободной циркуляции воздуха, а максимальный - требованиями пожарной безопасности.
При этом обязательно должен существовать зазор (минимум 20мм) между направляющей подсистемы и утеплителем.
Каждый компонент навесного фасада (даже вент. зазор) выполняет свою собственную функцию:
Подсистема (система, подконструкция) - предназначена для формирования облицовочной плоскости фасада. Подсистема служит для дальнейшего крепления к ней облицовки.
Утеплитель - выполняет функцию теплоизоляционного слоя, т.е. обеспечивает требуемые показатели теплопроводности для наружной стены здания.
Облицовка - выполняет, прежде всего, защитную функцию, т.е. защищает утеплитель от внешних воздействий: атмосферные осадки, грязь и пыль, ветровая нагрузка и солнечная радиация. К тому же разнообразие существующих типов облицовок позволяет реализовывать самые смелые архитектурные идеи.
Крепеж - служит для крепления подконструкции к стене и соединения ее элементов между собой. Для сборки подсистемы НВФ чаще всего используются вытяжные заклепки.
Вентилируемый зазор - служит для удаления влаги из утеплителя. В процессе эксплуатации НВФ в теплоизоляционном слое непременно скапливается влага. Она может попадать в утеплитель двумя способами:
- снаружи фасада часть атмосферных осадков может проникать за облицовку и попадать на поверхность утеплителя
- изнутри здания (особенно в холодный период года) за счет разности температур и давлений может происходит диффузия водных паров из помещения через наружную стену в утеплитель.
Поэтому основное назначение вентилируемого зазора - это выветривание влаги, которая может образовываться в утеплителе.
В процессе проектирования и монтажа навесного фасада очень важно предусматривать возможность циркуляции воздуха в воздушном зазоре фасада.
Не допускается вплотную прижимать направляющие каркаса к утеплителю.
Кроме того, в местах примыкания навесного фасада к цоколю и парапету необходимо предусматривать мероприятия для доступа воздуха в воздушный зазор фасада.
Преимущества НВФ:
1. Теплоизоляционный слой располагается снаружи здания, т.е. несущие конструкции не испытывают сезонных перепадов температур.
2. Облицовка воспринимает на себя все внешние воздействия (от солнечных УФ-лучей, от атмосферных осадков, от ветра и т.д.), т.е. ничто не мешает утеплителю выполнять свои функции.
3. Наличие вентилируемого зазора обеспечивает удаление влаги из утеплителя и сохранение его теплотехнических показателей в любую погоду и в любое время года.
4. Конструкция подсистемы позволяет нивелировать неровности ограждающих конструкций и выполнять идеально ровные облицовочные плоскости.
5. Многообразие облицовок и типов их крепления позволяют воплощать интересные архитектурные решения.
Особенности определения ветровых нагрузок на навесные фасады
Расчетное значение ветра, действующее на высоте z над землей на облицовку навесного фасада, определяется, в основном, в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85*, но с некоторыми особенностями. Расчет ветровой нагрузки производится по формуле:
w = γf · w0 · k · c · v
где:
γf - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый при определении ветровой нагрузки равным 1.4
w0 - нормативное значение давления ветра. Принимается по данным таблицы 1 или карты 3 приложения 5 СНиП 2.01.07-85*
k - коэффициент, учитывающий изменение суммарной (средней и пульсационной составляющих) ветровой нагрузки по высоте z наветренной
поверхности здания, а также динамические свойства несущих конструкций фасада. Поэтому, значения коэффициента k при определении ветровой нагрузки на навесные фасады, имеют завышенное значение, по сравнению со значениями, приведенными в СНиП.
поверхности здания, а также динамические свойства несущих конструкций фасада. Поэтому, значения коэффициента k при определении ветровой нагрузки на навесные фасады, имеют завышенное значение, по сравнению со значениями, приведенными в СНиП.
ν – коэффициенты корреляции ветровой нагрузки, соответствующие положительному давлению и отсосу в зависимости от площади, с которой собирается нагрузка. Значения коэффициента ν следует принимать по таблице 3. Обычно, этот коэффициент равен единице, т.к. грузовые площади на несущие элементы фасадной системы не очень велики.
с - аэродинамический коэффициент
Аэродинамические коэффициенты для различных участков фасадов, прямоугольных в плане зданий принимают равными (см. рис. 1):
- при определении положительного давления ветра: с =+1.0
- при определении отрицательного давления ветра в угловых зонах фасада: с = –2.0
- при определении отрицательного давления ветра в остальных зонах: с = –1.1
Угловые зоны А имеют размеры 0,1×min(L, B), но не менее 1.5м.
Рис. 1. Определение аэродинамического коэффициента
Таблица 1. Нормативное значение ветрового давления | ||||||||
Ветровой район | Ia | I | II | III | IV | V | VI | VII |
Значение w0, кПа | 0.17 | 0.23 | 0.30 | 0.38 | 0.48 | 0.60 | 0.73 | 0.85 |
Таблица 2. Значения коэффициента k | |||||||||||
Высота здания, м | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 50 | 60 | 70 |
Тип местности А | 1.50 | 1.76 | 1.94 | 2.07 | 2.19 | 2.29 | 2.37 | 2.45 | 2.59 | 2.71 | 2.81 |
Тип местности В | 1.09 | 1.34 | 1.51 | 1.65 | 1.77 | 1.87 | 1.96 | 2.04 | 2.19 | 2.32 | 2.43 |
Таблица 3. Значения коэффициента v | ||||
Грузовая площадь, м.кв. | < 2 | 5 | 10 | > 20 |
v+ напор | 1 | 0.9 | 0.8 | 0.75 |
v- отсос | 1 | 0.75 | 0.75 | 0.65 |
Основным несущим элементом в системах навесных фасадов является кронштейн, который крепится к стене, как правило, при помощи анкерного крепежа. В настоящее время при устройстве НВФ широко используются три типа анкеров:
1. Анкеры с пластиковым распорным дюбелем
2. Металлические распорные анкеры
3. Химимические анкеры
1. Анкеры с пластиковым распорным дюбелем
Такие анкера состоят из:
- распорного дюбеля
- шурупа
Крепление анкера происходит за счет распирания дюбеля в отверстии при заворачивании шурупа.
Это универсальный тип анкеров. Такие анкера хорошо подходят для крепления:
- к кирпичной кладке (за исключением пустотелого кирпича)
- к газобетонным и пенобетонным блокам (при достаточно высокой плотности этих блоков)
- к бетонным и железобетонным конструкциям
В зависимости от конструкции дюбеля, различают:
- дюбель со стандартной зоной крепления (верхний на рис.1) - распорная зона располагается только на конце дюбеля
- дюбель с увеличеной зоной крепления (нижний на рис.1) - распорная зона располагается по всей длине дюбеля
При выборе анкера для крепления фасадных кронштейнов, приветствуется наличие специального бортика на дюбеле. Это позволяет избежать появления мостика холода и контактной коррозии между материалом кронштейна и шурупа.
2. Металлические анкеры
Удерживаются в базовом материале за счет расклинивания распорной зоны при закручивании гайки.
Этот тип анкеров широко используется при креплении к бетонным железобетонным конструкциям.
Этот тип анкеров не эффективен при креплении к материалам с пустотами или с низкой плотностью, т.к. сцепление анкера с базовым материалом происходит только в месте расклинивания (т.е. носит локальный характер)
При использовании анкеров такого типа следует уделять особое внимание их коррозионной стойкости, с учетом агрессивности среды в которой эксплуатируется фасад.
3. Химические анкеры
Химический анкер стоит из резьбовой шпильки и химического клеевого состава.
Подготовленным клеевым составом заполняется отверстие, затем в отверстие устанавливается шпилька. В результате химической реакции клеевой состав затвердевает, обеспечивая прочное соединение между шпилькой и базовым материалом.
Подготовленным клеевым составом заполняется отверстие, затем в отверстие устанавливается шпилька. В результате химической реакции клеевой состав затвердевает, обеспечивая прочное соединение между шпилькой и базовым материалом.
Химические анкеры не создают дополнительных напряжений в базовом материале.
Химические анкеры используются в случаях, когда базовый материал имеет большое количество пустот или обладает очень низкой плотностью. При необходимости крепления к пористым материалам (газобетон, пенобетон) часто используются химические анкеры с коническим отверстием (см. рис.3). При таком способе крепления возникает уплотнение базового материала и повышение несущей способности анкера.
К "минусам" химических анкеров можно отнести: невозможность монтировать кронштейн сразу после установки анкера (нужно время на затвердевание клеевого состава), трудоемкость установки и высокую их стоимость.
