Cистемы с вентилируемым воздушным зазором из алюминиевых профилей.

Без рубрики

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И ПРИМЕНЕНИЮ
ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И РЕКОНСТРУКЦИИ
ЗДАНИЙ В г. МОСКВЕ

  1. Введение
    1.1. Руководство является методическим и справочным пособием для специалистов, выполняющих разработку проектов наружных ограждений системы с вентилируемым зазором из алюминиевых профилей для строящихся и реконструируемых зданий в г. Москве.
    1.2. Данная многослойная система предназначена для утепления и фасадной отделки наружных стен зданий. В системе слой наружной облицовки фасада установлен с воздушным зазором относительно расположенного за ним слоя плит утеплителя. Облицовочный слой выполняется из плит натурального камня, керамогранита, стеклофибробетона или бетона под мрамор, которые крепятся на несущем каркасе из анодированных алюминиевых профилей. Фотографии зданий облицованных этими материалами приведены на рис. 1.1-1.3.
    1.4. Руководство по проектированию и применению системы носит рекомендательный характер и содержит следующие данные: назначение и область применения системы, конструктивное решение системы, состав исходных данных для проектирования, методику расчетов всех расчетных параметров системы, способы производства работ, правила эксплуатации системы и ее технико-экономические показатели.
  2. Назначение и область применения
    2.1. Система предназначена для теплоизоляции и облицовки плитами из натурального камня, конгломерата на основе крошки натурального камня, стеклофибробетона или прессованного бетона под мрамор фасадов наружных стен зданий и сооружений, в соответствии с II этапом СНиП II-3-79*.
    2.2. Область применения системы: допускается применять систему для строительства и реконструкции зданий в г. Москве с кирпичными и бетонными наружными стенами на высоту не более 8 м от отмостки.
    Для применения системы на большей высоте в проекте необходимо предусмотреть меры для защиты людей от падения облицовочных плит, например, предохранительный козырек или сетку на высоте 3-5 м от отмостки.
  3. Конструктивное решение системы
    3.1. Система является многослойной конструкцией, несущей основой которой служит каркас из горизонтальных и вертикальных анодированных алюминиевых профилей, прикрепленных к основанию посредством кронштейнов из анодированного алюминиевого опорного профиля.
    3.2. Кронштейны (рис. 3.1) крепятся к основанию дюбелями через паронитовую прокладку толщиной 6 мм. Различаются два вида кронштейнов: основные и промежуточные. Основные кронштейны воспринимают как горизонтальные так и вертикальные нагрузки, промежуточные — рассчитаны, в основном, на горизонтальные усилия.
    3.3. Вертикальный промежуточный профиль (рис. 3.2) присоединяется к кронштейнам болтами или заклепками. Конструкция узла соединения промежуточного профиля с кронштейном в определенных пределах позволяет изменить расстояние от основания до вертикального профиля, благодаря чему можно применять утеплитель разной толщины и компенсировать отклонения основания от плоскости, кроме того, это расстояние можно регулировать за счет применения кронштейнов и вертикальных профилей с разной высотой сечения.
    Как правило, верхняя часть профиля жестко фиксируется на основном кронштейне, а средняя и нижняя части крепятся таким образом, чтобы иметь возможность перемещаться в вертикальном направлении под действием температурных деформаций. Средняя часть профиля (по необходимости) крепится к промежуточному кронштейну, а нижняя — к основному. Стыковка профилей выполняется на основных кронштейнах с учетом зазора для компенсации температурных деформаций.
    3.4. Минераловатные плиты утеплителя устанавливают по всей поверхности стены, в том числе в кронштейны и вертикальные профили и крепят к стене (основанию) дюбелями. Оконные и другие проемы по периметру обрамляются полосами шириной 200 мм минераловатного утеплителя плотностью не менее 70 кг/м3.
    Если проектом предусмотрена установка гидроветрозащитной паропроницаемой пленки, минераловатные плиты вначале крепят двумя дюбелями, а после установки всех плит раскатывают полотно пленки и крепят вместе с минераловатными плитами еще тремя дюбелями каждую плиту.
    3.5. Горизонтальные несущие профили крепятся к вертикальным промежуточным профилям болтами или заклепками. Стыковка несущих профилей производится на вертикальном промежуточном профиле с учетом зазоров для компенсации температурных деформаций.
    3.6. Для облицовки фасада применяются плиты из натурального камня, керамогранита, стеклофибробетона, прессованной бетонной смеси с фактурой под мрамор. Для крепления облицовочных плит из натурального камня и из искусственных материалов применяют различные типы горизонтальных несущих профилей (рис. 3.3 и 3.4). Плиты из натурального камня крепятся на фасаде при помощи имеющихся на верхней и нижней грани, сквозных пазов, в которые вставляются выступы горизонтального несущего профиля. Плиты из керамогранита и других искусственных материалов фиксируют кляммерами из нержавеющей стали, которые продевают в горизонтальный профиль и крепят к нему саморезами на углах облицовочных плит с отступом от их края не менее 5 мм.
    3.7. Облицовка оконных и дверных откосов, а также углов здания производится при помощи алюминиевых уголков, которые крепятся к горизонтальным несущим профилям болтами или заклепками. В плоскости откоса к уголку крепятся элементы несущего профиля длиной равной ширине откоса, на которые устанавливаются соответствующего размера облицовочные плиты (рис. 3.5, 3.6, 3.7).
    3.8. Кроме того, конструктивное решение системы поясняется на следующих рисунках:
  • вертикальный и горизонтальный разрезы системы с облицовочными плитами из натурального камня — рис. 3.8 и 3.9, а с облицовочными плитами из керамогранита — рис. 3.10 и 3.11;
  • нижняя (стартовая) часть системы с облицовочными плитами из натурального камня — рис. 3.12, а с облицовочными плитами из керамогранита — рис. 3.13;
  • парапет здания с облицовкой из керамогранита — рис. 3.14;
  • крепление облицовочных плит из керамогранита к горизонтальному профилю — рис. 3.15.
  1. Техническое решение архитектурных элементов фасада
    4.1. К архитектурным элементам фасадов могут относиться венчающие карнизы, специальное обрамление окон и дверей, балконы и лоджии. Кроме того, пластика фасада может быть достигнута за счет устройства облицовочного слоя на разном расстоянии от основания, а также с помощью специального каркаса и облицовочных плит непрямоугольной формы с установкой их под углом к плоскости фасада (рис. 4.1).
    4.2. Конструкция архитектурных элементов разрабатывается на основании содержащихся в задании на проектирование архитектурных чертежей фасадов здания, кроме случаев, когда архитектурное решение фасадов входит в состав работ по данному заданию.
    4.3. В составе рабочей документации системы должен быть специальный раздел, посвященный архитектурным элементам фасада.
  2. Применяемые материалы и комплектующие детали
    5.1. Несущие конструкции системы состоят из:
  • основных и промежуточных кронштейнов (двух типоразмеров -55/90/2,5 мм или 55/125/2,5 мм — в зависимости от толщины плит утеплителя);
  • вертикальных промежуточных профилей 60/80/2,0 мм или 100/80/2,0 мм;
  • горизонтальных несущих профилей (нижних или рядовых 70/22/2,0 мм — для крепления плит из натурального камня; рядовых 50/20/3,0 мм — для крепления керамогранитных и бетонных плит);
  • уголков 50/50/2 мм и 100/70/2 мм (для обрамления оконных и дверных проемов).
    Несущие конструкции выполнены из анодированных алюминиевых профилей, изготавливаемых из сплава АД 31Т1, который должен соответствовать требованиям ГОСТ 22233-93, ГОСТ 478-74, ТУ 1811-005-04001597-96.
    5.2. Анкерные болты Hilti марки HLC для крепления кронштейнов.
    5.3. Анкерные болты EJOT марки TID (или Hilti марки IZ) для крепления плит утеплителя.
    5.4. Заклепки фирмы BRALO или оцинкованные болты М6.
    5.5. Окрашенные кляммеры из нержавеющей стали.
    5.6. Паронитовые прокладки толщиной 6 мм.
    5.7. Плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем БЕТОН ЭЛЕМЕНТ БАТТС, ВЕНТИ БАТТС, ЛАЙТ БАТТС, СЭНДВИЧ БАТТС С и СЭНДВИЧ БАТТС К.
    5.8. Гидроветрозащитная мембрана TYVEK.
    5.9. Плиты из натурального камня размерами от 300×300 до 1000×800 мм при толщине от 20 до 30 мм и массой от 5 до 67 кг.
    5.10. Плиты из керамогранита размерами от 400×400 до 600×600 мм толщиной от 8 до 12 мм и массой от 3,2 до 11 кг.
    5.11. Плиты из стеклофибробетона.
    5.12. Плиты из искусственного облицовочного материала с фактурой под мрамор, изготовленного из бетонной смеси прессованием в пластмассовых матрицах фирмы «Систром». Размеры плит от 200×200 до 400×400 мм при толщине от 7 до 24 мм.
  1. Исходные данные для проектирования системы
    6.1. Проектно-сметная документация на систему для конкретного объекта разрабатывается на основе задания на проектирование, подготовленного в соответствии с существующим в г. Москве порядком и утвержденного заказчиком. Задание на проектирование обязательно должно содержать требование о соответствии системы II этапу СНиП II-3-79*.
    6.2. Задание на проектирование должно включать следующие исходные данные:
  • архитектурные чертежи фасадов здания, включающие данные о фактуре и цвете облицовочных плит, размеры архитектурных деталей (карнизов, обрамления проемов и т.п.) и другие необходимые данные;
  • строительные чертежи наружных стен от фундаментов до парапетов, включая узлы, поясняющие решение и размеры всех конструкций;
  • данные от разработчиков фундаментов о величине допустимой дополнительной нагрузки на стены здания;
  • план участка, где расположено здание.
    Для реконструируемых зданий задание на проектирование дополнительно должно содержать акт обследования наружных стен здания, где указывается состояние поверхности фасадов, результаты испытаний на усилия, с которым принятые дюбели можно вырвать из стены и геодезическую съемку поверхностей фасадов с данными о величине отклонений их отдельных участков от вертикальной плоскости.
    6.3. К заданию на проектирование должно быть приложено Приложение к техническому свидетельству Госстроя России № ТС-07-0252-2000 от 19.06.2000 г. «Система алюминиевых профилей для крепления облицовочных плит фасадов зданий и сооружений различного назначения».
  1. Определение основных параметров системы
    7.1. К основным параметрам системы следует отнести:
  • тип и размер облицовочных плит;
  • характеристику принятых плит утеплителя: толщину, высоту, длину, плотность и теплопроводность;
  • величину воздушного зазора;
  • тип несущих горизонтальных профилей и шаг в вертикальном направлении, с которым они крепятся на вертикальные профили;
  • тип и марка кронштейнов и сетка осей (вертикальных и горизонтальных), по которой кронштейны должны крепиться на основании.
  • марка вертикальных промежуточных профилей;
  • марка дюбелей для крепления кронштейнов несущего каркаса к основанию;
  • марка дюбелей для крепления плит утеплителя к основанию.
    7.2. Тип и размер облицовочных плит (из натурального камня или керамогранита), их цвет и фактуру поверхности определяет главный архитектор проекта, при этом учитывается масса плит в связи с дополнительной нагрузкой на фундамент.
    7.3. Выбор плит утеплителя выполняется на основании расчетов, методика которых приводится ниже. Там же (в разделе «Теплотехнические расчеты») имеются рекомендации по определению величины воздушного зазора.
    Рекомендуется принимать достаточно мягкие плиты утеплителя, что позволит обеспечить их плотное прилегание к основанию и друг к другу, упростит установку плит утеплителя в местах, где уже смонтированы вертикальные профили. Важно отметить, что теплотехническая эффективность системы в первую очередь зависит от качества монтажа плит утеплителя. В случае применения плит утеплителя с кашированной поверхностью можно обойтись без гидроветрозащитной мембраны.
    7.4. Тип несущих горизонтальных профилей и шаг, с которым они крепятся на вертикальные профили целиком зависит от типа и размеров облицовочных плит. В п. 3.6 говорится, какой тип горизонтальных профилей следует принимать для плит из натурального камня, а какой для плит из искусственных материалов. Шаг, с которым они монтируются на вертикальные профили должен равняться высоте отделочной плиты плюс размер горизонтального шва между плитами.
    7.5. Тип и марка кронштейнов определяются исходя из следующих условий. Тип кронштейнов определяется расчетной схемой несущего каркаса, которая должна установить требуются ли промежуточные кронштейны или только основные. Марка кронштейна должна соответствовать расчетной толщине плит утеплителя с воздушным зазором (см. п. 3.3). Сетка осей для крепления кронштейнов на фасаде здания устанавливается прочностными расчетами несущего каркаса системы, при этом, следует учитывать, что длина монтажных элементов вертикальных и горизонтальных профилей ограничена допустимыми температурными деформациями. Существующая практика установила, что оптимальная длина монтажных элементов для вертикального профиля около 2х м, а для горизонтального — 2,4 м. Кроме того, при расстановке кронштейнов на фасаде следует учитывать расположение оконных и других проемов, а также выступающих из плоскости фасада элементов. При этом, расположение кронштейнов должно обеспечить требуемую жесткость и прочность консольных участков вертикальных и горизонтальных профилей.
    7.6. Марки дюбелей для крепления кронштейнов и плит утеплителя определяют прочностными расчетами с учетом рекомендаций фирм-поставщиков дюбелей и результатов испытаний.
  1. Прочностные расчеты
    8.1. Методичиеские предпосылки
    Прочностные расчеты включают проверку прочности и деформаций металлических профилей, несущих нагрузки от массы облицовочных плит и от ветра, стыковых соединений профилей между собой, их креплений к основным несущим конструкциям здания.
    Физико-механические характеристики материалов профилей, их соединений и крепежных элементов следует принимать по СНиП [3, 4].
    Нагрузки от собственной массы облицовочных плит принимают по паспортным данным предприятий-изготовителей. Временные нагрузки от ветра принимают по СНиП [2], в данном случае для I ветрового района г. Москвы.
    Доля влияния нагрузки от собственного веса алюминиевых профилей на величину напряжений в них составляет менее 1%, поэтому в расчетах оно не учитывается.
    Усилия: изгибающие и крутящие моменты, поперечные и продольные силы; прогибы, углы поворота определяют с использованием основных положений сопротивления материалов, строительной механики и СНиП [3, 19].
    При проверке прочности и деформаций элементов и стыковых соединений коэффициенты надежности по нагрузкам γf, а также единый коэффициент надежности по назначению γn=0,95 принимают по СНиП [2]. Подробно методика расчета проиллюстрирована в приводимом ниже примере (п. 8.4).
    В примере исходные параметры даны для конкретных материалов и конструкций (п. 8.2). В то же время приведенная методика, где все расчетные формулы даются как в буквенном, так и в числовом выражениях со ссылками на нормативные источники, может быть использована и для других вариантов и сочетаний материалов и конструктивных решений.
    8.2. Характеристики материалов
    Облицовку производят плитами двух типов: из естественного гранита толщиной 20 — 30 мм и из искусственного керамогранита толщиной 8 — 10 мм. Основные размеры облицовочных плит b×h=400 600 мм, плотность естественного гранита 2800 кг/м3 [5], керамогранита 2520 кг/м3 (по данным Метроспецстроя).
    Плиты навешивают на стены посредством системы алюминиевых профилей, для которых принят алюминий марки АД31-Т1 с расчетными сопротивлениями (МПа); на растяжение, сжатие и изгиб R=120; на сдвиг Rs,=75; на смятие Rер=90; модуль упругости Е=7×104; модуль сдвига G=26500.
    Профили соединяют стальными болтами; их расчетные сопротивления по СНиП [4]: на растяжение Rbt=170 МПа, на срез Rbs=150 МПа; коэффициент условий работы γb=0,8.
    8.3. Расчетные схемы
    Направления координатных осей приняты: ось Х — горизонтальная в плоскости стены; ось Y — горизонтальная по нормали к стене; ось Z — вертикальная в плоскости стены.
    Расчетная схема горизонтальных профилей — двухпролетная балка, неразрезная на средней опоре и шарнирно опертая по концам на вертикальные профили (рис. 8.1). Профили подвергаются в вертикальной плоскости изгибу с кручением от внецентренного действия вертикальной нагрузки — веса облицовочных плит (рис. 8.1 а) и изгибу в горизонтальной плоскости от действия ветрового давления (отсоса) (рис. 8.1,б). Величины эксцентриситетов вертикальной нагрузки: относительно центра тяжести сечения профиля: ℮у,о= 13,5 мм; относительно высокой полки ℮у,п= 15 мм; относительно стенки вертикального профиля ℮у,с= 21 мм. Шаги профилей по высоте здания hz,o= 608 мм, расчетные пролеты, равные расстоянию между вертикальными профилями, lх= 1,2 м.
    Расчетная схема вертикальных профилей — однопролетная, шарнирно опертая по концам на профили-кронштейны балка, с неподвижным шарниром у верхнего конца и подвижным у нижнего конца; (рис. 8.2). К профилю приложена вертикальная нагрузка, от плит, передаваемая горизонтальными профилями с эксцентриситетом ℮у=40 мм (рис. 8.2,а) и горизонтальная ветровая нагрузка (рис. 8.2,б). Пролет балки составляет lz=2 м, что соответствует шагу по высоте здания кронштейнов.
    Расчетная схема кронштейна — консольная балка (рис. 8.3), прикрепляемая к стене двумя болтами с дюбелями. Кронштейн воспринимает сосредоточенную нагрузку от вертикального профиля с плечом lу=80 мм.
    Болтовые соединения между профилями, со стеной, анкеровку в стене рассчитывают на действие усилий среза от вертикальных нагрузок, растяжения и вырыва от совместного действия вертикальной и ветровой нагрузок.
    8.4. Пример расчета
    8.4.1. Исходные данные
    В данном примере принят вариант с плитами из естественного гранита толщиной δ=24 мм.
    Вертикальная нормативная нагрузка от веса плит qzn=γ∙δ=2800·0,024·10-2=672 кН/м2; расчетная qzn=γf qzn=1,2·672=806 кН/м2.
    Горизонтальные нагрузки от ветрового давления приняты условно для высоты Н=80 м; нормативное значение ветрового давления для I ветрового района Wo=0,23 кПа; коэффициент «К» для зданий высотой 80 м, тип местности «В» по табл. 6 СНиП [2] К=1,45; аэродинамический коэффициент в средней части фасада здания Сс=0,8 и около углов здания Сс=-2 [2].
    Нормативные ветровые нагрузки в середине здания qy,nc=Wcn=0,23·1,45·0,8=0,267 кПа=267 Н/м2; в углах qy,nc=Wen=0,23·1,45·[2]=0,667 кПа=667 Н/м2.
    Расчетные нагрузки при коэффициенте надежности по нагрузке γf=1,4 [2]: в середине здания qy,c=qy,nc·γf=267·1,4=374 Н/м2; в углах qу,е=667·1,4=934 Н/м2.
    8.4.2. Расчет горизонтального профиля
    Геометрические характеристики поперечного сечения: А=340,5 мм ; Jy=79010 мм4; Wymin=2248 мм2; Jz=18660 мм2; Wzmin=1306 мм3.
    Нагрузки на 1 м длины профиля:
    1) вертикальные от веса плит высотой hz=0,6 м:
    нормативная qzn=qzn·hz=672·0,6=403 Н/м.
    расчетная qz=qz·hz=806 0,6=484 Н/м.
    2) горизонтальные от ветра при шаге профиля по вертикали hz,o=0,608 м:
    нормативные: в середине здания qy,nc=qy,nc·hz,o=267·0,608=162 Н/м;
    в углах здания qy,ne=qy,ne·hz,o=667·0,608=406 Н/м; расчетные: в середине здания qy,c=374·0,608=227 Н/м; в углах здания qy,e=934·0,608=568 Н/м.
    Изгибающие моменты:
    1) от вертикальной нормативной нагрузки над средней опорой профиля:
    Мхn=qzn·lx2/8=403·1,22/8=72 Нм; то же от расчетной нагрузки Мх=qz·lx2/8=484·1,22/8=87 Нм;
    2) от горизонтальной нормативной ветровой нагрузки:
    в середине здания Му,nс=qy,nc=lx2 /8=162·1,22/8=29 Нм;
    в углах здания My,ne=qy,ne=lx2/8=406·1,22/8=73 Нм;
    то же от расчетной нагрузки:
    в середине здания Му,с=qy,c=lx2/8=227·1,22/8=41 Нм;
    в углах здания Му,е=qy,e=lx2 /8=568·l,22/8=102 Нм.
    Поперечные силы:
    от вертикальной расчетной нагрузки:
    Qz=qz lx/2 + Мх/lх=484·1,2/2 + 87/1,2=363 Н;
    от горизонтальных расчетных нагрузок:
    в середине здания Qy,c=qy,c·lx/2 + Му,с/lх=227·1,2/2 + 41/1,2=171 Н;
    в углах здания Qy,e=qy,e·lx/2 + Му,e/lх=568·1,2/2 + 102/1,2=426 Н.
    Крутящие моменты
    От нормативной вертикальной нагрузки на 1 м длины профиля Мкn=qzn·ey,o=403·0,0135=5,4 Нм; от расчетной вертикальной нагрузки у средней опоры Мк=Qz·eу,о=363·0,0135=4,91 Нм.
    Проверка прочности горизонтального профиля на растяжение-сжатие при изгибе и кручении
    Нормальные напряжения изгиба от вертикальной расчетной нагрузки σх=Mx/Wxmin=87·103/2248=38,7 МПа.
    То же, от горизонтальной ветровой нагрузки:
    в середине здания σy=My/Wymin=41·103/1306=31,4 МПа; в углах σу.е=102·103/1306=78,1 МПа.

Рис. 8.4. Схема приведения сечения горизонтального профиля к двутавровому.
а — действительное сечение; б — приведенное.
Для определения нормальных напряжений от кручения сечения профиля с некоторым приближением и с запасом приводится к симметричному двутавровому (рис. 8.4). По формулам [19]: моменты инерции Jкi и сопротивления Wкi :
вертикальных элементов Jк,в=156 мм4; WK,B=78 мм3;
горизонтального элемента Jк,r=808 мм4; Wк,r=140 мм3.
Суммарные: Jк=2Jк,в + Jк,r=2·156 + 808=1120 мм4;
WК=2WK,В + Wк,r=2·78 + 140=296 мм3.
Главный секториальный момент инерции Jw=d3h2t/24=603 192 2/24=6498000 мм6; изгибно-крутильная характеристика
; α·lx=0,008·1200=9,6;
α·lx/2=4,8; sh4,8=60,75; ch4,8=60,76; th4,8 l
Максимальный изгибно-крутящий бимомент В=qz·ey,o/α2=0,49·13,5/0,0082=103363 Н мм2; изгибно-крутящий момент Мw=qz·ey,o/α=0,49·13,5/0,008=827 Н мм; момент чистого кручения Мк=qz·eу,о·lx/2=0,49·13,5·1200/2=3969 Н мм; принимается с учетом неразрезности двухпролетной балки Мк=4910 Н мм (см. выше).
Главная секториальная координата ωmax=bh/4=60·19/4=285 мм2; наибольший секториальный статический момент Sw=b2ht/16=602·19·2/16=8550 мм4.
Нормальные секториальные напряжения: σw=В·ω/Jw=103363·285/6498000=4,5 МПа.
Суммарные нормальные напряжения от изгиба в двух направлениях и кручения:
в середине здания σс=(σx+σу,с+σw)γn=(38,7+31,4+4,5)·0,95=70,9 МПа<Rγc=170·1=170 МПа; в углах σс=(σx+σу,с+σw)γn=(38,7+78,1+4,5)·0,95=115,2МПа<Rсγc=170 МПа профиля по нормальным сечениям на растяжение-сжатие обеспечивается.
Проверка прочности горизонтального профиля на сдвиг от сип Qz, Qy и момента Мк
Касательные напряжения от сил Qi определяют по формуле τi=QiSi/Jiti. При действии сил Qi наиболее слабое сечение в наружном вертикальном ребре. Статические моменты отсекаемых частей сечения: Sy=1316 мм3; Sx (1 м ребра)=1000·2/4=500 мм3; моменты инерции Jy=79010 мм4; Jx=100023/12=667 мм4; приведенные толщины стенок ty=3 + 2=5 мм; tx=1000 мм.
при изгибе в плоскости стены от силы Qz:
МПа; из плоскости стены от сил Qyi: в середине здания МПа; в углах МПа.
Суммарные от сил Qz и Qyi: по формуле : в середине здания МПа; в углах МПа.
При кручении: касательные напряжения от чистого кручения τк=Mк/Wк=4910/296=16,59 МПа; секториальными касательными напряжениями согласно [19] можно пренебречь.
Учитывая незначительную разницу касательных напряжений от изгиба в середине и углах здания, принимается лишь наибольшее из них τc=1,26 МПа. С учетом этого максимальные суммарные касательные напряжения от усилий Qz, Qy и Мк: =15,9 МПа < Rs·γс=75 ·1=75 МПа; прочность профиля на сдвиг обеспечивается.
Проверка прочности крепления горизонтального профиля к вертикальному
Крепление производят двумя стальными болтами Æ 5 мм с do=4,4 мм, расчетной площадью сечения А=0,785·4,42=15,2 мм2. Расчетные сопротивления болтов см п. 8.2.
Изгибающий момент от расчетной вертикальной нагрузки My=2Qz·eу,ст=2·363·0,021=15,2 Нм; плечо внутренней пары Z=40 мм. Растягивающие усилия от ветровой нагрузки: в середине здания Ny,c=2 Qy,c=2·71=342 Н; в углах Ny,e=2 Qy,e=2·426=852 Н. Суммарные растягивающие усилия в верхних болтах: в середине здания Nc=My/Z + Ny,c=15,2/0,04 + 342==722Н; в углах Ne=15,2/0,04+852=1232 Н.
Усилие среза Nz=2Qz=2·363=726 Н.
По формуле (75) [2]| на растяжение Ni·Yn/n·A < Rbt·γb: в середине здания 722·0,95 / (2 ·15,2)=22,6 МПа < 170·0,8=136 МПа; в углах 1232· 0,95/(2·15,2)=38,5 МПа < 136 МПа; прочность болтов на растяжение обеспечивается.
По формуле (75) [2] на срез NzYn/n·А<Rbsγb:726·0,95/(2 ·15,2)=22,7 МПа<50·0,8=120 МПа; прочность болтов на срез обеспечивается.
Проверка прогибов горизонтального профиля
Прогиб в плоскости стены от вертикальной нормативной нагрузки по формуле:
мм;
< ; жесткость профиля в вертикальной плоскости от нагрузки qzn обеспечивается с запасом.
Прогиб из плоскости стены от ветровой нагрузки:
в середине здания ; мм;
в углах здания fy,e мм;
относительные: < ; < ; жесткость профиля в горизонтальной плоскости обеспечивается.
Определение угла поворота при кручении
По [19] от нормативной вертикальной нагрузки , или 1,8°; деформациями и перемещениями кручения и их влиянием на прочность профиля можно пренебречь.
Дополнительная величина прогиба: tg1,8°=0,032; Δfz=0,032·13,5=0,43 мм; суммарный прогиб от нагрузки qzn и угла φ:fz=0,75 + 0,43=1,18 мм;
< ; жесткость профиля в вертикальной плоскости обеспечивается.
8.4.3. Расчет вертикального профиля
Геометрические характеристики горизонтального сечения профиля:
А=398,8 мм2; относительно оси х: Jz=211580 мм4; Wzmin=7052 мм3.
Вертикальные расчетные нагрузки от веса плит одного яруса Pz,1=qz·lх=484·1,2=581 Н; на весь профиль при шаге горизонтальных профилей hz,o=608 мм и соответствующем количестве ярусов n=2000/608=3,29: Pz=n ·Pz,1=3,29·581=1911H.
Горизонтальные нагрузки от ветра на 1 м профиля: нормативные: в середине здания qny,c=qny,c·lх=267·1,2=320 Н/м; в углах qny,e=qny,e·lx=667· 1,2=800 Н/м; расчетные: в середине qy,c=qy,c ·lх=374 ·1,2=449 Н/м; в углах qy,e=qy,e·lx=934·1,2=1121 Н/м.
Изгибающие моменты: от вертикальной расчетной нагрузки Mz=Pz,1·eу,о/2=581·0,04/2=11,62 Нм; от горизонтальной расчетной нагрузки: в середине здания Му,c=Оу,с·lz2/8=449·22/8=225 Нм; в углах Му,е=qу,e lz2/8=1121·22/8=561 Нм.
Продольное усилие Nz=Pz=1911 Н.
Поперечные силы: в середине здания Qy,c=qy,c·lz/2=449·2/2=449 Н; в углах Qy,e=qy,c ·lz/2=1121·2/2=1121 Н.
Проверка прочности профиля на растяжение и изгиб в двух направлениях
По формуле ådi·γn£R·gc
Напряжение от силы Nz: σр=Nz/A=1911/398,8=4,8 МПа.
Растягивающее напряжение от изгиба в вертикальной плоскости σz=Mz/Wx=11,62·103/7052=1,65 МПа; то же в горизонтальной плоскости: в середине здания σу,с=My,c/Wx=225·103/7052=31,9 МПа; в углах σу,е= Му,e/Wx=561·103/7052=79,6 МПа;
Условие прочности в середине здания ∑σc·γn=(4,8 + 1,65 + 31,9) 0,95=31,9 МПа < 170·1=170 МПа; в углах ∑σcγn=(4,8 + 1,65 + 79,6)·0,95=81,7 МПа < 170 МПа; прочность на растяжение и изгиб обеспечивается.
Проверка профиля на сдвиг в горизонтальной плоскости
По формуле (21) [2] при Sz=15075 мм3; Jz=211580 мм4; tz=2·2=4 мм:
в середине здания
МПа < Rs·γn=75·1=75 МПа
в углах
МПа < 75 МПа
прочность профиля на сдвиг обеспечивается.
Проверка прочности крепления вертикального профиля к кронштейну
Крепление производят 4-мя стальными болтами Æ5 мм с do=4,4 мм, расчетной площадью сечения 1 болта А=15,2 мм2. Расчетные сопротивления болтов см. п. 8.2.
Вертикальное усилие сдвига Nz=Рz=1911 Н.
Горизонтальные растягивающие усилия Nyi=Qyi:
в середине здания Nyс=449 Н; в углах Nye=1121 Н.
По формуле (75) [2] на растяжение Ni·γn/n·A ≤ Rвt·γв: в середине здания 449·0,95/(4·15,2)=7,0 МПа < 170·0,8=136 МПа; в углах 1121·0,95/(4·5,2)=17,5 МПа < 136 МПа; прочность болтов на растяжение обеспечивается.
По формуле (73) СНиП [2] на срез Nz·γn/n·A≤ Rвs γв:
1911·0,95/(4·15,2)=29,9 МПа < 150·0,8=120 МПа; прочность болтов на срез обеспечивается.
Проверка прогибов вертикального профиля
Вертикальный профиль под действием ветровой нагрузки прогибается в горизонтальном направлении. Прогиб определяют по формуле:
fy,i= .
В середине здания
fy,c= мм < ;
в углах
fy,e= мм ;
жесткость профиля обеспечивается.
8.4.4. Расчет кронштейна.
Геометрические характеристики горизонтального сечения tz=2·2,5=5 мм; hy=90 мм; Az=638,3 мм2; Jz=566310 мм4; Wzmin=7052 мм3. Поскольку профиль является консолью (см. рис. 3), в расчете следует учитывать также геометрические характеристики вертикального сечения, параллельного плоскости стены: ty=2·2,5=5 мм; hz=300 мм; Ay=1500 мм2; Jy=1125·104 мм4; Wy=75000 мм3.
Все нагрузки на кронштейн передаются через шарнирно соединенный с ним вертикальный профиль.
Вертикальное усилие от вертикальной расчетной нагрузки Qz=Pz=1911Н, с эксцентриситетами: относительно стены eу,cт=80 мм, относительно расчетного сечения профиля ℮у,o=76,5 мм.
Горизонтальные расчетные нагрузки от ветра: в середине здания Ny,c=qy,c·lz.=449·2=898 Н; в углах Ny,e=qy,e=1121·2=2242 Н.
Изгибающие моменты от вертикальной нагрузки: относительно расчетного сечения Mz,o=Qz·℮у,о=1911· 0,0765=146,2 Нм; относительно стены Мz,ст=Qz·℮у,ст=1911·0,08=152,9 Нм; максимальная поперечная сила Qz=1911 Н; горизонтальные отрывающие усилия: в середине здания Ny,c=898 Н; в углах Ny,c=2242 Н.
Проверка прочности кронштейна на изгиб и растяжение
По формуле :
в середине здания
МПа ≤ 170·1=170 МПа;
в углах
МПа ≤ 170 МПа;
прочность кронштейна на изгиб с растяжением обеспечивается.
Проверка прочности кронштейна на сдвиг
Статические моменты сечений относительно нейтральных осей: Sy=ty·hz2/8=5·3002/8=56250 мм3; Sz=tz·hy2/8=5·902/8=506,3 мм3.
Касательные напряжения от вертикальной нагрузки
МПа;
от горизонтальной нагрузки:
в середине здания
МПа;
в углах
МПа.
Результирующие напряжения: в середине здания: МПа < Rsγc=75·1=75 МПа в углах МПа < 75 МПа; прочность кронштейна на сдвиг обеспечивается.
Проверка прочности крепления кронштейна к стене
Крепление производят 2-мя стальными болтами Æ12 мм с do=9,7 мм, расчетной площадью сечения 1 болта А=73,8 мм2 . Расчетные сопротивления болтов см. п. 8.2.
Вертикальное расчетное усилие Nz=Qz=1911Н. Горизонтальные расчетные усилия на кронштейн: в середине здания Ny,e=898 Н; в углах Ny,e=2242 Н, то же на 1 болт: Nyc(1)=898/2=449 Н; Nye(1)=2242/2=1121 Н.
Изгибающий момент от вертикальной нагрузки относительно плоскости стены Му,cт=Nz·℮у,cт=1911·0,08=146,2 Нм. Растягивающее усилие в верхнем болте от момента Nyм=Ny,ст/Z=146,2·103/200=731 Н.
Суммарные растягивающие усилия в верхнем болте по формуле Nmax=Nyм +Ny,i: в середине здания Nc=731 + 449=1180 Н; в углах Ne=731+1121=1852 Н.
По формуле (75) [2] на растяжение Niγn/А ≤ Rγв: в середине здания Ncγn/A=1180·0,95/73,8=15,2 МПа < 170·0,8=136 МПа; в углах 1852·0,95/73,8=23,8 МПа < 136 МПа; прочность болтов на растяжение обеспечивается.
По формуле (73) СНиП [2] на срез Qzγn/(n·A) < Rsγв: 1911·0,95/(2·73,8)=12,3 МПа < 150·0,8=120 МПа; прочность болтов на срез обеспечивается.
Вырывающие усилия, передаваемые на 1 болт: в середине здания 1180 Н, в углах 1852 Н должны обеспечиваться анкеровкой в стене здания; тип, конструкция и допускаемое усилие на 1 болт с дюбелем подбираются по каталогам фирм с учетом материала и состояния стены.

  1. Теплотехнические расчеты
    9.1. Введение
    В настоящем разделе приводится методика теплотехнических расчетов, позволяющая определить параметры теплового и влажностного режима наружных ограждений с вентилируемой воздушной прослойкой между экраном (слоем наружной облицовки здания) и теплоизоляционным слоем из минераловатных плит.
    Методика теплотехнических расчетов базируется на требованиях СНиП II-3-79* [5] и МГСН 2.01-99 [10].
    Основное отличие приведенной в работе методики от теплотехнических норм [5, 10] в комплексной оценке теплового, воздушного и влажностного режима рассматриваемой системы.
    В работе учитывается такая особенность плит-экранов, как наличие стыковых швов.
    Наличие зазоров между плитами-экранами с одной стороны позволяет усилить влагоотдачу и вентилирование прослойки, а с другой затрудняет постановку алгоритма решения задачи теплового, воздушного и влажностного режима.
    Имеющиеся методики расчета, не имеют решения задачи в такой постановке в связи с многочисленностью неизвестных параметров.
    В данной работе делается практическое решение проблемы, которое достигается с помощью ряда допущений, в частности, заданием условных коэффициентов паропроницаемости зазоров между панелями-экранами.
    9.2. Краткая характеристика объекта и нормативные требования
    Рассчитывается семиэтажное кирпичное здание (пятиэтажное реконструируемое с надстройкой в два этажа). Здание расположено в г. Москве. Высота здания 22 м. Облицовка фасада выполняется плитами из керамогранита толщиной 8 — 10 мм или из натурального камня толщиной 24 — 30 мм.
    Толщина горизонтальных швов плит из керамогранита 3 — 10 мм, а из природного камня 6 — 8 мм. Ширина вертикальных швов очень мала и в расчете не учитывается, хотя у керамогранита ее можно при необходимости варьировать до 5 — 8 мм.
    Размер плит от 300 до 600 мм.
    Паропроницаемость облицовочных плит принимается как у гранита.
    В рассматриваемой системе приведенные коэффициенты паропроницаемости рассчитываются с учетом швов.
    Система рассматривается в комплекте с утеплителем (минвата на основе базальтового волокна) укрепленном на несущей стене из бетона или кирпичной кладки.
    Требования к теплотехническим характеристикам конструкций содержатся в СНиП II-3-79* [5] и МГСН 2.01-99 [10].
    Согласно [5] требования по второму этапу нужно принимать для зданий, строительство которых начинается с 1 января 2000 года. Таким образом для рассматриваемого жилого дома требования нужно принимать по второму этапу энергосбережения.
    На основе вышесказанного составлена таблица 1 исходных расчетных данных, где представлены требуемые сопротивления теплопередаче совокупности наружных стен (оболочки) жилого дома.
    Значения нормативных требований к наружным ограждениям жилых зданий
    Таблица 1
    № пп Название нормативного документа Требуемое сопротивление теплопередаче наружного ограждения ГСОП
    Стен Окон
    1 2 1 2 1 2
    1 СНиП 23.01.01-82 и МГСН 2.01-99 [10] 3,159 — 0,54 — 5027 —
  2. СНиП 23.01-99 [6], СНиП II-3-79* (98г.), табл. 16 — 3,13 — 0,52 — 4943
    9.3. Методика теплотехнического расчета наружных стен с вентилируемой воздушной прослойкой
    9.3.1. Общие требования
    Расчет наружных стен с экраном и вентилируемой воздушной прослойкой основан на расчете теплотехнических характеристик стен и расчета влажностного режима.
    В свою очередь, теплотехнический расчет заключается в подборе толщины утеплителя стен с экраном.
    Процесс теплопередачи в свою очередь связан с процессами влагообмена в конструкциях и воздушного режима прослойки.
    В основе приведенных в методике формул для расчета тепло и влагопередачи в простенке лежит решение дифференцированных уравнений баланса тепла и влаги. Данные решения известны во многих источниках и являются достаточно практичными.
    Методика расчета влажностного режима основана на учете разности значений упругости водяного пара в годовом цикле на границах слоев рассматриваемой конструкции.
    Особенностью расчета является учет приведенного коэффициента паропроницаемости зазоров между панелями-экранами.
    Вывод формулы для определения скорости движения и расхода воздуха в прослойке основан на балансе гравитационного и ветрового давлений по обе стороны экрана-панели с учетом местных сопротивлений.
    В общем виде методика расчета заключается в следующем:
  3. Определяется требуемая толщина теплоизоляции наружной стены, исходя из конструктивных и теплотехнических характеристик принятых и рассмотренных в конкретном случае.
  4. Из конструктивных соображений назначается толщина воздушной прослойки за экраном.
  5. Определяется влажностной режим рассматриваемой конструкции по методике СНиП II-3-79* (98 г.) [5].
  6. С учетом результатов расчета по п. 3 при необходимости корректируются материалы и их толщины в конструкции.
  7. Определяется влажностный режим рассматриваемой конструкции в годовом цикле с учетом средних месячных температур по методике данной в разделе (9.3.3).
  8. С учетом результатов расчета по п. 5 при необходимости корректируются материалы и их толщины в конструкции с целью исключения влагонакопления в годовом цикле.
  9. С учетом этажности здания и района строительства определяется скорость движения воздуха в прослойке за экраном и расход воздуха по разделу (9.3.4).
    Для выполнения п. 7 определяется термическое сопротивление воздушной прослойки по формуле (9.16).
  10. Определяется температура на выходе из воздушной прослойки по формуле (9.15).
  11. Определяется действительная упругость водяного пара на выходе из прослойки ℮у по формуле (9.18) и проверяется условие: ℮у < Ен, где Ен — максимальная упругость водяного пара на выходе из прослойки.
    Таким образом, для определения области применения стен с вентилируемой воздушной прослойкой производится два теплотехнических расчета: расчет теплового режима стен и прослойки и влажностного режима стены и прослойки.
    9.3.2 Определение толщины теплоизоляционного слоя
    Методика теплотехнического расчета разработана в соответствии с рядом документов, подготовленных ЦНИИЭП жилища и НИИСФ как авторами СНиП II-3-79* и полностью удовлетворяет нормативным требованиям [5, 10].
    В основу конструктивных решений наружных стен при определении приведенных сопротивлений теплопередаче главных фрагментов принимаются толщины утеплителя, рассчитанные предварительно по формуле:
    (9.1)
    где: Roтрпр — требуемое приведенное сопротивление теплопередаче стен, м2·°С/Вт;
    r — коэффициент теплотехнической однородности по табл. 9.2; 9.3;
    Для проверки правильности принятых толщин утепляющих слоев определяются приведенные сопротивления теплопередаче наружных стен для основных «фрагментов». Каждый рассчитываемый фрагмент делится на отдельные участки, характеризуемые одним или несколькими видами теплопроводных включений.
    Средневзвешенное значение приведенного сопротивления теплопередаче слоистых наружных стен определяется на этаж по формуле:
    (9.2)
    где: — сумма площадей фрагментов наружных стен (k — количество i фрагментов стен), м2
    Fi, Roiпр — соответственно площадь и приведенное сопротивление теплопередаче i-го фрагмента стен, м2 ·°С/Вт;
    Если Rопр.ср ≥ Roтр по табл. 16 СНиП II-3-79* [5], конструкция стены удовлетворяет требованиям теплотехнических норм. Если Rопр.ср < Rотр.пр, то следует либо увеличить толщину утепляющего слоя, либо рассмотреть возможность включения в проект энергосберегающих мероприятий (утепление узлов и т.п.).
    Для практических расчетов допускается при определении Rопр и его коэффициента теплотехнической однородности наружных стен с вентилируемой прослойкой применять табл. 9.2, 9.3.
    Для расчета средневзвешенного значения многослойных наружных стен при наличии в стенах глухих (без проемов) участков может быть также использована формула:
    Rопр.ср=Rоiпр·n (9.3)
    где:
    n=1,05 — коэффициент, учитывающий наличие глухих участков в наружных стенах.
    9.3.3. Определение влажностного режима наружных стен
    Влажностный режим наружных стен определяется двумя методами. По СНиП II-3-79* (98 г.) и исходя из баланса влаги в годовом цикле.
    Определение влажностного режима наружных стен в годовом цикле производится в следующей последовательности:
  12. Определяются исходные данные для расчета;
  13. Определяются сопротивления паропроницанию слоев конструкции наружной стены, параметры внутреннего и наружного воздуха;
  14. Определяется приток и отток влаги (пара) к рассматриваемому сечению по формулам:
    и (9.4)
    где ℮в , ℮н — упругость водяного пара внутреннего и наружного воздуха;
    ℮τ- то же, в рассматриваемом сечении;
    Roп.вн.сл — сопротивление паропроницанию от внутренней поверхности до границы зоны возможной конденсации (с учетом пограничного слоя);
    ℮τ — определяется по формуле:
    , (9.5)
    åRп — сумма сопротивлений паропроницанию слоев до рассматриваемого сечения.
    Roп — сопротивлений паропроницанию всей стены.
    По указанным формулам определяется упругость водяного пара ℮i в характерных сечениях конструкции в годовом цикле.
    Если ℮i окажется больше максимальной упругости водяного пара Е, то в данном сечении будет конденсат. Если в годовом цикле окажется увеличение накопления влаги в конструкции, то ее надо корректировать, добиваясь исключения влагонакопления в годовом цикле.
    9.3.4. Определение параметров воздухообмена в прослойке
    Движение воздуха в прослойке осуществляется за счет гравитационного (теплового) и ветрового напора. В случае расположения приточных и вытяжных отверстий на разных стенах скорость движения воздуха в прослойках Vпр может определяться по следующим формулам
    , (9.6)
    где:
    кн, кз — аэродинамические коэффициенты на разных стенах здания, по СНиП 2.01.07-85;
    VH — скорость движения наружного воздуха;
    к — коэффициент учета изменения скорости потока по высоте по СНиП 2.01.07-85;
    h — разности высот от входа воздуха в прослойку до ее выхода из нее;
    tcp, tн — средняя температура воздуха в прослойке и температура наружного воздуха.
    åx — сумма коэффициентов местных сопротивлений.
    Другим вариантом определения Vпр служит формула:
    , (9.7)
    gн, gпр — плотности наружного воздуха и в прослойке.
    Другой вариант определения Vпр по разности давлений воздуха на входе и выходе по формуле:
    DРD=DРвх-DРвых
    DРвх и DРвых=h (gн — gпр) + 0,5gн·Vн2(кн-кз)к (9.8)
    , (9.9)
    При расположении воздушной прослойки на одной стороне здания, можно принять кн=кз. В этом случае, если пренебречь изменением скорости ветра по высоте формула (9.6) примет вид:
    , (9.10)
    Формула (9.7) примет вид:
    , (9.11)
    В формуле (9.9) DР=h (gн — gпр);
    gпр — плотность воздуха в прослойке.
    Указанные формулы применены в технической системе. При этом g имеет размерность кг/м3.
    В системе СИ в числителе « g » будет отсутствовать, а « g » имеет размерность Н/м3.
    Из полученных по указанным формулам скорость движения воздуха выбирается наименьшая, корректируется с учетом потерь давления на трение по известным из курса «Вентиляция» методам.
    Расход воздуха в прослойке определяется по формуле:
    W=Vпр·3600·dпр·gпр (9.12)
    где dпр — толщина воздушной, прослойки шириной 1 м, или площадь F, ее.
    9.3.5. Определение параметров тепловлажностного режима прослойки
    Температура входящего в прослойку воздуха t0 определяется по формуле:
    , (9.13)
    где tв, tн — расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха;
    m — коэффициент, равный 0,26 в системе СИ и 0,3 — в технической;
    Остальные обозначения в соответствии с рекомендациями по проверке и учету воздухопроницаемости наружных ограждающих конструкций жилых зданий. М., ЦНИИЭП жилища, 1983.
    Допускается определять температуру воздуха, входящего в прослойку по формуле
    t0=n·tн, (9.14)
    где n=0,95.
    Температура воздуха по длине прослойки определяется по формуле:
    , (9.15)
    где кв и кн — коэффициенты теплопередачи внутреннего и наружного частей стены до середины прослойки.
    При определении термического сопротивления прослойки Rпр следует пользоваться формулами:
    , (9.16)
    где:
    aпр=5,5 + 5,7 Vпр +aл, (9.17)
    где aл — коэффициент лучистого теплообмена;
    В — переводной коэффициент: в технической системе равен 1, а в СИ В=3,6.
    Действительная упругость водяного пара на выходе из прослойки определяется по формуле:
    , (9.18)
    Полученная по данной формуле величина упругости водяного пара на выходе из прослойки ℮у должна быть меньше максимальной упругости водяного пара Еу. Если ℮у>Еу, то необходимо изменить геометрические параметры прослойки стены здания.
    В формуле (9.18) Мв и Мн равны соответственно:
    ; , (9.19)
    где:
    Rвп и Rпн — сумма сопротивлений паропроницанию от внутренней поверхности до воздушной прослойки и от воздушной прослойки до наружной поверхности;
    ℮в и ℮н — действительная упругость водяного пара с внутренней стороны стены и снаружи;
    ℮о- упругость водяного пара воздуха, входящего в прослойку;
    , (9.20)
    n — переводной коэффициент,
    9.4. Пример теплотехнического расчета наружных стен с вентилируемой воздушной прослойкой
    9.4.1. Исходные данные
    Для расчета принимается кирпичная стена толщиной 0,51 м, плотностью 1600 кг/м3 из керамических пустотелых кирпичей с g=0,64 Вт/м °С. Снаружи стены утеплены минераловатными плитами типа «Фасад баттс» с g=0,045 Вт/м°С. За воздушной прослойкой расположены плиты-экраны системы «Метроспецстроя» (из природного камня или керамогранита). Характеристики плит-экранов системы как для гранита. Условия монтажа системы — реконструкция пятиэтажных жилых домов в г.Москве.
    Между экраном и утеплителем расположена воздушная прослойка. Ее толщина dпр может в расчете варьироваться. Назначаем ее первоначальную толщину в соответствии с МГСН 2.01-99 dпр=60 мм [10]. В дальнейшем также рассчитывается вариант с толщиной прослойки 20 мм.
    Прослойка за экраном вентилируется на высоту этажа 3 м и на 1 м *). Эти величины затем уточняются. Прослойка закрывается снаружи плитами — экранами высотой 600 мм. В нижней части конструкции приточная щель закрывается сеткой. Причем в чистоте, площадь приточных щелей-отверстий равна 0,5Fщ, где Fщ — площадь прослойки. Площадь выходных щелей-отверстий принимается равной площади входных.
    Плиты облицовки в системе применяются в двух вариантах — с природным камнем и керамогранитом. Площадь зазоров между плитами 0,02 — 0,025 м2, на 1 м2 фасада, причем у облицовки природным камнем плиты по вертикали соприкасаются вплотную.
    *) В дальнейшем рассматривается также вариант с расстоянием от входных до выходных отверстий 6 м.
    9.4.2. Расчет толщины теплоизоляции
    Толщина теплоизоляции из минваты типа «Фасад баттс» равна **):

где:
3,16 — требуемое сопротивление теплопередаче стен для г. Москвы (см. определение Roтр и ГСОП раздел 9.2);
0,692 — коэффициент теплотехнической однородности, см. табл. 9.2;
0,175 — термическое сопротивление воздушной прослойки по СНиП II-3-79* (98 г.) [5].
Сопротивление теплопередаче по глади наружной стены при толщине утеплителя из минваты типа «Фасад баттс»:
, (4,4)) где: 0,51; 0,15; 0,03 — толщина кирпичной кладки, утеплителя и экрана; 0,175-термическое сопротивление воздушной прослойки Rпр по СНиП II-3-79 (98 г.), которое уточняется ниже; с учетом воздухообмена в прослойке Rпр=0,1м2·°С/Вт — (см. раздел 9.4.5).
Приведенное сопротивление теплопередаче наружной кирпичной стены с экраном с учетом коэффициента теплотехнической однородности r=0,692 из табл. 9.2 по формуле 11 СНиП II-3-79 [4].
Roпр=Roусл·r=4,475·0,692=3,096 м2 °С/Вт. (3,045)
В соответствии с формулой (9.3) с учетом глухих торцовых стен Roпртр равно:
Roпртр=Roпр·r=3,096·1,05=3,25 м2 °С/Вт. (3,2)
*) В запас теплозащиты не приводится штукатурка. 9.4.3 Влажностный режим наружных ограждающих конструкций Расчет по СНиП II-3-79 (98 г.) [5] ведется с учетом того, что зона возможной конденсации располагается на внешней границе утеплителя и наружного слоя. В период эксплуатации в зимних условиях температура воздуха tint=20 °С, а отрицательная влажность j=55 %. На рис. 9.1 дана расчетная схема наружной стены из керамических камней — кирпича, утепленной минватой на основе базальтовых волокон с вентилируемой воздушной прослойкой и экраном. При этом коэффициент паропроницаемости экрана принят, как для гранита в связи с отсутствием других данных в СНиП II-3-79 (98 г.) [5].
Расчетное сопротивление паропроницанию наружной стены до зоны возможной конденсации Rп, м2·ч·Па/мг;

(В технической системе Rп=31,75 м2·ч·мм.рт.ст./г)
Расчетное сопротивление паропроницанию части ограждающей конструкции, Rп, м2·ч·Па/мг, расположенной между наружной поверхностью и поверхностью возможной конденсации равно; 3,75 м2·ч· Па/мг.
Требуемое сопротивление паропроницанию Rп1, м2·ч· Па/мг из условия недопустимости накопления влаги за год эксплуатации, формула (34) [5] равно 5,4 м2·ч·Па/мг.
) В скобках Rпр с учетом воздухообмена в прослойке. Рис. 9.1. Схема наружной стены для расчета влажностного режима. Требуемое сопротивление паропроницанию из условия ограничения влаги в наружной стеновой панели за период с отрицательными температурами наружного воздуха Rп2, м2·ч·Па/мг, формула (35) СНиП II-3-79 [5], равно 7,7 м2·ч·Па/мг.
Поскольку условие Rп < Rп1тр и Rп2тр рассматриваемая конструкция не удовлетворяет требованиям теплотехнических норм. Проверяем полученные выше результаты по методу расчета влагонакопления в годовом цикле. Расчет для большей наглядности проводится как в технической системе, так и в системе СИ, что не влияет на конечный результат. Расчет выполнен по приведенной выше методике (раздел 9.3.3). Исходные данные для расчета представлены в табл. 9.4 и на 9.1. Параметры внутреннего воздуха в отопительный период tв=20°С, j=55 %, в летний и переходный период (tв > 8°C) (неотопительный) параметры внутреннего воздуха приняты равными параметрам наружного воздуха.
Параметры наружного воздуха приняты по СНиП 2.01.01-82 и СНиП II-А.6-72 (относительная влажность воздуха). Влагосодержание воздуха принято по приложению 3 книги К.Ф. Фокина «Строительная теплотехника ограждающих частей здания», 1973 г.
Рассчитывается стена с воздушной прослойкой с экраном-панелью из природного камня, имеющего большее приведенное (см. ниже) сопротивление паропроницанию.
В табл. 9.5¸9.7 представлены показатели влажностного режима стены по сечениям (см. рис. 9.1), а также показатели влагонакопления в граммах, характеризующие влагозащитные свойства конструкций.
Как видно в табл. 9.5, при отсутствии экрана накопления на внутренней поверхности экрана не будет.
Как видно в табл. 9.6, при наличии сплошного экрана-панели из природного камня с октября по март в прослойке будет конденсат. Это указывает, на опасность наличия глухих экранов-прослоек без швов-зазоров.
В табл. 9.7 даны показатели влагонакопления в конструкции при наличии слоев пароизоляции.
Как видно в табл. 9.7 наличие пароизоляции до 30 раз уменьшает влагонакопление.
Задачей вентилируемой прослойки является выявление возможности замены пароизоляции. Поэтому для иллюстрации этого проводятся нижеследующие расчеты.
В действительности наружный экран имеет не сплошную конструкцию, а швы и стыковые соединения либо по горизонтали, либо по периметру. По методике раздела 9.3.3 определен влажностный режим стен с отделкой в годовом цикле с учетом приведенного коэффициента паропроницаемости плит, на основе исходных данных по таблице 9.4.
В таблице 9.8 представлены значения показателей влажностного режима стены с отделкой плитами из природного камня. При этом показатели приведенного коэффициента паропроницаемости по телу панели и зазору между панелями. Основная трудность заключается в назначении коэффициента паропроницаемости зазоров. Для облицовки природным камнем m=0,025 (0,1875)*).
*) В скобках — в системе СИ.

Как видно в табл. 9.8 для системы с отделкой природным камнем конденсат образуется на внутренней поверхности плит в январе и в течение февраля высыхает. Следовательно, у экрана с отделкой керамогранитом влажностный режим будет более благоприятным, чем у предыдущего варианта, поскольку приведенный коэффициент паропронипаемости керамогранита больше, чем у экрана из природного камня.
Можно сделать вывод, что параметры панелей размером 600´600 являются предельно рекомендуемыми. При больших размерах плит и меньших размерах швов, рекомендуется применять пароизоляцию с внутренней стороны утеплителя.
9.4.4 Определение скорости движения воздуха в прослойке
Определяется скорость движения воздуха в прослойке при температуре наружного воздуха минус 28°С. Расчет делается по формулам (9.10÷9.11) при расстоянии от приточных отверстий (входа) до выхода воздуха h=3 и 1 м.
Температура входящего в прослойку воздуха по формуле (9.14):
tx=-28×0,95=-26,6°C.
Скорость движения воздуха в прослойке по формуле (9.10) при h=3 м:
.
где 3 — расстояние от входных до выходных отверстий.
Скорость движения воздуха в прослойке по формуле (9.11) и по формулам (9.8 и 9.9) также равна 0,25 м/сек.
Расход воздуха при V=0,25 м/сек. по формуле (9.18):
W=0,25·3600·1,405·0,06=76 кг/м·ч; эквивалентный диаметр прослойки равен:
; Потери давления на трение DРптр:
при dэ=0,11 м и при ;
DРптр=0,015 Па.
Скорость в прослойке
мм вод. ст. или 0,237 Па.
Искомая разность давлений за вычетом потерь на трение:
DР=0,237-0,015=0,222 Па или 0,0222 мм вод. ст., а уточненная скорость воздуха в прослойке V=0,24м/сек.
Трение уменьшает скорость движения воздуха на 4 %.
Скорость движения воздуха при расстоянии между входными и выходными отверстиями h=1 м.
, а с учетом потерь на трение:
V=0,145·0,96=0,14 м/сек.

Расход воздуха через прослойку для обоих вариантов при расстоянии от входных до выходных отверстий h1=3 м и h2=1 м при толщине прослойки 6 см
W1=72,8 кг/м·ч; W2=42,3 кг/м·ч.
при толщине прослойки 2 см
W1=24,3 кг/м·ч; W2=14 кг/м·ч.
Скорость движения воздуха в прослойке при температуре наружного воздуха минус 10,2°С определяется аналогично.
При температуре входящего в прослойку воздуха — 9,7 °С при h=3 м:
V=0,144 м/сек.
при h = 1 м V=0,085 м/сек.
Указанные расходы воздуха получены для наружных стен с вентилируемой прослойкой без учета подсоса через стыковые швы.
С учетом подсоса воздуха через стыковые швы условная толщина прослойки составляет 0,07 м (при заданной толщине 0,06 м). При заданной толщине прослойки 0,02 м условная толщина прослойки составляет 0,03 м.
При указанной условной толщине прослоек на ширину их 1 м и расстоянии от входных до выходных отверстий h1=3 и h2=1 м расход воздуха составит через прослойку при tп=-28 °С,
при dпр=0,07 м: W1=85 кг/м·ч W2=49,6 кг/м·ч
при dпр=0,03 м: W1=36,5 кг/м·ч W2=21,3 кг/м·ч.
при tп=-10,2 °C;
при dпр=0,07м: W1=48 кг/м·ч W2=28,3 кг/м·ч.
при dпр=0,03 м: W1=20,5 кг/м·ч W2=12,1 кг/м·ч.
Как следует из анализа полученных результатов, при уменьшении расстояния от входных до выходных отверстий в три раза расход воздуха уменьшается в 1,7 раза.
9.4.5 Определение теплового и влажностного режима воздушной прослойки
Определяем температуру входящего в прослойку воздуха при text=-28°С
по формуле (9.14):
to=0,95·tн=0,95·(-28)=-26,6 °C.
Температура выходящего из прослойки воздуха при его минимальном расходе в системе с облицовкой природным камнем, определенная по формуле (9.15) составляет tу=-26,8 °C.
В расчетах tу принято термическое сопротивление воздушной прослойки Rвп при h=3м по формуле (9.16):
0,107м2·°С·ч/ккал(0,092м2·°С/Вт)*)
где: aвп — коэффициент теплообмена по формуле (9.17):
aвп=5,5+5,7·Vпр + aн=5,5+5,7 0,24+2,44=9,31 ккал/м2·ч·°С (10,8 Вт/м2·°С),
при h=1 м: aвп=5,5 + 5,7 0,14 + 2,44=8,74, a Rвп=0,107 м2·С·ч/ккал (0,1 м·°С/Вт),
*) В скобках в системе СИ
Определяем упругость водяного пара еу выходящего из прослойки по формуле (9.18). Для этого определяем величины входящих в формулу показателей.
Расчет делается при температуре наружного воздуха -28°С и -10,2°С, т.е. наружной температуре наиболее холодной пятидневки в средней января.
Температура входящего в прослойку воздуха по формуле (9.14) при tн=-28°С (Е=0,34 — максимальная упругость водяного пара) to=0,95 ·(-28)=-26,6°С (Е=0,4), а при -10,2°С (Е=1,91) to=0,95·(-10,2)=-9,69 °C (Е=2).
Относительная влажность наружного воздуха принимается равной 85 %.
Расчет делаем для стен системы с облицовкой природным камнем, как имеющую большее приведенное сопротивление паропроницанию наружных панелей. Расстояние от входных до выходных отверстий 6, 3 и 1 м, расход воздуха в прослойке (см. выше). У всех систем суммарное сопротивление паропроницанию внутренних слоев до прослойки одинаково. Расчет делается для большей наглядности в технической системе.
Условная толщина прослойки с учетом подсоса воздуха через швы 0,03 м.
Условное сопротивление паропроницанию наружного слоя
; ;
Мв+Мн=0,0315+0,83=0,8615;
где: m=0,025 — приведенный коэффициент паропроницания.

При h=3 м, ℮у=0,37; при h=6 м ℮у=0,38, что меньше Е=0,4.
Учитывая, что расхождение ℮у и Е очень незначительное, а влагонакопление за январь не включалось в величину еу, величины прослойки и стыковых швов конструкции являются минимально допустимыми, а расстояние от входных до выходных отверстий рекомендуется не больше 3 м.
Расчет при tн=-10,2°C аналогично приведенному выше:
Упругость водяного пара входящего в прослойку воздуха составляет ℮о=2·0,85=1,7
Упругость водяного пара на выходе из прослойки при ее условной толщине 0,03 м:

при h=3 м и при h=6 м ℮у также меньше допустимых Е=2,0.
Для сравнения с предыдущим расчетом при h=1 м; W=28,3 кг/ч, условной толщине прослойки 0,07 *) упругость водяного пара на выходе из прослойки ℮y=1,7.
Указанные величины меньше требуемой Е=2,0. Однако надо иметь ввиду, что не учитывался конденсат, который может образоваться с внутренней стороны экрана. При учете этого конденсата — 45 г/м2 в месяц или 1,22 г/м3 (см. табл. 9.8) ℮у больше Е=2.
Из приведенных выше результатов следует, что для улучшения влажностного режима конструкций следует либо уменьшать расстояние от входных до выходных отверстий, либо увеличивать толщину прослойки, либо увеличивать ширину зазора между швами.
*) Без учета зазоров швов толщина прослойки 0,06 м.
Заключение

  1. Разработана методика теплотехнического расчета наружных стен с облицовкой по системе «Метроспецстроя».
    1.1. Расчет толщины теплоизоляции наружных стен выполняется согласно разделу 9.3.2.
    1.2. Параметры наружных облицовочных плит, их размеры и размеры швов между ними наряду с конструктивными расчетами назначаются в соответствии с результатами расчетов влажностного режима стен, прослойки и воздухообмена прослойки.
    1.2.1. При расчете влажностного режима параметры стены проверяются по нормам строительной теплотехники и по годовому балансу влаги в соответствии с разделом 9.3.3.
    1.2.2. Параметры прослойки определяются в соответствии с разделом 9.3.4.
    1.2.3. Параметры прослойки и площади швов между плитами облицовки уточняются в соответствии с разделом 9.3.5.
  2. Выполнен пример теплотехнического расчета наружных стен облицованных по системе «Метроспецстроя» применительно к условиям г. Москвы. При этом толщина теплоизоляции из минераловатных плит с l=0,045 Вт/м·°С составит 150 мм.
    Определены теплозащитные свойства стены. При этом приведенное сопротивление теплопередаче утепленных наружных кирпичных стен с вентилируемой прослойкой составит 3,2 — 3,25 м2·°С/Вт.
  3. Определен влажностный режим наружной стены с вентилируемой прослойкой. При этом определено влагонакопление в конструкции в годовом цикле.
    У системы «Метроспецстроя» при определенных условиях: размерах плит более 600´600 мм и площади стыковых швов менее 0,02 м2 конденсат на внутренней поверхности экрана может образовываться.
  4. Выполнен расчет воздухообмена воздушной прослойки для двух температур наружного воздуха -28 и -10,2°С, при толщинах прослойки 0,02 — 0,07 м.
    Скорость движения воздуха в прослойке составляет Vпp=0,14 — 0,24 м/сек при tн=-28°С и расстоянии между входными и выходными отверстиями 1,3м; при tн=-10,2°C Vпp=0,085 и 0,144 м/сек.
    Расход воздуха через прослойку составляет 21,3¸85 кг/м·ч при tн=-28 °С и 12,1 ¸ 48 кг/м·ч при tн=-10,2 °С.
  5. С учетом полученных величин расхода воздуха в прослойке определены температуры и упругости водяного пара на выходе из прослойки при различных толщинах прослойки и расстояниях от входных до выходных вентиляционных отверстий от 1 до 6 м.
  6. Для обеспечения благоприятного влажностного режима наружных стен системы «Метроспецстроя» следует обеспечивать площадь приточных щелей отверстий не менее 0,016 м2 на 3 м2 конструкции. Площадь выходных щелей-отверстий не должна быть меньше входных.
    Общая площадь зазоров швов рекомендуется не менее 0,02 — 0,025 м2 на м2 панелей. Размер плит рекомендуется не более 0,6×0,6 м2 при наличии неуплотненных вертикальных и горизонтальных швов.
  7. При несоблюдении указанных параметров в кирпичных стенах рекомендуется выполнять пароизоляцию с внутренней стороны утеплителя.
    При стенах из тяжелого бетона и железобетона и их толщине более 180 мм пароизоляцию можно не выполнять.
  8. Воздушную прослойку системы «Метроспецстроя» целесообразно выполнять толщиной 0,06 м, а расстояние от входных до выходных отверстий не более 3 м.
    Приложение
    Система «Метроспецстрой»
    Вариант облицовки природным камнем:
    Площадь швов на м2 плит 0,025 м2, толщина плит 0,03 м.
  • в стыковых швах.
    6,5 — условный коэффициент паропроницанию стыковых швов;
    6,75 — сумма дополнительных сопротивлений.
    Сопротивление паропроницанию по глади:
    .
    Приведенное сопротивление паропроницанию:
    .
    Приведенный коэффициент паропроницания:
    г/ч·м·мм.рт.ст.; (в системе СИ μ=0,1875).
  1. Состав проектно-сметной документации
    10.1. Рабочий проект или рабочая документация системы наружных ограждений фасадов с вентилируемым зазором из алюминиевых профилей производства ЗАО включает следующие разделы: общую пояснительную записку, архитектурную часть, конструкторскую часть, конструкторскую часть по решению архитектурных деталей, специальные части (водосток, антенны, рекламу и т.п.) и сметы.
    10.2. В общей пояснительной записке приводятся следующие данные:
  • архитектурная концепция решения фасадов здания и отдельных архитектурных элементов;
  • данные о конструктивном решении системы и ее элементов;
  • данные о решении специальных устройств на фасаде, если они имеются;
  • данные об эффективности энергосбережения принятых технических решений, результаты теплотехнических расчетов;
  • экологическая характеристика системы;
  • основные технико-экономические показатели системы.
    10.3. Архитектурная часть включает чертежи фасадов здания, отдельных архитектурных элементов и узлов. На чертежах приводится цветовое решение фасада и его отдельных элементов.
    10.4. Конструкторская часть включает чертежи всех конструктивных элементов системы, с узлами и деталями, а также полную спецификацию всех применяемых материалов и изделий.
    10.5. Специальная часть включает чертежи фасадов с привязкой мест размещения специальных устройств, узлы и детали конструкций крепления этих устройств на фасаде, а также спецификацию оборудования, материалов и изделий, предусмотренных проектом.
    10.6. Сметы на устройство системы составляются на основе действующих нормативов, единичных расценок, фактической стоимости оборудования и материалов, а также утвержденных заказчиком калькуляций на отдельные виды работ и элементы конструкций.
  1. Технико-экономические показатели системы
    Стоимость работ по монтажу системы наружных ограждений с вентилируемым воздушным зазором для конкретных зданий зависит от многих различных факторов, в том числе от размеров здания и архитектурного решения фасадов, от величины накладных расходов и коммерческой политики предприятия и др..
    В связи с этим стоимость работ может колебаться в значительных пределах. Поэтому в качестве технико-экономических показателей системы целесообразно привести расход и стоимость материалов, а также затраты труда, приходящиеся на 1 м2 рядовых участков фасада. Указанные данные приводятся в таблице 11.1 и ниже в тексте настоящего раздела.
    Стоимость 1 м2 облицовочных плит из гранита — 56$ (1600 руб.);
  • стоимость 1 м2 облицовочных плит из керамического гранита 23$ (658 руб.);
  • стоимость монтажа каркаса, утеплителя и облицовочных плит 600×600 мм на 1 м2 поверхности фасада — 23,5$ (672 pуб).
    Приведенные в настоящем разделе данные получены от ООО «Метроспецстрой-Девелопер».
    Стоимость материала указана со складов в г. Москве с учетом НДС. Курс доллара США на февраль 2001 г.
  1. Основные положения по производству работ и системе контроля качества
    12.1. Для выполнения работ по монтажу системы здания разбивается на захватки и определяется порядок и последовательность перемещения монтажников с одной захватки на другую.
    12.2. Величина захваток и их количество в каждом случае определяются с учетом многих факторов, в том числе размеров фасадов здания, величины бригады монтажников, оснащения строительной организации оборудованием и оснасткой, условиями комплектации строительства материалами, изделиями и др.
    Захваткой может быть вся высота фасада, а можно фасад по высоте разделить на несколько захваток, учитывая наличие промежуточных карнизов, поясков и другие факторы. Также в горизонтальном направлении захваткой может быть весь фасад, только одна секция или может быть принят какой-либо другой способ деления фасада на захватки. Разбивка фасадов здания на захватки и выбор средств для работы монтажников на высоте (подмостки, люльки, подъемные платформы и т.п.) выполняется в проекте организации строительства или в технологических картах.
    12.3. При монтаже системы на реконструируемых зданиях работы начинаются с очистки фасада от несвязанных с основанием элементов, таких как отслоившиеся штукатурка, краска и т.п. Кроме того, фасад надо освободить (демонтировать) от специальных устройств: водостоков, различных кронштейнов, антенн, вывесок и др.
    12.4. Монтаж системы начинается с разметки фасада, по которой будут устанавливаться и крепиться к основанию кронштейны. Разметка выполняется с помощью геодезических приборов, уровня и отвеса. Установка и крепление кронштейнов и вертикальных профилей в пределах захватки может производиться снизу вверх и наоборот в зависимости от решений, принятых в ПОС.
    12.5. После разметки фасада в нем сверлятся отверстия под дюбели для крепления кронштейнов к основанию посредством анкерных винтов. Для снижения теплопередачи в месте примыкания кронштейна к основанию между ними на анкерный винт одевается паронитовая прокладка.
    В случаях, когда основанием является кирпичная кладка, нельзя устанавливать дюбели в швы кладки, при этом, расстояние от центра дюбеля до ложкового шва должно быть не менее 35 мм, а от тычкового — 60 мм. Минимальное расстояние от края конструкции до дюбеля оговаривается специальными рекомендациями фирмы-изготовителя.
    Категорически запрещается сверлить отверстия для дюбелей в пустотелых кирпичах или блоках с помощью перфоратора.
    12.6. В кронштейны устанавливаются вертикальные профили, которые являются базой для устройства отделочного слоя фасада в пределах проектных допусков. Поэтому установка каждого профиля, его положение в вертикальной плоскости проверяется соответствующими приборами: теодолитом, отвесом и др. Крепление вертикального профиля к кронштейну производится заклепками или винтами.
    12.7. К началу монтажа плит утеплителя захватка, на которой производятся работы, должна быть укрыта от попадания влаги на стену и плиты утеплителя. Исключением могут быть случаи, когда монтажники не покидают рабочие места до тех пор, пока все смонтированные плиты не закроют, предусмотренной проектом, ветровлагозащитной пленкой.
    12.8. Монтаж плит утеплителем выполняется до установки горизонтальных профилей, он начинается с нижнего ряда, который устанавливается на стартовый профиль, цоколь или другую соответствующую конструкцию, и ведется снизу вверх. Если плиты утеплителя устанавливаются в 2 ряда, следует обеспечить перевязку швов. Плиты утеплителя должны устанавливаться плотно друг к другу так, чтобы в швах не было пустот. Если избежать пустот не удается, они должны быть тщательно заделаны тем же материалом. Утеплитель следует разложить также внутри кронштейнов, под вертикальными профилями и в них с тем, чтобы вся стена (за исключением проемов) непрерывно по всей поверхности была покрыта утеплителем, установленной проектом толщины. В случае применения ветровлагозащитной пленки, установленные плиты утеплителя сначала крепятся к основанию только двумя дюбелями каждая плита и только после укрытия нескольких рядов пленкой устанавливаются остальные, предусмотренные проектом, дюбели. Полотнища пленки устанавливаются с перехлестом 100 мм.
    12.9. Горизонтальные несущие профили рекомендуется устанавливать снизу вверх, тщательно проверяя уровнем горизонтальное положение первого профиля. Остальные горизонтальные профили могут выставляться по шаблону, соответствующему (с учетом допусков) высоте отделочных плит, но и их дополнительно следует проверять уровнем. Монтаж отделочных плит целесообразно выполнять одновременно с установкой горизонтальных профилей. При монтаже горизонтальных профилей и отделочных плит следует следить за тем, чтобы воздушный зазор позади отделочных плит был чист и без каких-либо посторонних включений.
    12.10. В процессе монтажа элементов системы должен выполняться пооперационный контроль качества работ и составляться акты на скрытые работы. Это должно выполняться в соответствии с действующей в подрядной организации «Системой управления контролем качества продукции», где указано, какие параметры и технологические процессы контролируются и лица, ответственные за выполнение этой работы. В составе комиссии, подписывающей акты на скрытые работы, должны быть лица (представители проектной организации), выполняющие авторский надзор.
  2. Правила эксплуатации системы
    13.1. В процессе строительства и эксплуатации здания не допускается крепить непосредственно к облицовочной плитке любые детали и устройства.
    13.2. Не следует допускать возможность попадания воды с крыши здания на облицовочную плитку, для чего надо содержать желоба на крыше и водостоки в рабочем состоянии.
    13.3. Уход за облицовкой фасада, заключающийся в ее регулярной очистке, периодическом восстановлении полировки, залечивании трещин и других повреждений продлит срок службы облицовки.
    13.4. Промывка водой является одним из наиболее эффективных способов очистки облицовки. Для промывки воду подают шлангами под давлением 2 — 3 атм. Рекомендуется сочетать промывку с ручной очисткой поверхности щетками или скребками.
    13.5. Повреждения облицовочных плит заделывают различными мастиками и составами, в том числе, на основе жидкого стекла, канифоли, цементно-известковой смеси и др.
    13.6. После очистки и ремонта поверхность облицовочных плит следует обработать средствами создающими на ней защитную оболочку. Для этого существуют средства на основе пчелиного воска, растворы, вступающие в химическое взаимодействие с природным камнем, пропитывающие растворы с последующей полимеризацией и т.п.

Фальшфасад

 Монтаж сетки на фасад здания

 Ремонт фасада

 Штукатурка фасада

 Шпатлевка фасада

 Покраска фасада

 Фасадные работы

 Ремонт вентилируемого фасада

 Промышленный альпинизм

 Монтаж фасадной сетки

 Ремонт фасада: технические рекомендации

Вентилируемый воздушный зазор в фасаде.

Без рубрики

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И ПРИМЕНЕНИЮ
ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И РЕКОНСТРУКЦИИ
ЗДАНИЙ В г. МОСКВЕ
СОДЕРЖАНИЕ

  1. Введение
    1.1. Рекомендации являются методическим и справочным пособием для разработки проектов наружной отделки и утепления зданий и сооружений с применением навесной фасадной системы с вентилируемым воздушным зазором
    1.2. Навесные фасадные системы с вентилируемым воздушным зазором являются одним из наиболее эффективных способов отделки и утепления наружных стен зданий различного назначения. В том числе система, где для наружной отделки зданий применяются кассетные панели, изготовленные из металлических листов: алюминиевых или стальных оцинкованных, которые выпускаются с различными цветными покрытиями полиэфирными порошковыми красками. К настоящему времени система прошла достаточную практическую проверку на зданиях, построенных в том числе в г. Москве. На рис. 1.1-1.3 приведены фотографии зданий, где применена навесная фасадная система
    1.4. Техническим свидетельством Госстроя России № ТС-07-0774-03, зарегистрированным 15.08.2003 г., навесная вентилируемая фасадная система признана пригодной для применения в строительстве.
    1.5. Рекомендации содержат следующие данные: назначение и область применения системы, конструктивные решения системы, состав исходных данных для проектирования, методики расчетов всех расчетных параметров системы, основные положения по производству работ, правила эксплуатации системы и ее технико-экономические показатели.
  2. Назначение и область применения
    2.1. Система предназначена для фасадной отделки и теплоизоляции наружных стен в соответствии с II этапом энергосбережений СНиП II-3-79* (вып. 98 г.) и МГСН 2.01-99.
    2.2. Систему допускается применять для строящихся и реконструируемых зданий в г. Москве повышенного и нормального уровней ответственности с несущими конструкциями наружных стен из кирпича, бетона и других материалов плотностью более 600 кг/м2.
    Допускаемую этажность зданий в соответствии с требованиями пожарной безопасности устанавливают в зависимости от степени огнестойкости и классов конструкционной и функциональной пожарной опасности системы.
  1. Конструктивное решение системы
    3.1. Система, являясь многослойной конструкцией, включает следующие элементы: металлический несущий каркас, прикрепленный к основанию (несущим конструкциям наружной стены), слой негорючего минераловатного утеплителя, укрытого, в случае необходимости, пленкой типа «TYVEK»* и также вместе с пленкой, закрепленного на основании, и фасадную облицовку здания в виде металлических кассетных панелей, прикрепленных к несущему каркасу. Между кассетными панелями и слоем утеплителя устроен вентилируемый воздушный зазор, благодаря которому влага в виде пара, мигрирующая из помещений, удаляется из утеплителя.

  • Пленка условно на чертежах не показана.
    3.2. Возможно применение системы только для отделки здания. В этом случае слой утеплителя отсутствует.
    3.3. Система может быть выполнена в виде одной из трех подсистем: металлические элементы подсистем и выполняются из алюминиевых сплавов, а подсистема — из стального оцинкованного листового материала (рис. 3.1-3.3).
    3.4. Несущий каркас системы состоит из кронштейнов, прикрепленных к основанию анкерными болтами, и вертикальных профилей, которые крепятся к кронштейнам саморезами. В подсистемах и вертикальные профили снабжаются штифтами для навески кассетных панелей, а в подсистеме для навески кассетных панелей применяют горизонтальный профиль, прикрепленный саморезами к вертикальному профилю.
    3.5. В системе применяются стальные оцинкованные кронштейны в форме уголка с полками разной длины (рис. 3.4). На одной полке — отверстие под анкерный болт для крепления кронштейна к основанию, а на другой — одно или два отверстия для крепления к кронштейну вертикального профиля. Все отверстия овальной формы, что позволяет устанавливать (регулировать) вертикальный профиль строго по вертикали и в плоскости фасада, и в плоскости, перпендикулярной фасаду. Для снижения теплопередачи через кронштейн между ним и основанием устанавливается паронитовая прокладка. Кронштейн изготавливают адресно для конкретного проекта с учетом толщины слоя утеплителя и воздушного зазора, отклонений основания от вертикальной плоскости и т.п. Поэтому длина полки кронштейна, к которой крепят вертикальный профиль, может быть разной. Кроме того, часть кронштейнов рассчитывают на вертикальные (собственный вес системы) и горизонтальные (ветровые) нагрузки, а остальные — только на горизонтальные, при этом последние соединяются с вертикальными профилями так, чтобы позволить ему перемещаться относительно кронштейна вследствие температурных деформаций.
    3.6. В системе применяют вертикальные профили «П»-образного сечения. В подсистемах и вертикальные профили прессованные из алюминиевых сплавов, а в подсистеме — гнутые из стальных оцинкованных листов. Размеры поперечных сечений вертикальных профилей приведены на рис. 3.4.
    3.7. Кассетные панели изготавливают из листового металла, который сначала кроят, а затем сгибают. В результате получается изделие в виде ящика с низкими стенками (горизонтальными и вертикальными боковыми гранями). Готовое изделие по специальной технологии покрывается со всех сторон полиэфирной порошковой краской, цвет которой определяет главный архитектор проекта строящегося или реконструируемого здания.
    3.7.1. В подсистемах и кассетные панели выполняются из алюминиевых листов толщиной 2 ¸ 3 мм. Для навески этих кассетных панелей на несущий каркас в их боковых вертикальных гранях выштампованы по 2 крючка (рис. 3.5, 3.7 и 3.8), в которые входят горизонтальные штифты, установленные на вертикальном профиле. Расстояние между штифтами соответствует расположению крючков и учитывает принятый зазор в горизонтальном шве между смежными кассетными панелями. Кассетные панели в подсистеме отличаются от панелей в подсистеме тем, что у них горизонтальные верхняя и нижняя боковые грани более развиты и достигают ширины вертикальных граней. Для их установки на несущий каркас в уровне горизонтального стыка смежных панелей в полках вертикального профиля нужно делать вырезы для размещения боковых горизонтальных граней кассетных панелей (рис. 3.8).
    3.7.2. В подсистеме кассетные панели изготавливают из стальных оцинкованных листов толщиной 0,8 мм (рис. 3.6). Для навески этих кассетных панелей на несущий каркас их горизонтальные верхние и нижние боковые грани согнуты так, что их можно одеть на горизонтальный профиль (рис. 3.4), который саморезами прикреплен к вертикальным профилям (рис. 3.9).
    3.8. Конструктивное решение системы у внешнего и внутреннего углов здания, у оконных проемов, у цоколя и на парапете показаны на примере подсистем и на рис. 3.10 ¸ 3.17.
    3.9. В случаях контакта стальных деталей с алюминиевыми его следует исключить за счет прокладки между ними полимерной шайбы или свежей краски.
    3.10. Наличие у разработчика системы собственной производственной базы в г. Москве, оснащенной современным технологическим оборудованием для изготовления кассетных панелей и элементов несущего каркаса, включая их окраску порошковыми красками на полиэфирной основе, позволяет архитектору выбирать размеры и цвет кассетных панелей, величину швов между ними, а также применять на фасаде другие архитектурные детали в виде обрамления проемов, карнизов, поясков, пилястр и т.п.
    3.11. Изделия и материалы, разрешенные для применения в системе и требования, которым они должны отвечать, приводятся в разделах 2 и 5 приложения к Техническому свидетельству Госстроя РФ (п. 1.4.)
  1. Основание.
  2. Несущий кронштейн.
  3. Паронитовая прокладка.
  4. Анкерный болт.
  5. Утеплитель.
  6. Вертикальный профиль.
  7. Штифт с блокировочными шайбами.
  8. Облицовочная панель.
  9. Шуруп-саморез.
  10. Тарельчатый дюбель.
    Рис. 3.1. Фасадная система
  11. Основание.
  12. Несущий кронштейн.
  13. Паронитовая прокладка.
  14. Анкерный болт.
  15. Утеплитель.
  16. Вертикальный профиль.
  17. Штифт с блокировочными шайбами.
  18. Облицовочная панель.
  19. Шуруп-саморез.
  20. Тарельчатый дюбель.
    Рис. 3.2. Фасадная система
  • Размеры панелей определяются проектом.
    Рис. 3.5. Кассетные панели из алюминия для подсистем,
  • Размеры панелей определяются проектом.
    Рис. 3.6. Кассетная панель из оцинкованной стали для подсистем
  1. Основание.
  2. Кронштейн несущий.
  3. Паронитовая прокладка.
  4. Анкерный болт.
  5. Утеплитель.
  6. Вертикальный профиль.
  7. Штифт с блокировочными шайбами.
  8. Облицовочная панель.
  9. Шуруп-саморез.
    Рис. 3.7. Фасадная система
    а — горизонтальный разрез; б — вертикальный разрез
  10. Основание.
  11. Кронштейн несущий.
  12. Паронитовая прокладка.
  13. Анкерный болт.
  14. Утеплитель.
  15. Вертикальный профиль.
  16. Штифт с блокировочными шайбами.
  17. Облицовочная панель.
  18. Шуруп-саморез.
    Рис. 3.8. Фасадная система
    а — горизонтальный разрез; б — вертикальный разрез
  19. Основание.
  20. Кронштейн несущий.
  21. Паронитовая прокладка.
  22. Анкерный болт.
  23. Вертикальный профиль.
  24. Горизонтальный профиль.
  25. Облицовочная панель.
  26. Шуруп-саморез.
  27. Утеплитель.
    Рис. 3.9. Фасадная система
    а — горизонтальный разрез; б — вертикальный разрез
  28. Основание.
  29. Кронштейн несущий.
  30. Паронитовая прокладка.
  31. Анкерный болт.
  32. Утеплитель.
  33. Вертикальный профиль.
  34. Штифт с блокировочными шайбами.
  35. Облицовочная панель.
  36. Шуруп-саморез.
  37. Угловая облицовочная панель.
    Рис. 3.10. Подсистема на внешнем углу здания
  38. Основание.
  39. Кронштейн несущий.
  40. Паронитовая прокладка.
  41. Анкерный болт.
  42. Шуруп-саморез.
  43. Утеплитель.
  44. Вертикальный профиль.
  45. Штифт с блокировочными шайбами.
  46. Облицовочная панель.
  47. Облицовочная панель для внутреннего угла.
    Рис. 3.11. Подсистема на внутреннем углу здания
  48. Основание.
  49. Кронштейн несущий.
  50. Ликерный болт.
  51. Вертикальный профиль.
  52. Штифт с блокировочными шайбами.
  53. Облицовочная панель.
  54. Оконное обрамление из оцинкованной стали.
  55. Слив из оцинкованной стали.
  56. Пеноутеплитель «Макрофлекс».
  57. Оконный блок.
  58. Шуруп-саморез.
  59. Утеплитель.
  60. Специальный кронштейн.
    Рис. 3.12. Подсистема у оконного проема
  61. Основание.
  62. Кронштейн несущий.
  63. Паронитовая прокладка.
  64. Анкерный болт.
  65. Вертикальный профиль.
  66. Горизонтальный профиль.
  67. Облицовочная панель.
  68. Шуруп-саморез.
  69. Утеплитель.
  70. Угловая облицовочная панель.
    Рис. 3.13. Фасадная система на наружном углу здания
  71. Основание.
  72. Кронштейн несущий.
  73. Анкерный болт.
  74. Вертикальный профиль.
  75. Шурупы-саморезы.
  76. Горизонтальный профиль.
  77. Облицовочная панель.
  78. Утеплитель.
    Рис. 3.14. Фасадная система на внутреннем углу здания
  79. Основание.
  80. Кронштейн несущий.
  81. Анкерный болт.
  82. Шуруп-саморез.
  83. Вертикальный профиль.
  84. Горизонтальный профиль.
  85. Облицовочная панель.
  86. Оконный блок.
  87. Оконное обрамление из оцинкованной стали, покрытой цветной эмалью.
  88. Слив из оцинкованной стали.
  89. Утеплитель.
  90. Пеноутеплитель «Макрофлекс».
  91. Специальный кронштейн.
    Рис. 3.15. Фасадная система у оконного проема (вертикальный разрез)
  92. Основание.
  93. Кронштейн.
  94. Анкерный болт.
  95. Утеплитель.
  96. Вертикальный профиль.
  97. Горизонтальный профиль.
  98. Облицовочная панель.
  99. Козырек с перфорацией.
  100. Шуруп-саморез.
    Рис. 3.16. Фасадная система у цоколя
  101. Основание.
  102. Несущий кронштейн.
  103. Утеплитель.
  104. Анкерный болт.
  105. Вертикальный профиль.
  106. Горизонтальный профиль.
  107. Облицовочная панель.
  108. Специальный кронштейн.
  109. Шуруп-саморез.
  110. Покрытие.
    Рис. 3.17. Фасадная система на парапете
  111. Основание.
  112. Кронштейн несущий.
  113. Анкерный болт.
  114. Шуруп-саморез.
  115. Анкерный винт.
  116. Вертикальный профиль.
  117. Горизонтальный профиль.
  118. Z — образный горизонтальный профиль.
  119. Облицовочная панель.
  120. Перфорированная пластина над плитой.
  121. Перфорированная пластина под плитой.
  122. Утеплитель.
  123. Балконная плита.
  124. Утеплитель в проемах балконной плиты.
    Рис. 3.18. Фасадная система у балконной плиты (козырька)
  125. Основание.
  126. Кронштейн.
  127. Анкерный болт.
  128. Паронитовая прокладка.
  129. Утеплитель.
  130. Вертикальный профиль.
  131. Z-образный горизонтальный профиль.
  132. Облицовочная панель.
  133. Карнизная панель.
  134. Шуруп-саморез.
  135. Кобылка.
  136. Обрешетка.
  137. Кровля.
  138. Желоб.
    Рис. 3.19. Фасадная система у карниза
  139. Исходные данные для проектирования системы
    4.1. Проектно-сметная документация на систему для конкретного объекта разрабатывается на основе задания на проектирование, подготовленного в соответствии с существующим в г. Москве порядком и утвержденного заказчиком. Задание на проектирование обязательно должно содержать требование о соответствии системы II этапу энергосбережений СНиП II-3-79* (изд. 1998 г.) и МГСН 2.01-99.
    4.2. Задание на проектирование системы должно включать следующие исходные данные:
  • архитектурные чертежи фасадов здания, включающие данные о фактуре и цвете облицовочных материалов, чертежи архитектурных деталей (карнизов, обрамления проемов и т.п.) и другие необходимые данные, если это не входит в состав работ по данному заданию;
  • строительные чертежи наружных стен от фундаментов до парапетов, включая узлы, поясняющие решение и размеры всех конструкций;
  • данные от разработчиков фундаментов о величине допустимой дополнительной нагрузки на стены здания или, в случае реконструкции здания, заключение компетентной организации о несущей способности фундаментов здания;
  • план участка, где расположено здание.
    Для реконструируемых зданий задание на проектирование дополнительно должно содержать акт обследования наружных стен здания, где указывается состояние поверхности фасадов, результаты испытаний на усилия, с которым принятые дюбели можно вырвать из стены и геодезическую съемку поверхностей фасадов с данными о величине отклонений их отдельных участков от вертикальной плоскости.
    4.3. К заданию на проектирование должно быть приложено Приложение к Техническому свидетельству Госстроя России на эту фасадную систему.
  1. Определение основных параметров системы
    5.1. К основным параметрам системы следует отнести:
  • тип и размер облицовочных материалов и способ их крепления к несущему каркасу;
  • характеристику принятых плит утеплителя: марку, размеры, плотность, теплопроводность, наличие или отсутствие защитного слоя; величину воздушного зазора;
  • схему размещения на фасаде здания кронштейнов и вертикальных профилей, а для системы и горизонтальных профилей со всеми необходимыми размерами, в том числе, расстояние от основания до экрана;
  • марку дюбелей для крепления кронштейнов несущего каркаса к основанию;
  • марку дюбелей для крепления плит утеплителя к основанию.
    5.2. Размер и цвет кассетных панелей определяет главный архитектор проекта, если эти данные не приведены в задании на проектирование системы.
    5.3. Выбор плит утеплителя выполняется на основании теплотехнических расчетов, методика которых приводится ниже. Там же (в разделе «Теплотехнические расчеты») имеются рекомендации по определению величины воздушного зазора.
    В случае применения плит утеплителя с кашированной поверхностью можно обойтись без гидроветрозащитной мембраны.
    5.4. Схема размещения на фасаде здания элементов несущего каркаса разрабатывается, исходя из следующих данных:
  • размеров по ширине кассетных панелей, вертикальный шов между которыми должен располагаться в центре вертикального профиля;
  • геометрии фасада здания, размещении на фасаде проемов, балконов, карнизов и других отступающих (выступающих) от плоскости фасада элементов для минимизации применения кассетных панелей с нестандартными размерами;
  • результатов прочностных расчетов системы, благодаря которым, в том числе, уточняется шаг по вертикали установки кронштейнов;
  • расстояния от основания до экрана, принятого в результате теплотехнических расчетов, при этом следует учитывать величину фактических отклонений фасада от проектного положения.
    5.5. Марку дюбелей для крепления кронштейнов и утеплителя выбирают с учетом результатов прочностных расчетов системы, материала основания, паспортных данных рассматриваемых дюбелей и результатов испытаний принятых дюбелей на выдергивание.
  1. Прочностные расчеты
    6.1. Методические предпосылки
    Прочностные расчеты включают проверку прочности и деформаций металлических профилей, анкерных болтов и стержней, несущих нагрузки от их собственной массы, массы облицовочных плит, утеплителя и от давления ветра, стыковых соединений профилей между собой, их креплений к основным несущим конструкциям здания.
    Нагрузки от собственной массы облицовочных плит и утеплителя принимаются по техническим условиям или паспортным данным предприятий-изготовителей. Временные нагрузки от ветра принимаются по СНиП [2], в данном случае для I ветрового района г. Москвы. Кроме того, учитываются дополнительные коэффициенты к ветровым нагрузкам в соответствии с письмом ЦНИИСКа № 1-945 от 14.11.2001 г. (см. Приложение). Нагрузку от собственной массы профилей в случаях, когда она относительно мала, возможно не учитывать.
    Усилия: изгибающие моменты, поперечные и продольные силы; прогибы определяются с использованием основных положений сопротивления материалов и строительной механики. Коэффициенты надежности по нагрузкам gf, а также единый коэффициент надежности по ответственности gп = 0,95 принимаются по СНиП [2].
    При проверке прочности и деформаций элементов и стыковых соединений формулы СНиП [4] трансформируются по форме к условиям примеров.
    Физико-механические характеристики материалов профилей, их соединений и крепежных элементов следует принимать по СНиП [4].
    Подробно методика расчета проиллюстрирована в приводимом ниже примере (п. 6.4). В примере исходные параметры даны для конкретных материалов и конструкций (п. 6.2). В то же время приведенная методика, где все расчетные формулы даются как в буквенном, так и в числовом выражениях со ссылками на нормативные источники, может быть использована и для других вариантов и сочетаний материалов и конструктивных решений.
    6.2. Характеристики материалов
    Расчетные сопротивления несущих профилей и саморезов, изготовленных из оцинкованной стали, согласно 4: профилей: на растяжение, сжатие и изгиб Ry = 230; на сдвиг Rs = 133; на смятие Rlp = 175; модуль упругости Е = 21·104. Коэффициент условий работы gс = 1.
    Расчетные сопротивления стальных болтов и саморезов по 4: на растяжение Rвt = 170; на срез Rвs = 150. Коэффициент условий работы gв = 0,8.
    Тип, конструкция и допускаемое усилие на 1 болт с дюбелем подбираются по каталогам фирм с учетом материала и состояния стены.
    Утеплитель — минераловатные плиты «Венти-Баттс» плотностью g = 110 кг/м3, толщиной d = 150 мм. Прочность на сжатие утеплителя «Венти-Баттс» при 10 % деформации 0,02 МПа.
    6.3. Расчетные схемы
    Направления координатных осей приняты:
    ось х — горизонтальная в плоскости стены;
    ось у — горизонтальная по нормали к стене;
    ось z — вертикальная в плоскости стены.
    Расчетная схема горизонтальных профилей — двухпролетная балка, неразрезная на средней опоре и шарнирно опертая по концам с пролетами lх = 1 м (рис. 6.1).
    Расчетная схема вертикальных профилей — трехпролетная неразрезная балка, жестко закрепленная на верхней опоре и шарнирно — подвижно в направлении оси «z» — на остальных опорах (рис. 6.2).
    Пролеты в направлении оси «z» соответствуют шагам кронштейнов и равны lz = 1 м.
    К горизонтальным и вертикальным профилям прикладывается вертикальная нагрузка от собственного веса и веса облицовочных плит и горизонтальная ветровая нагрузка.
    Расчетная схема несущего (верхнего) кронштейна — консоль с вылетом lкр, (рис. 6.3), диктуемым толщиной слоя утеплителя. На кронштейны через вертикальные профили передаются вертикальные и ветровые нагрузки.
    Соединение вертикального профиля с несущим кронштейном принято рамного типа, т.е. способное воспринимать изгибающие моменты, а с остальными кронштейнами — шарнирно (см. рис. 6.2).
    Расчетная схема крепления несущего кронштейна к стене (рис. 6.3) принята с учетом реальной возможности восприятия как горизонтальных сил, так и изгибающего момента от вертикальной нагрузки.
    Расчетная схема распорных стержней для крепления утеплителя — консоль с вылетом lу = dут.
    Соединения между горизонтальными и вертикальными профилями вертикальных профилей с кронштейнами, крепление кронштейнов горизонтально к стене, рассчитываются на действие усилий среза от вертикальных нагрузок, растяжения, изгиба и вырыва от совместного действия вертикальной и ветровой нагрузок.
    6.4. Пример расчета
    6.4.1. Исходные данные и нагрузки
    В данном примере принят вариант с облицовочными кассетными панелями из оцинкованной стали с размерами 1000 ´ 1000 мм, толщиной 0,8 мм. Толщина стенок горизонтальных и вертикальных профилей и кронштейнов — d = 1,5 мм.
    Шаги вертикальных профилей и кронштейнов вдоль здания lх = 1 м, шаги горизонтальных профилей и кронштейнов по вертикали lz = 1 м.
    Крепление кронштейна к стене — одним стальным болтом Æ 10 мм с дюбелем.
    Утеплитель — минераловатные плиты — по п. 6.2, крепится к стене независимо от облицовки, стальными распорными стержнями Æ 5 мм со шляпками Æ 80 мм.

Рис. 6.1. Расчетные схемы горизонтального профиля
а — на вертикальные нагрузки; б — на горизонтальные нагрузки

Рис. 6.2. Расчетные схемы вертикального профиля
а — на вертикальные нагрузки; б — на горизонтальные нагрузки

Рис. 6.3. Расчетная схема несущего кронштейна
а — схема приложения усилий; б, в, г — эпюры M, Q и N
Вертикальные поверхностные нагрузки (Н/м2): от веса облицовочных плит: нормативная qzn = 1,05 (на загибы) 7850×0,8×10-3×101 = 66; расчетная qz = gf×qzn = 1,05×66 = 70; от веса утеплителя — расчетная qут = gf×g×d = 1,3×110 · 150×10-3×101 = 215; линейные нагрузки от собственного веса профилей (Н/м): горизонтального qwn = 9; вертикального qwn = 10.
Горизонтальные нагрузки от ветрового давления приняты условно для высоты Н = 20 м; нормативное значение ветрового давления для I ветрового района wо = 0,23 кПа; коэффициент «К» для зданий высотой 20 м, тип местности «В», по табл. 6 [2] К = 0,85; аэродинамический коэффициент принимается максимальным — для угловых зон здания С = 2; коэффициент gр = 1,3, учитывающий пульсационную составляющую ветровой нагрузки и коэффициент gm = 1,2 увеличения средней величины ветрового давления при расчете узлов крепления (gр и gm — по рекомендации ЦНИИСК, как дополнение к СНиП [2]).
Нормативная ветровая нагрузка qgn = wо×k×с×gр = 0,23×0,85×[-2]×1,3×103 = 508 Н/м2. Расчетные нагрузки при коэффициенте надежности по нагрузке gf× = 1,4 2: для элементов qy = gf qgn = 1,4×508 = 711 Н/м2, для узлов qу2 = gm×qу = 1,2×711 = 853.
Далее расчет профилей и их креплений производится лишь для участков около углов здания. При этом в средних зонах фасада для элементов и узлов образуется запас прочности. Во избежание перерасхода материалов при необходимости в конструкции могут быть внесены коррективы с соответствующим перерасчетом прочности и жесткости несущих элементов и их креплений.
Расчет для средних зон фасада отличается величиной аэродинамического коэффициента С = 0,8 и определением коэффициента gр по формуле (8) СНиП [2].
6.4.2. Расчет горизонтального профиля
Геометрические характеристики
1) Поперечного сечения: d = 1,5 мм; А = 117 мм2; Jy = 13992 мм4; Jz = 7692 мм4; Wy = 538 мм3; Wz = 614 мм3; Sу = 555 мм3; Sz = 417 мм3; ty = 2d = 3 мм; tz = d = 1,5 мм.
2) Продольных сечений на длине lx = 1 м; в = 1000 мм; d = 1,5 мм; А2 = 1000×1,5 = 1500 мм2; Jx = 1000×1,53/12 = 281 мм4; Wx = 1000×1,52/6 = 375 мм3; Sx = 1000×1,52/8 = 281 мм3; tх = 1000 мм.
Нагрузки и усилия
Нагрузки на 1 м длины профиля (Н/м):
вертикальные от собственного веса и веса плит высотой яруса lx = 1 м:
нормативная рz(г)n = qzn×lz + qwn = 66×1 + 9 = 75; расчетная рz(г) = qz×lz + qw = 70×1 + 10 = 80; горизонтальные: нормативная рyn = qyn×lz = 508×1 = 508; расчетная для элементов ру = qy×lz = 711×1 = 711; для узлов крепления ру2 = qy2×lz = 853×1 = 853.
Изгибающие моменты (Н×м):
от вертикальной расчетной нагрузки в поперечном сечении Мв = рz(г)×lx2/8 = 80×12/8 = 10;
от горизонтальной нагрузки:
1) в поперечном сечении
нормативной Мгn = рyn×lx2/8 = 508×12/8 = 63,5;
расчетной Мг = рy×lx2/8 = 711×12/8 = 88,9;
2) в продольном сечении от расчетной нагрузки на 1 м
Мг(пр) = pу×lx×ez = 711×1×0,02 = 14,2.
Усилие растяжения в продольном сечении на 1 м
Ny = pу×lx = 711×1 = 711 Н.
Максимальные поперечные силы:
QZ = рz(г)×lx/2 + Мв/lx = 80×1/2 + 10/1 = 50 Н.
Qy = ру×lx/2 + Мг/lx = 711×1/2 + 88,9/1 = 444 Н.
Проверка прочности поперечных сечений
По формулам [4], трансформированным к данному примеру.
По формуле (38) на изгиб в двух плоскостях
; МПа,
прочность поперечных сечений на изгиб обеспечивается.
По формуле (29) на срез
= 16,1 МПа;
= 0,7 МПа; St = Ö16,12 + 0,72×0,95 = 15,3 МПа <
< Rsgc = 133×1 = 133 МПа; прочность поперечных сечений на срез обеспечивается.
Проверка прочности продольных сечений
По формулам [4], трансформированным к примеру.
По формуле (50) на растяжение с изгибом
; = 36,4 МПа <
< 230 МПа; прочность продольных сечений на растяжение с изгибом обеспечивается.
По формуле (29) на срез при максимальной величине поперечной силы
×0,95 = 0,4 МПа < 133 МПа;
прочность продольных сечений на срез обеспечивается.
Проверка прочности крепления горизонтального профиля к вертикальному
Крепление производится двумя стальными саморезами d = 5 мм и do = 4 мм с расчетной площадью сечения 1 заклепки А = 12,6 мм2. Расчетные сопротивления по п. 2.2.
Усилие растяжения, приходящееся на 1 саморез Ny(1) = gm×Ny/2 = 1,2×711/2 = 427 Н; усилие среза и смятия Nz(1) = gm×Qz/2 = 1,2×50/2 = 30 Н.
По формуле (129) [4] на растяжение: Ny(1)×gn = 427×0,95 = 406 H < RвtA = 170×12,6 = 2142 Н; прочность соединения на растяжение обеспечивается.
По формуле (127) на срез: Nz(1)×gn = 30×0,95 = 29 Н < Rвs×gв×Ans = 150×0,8×12,6×1 = 1512 Н; прочность соединения на срез обеспечивается.
По формуле (128) на смятие Nz(1)×gn = 29 Н < Rlp×gс×d×St = 175×1×4×1,5 = 1050 Н; прочность элементов соединения на смятие обеспечивается.
Проверка жесткости горизонтального профиля
Проверяется прогиб в направлении оси «у», т.е. по нормали к стене, от действия нормативной ветровой нагрузки руn = 508 Н/м, с изгибающим моментом на средней опоре Mгn = 63,5 Нм.
По формуле строительной механики для двухпролетной балки
=
= = 1,56 мм;
f/l = 1,56/1000 = 1/641, что меньше допустимой величины [f/l] = 1/200, жесткость профиля достаточна.
6.4.3. Расчет вертикального профиля
Геометрические характеристики
Длина Lz = 3 м: параметры поперечного сечения А = 123 мм2; Jx = 5846 мм4; Wх = 342 мм3; tх = 2dст = 3 мм; Sх = 438 мм3.
Определение усилий
Нагрузки на 1 м профиля (Н/м):

  • вертикальные: нормативная pz(в)n = pz(г)n + qw = 75 + 10 = 85; расчетная pz(в) = pz(г) + qw = 80 + 10 = 90; эксцентрицитет eу = 79 мм;
  • горизонтальные от ветра: нормативная рyn = qyn×lx = 508×1 = 508; расчетная: рy = qy×lx = 711×1 = 711; для узлов крепления рy2 = qy2×lx = 853×1 = 853.
    Изгибающие моменты в плоскости, перпендикулярной стене (Нм):
  • от вертикальной нагрузки: нормативной Мnв = Ктабл.×pz(в)n×Lz×ey = 0,5×85×3×0,0079 = 1,01; расчетной Мв = Ктабл.×pz(в)×Lz×ey = = 0,5×90×3×0,0079 = 1,07;
  • от ветровой нагрузки: нормативной Мnг = Ктабл.×pуn×lz2 = 0,1×508×12 = 50,8; расчетной Мг = Ктабл.×pу×lz2 = 0,1×711×12 = 71,1.
    Продольное усилие для элементов (в сечении с наибольшим моментом от qy) Nz = pz(в)×Lz×2/3 = 90×3×2/3 = 180 Н; для узлов креплений Nz2 = pz(в)×Lz×gm = 90×3×1,2 = 324 Н.
    Поперечная сила для элементов: Qy = ру×lz/2 + Мг/lz = 711×1/2 + 71,1/1 = 427 Н; горизонтальное усилие для узлов креплений на верхней опоре Qy2 = qy2×lx×lу = 853×1×1 = 853 Н.
    Проверка прочности профиля на растяжение с изгибом
    По формуле (50) [4] для сечения над средней опорой при наиболее невыгодном сочетании усилий (с максимальной величиной момента Му)
    ;
    = 197,4 МПа < 230×1 = 230 МПа;
    прочность на растяжение с изгибом обеспечивается.
    Проверка профиля на сдвиг (срез)
    По формуле (29) [4] gn £ Rsgc;
    ×0,95 = 10,1 МПа < 133×1 = 133 МПа;
    прочность на срез обеспечивается.
    Проверка прочности крепления профиля к несущему кронштейну
    Крепление производится двумя стальными саморезами d = 5 мм и do = 4 мм, площадью сечения 1 самореза А = 12,6 мм2, с расчетными сопротивлениями по п. 6.2.
    Усилия среза в одном саморезе: от вертикальной нагрузки Qz(1) = Nz2/2 = 324/2 = 162 Н; от горизонтальной нагрузки Qy(1) = Qy(2)/2 = 853/2 = 427 Н.
    Напряжения среза по известной формуле (МПа): tz = Qz(1)/A = 162/12,6 = 12,9; tу = Qy(1)/A = 427/12,6 = 33,9; результирующее St = = = 36,3; условие прочности St×gn = 36,3×0,95 = 34,5 МПа < Rвs×gв = 150×0,8 = 120 МПа; прочность соединения на срез обеспечивается.
    Проверка жесткости вертикального профиля
    Проверяется прогиб в направлении оси «у», т.е. по нормали к стене, от действия нормативной ветровой нагрузки руn = 508 Н/м, с изгибающим моментом на средней опоре Мnг = 50,8 Нм.
    По формулам строительной механики
    f = =
    = мм;
    f/l = 2,66/1000 = 1/376, что меньше предельно допустимой величины [f/l] = 1/200, жесткость профиля достаточна.
    6.4.4. Расчет несущего кронштейна
    Геометрические характеристики
    Параметры поперечного сечения: h = 100 мм; d = 1,5 мм; А = 150 мм2; WX = 2500 мм3; Jx = 125000 мм4; Sx = 1875 мм3; tх = d = 1,5 мм; Wz = 37,5 мм3; Jz = 28,l мм4; Sz = 28,1 мм3; tz = 100 мм.
    Усилия
    От вертикальной нагрузки Qz = Nz = (pz + Sqw)×Lz = (80 + 9 + 10)×3 = 297 H; от горизонтальной нагрузки Ny = qy×lx×lz = 711×1×1 = 711 H. Плечо (вылет) lкр = 210 — 12,5 — 1,5 = 196 мм. Изгибающий момент от вертикальной нагрузки Мх = Ктабл×Nz lкр = 0,5×297×196×10-3 = 29,1 Нм.
    Проверка прочности на растяжение с изгибом и срез
    По формуле (50) [4] на растяжение с изгибом
    ;
    = 15,6 МПа < 230×1 = 230 МПа.
    По формуле (29) [4] на срез от вертикальной нагрузки
    0,95 = 2,8 МПа < 133×1 = 133 МПа;
    прочность несущего кронштейна на растяжение с изгибом и срез обеспечивается.
    6.4.5. Расчет опорного кронштейна
    Опорные кронштейны воспринимают только горизонтальные усилия от ветровой нагрузки (см. рис. 6.2); наиболее нагруженным является кронштейн на средней опоре, на который действует усилие Ny = 711 Н. Площадь поперечного сечения за вычетом двух отверстий под заклепки Ап = 135 мм2. По формуле (1) [4] Ny×gn £ R×yc×Aп; 711×0,95 = 675 H < 230×1×135 = 31050 H; прочность опорного кронштейна на растяжение обеспечивается.
    6.4.6. Рекомендация по исключению разгиба кронштейнов у опор
    Согласно расчету вертикального приопорного сечения кронштейнов на действие горизонтальных усилий от ветровой нагрузки прочность его при применении гайки стандартного размера не обеспечивается, а также возникают недопустимые деформации и разгиб. Во избежание этого необходима установка под гайку анкерного болта стальной шайбы наружным диаметром 60-100 мм (в зависимости от положения болта в прорези), толщиной не менее 4 мм.
    6.4.7. Расчет крепления кронштейнов к стене
    Крепление производится одним стальным болтом Æ 10 мм с расчетным диаметром на растяжение do = 8 мм и расчетной площадью сечения: на растяжение Авп = 50,3 мм2; на сдвиг и смятие А = 78,5 мм2.
    Прочность болтового соединения несущего кронштейна
    Изгибающий момент Мх2 = gm×Mx = 1,2×29,1 = 34,9 Нм; продольная сила Ny2 = gм×Ny = 1,2×711 = 853 Н; поперечная сила Qz2 = gm×Qz = 1,2×297 = 356 H.
    Растягивающее усилие в болте: от продольной стены Nв1 = Nу2 = 853 Н; от момента Nв2 = Мх/z = 34,9·103/50 = 698 Н; суммарное Nв = Nв1 + Nв2 = 853 + 698 = 1551 Н.
    По формуле (129) [4] на растяжение: Nв1×gn £ Rвt×Авп; 1551×0,95 = 1473 Н < 170×50,3 = 8551 Н; по формуле (127) [4] на срез: Nz×gn = 356×0,95 = 339 Н < Rвs×gв×А×ns = 150×0,8×78,5×1 = 9420 Н; прочность болтов на растяжение и срез обеспечивается.
    По формуле (128) [4] на смятие стенки кронштейна под болтом: Nz×gn = 339 Н < Rср×gв×d×t = 175×0,8×10×1,5 = 2100 Н; прочность кронштейна на смятие под болтом обеспечивается.
    Прочность болтового соединения опорного кронштейна
    Продольное растягивающее усилие в болте Nв = Nу1 = 853 H. Прочность болта на растяжение по формуле (129) [4]: Nв×gn = 853×0,95 = 811 Н < Rвt×Авп = 170×50,3 = 8551 Н; прочность болта на растяжение обеспечивается.
    Крепление болтов к стене
    Вырывающие усилия на болт равны: у несущего кронштейна Nв1 = 1551 Н, у опорного Nв = 853 Н. Под эти усилия следует подбирать конструкцию дюбелей и болтов и условия их заделки в стену по каталогам фирм-изготовителей, в частности, швейцарской фирмы «Mungo».
    6.4.8. Расчет крепления утеплителя
    На 1 м2 стены принимается 4 распорных стержня: на 1 стержень с расчетной площадью сечения А = 19,6 мм2, приходится Аут.1 = 0,25 м2.
    При диаметре шляпки dш = 80 мм утеплитель может воспринять усилие сжатия не более [N] = Rут×Аш = 0,02×p×802/4 = 100,5 Н.
    Контроль за ограничением этого усилия осуществляется по величине деформации обжатия утеплителя под шляпкой, которая при dут = 150 мм не должна превышать D = 0,1×150 = 15 мм.
    Поперечная сила, приходящаяся на 1 стержень от веса утеплителя, Qz = qут×Aут = 215×0,25 = 53,8 Н.
    По формуле (127) [4]: Qz×gn = 53,8×0,95 = 51,1 Н < 150×0,8×19,6 = 2352 Н; прочность стержней на срез обеспечивается.
  1. Теплотехнические расчеты
    7.1. Введение
    В настоящем разделе анализируются принципы теплотехнического проектирования систем наружных стен с вентилируемыми воздушными прослойками между экраном и теплоизоляционным слоем, приводятся рекомендации по различным техническим параметрам.
    Принципы теплотехнического проектирования включают методы теплотехнических расчетов, расчеты воздухообмена и влагообмена в воздушных прослойках.
    Методика теплотехнических расчетов базируется на требованиях СНиП II-3-79* [5] и МГСН 2.01-99 [10].
    7.2. Основные, используемые в тексте, понятия
    Воздушная прослойка между утеплителем и экраном, вентилируемая наружным воздухом; швы, зазоры — приточные (воздухозаборные) и вытяжные (воздуховыводящие) отверстия. Путями прохождения наружного воздуха могут являться в основном горизонтальные стыковые швы элементов экрана, поскольку вертикальные, как правило, закрыты.
    Условное сопротивление паропроницанию — приведенное, учитывающее сопротивление паропроницанию материалов экрана с учетом швов между облицовочными панелями.
    7.3. Основные положения по проектированию фасадных систем наружных стен с вентилируемой воздушной прослойкой
    При проектировании здании с вентилируемыми фасадами следует учитывать уже принятые параметры системы:
  • минимальный размер швов* для притока воздуха рекомендуется 10-20 мм (при размерах плит экрана 1000 ´ 1000 мм) для Москвы;
  • общая толщина воздушной прослойки принимается, как правило, 60 мм для Москвы;
  • площадь отверстий щели* для вытяжки воздуха не должно быть менее сечения отверстий щели для притока.
  • — то же, что швы-зазоры.
    7.4. Правила теплотехнического проектирования наружных ограждений с вентилируемым фасадом
    Теплотехническое проектирование наружных стен, где применяются фасадные системы с вентилируемым воздушным зазором, выполняется в два этапа. Причем второй этап применяется, если после первого этапа не выявится надежность рассматриваемой конструкции в теплотехническом отношении.
    Первый этап
    Назначается конструктивное решение стены, в т.ч. параметры экранов, приточных и выводных щелей с учетом раздела 7.3.
    Выполняется теплотехнический расчет наружной стены с экраном, т.е. определяется необходимая толщина теплоизоляции, исходя из требований 2-ого этапа СНиП II-3-79* (98) [5] и с учетом требований МГСН 2.01-99 [10].
    Выполняется расчет влажностного режима стены по методике СНиП II-3-79* (98) [5] с учетом коэффициента паропроницаемости по глади экрана.
    Проверяется расчетом упругость водяного пара на выходе из воздушной прослойки по формуле (18) с учетом параметров стены при расходе воздуха близким нулю, если требования СНиП II-3-79* (98) будут выполнены.
    Если влажностный режим стены удовлетворяет требованиям норм строительной теплотехники СНиП II-3-79* (98) [5], то на этом теплотехническое проектирование заканчивается.
    Если влажностный режим экранированных стен не удовлетворяет требованиям, то подбирается такой размер швов и экрана, чтобы с ними конструкция стены удовлетворяла требованиям СНиП [5].
    Если расчет влажностного режима наружного ограждения с вентилируемым фасадом показал невыполнение требований СНиП II-3-79* (98) [5], а другой материал стены и экрана подобрать нельзя, то переходят ко второму этапу теплотехнического проектирования.
    1) Определяется условное сопротивление паропроницанию экрана с учетом швов по методике раздела 7.6.6.
    2) С учетом этого показателя проводят расчет влажностного режима по методике СНиП II-3-79* (98 г.).
    3) При необходимости определяется влажностный режим рассматриваемой конструкции в годовом цикле с учетом средних месячных температур.
    4) С учетом результатов расчета по п. 2, 3 анализируются результаты, при необходимости корректируются материалы и их толщины в конструкции с целью исключения влагонакопления в годовом цикле. В основном, проведенных упомянутых расчетов для определения применимости конструкции, бывает достаточно. В других случаях расчет может быть продолжен в следующей последовательности.
    4.1) С учетом этажности здания и района строительства определяется скорость движения воздуха в прослойке за экраном и расход воздуха.
    Для выполнения п. 5 определяется термическое сопротивление воздушной прослойки по формуле (16).
    4.2) Определяется температура на выходе из воздушной прослойки.
    4.3) Определяется действительная упругость водяного пара на выходе из прослойки еу по формуле (18). Определяется упругость водяного пара на выходе из прослойки и проверяется условие еу < Ен, где Ен — максимальная упругость водяного пара. Анализируются результаты расчетов и корректируется конструкция стены.
    7.5. Краткая характеристика объекта и нормативные требования
    Для расчета принято многоэтажное (6-ти этажное) жилое здание, расположенное в г. Москве, наружные стены которого облицованы фасадной системой с вентилируемым воздушным зазором.
    Наружные стены двух вариантов: с внутренним слоем из монолитного железобетона gо = 2500 кг/м3, толщиной 0,18 м (lБ = 2,04) и кирпича, толщиной 0,51 м (lБ = 0,58 Вт/м °С).
    Снаружи внутреннего слоя располагается утеплитель — базальтовая минвата, толщиной определяемой расчетом с l = 0,045 [19], воздушная прослойка и фасадная облицовка здания кассетными панелями из стального оцинкованного листа толщиной 0,8 мм с цветными покрытыми полиэфирными порошковыми красками. Кассетные панели крепятся к несущему каркасу подсистемы, состоящему из горизонтальных и вертикальных профилей и кронштейнов с анкерными болтами, посредством которых несущий каркас крепится к основанию (несущим конструкциям наружной стены). Утепляющий слой подсистемы вместе с пленкой типа «TYVEK» тарельчатыми дюбелями крепится к основанию.
    Требования к теплотехническим характеристикам конструкций содержатся в СНиП II-3-79* [5] и МГСН 2.01-99 [10].
    Требования к сопротивлению теплопередаче конструкций приведены в [5], исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий и условий энергосбережения. Так как требования из условия энергосбережения являются более жесткими, они и приняты в настоящей работе в качестве критерия оценки системы.
    Согласно [5] требования по второму этапу нужно принимать для зданий, строительство которых начинается с 1 января 2000 года.
    На основе [5 и 10] составлена таблица 1 исходных расчетных данных, где представлены требуемые сопротивления теплопередаче наружных стен жилых домов.
    Таблица 1
    Значения нормативных требований к наружным ограждениям жилых зданий
    № пп Название нормативного документа Требуемое сопротивление теплопередаче наружных стен ГСОП Город
    1 2 3 4 5
  1. СНиП 23.01-99 [6], СНиП II-3-79* (98 г.), табл. 1б [5]. 3,13 4943 Москва
    7.6. Методика теплотехнического расчета наружных стен с вентилируемой воздушной прослойкой
    7.6.1. Общие требования
    Расчет наружных стен с экраном и вентилируемой воздушной прослойкой основан на расчете теплотехнических характеристик стен и расчета влажностного режима.
    Теплотехнический расчет наружных стен с вентилируемой прослойкой в соответствии с настоящим разделом включает в себя:
  • подбор толщины теплоизоляционного слоя;
  • определение влажностного режима в соответствии с действующими теплотехническими нормами;
  • определение параметров воздухообмена в прослойке;
  • определение тепловлажностного режима прослойки;
  • определение условного приведенного сопротивления паропроницанию экранов с учетом швов-зазоров между панелями-экранами.
    Таким образом, для стен с вентилируемой воздушной прослойкой производится несколько теплотехнических расчетов: расчет теплового режима стен и прослойки и влажностного режима стены и прослойки.
    7.6.2. Определение толщины теплоизоляционного слоя
    Методика теплотехнического расчета разработана в соответствии с рядом документов, подготовленных ЦНИИЭП жилища и НИИСФ как авторами СНиП II-3-79* и полностью удовлетворяет нормативным требованиям [5, 10].
    В основу конструктивных решений наружных стен при определении приведенных сопротивлений теплопередаче главных фрагментов принимаются толщины утеплителя, рассчитанные по формуле:
    dут = ( — R1 — Rn — )×lут, (1)
    где:
    (или) — требуемое приведенное сопротивление теплопередаче стен, м2×°С/Вт;
    r — коэффициент теплотехнической однородности по табл. 2; 3.
    Таблица 2
    Значения r кирпичных утепленных снаружи стен
    Толщина, м Коэффициент r при l, Вт/м·°С
    стены (без дополнительного утепления) утеплителя 0,04 0,05 0,08
    0,38 0,1
    0,15
    0,2 0,705
    0,693
    0,68 0,726
    0,713
    0,7 0,73
    0,73
    0,715
    0,51 0,1
    0,15
    0,2 0,694
    0,682
    0,667 0,714
    0,702
    0,687 0,73
    0,72
    0,702
    0,64 0,1
    0,15
    0,2 0,685
    0,675
    0,665 0,7
    0,69
    0,68 0,715
    0,705
    0,695
    Примечания:
  1. В таблице даны r для фрагмента с оконным проемом (проемность 25 %).
  2. Для получения значений r с учетом глухих участков приведенные в таблице значения умножаются на 1,05.
    Таблица 3
    Значения r бетонных утепленных снаружи стен
    Толщина, м Коэффициент r при l, Вт/м×°С
    панели (без дополнительного утепления) утеплителя 0,04 0,05 0,08
    0,3 0,05
    0,1
    0,15 0,9
    0,84
    0,81 0,92
    0,87
    0,84 0,95
    0,88
    0,85
    0,35 0,05
    0,1
    0,15 0,87
    0,8
    0,78 0,9
    0,83
    0,81 0,93
    0,86
    0,83
    0,4 0,05
    0,1
    0,15
    0,2 0,82
    0,77
    0,75
    0,74 0,87
    0,8
    0,78
    0,765 0,9
    0,83
    0,8
    0,785
    Для проверки правильности принятых толщин утепляющих слоев определяются приведенные сопротивления теплопередаче наружных стен для основных «фрагментов». Каждый рассчитываемый фрагмент делится на отдельные участки, характеризуемые одним или несколькими видами теплопроводных включений.
    Средневзвешенное значение приведенного сопротивления теплопередаче слоистых наружных стен определяется (на секцию) по формуле:
    , (2)
    где:
  • сумма площадей фрагментов наружных стен (k — количество фрагментов стен), м2;
    Fi, Roiпр — соответственно площадь и приведенное сопротивление теплопередаче i-гo фрагмента стен, м2×°С/Вт.
    Если > * по табл. 1б СНиП II-3-79* [5], конструкция стены удовлетворяет требованиям теплотехнических норм. Если < , то следует либо увеличить толщину утепляющего слоя, либо рассмотреть возможность включения в проект энергосберегающих мероприятий (утепление узлов и т.п.).
    Для практических расчетов допускается при определении Roпр (Rоr) коэффициент теплотехнической однородности наружных стен с вентилируемой прослойкой применять табл. 3.
    Для расчета средневзвешенного значения многослойных наружных стен при наличии в стенах глухих (без проемов) участков может быть также использована формула:
    = Rоr×n, (3)
    где:
    n = 1,05 — коэффициент, учитывающий наличие глухих участков в наружных стенах.
    7.6.3. Определение влажностного режима наружных стен
    Влажностный режим наружных стен может определяться двумя методами. По СНиП II-3-79* (98 г.)** и исходя из баланса влаги в годовом цикле, методика расчета которого приводится ниже.
  • , то же, что и , то же, что .
    ** В связи с отсутствием данных по паропроницаемости пленки «TYVEK» ее коэффициент паропроницаемости «m» принят равным «m» утеплителя.
    Определение влажностного режима наружных стен в годовом цикле производится в следующей последовательности:
  1. Определяются исходные данные для расчета;
  2. Определяются сопротивления паропроницанию слоев конструкции наружной стены, параметры внутреннего и наружного воздуха;
  3. Определяется приток и отток влаги (пара) к рассматриваемому сечению по формулам:
    DР1 = и DР2 = , (4)
    где
    ев, ен — упругость водяного пара внутреннего и наружного воздуха;
    еt — то же, в рассматриваемом сечении;
    еt = ев — (SRп.сл), (5)
    Rо п.вн.сл — сопротивление паропроницанию от внутренней поверхности до границы зоны возможной конденсации (с учетом пограничного слоя);
    SRп.сл — сумма сопротивлений паропроницанию слоев до рассматриваемого сечения.
    Rоп — сопротивления паропроницанию всей стены.
    По указанным формулам определяется упругость водяного пара ei в характерных сечениях конструкции в годовом цикле.
    Если еt окажется больше максимальной упругости водяного пара Е, то в данном сечении может образовываться конденсат.
    7.6.4. Определение параметров воздухообмена в прослойке
    Движение воздуха в прослойке осуществляется за счет гравитационного (теплового) и ветрового напора. В случае расположения приточных и вытяжных отверстий на разных стенах скорость движения воздуха в прослойках Vпр может определяться по следующим формулам:
    Vпр = , (6)
    где кн, кз — аэродинамические коэффициенты на разных стенах здания по СНиП 2.0.1.07-85[2];
    VH — скорость движения наружного воздуха;
    к — коэффициент учета изменения скорости потока по высоте по СНиП 2.01.07-85;
    Н — разности высот от входа воздуха в прослойку до ее выхода из нее;
    tсp, tн — средняя температура воздуха в прослойке и температура наружного воздуха;
    Sx — сумма коэффициентов местных сопротивлений (определяется сложением аэродинамических сопротивлений).
    Другим вариантом определения Vпр, служит формула:
    , (7)
    gн, gпр — плотности наружного воздуха и в прослойке.
    Другой вариант определения Vпр по разности давлений воздуха на входе и выходе:
    DРD = DРвх — DРвых,
    DРвх и DРвых = Н (gн — gпр) + 0,5 gн×Vн2 (кн — кз)×к, (8)
    Vпp по формуле:
    Vпр = . (9)
    При расположении воздушной прослойки на одной стороне здания, можно принять кн = кз. В этом случае, если пренебречь изменением скорости ветра по высоте формула (6) примет вид:
    Vпр = . (10)
    Формула (7) примет вид:
    Vпр = . (11)
    gпp — плотность воздуха в прослойке.
    Указанные формулы применены в технической системе. При этом g имеет размерность кг/м3.
    В системе СИ в числителе «g» будет отсутствовать, а «g» имеет размерность Н/м3.
    Из полученных по указанным формулам скорость движения воздуха корректируется с учетом потерь давления на трение по известным из курса «Вентиляция» методам.
    Расход воздуха в прослойке определяется по формуле:
    W = Vnp×3600×dпр×gпр, (12)
    где dпр — толщина воздушной прослойки, м; шириной 1 м, или площадь Fпр, м2.
    7.6.5. Определение параметров тепловлажностного режима прослойки
    Температура входящего в прослойку воздуха tо определяется по формуле:
    tо = tн + , (13)
    где tв, tн — расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха;
    m — коэффициент, равный 0,26 в системе СИ и 0,3 — в технической.
    Остальные обозначения даны в [17].
    Допускается определять температуру воздуха, входящего в прослойку по формуле
    to = n×tн, (14)
    где n = 0,95.
    Температура воздуха по длине прослойки определяется по формуле:
    , (15)
    где кв и кн — коэффициенты теплопередачи внутреннего и наружного частей стены до середины прослойки;
    hy — расстояние между стыковыми горизонтальными швами, служащими для поступления (или вытяжки) воздуха.
    При определении термического сопротивления прослойки Rпp следует пользоваться формулами:
    Rпр = , (16)
    где aпр = 5,5 + 5,7Vпр + aл, (17)
    где aл — коэффициент лучистого теплообмена;
    Св — переводной коэффициент: в технической системе равен 1, а в СИ В = 3,6.
    Действительная упругость водяного пара на выходе из прослойки определяется по формуле:
    , (18)
    Полученная по данной формуле величина упругости водяного пара на выходе из прослойки еу должна быть меньше максимальной упругости водяного пара Еу.
    Если еу > Еу, то необходимо изменить геометрические параметры прослойки стены здания.
    В формуле (18) Мв и Мн равны соответственно:
    Мв = ; Мн = , (19)
    где Rвп и Rпн — сумма сопротивлений паропроницанию от внутренней поверхности до воздушной прослойки и от воздушной прослойки до наружной поверхности;
    ев и ен — действительная упругость водяного пара с внутренней стороны стены и снаружи;
    ео — упругость водяного пара воздуха, входящего в прослойку;
    В = , (20)
    n — переводной коэффициент.
    7.6.6. Методика определения условного приведенного сопротивления паропроницанию с учетом швов-зазоров между панелями экранами
    Для расчета используются либо коэффициенты паропроницаемости материалов — экрана по СНиП II-3-79* (98 г.), либо полученные экспериментально.
    Расчет приведенного сопротивления паропроницанию экранов с учетом швов-зазоров производится в следующей последовательности:
    1) Определяется условное сопротивление паропроницанию в стыковых швах по формуле:
    Rп1 = м2×ч×Па/мг (м2×ч×мм рт. ст.)/г, (21)
    где В — коэффициент перевода из системы СИ в техническую, равен 7,5; в технической В = 1;
    hш = 6,5 [мг/м2×ч×Па (r/м2×ч×мм рт. ст.)]
    Sxш — местные сопротивления проходу воздуха (см. формулу 6);
    dэ — толщина экрана, м.
    2) Определяется сопротивление паропроницанию плит экрана по его глади по формуле:
    Rп = , (22)
    где mэ — коэффициент паропроницаемости экрана по СНиП II-3-79* [5].
    3) Определяется приведенное условное сопротивление паропроницанию экрана с учетом стыковых швов Rппр по формуле:
    Rппр = , (23)
    SF — суммарная расчетная площадь экрана (как правило принимается 1 м2);
    Fгл — площадь экрана без швов, м2;
    F¢ — площадь швов, через которые поступает воздух. Как правило, площадь выходных швов в верхней части экрана не учитывается;
    Rп и R¢п — см. выше.
    7.7. Теплотехнический расчет наружных стен с вентилируемым фасадом
    Расчет производится для г. Москвы.
    7.7.1. Расчет толщины теплоизоляции
    Толщина теплоизоляции из минваты типа «Фасад-Баттс» для кирпичной (рис. 7.1) стены для г. Москвы равна:
    dут = = 0,15 м
    где:
    3,13 — требуемое сопротивление теплопередаче стен для г. Москвы;
    0,726 — коэффициент теплотехнической однородности, см. табл. 2 (при проемности 18 %);
    0,10 — термическое сопротивление вентилируемой воздушной прослойки.
  • Над чертой толщины слоев, под чертой — коэффициенты теплопроводности [4].

1 — раствор;
2 — кирпичная кладка;
3 — минеральная вата;
4 — панель экрана;
5 — воздушная прослойка;
6 — зона возможной конденсации.
Рис. 7.1. Схема наружной стены для расчета влажностного режима
В действительности термическое сопротивление прослойки будет несколько выше — Rвп = 0,11 м2×°С/Вт за счет меньшего коэффициента излучения с внутренней стороны экрана, что идет в запас теплозащиты:
Rвп = = 0,13 м2×°С×ч/Ккал (0,11 м2×°С/Вт),
где aвп — коэффициент теплообмена по формуле (17);
aвп = 5,5 + 5,7 Vпp + aл = 5,5 + 5,7×0,4 + 0,13 = 7,9 Ккал/м2×ч×°С (9,17 Вт/м2×°С);
aл = ´ 0,61 = 0,13;
где 4,25; 0,22; 4,9 — коэффициенты излучения, Ккал/ м2×ч×°К4;
0,61 — температурный коэффициент;
0,045 — коэффициент теплопроводности минваты в соответствии с сертификатами [19].
Сопротивление теплопередаче по глади наружной стены при толщине утеплителя из минваты 0,15 м:
Rоусл = = 4,49 м2×°С/Вт.
Приведенное сопротивление теплопередаче:
Rопр = 4,5×0,726 = 3,26 м2×°С/Вт.
Толщина теплоизоляции из базальтовой минваты для бетонной стены для г. Москвы:
dут = ×0,045 = 0,16 м,
где r = 0,83 в соответствии с табл. 3 (при проемности 18 %).
Сопротивление теплопередаче по глади наружной стены условное:
Rоусл = = 3,9 м2×°С/Вт.
Приведенное сопротивление теплопередаче:
Rопр = 3,9×0,83 = 3,24 м2×°С/Вт.
Толщина утеплителя может быть скорректирована в соответствии с номенклатурой выпускаемых изделий, что не повлияет на правомочность полученных расчетов и выводов.
7.7.2. Расчет влажностного режима бетонных стен
Выполняется расчет влажностного режима бетонных наружных стен с экраном по СНиП II-3-79* (98) по глухой части без учета стыковых швов для г. Москвы.
Влажностный режим наружных стен характеризуется процессами влагонакопления, зависящими от ряда внешних факторов и физических характеристик, от сопротивления паропроницанию конструкции. Расчетное сопротивление паропроницанию Rп, м2×ч×Па/мг (до плоскости возможной конденсации) должно быть не менее большего из требуемых сопротивлений паропроницанию Rп1тр, из условия недопустимости накопления влаги за год эксплуатации и Rп2тр из условия ограничения влаги в конструкции за период с отрицательными среднемесячными температурами.
Расчет ведется с учетом того, что зона возможной конденсации располагается на внешней границе утеплителя.
В период эксплуатации в зимних условиях температура воздуха в помещении tв = 20 °С, а относительная влажность j = 55 %.
Расчетное сопротивление паропроницанию наружной стены до зоны возможной конденсации Rп, м2×ч×Па/мг:
Rп = = 6,533 м2×ч×Па/мг
(В технической системе Rп = 49 м2×ч×мм рт. ст./г)
Расчетное сопротивление паропроницанию части ограждающей конструкции, Rпн, м2×ч×Па/мг, расположенной между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации равно:
Rпн = = ¥ м2×ч×Па/мг
На экране с внутренней стороны конструкции стены по глухой части экрана в случае отсутствия или малого движения воздуха будет образовываться конденсат. Количественно ориентировочно это можно проиллюстрировать табл. 4, где показано влагонакопление в годовом цикле стены, с экраном, имеющим коэффициент паропроницаемости по глади m = 0,008 мг/м×ч×Па.
Таблица 4
Распределение влажности в кирпичной стене толщиной d = 0,51 м, с утеплением минватой и панелью «Полиалпан», воздушной прослойкой
(по глади m = 0,008 мг/м×ч×Па, 0,001 г/м×ч×мм×рт. ст.)
Размерность Индексы МЕСЯЦЫ
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
°С tн -10,2 -9,6 -4,7 4 11,6 15,8 18,1 16,2 10,6 4,2 -2,2 -7,6
°С tв 20 20 20 20 11,6 15,8 18,1 16,2 10,6 20 20 20
°С Dt 30,2 29,6 24,7 16 0 0 0 0 0 15,8 22,2 27,6
°С tп -9,9 -9,3 -4,4 4,2 4,4 -2,0 -7,3

мм рт. ст. Et 1,96 2,07 3,17 6,19 10,24 13,46 15,58 13,81 9,59 6,27 3,88 2,47

мм рт. ст. ен 1,604 1,62 2,41 4,026 5,939 7,941 9,615 9,391 7,001 4,828 3,132 2,0485
мм рт. ст. ев55 9,647 9,647 9,647 9,647 5,939 7,941 9,615 9,391 7,001 9,647 9,647 9,647
мм рт. ст. De 8,043 8,027 7,237 5,671 — — — — — 4,819 6,545 7,598
мм рт. ст. et 4,54 4,56 5,06 6,06 6,59 5,53 4,83

Часы 744 672 744 720 744 720 744 744 720 744 720 744
ч/м2 Qвн.сл. 1311,8 1167,9 1105,4 570,7 -836,4 576,3 952,4 1224,8
ч/м2 Qнар.сл. 105,4 120,3 225 619,9 1450,8 426,9 214,3 124,8
ч/м2 DQ 1206,5 1047,6 880,4 -49,0 -2287,2 149,4 738,2 1100,0
ч/м2 SDQ 3194,0 4241,7 5122,9 5073,1 2285,8 149,4 887,6 1987,6
Конденсат

Как видно из табл. 4 при маловлагопроницаемом экране в годовом цикле во всех месяцах упругость водяного пара е больше максимальной упругости водяного пара Е и, следовательно, происходит постоянное влагонакопление в прослойке у экрана, в отдалении от горизонтальных швов при отсутствии движения воздуха в прослойке. Поскольку в районе горизонтальных швов распределение влаги иное, как и при движении воздуха, далее в расчетах учитываются эти обстоятельства.
Следующим этапом расчета является учет стыковых швов-зазоров в соответствии со специально разработанной методикой влажностного расчета для вентилируемых фасадов [18] для панелей экранов 1 ´ 1 м при выполнении их из стального оцинкованного листа толщиной 8 мм.
Условное сопротивление паропроницанию зазоров в горизонтальных стыковых соединениях экранов по формуле (21):
Rп = = 0,00056 м2×ч×мм рт. ст./г (0,000075 м2×ч×Па/мг),
где: 0,0008 м — толщина экрана.
Следующим этапом расчетов является учет воздухозаборных отверстий приведенной площадью 0,005 м2 на м2 экрана.
Сопротивление паропроницанию по глади считается бесконечно большой величиной; тогда формула (23) примет вид:
Roпp = = 0,112 м2×ч×мм×рт. ст./г (0,0149 м2×ч×Па/мг),
где: 0,005 м2 — приведенная площадь приточных отверстий.
Расчетное сопротивление паропроницанию части ограждающей конструкции Rпн, расположенной между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации: Rпн = 0,0149 м2×ч×Па/мг (0,112 м2×ч×мм рт. ст./г).
Требуемое сопротивление паропроницанию Rп, из условия недопустимости накопления влаги за год эксплуатации:
Rп1тр = = 0,018 м2×ч×Па/мг.
Требуемое сопротивление паропроницанию из условия ограничения влаги в наружной стеновой панели за период отрицательными температурами наружного воздуха:
Rп2тр = = 0,36 м2×ч×Па/мг.
h = = 82,7 м2×ч×Па/мг.
Поскольку Rп1тр и Rп2тр < Rп = 6,53 м2×ч×Па/мг, влажностный режим в зоне швов системы для г. Москвы удовлетворяет требованиям норм строительной теплотехники при расчете по СНиП II-3-79* (98) для бетонной стены.
7.7.3. Определение скорости движения воздуха и упругости водяного пара на выходе из прослойки
Определяется скорость движения воздуха в прослойке при температуре наружного воздуха минус 28 °С. Расчет делается по формулам (10 ¸ 11) при расстоянии между приточными и вытяжными (условно) отверстиями.
Температура входящего в прослойку воздуха по формуле (14):
tх = -28×0,95 = -26,6 °С.
Определяем расход воздуха в прослойке по формуле (12): при толщине прослойки 0,06 м в соответствии с МГСН 2.01-99 [10]:
Расход воздуха в прослойке составит W = 3600×0,102×1,405×0,06 = 31 кг/м×ч,
где 0,07 — коэффициент, учитывающий трение [18],
где: V = 0,37 м/с
V = = 0,11 м/с;
V = 0,11 — 0,11×0,07 = 0,102 м/с.
Примечание:
В действительности средняя температура воздуха в прослойке будет выше, а скорость и расход воздуха больше, что идет в запас. Данная скорость и расход воздуха характерны в районе приточных и вытяжных отверстий.
Упругость водяного пара на выходе из воздушной прослойки еу бетонной стены при начальной упругости ео = 0,34 мм рт. ст. (к технической системе) по формуле (18)
еу = = 0,34 мм рт. ст.,
где:
Мв = = 0,02; Мв + Мн = 9,02
Мн = = 9; Мв×ев + Мн×еп = 0,02×9,64 + 9×0,29 = 2,81
еу меньше максимальной упругости водяного пара Е, равной 0,39, следовательно, принятые параметры конструкции удовлетворительные.
Далее выполнен расчет влажностного режима наружной кирпичной стены с экраном, имеющей несколько худшие влажностные характеристики с точки зрения влагонакопления у экрана за счет большей паропроницаемости, кирпичной стены по сравнению с бетонной (рис. 7.1).
Без учета горизонтальных швов, т.е. по глухой части экрана при отсутствии движения воздуха будет образовываться конденсат, см. выше.
При учете горизонтальных швов расчет влажностного режима кирпичной стены, утепленной снаружи минеральной ватой, показывает следующее.
Расчетное сопротивление паропроницанию стены до зоны возможной конденсации:
Rп = = 3,91 м2×ч×Па/мг (29,3 м2×ч×мм рт. ст./г)
Расчетное сопротивление паропроницанию части наружной стены, расположенной между наружной поверхностью ее и плоскостью возможной конденсации при учете горизонтальных швов равно:
Rппр = 0,0149 м2×ч×Па/мг (см. выше) (0,112 м2×ч×мм рт. ст./г)
Требуемое сопротивление паропроницанию, Rп1, м2×ч×Па/мг из условия недопустимости накопления влаги за год эксплуатации:
Rп1тр = = 0,0184 м2×ч×Па/мг
Требуемое сопротивление паропроницанию из условия ограничения влаги в стене за период с отрицательными температурами воздуха Rп2тр:
Rп2тр = = 0,36 м2×ч×Па/мг
h = = 82,7.
Поскольку Rп2тр < Rп недопустимого влагонакопления в стене в зоне приточных отверстий не будет, влажностный режим стены удовлетворяет требованиям норм строительной теплотехники.
Упругость водяного пара на выходе из воздушной прослойки кирпичной стены:
еу = = 0,32 мм рт. ст.,
где:
Мв = = 0,034; Мн = 0,9 (см. выше); Мв + Мн = 9,034
Мв×ев + Мн×еп = 0,034×9,64 + 9×0,29 = 2,43
еу меньше максимальной упругости водяного пара Е, равной 0,39, следовательно, принятые параметры конструкции удовлетворительные.
7.8. Заключение
7.8.1. На основании выполненных теплотехнических расчетов наружных стен фасадной системы, определены:
7.8.2. Теплозащитные качества системы, см. п. 7.8.2.1.
7.8.2.1. Требуемая толщина теплоизоляционных базальтовых минераловатных плит типа «Венти-Баттс» составляет при железобетонной несущей стене 0,16 м; при кирпичной стене 0,15 м. Приведенное сопротивление теплопередаче наружных стен при указанной толщине утеплителя составит: 3,24 ¸ 3,26 м2×°С/Вт. (При проемности 18 %).
7.8.2.2. Влажностный режим системы при указанных в п. 7.8.4 параметрах конструкции, см. п.п. 7.8.2.2.1 — 7.8.2.2.3.
7.8.2.2.1. При отсутствии движения воздуха в прослойке по глади экранов из алюминия в отдалении от горизонтальных швов-зазоров влажностный режим может быть неудовлетворительный.
7.8.2.2.2. В районе швов-зазоров влажностный режим удовлетворителен.
7.8.2.2.3. При наличии движения воздуха в количестве 31 кг/м×ч при расчетной разности давлений при указанных в п. 7.8.3 параметрах влажностный режим системы удовлетворителен.
7.8.3. Параметры системы, при которых обеспечиваются указанные выводы в п. 7.8.2 следующие:
7.8.3.1. Высота (ширина) горизонтального шва между экранами составляет не менее 10 мм.
7.8.3.2. Толщина воздушной прослойки между утеплителем и экраном составляет 0,06 м.
7.8.3.3. Толщина (ширина) воздухозаборной щели внизу стены составляет 0,06 м (с перфорациями 50 % живого сечения), толщина (ширина) воздуховыводящей щели вверху стены должна быть не меньше воздухозаборной.

  1. Состав проектно-сметной документации
    8.1. Рабочий проект или рабочая документация системы наружных ограждений фасадов с вентилируемым воздушным зазором включает следующие разделы: общую пояснительную записку, архитектурную часть, конструкторскую часть, конструкторскую часть по решению архитектурных деталей, специальные части (водосток, антенны, рекламу и т.п.) и сметы.
    8.2. В общей пояснительной записке приводятся следующие данные:
  • архитектурная концепция решения фасадов здания и отдельных архитектурных элементов;
  • данные о конструктивном решении системы и ее элементов;
  • данные о решении специальных устройств на фасаде, если они имеются;
  • данные об эффективности энергосбережения принятых технических решений, результаты теплотехнических расчетов;
  • экологическая характеристика системы;
  • основные технико-экономические показатели системы.
    8.3. Архитектурная часть включает чертежи фасадов здания, отдельных архитектурных элементов и узлов. На чертежах приводится цветовое решение фасада и его отдельных элементов.
    8.4. Конструкторская часть включает чертежи всех конструктивных элементов системы, с узлами и деталями, а также полную спецификацию всех применяемых материалов и изделий.
    8.5. Специальная часть включает чертежи фасадов с привязкой мест размещения специальных устройств, узлы и детали конструкций крепления этих устройств на фасаде, а также спецификацию оборудования, материалов и изделий, предусмотренных проектом.
    8.6. Сметы на устройство системы составляются на основе действующих нормативов, единичных расценок, фактической стоимости оборудования и материалов, а также утвержденных заказчиком калькуляций на отдельные виды работ и элементы конструкций.
  1. Технико-экономические показатели системы
    Стоимость системы для конкретных зданий зависит от многих факторов, в том числе, от размеров здания, архитектурного решения фасадов, оборудования и оснастки, применяемых для монтажа системы, а также от структуры подрядной организации и ее коммерческой политики. В связи с этим конкретная стоимость системы может колебаться в значительных пределах.
    Поэтому считаем, что здесь наиболее целесообразно привести прямые затраты, т.е. стоимость отдельных элементов системы и ее монтажа (стоимость монтажа без учета стоимости лесов, люлек и других средств подмащивания) для рядового участка фасада.
    Поэлементная стоимость (прямые затраты в $ US) 1 м2 системы для рядового участка фасада с различными облицовочными материалами (на 2003 г.):
    С облицовкой кассетными панелями из оцинкованной листовой стали толщиной 0,8 мм:
  • стоимость деталей каркаса — 10
  • стоимость утеплителя толщиной 150 мм — 15
  • стоимость облицовочного материала — 25
  • стоимость монтажа — 20
    Итого: — 70
    С облицовкой кассетными панелями из алюминиевого листа толщиной 2 мм:
  • стоимость деталей каркаса — 7,5
  • стоимость утеплителя толщиной 150 мм — 15
  • стоимость облицовочного материала — 51,5
  • стоимость монтажа — 20
    Итого: — 94
  1. Основные положения по производству работ и системе контроля качества
    10.1. Для выполнения работ по монтажу системы здание разбивается на захватки и определяется порядок и последовательность перемещения монтажников с одной захватки на другую.
    10.2. Величина захваток и их количество в каждом случае определяются с учетом многих факторов, в том числе размеров фасадов здания, величины бригады монтажников, оснащения строительной организации оборудованием и оснасткой, условиями комплектации строительства материалами, изделиями и др. Захваткой может быть вся высота фасада, а можно фасад по высоте разделить на несколько захваток, учитывая наличие промежуточных карнизов, поясков и другие факторы. Также в горизонтальном направлении захваткой может быть весь фасад, только одна секция или может быть принят какой-либо другой способ деления фасада на захватки. Разбивка фасадов здания на захватки и выбор средств для работы монтажников на высоте (подмости, люльки, подъемные платформы и т.п.) выполняется в проекте организации строительства или в технологических картах.
    10.3. При монтаже системы на реконструируемых зданиях работы начинаются с очистки фасада от несвязанных с основанием элементов, таких как отслоившиеся штукатурка, краска и т.п. Кроме того, фасад надо освободить (демонтировать) от специальных устройств: водостоков, различных кронштейнов, антенн, вывесок и др.
    10.4. Монтаж системы начинается с установки маяков и разметки фасада, по которой будут устанавливаться и крепиться к основанию кронштейны и вертикальные профили. Разметка выполняется с помощью геодезических приборов, уровня и отвеса. Установка и крепление кронштейнов и вертикальных профилей в пределах захватки может производиться снизу вверх и наоборот в зависимости от решений, принятых в ПОС.
    10.5. После разметки фасада в нем сверлят отверстия под дюбели для крепления кронштейнов к основанию посредством анкерных болтов. Для снижения теплопередачи в месте примыкания кронштейна к основанию между ними на анкерный болт одевается паронитовая прокладка.
    В случаях, когда основанием является кирпичная кладка, нельзя устанавливать дюбели в швы кладки, при этом, расстояние от центра дюбеля до горизонтального шва должно быть не менее 25 мм, а от вертикального — 60 мм. Минимальное расстояние от края конструкции до дюбеля оговаривается специальными рекомендациями фирмы-изготовителя дюбелей.
    Категорически запрещается сверлить отверстия для дюбелей в пустотелых кирпичах или блоках с помощью перфоратора.
    10.6. На кронштейны устанавливают и крепят к ним вертикальные профили, которые являются базой для устройства отделочного слоя фасада в пределах проектных допусков. Поэтому установка каждого профиля, его положение в вертикальной плоскости проверяется соответствующими приборами: теодолитом, отвесом и др. Крепление профиля к кронштейну производят заклепками или винтами.
    10.7. К началу монтажа плит утеплителя захватка, на которой производятся работы, должна быть укрыта от попадания влаги на стену и плиты утеплителя.
    Исключением могут быть случаи, когда монтажники не покидают рабочие места до тех пор, пока все смонтированные плиты не закроют, предусмотренной проектом, ветровлагозащитной пленкой.
    10.8. Монтаж плит утеплителя начинается с нижнего ряда, который устанавливают на стартовый профиль, цоколь или другую соответствующую конструкцию, и ведут снизу вверх. Если плиты утеплителя устанавливают в 2 ряда, следует обеспечить перевязку швов. Плиты утеплителя должны устанавливаться плотно друг к другу так, чтобы в швах не было пустот. Если избежать пустот не удается, они должны быть тщательно заделаны тем же материалом. Вся стена (за исключением проемов) непрерывно по всей поверхности должна быть покрыта утеплителем, установленной проектом толщины. Крепление плит утеплителя к основанию производят пластмассовыми дюбелями тарельчатого типа с распорными стержнями. В случае применения ветровлагозащитной пленки, установленные плиты утеплителя сначала крепят к основанию только двумя дюбелями каждая плита и только после укрытия нескольких рядов пленкой устанавливают остальные, предусмотренные проектом, дюбели. Полотнища пленки устанавливают с перехлестом 100 мм.
    10.9. Монтаж кассетных панелей начинают с нижнего ряда и ведут снизу вверх. Крепление кассетных панелей к вертикальным профилям изложено в п. 3.7. Одновременно производится облицовка оконных проемов и других элементов фасада. Во время монтажа отделочных материалов следует следить за тем, чтобы воздушный зазор позади них был чист и без каких-либо посторонних включений.
    10.10. В процессе монтажа элементов системы должен выполняться пооперационный контроль качества работ и составляться акты на скрытые работы. Это должно выполняться в соответствии с действующей в подрядной организации «Системой управления контролем качества продукции», где указано, какие параметры и технологические процессы контролируются и лица, ответственные за выполнение этой работы. В составе комиссии, подписывающей акты на скрытые работы, должны быть лица (представители проектной организации), выполняющие авторский надзор.
    10.12. Все работы должны выполняться под контролем лица, ответственного за безопасное производство работ и в соответствии с требованиями СНиП 12-03-99 «Безопасность труда в строительстве. Общие требования» и СНиП III-4-80 «Техника безопасности в строительстве».
  2. Правила эксплуатации системы
    11.1. В процессе строительства и эксплуатации здания не допускается крепить непосредственно к облицовочным материалам любые детали и устройства.
    11.2. Не следует допускать возможность попадания воды с крыши здания на облицовочные материалы, для чего надо содержать желоба на крыше и водостоки в рабочем состоянии.
    11.3. Уход за облицовкой фасада, заключающийся в ее регулярной очистке и периодическом восстановлении, продлит срок службы облицовки.
    11.4. Промывка водой является одним из наиболее эффективных способов очистки облицовки.
    Рекомендуется сочетать промывку с ручной очисткой поверхности щетками или скребками. При этом следует исключить попадание грязной воды на ветровлагозащитную пленку, которой покрыт утеплитель.
    11.5. Элементы облицовки с дефектами, не подлежащими восстановлению, заменяются в соответствии с инструкцией разработчика системы.

Ремонт фасада

Фальшфасады и заграждения

Демонтажные работы

Монтаж сайдинга

Монтаж, ремонт вентилируемого фасада