Moskva, Moscow, Russian Federation
Moskva, Moscow, Russian Federation
the technical characteristics of multi-layer facade systems and the need for careful study of the project during their construction are Considered. Possibility of accumulation of moisture in the insulation. Selection of materials for insulation of external enclosing structures.
wet facades, major repairs, operation, vapor permeability, economic feasibility, mineral wool slabs, mineral plaster, silicate plaster, silicone plaster
Актуальность работы.
В настоящее время эксплуатируемый фонд гражданских эксплуатируемых зданий требует наиболее, энергоэффективных и технологичных решений по устройству инженерных систем, несущих и ограждающих конструкций. Одним из решений по снижению затрат на отопление здания, является снижение теплопроводности наружных стен путём применения штукатурного (мокрого) фасада. Однако различные конструктивные решения по-разному сказываются на эксплуатационных характеристиках основных элементов здания.
Целью работы является определение наиболее эффективного решения при утеплении фасадов существующих зданий, на основе эксплуатационных характеристик применяемых материалов.
Оштукатуривание деревянных и кирпичных стен, а также стен из природного камня известковыми, глиняными, цементными и смешанными растворами известно человечеству много веков и также хорошо изучено. Однако прогресс не стоит на месте и подобное решение было модифицировано. Сегодня распространена многоуровневая конструкция облицовки фасада, состоящая из нескольких основных слоёв: теплоизолирующий, армирующий, финишный или отделочный. Подобное решение призвано решать две задачи: первая это архитектурно - декоративные решения, дающая, в силу многообразия материалов и цветовых решений, возможность визуально осовременить и разнообразить облик городов, особенно в спальных районах, застроенных в 60- 80-х годах прошлого века. Вторая задача носит сугубо прагматический характер. Это утепление ограждающих конструкций, для снижения тепловых потерь в отопительный период, а как следствие – экономию энергии, затрачиваемой на отопление здания.
В рекламных статьях отдельных строительных организаций можно увидеть предложения по устройству «мокрого фасада» как снаружи, так и изнутри здания. Второе предложение хоть и заманчиво своей технологической простотой, но носит несколько авантюрный характер, ибо технологически данный вид работ выполняется достаточно просто (не требуется установка лесов, работы не зависят от погодных явлений), однако данный способ утепления переносит точку росы в толщину наружной стены, что при колебании отрицательных температур приведёт к замерзанию влаги в порах тела конструкции, а следовательно к эрозии (выветриванию) материала стены. К тому же таким образом сокращается полезная площадь помещений. И ещё один аспект – «человеческий фактор», который не позволит провести данный вид ремонтных работ одновременно во всех квартирах МКД. Поэтому в данной статье будет рассматриваться применение многослойного штукатурного фасада только с внешней стороны здания.
Все виды мокрых многослойных фасадов можно разделить на два типа по принципиальным конструктивным и технологическим решениям. Это тяжёлые - где
плиты утеплителя закрепляются металлическими метизами к стене здания на некотором расстоянии от самой стены, образуя воздушный зазор. С внешней стороны теплоизоляционный материал армируется сеткой. После чего на утеплитель наносятся штукатурный и финишный слои. Данный метод можно использовать только для стен с большим запасом прочности, ибо образуется рычаг, один конец которого жёстко закреплён в стену, другой находится под действием момента вызванного нагрузкой от пирога утеплителя. В зданиях с навесными наружными панелями крайне не желательно подобное крепление непосредственно к наружным стенам. А устройство крепления к несущим конструкциям (колоннам или внутренним стенам) требует детального обследования, внимательного просчёта всех нагрузок и трудно выполнятся технологически. Плюс к перечисленному выше, даже при креплении к кирпичным стенам, где расчётные и монтажные работы выполняются гораздо проще. Относительно длинные и мощные дюбеля создадут мостики холода. Преимуществом такого решения считается наличие зазора определённой толщины между стеной и утеплителем, благодаря которому излишняя влага выходит из утеплителя в атмосферу. Однако подобная «аэродинамическая труба» между утеплителем и основной стеной здания может оказаться не очень эффективным и долговечным решением. Нюансы эксплуатации вентилируемых фасадов были рассмотрены мною ранее в статье «Эксплуатационные проблемы систем навесных фасадов с воздушным вентилируемым зазором» (изд-во БСТ №3 от 2020г.). Но в данном случае следует так же отметить, что быстрое движение наружного вдоль основного фасада нивелирует утепление, и наоборот будет снижать температуру наружной поверхности стены. Второй, наиболее часто встречающийся тип штукатурных фасадов – лёгкие, когда
материал утеплителя фиксируются на дюбеля из полимерных материалов и клей непосредственно к самой стене. Далее наносится штукатурный раствор посредством армирующей стекловолоконной сетки. Данный способ вызывает увеличение массы стены в столь малом объёме, что им можно пренебречь.
Утепление зданий – процесс важный и рассматриваемый в данной статье способ достаточно хорошо решает этот вопрос. Однако в эксплуатации любой конструкции имеются свои нюансы, а если конструкция состоит из нескольких разных элементов, каждый из которых обладает своими физико-химическими свойствами, да к тому же не была предусмотрена при проектировании здания изначально, то необходимо заранее просчитать все возможные последствия, которые могут проявиться при длительном использовании данной конструкции. А так же её влияние на другие элементы здания и комфортность для проживающих в нём людей.
В процессе эксплуатации любого жилого здания перманентно происходит движение влаги: из помещения, где большую часть года температура выше, чем во внешней среде, а в зимний период особенно, водяной пар движется наружу. Объём насыщенного влагой воздуха зависит от множества факторов, таких как: количество людей, животных и растений в доме, расхода воды, температурных колебаний, разницы парциального давления по разные стороны ограждающей конструкции и проч. Соответственно влага может, как проходить через ограждающую конструкцию насквозь, так и оставаться толще стены. Способность конструкции впитывать и отдавать влагу – паропроницаемость такая же важная характеристика материалов ограждающих конструкций, как и теплопроводность. Пренебрежение к данной характеристике материала, при создании проекта, может не только снизить ожидаемую энергоэффективность, но и привести к сокращению срока службы основных конструкций здания. Следовательно, при проектировании многослойного утеплителя, нужно подбирать материалы исходя из следующего принципа: паропроницаемость каждого материала должна увеличиваться от внутреннего слоя к внешнему. В противном случае точка росы образуется внутри конструкции, влага из помещений будет продолжать накапливаться, а выхода в атмосферу у неё не будет (в некоторых случаях возможно даже впитывание влаги из окружающей среды), что приведёт к скоплению конденсата, а следовательно: теплопотерям, ускоренному старению материала и образованию биологических поражений. Основной фонд города Москвы, который подвергается данному виду модернизации имеет наружные стены из железобетона, либо кирпича. В качестве утеплителя используются минераловатные плиты, пенополиуретан, экстрадированный пенополистирол. В качестве финишного слоя используется штукатурка на минеральной, силикатной или силиконовой основе. Ниже приводятся их характеристики по паропроницаемость в Мг*(м*ч*Па).
Бетон – 0,03
Кирпич керамический – 0,11
Минеральная вата – 0,6 - 0,49
Пенополистирол экстрадированный – 0,013
Пенополиуретан – 0,04 – 0,05
Штукатурка на цементном вяжущем - 0,23 – 0,09
Штукатурка на силикатной основе – 0,005
Штукатурка на силикатной основе – 0,03
Клеевой основой между утеплителем и фасадом можно пренебречь, так как она занимает только 40% от площади, что не окажет значимого влияния на движение пара в толще стены.
Как можно убедиться, для любой стены МКД подходит любой вид минераловатных плит, как утеплителя. С большой осторожностью можно подобрать пенопласт к бетону, теперь стоит рассмотреть финишную отделку: Силикатная штукатурка «запрёт» влагу в утеплителе при любой конструкции. Обыкновенная штукатурка не выпустит пар из минеральной ваты и только тщательный подбор состава этой смеси даст требуемые характеристики по паропрницаемости в пироге бетон – пенополиуретан – минеральная штукатурка.
Теперь кратко рассмотрим прочие нежелательные характеристики данных материалов: Утеплители на основе полимеров крайне горючие, а воспламенения фасадов по всей площади из таких материалов в России уже были. Так что на сегодняшний день идеальным утеплителем для фасадов эксплуатируемых зданий пока остаются минераловатные плиты. Стекловату для вертикальных конструкций даже не рассматриваем, ибо она крайне быстро проседает под собственным весом. Штукатурка минеральная изо всех финишных слоёв, имеет ряд достоинств: наибольшую паропроницаемость, относительную дешевизну, опыт работы с ней отработан поколениями, антивандальные свойства её наиболее высоки по сравнению с прочими. Однако есть один важный момент: по соображениям безопасности облицовывать ей фасады выше второго этажа не желательно, а устанавливать защитные стенки – экраны, как в 50-х годах, уже неприемлемо по эстетическим соображениям. Силикатная штукатурка не только обладает мизерной паропроницаемостью, но и быстро деструктурируется под влиянием дождя. Данный вид отделки вообще не подходит для наружных работ и включён в статью только по тому, что часто встречается в коммерческих предложениях именно по утеплению фасадов. Силиконовая отделка хороша надёжностью, эстетичностью и долговечностью, однако самая дорогая из перечисленных выше и требовательна к технологии производства работ.
Исходя из сказанного делается следующий вывод: на сегодняшний день идеальной системы утепления фасадов для зданий построенных по проектам не предусматривающих данной модернизации нет. Но не смотря на это утеплять фасады надо, как для повышения экономии энергии, так и из соображений шумоизоляции, которая тоже сильно возрастает после проведения утепления ограждающих конструкций. А это повышает комфортность в жилых домах, больницах, учебных и научных учреждениях. Соответственно пока может быть рассмотрено два варианта устройства утепления стен методом «мокрого фасада», которые не позволят влаге скапливаться в утеплителе: внутри помещений выполнять отделку из материалов с практически нулевой паропроницаемостью (силикатная штукатурка, виниловые обои, масляная окраска в несколько слоёв, глазурованная плитка и т.п.). или устройство флюгарок – продухов по площади фасада. Их можно маскировать под отливами, выступающими элементами фасадов или наоборот использовать, как элемент декора.
По моему мнению, из всех рассмотренных здесь и в предыдущих статьях способах утепления фасада наиболее целесообразен – штукатурный с утеплителем из минваты и финишной отделкой первого и второго этажей экономной и антивандальной минеральной штукатуркой, а расположенных выше – силиконовой. Недопущение скопления влаги в утеплителе не допускать флюгарками в жилых зданиях, внутренней отделкой в общественных и административных.
1. Dement'eva M.E. Ocenka i obespechenie ekspluatacionnyh svoystv konstrukciy zdaniy. MGSU, 208-231s.
2. Maceyko E. Ventiliruemye fasady «za» ili «protiv». Vserossiyskiy otraslevoy internet-zhurnal «Stroitel'stvo.ru».
3. Nemova D.V. informacionnyy portal «pro FASAD»
4. Kolesova E.N. Navesnoy ventiliruemyy fasad. Vestnik PNIPU. Stroitel'stvo i arhitektura 2016- №2.
5. Domozhilov V.Yu. Ventiliruemye fasadnye sistemy i ih sovmestnaya rabota s konstrukciyami zdaniya. BST
6. Domozhilov V.Yu. Ekspluatacionnye problemy sistem navesnyh fasadov s vozdushnym ventiliruemym zazorom
7. SP 23-101-2004 «proektirovanie teplovoy zaschity zdaniya».
8. Rimshin V.I., Kompanec I.V., Grishak O.I. Degradacionnye i ekspluatacionnye povrezhdeniya fasada kirpichnogo mnogokvartirnogo doma. Vestnik Vologodskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Tehnicheskie nauki. (Vestnik VolGU. Seriya: Tehnicheskie nauki.) 2020. №1(3). S. 76-78.
9. Tehnicheskaya ekspluataciya zdaniy i inzhenernyh sistem: uchebnik / pod red. E. A. Korol'. - M.: MISI-MGSU, 2020. 116 s.
10. Korol O.A., Dudina A.G. Engineering and Technical Support of Territories for Implementation of Renovation Projects of the Housing Stock. E3S Web of Conferences. 2019. Vol.97. art. n.06027.
