Крепление подсистемы и теплоизоляции в навесных вентилируемых фасадах: виды крепежа и требования к ним
Крепеж — важная, хотя и небольшая часть системы навесного вентилируемого фасада (НФС). Без него установка НФС невозможна. Качество элементов для крепления напрямую влияет на скорость монтажа, долговечность, износостойкость и энергоэффективность фасадной системы, а также ее способность выдерживать нагрузки. О видах крепежных решений и требованиях к ним рассказывает Дмитрий Алферьев, руководитель техподдержки направления «Фасадные системы» ТЕХНОНИКОЛЬ.
Система навесного вентилируемого фасада состоит из подсистемы в виде металлического каркаса, теплоизоляционного слоя и облицовочного экрана. Для монтажа каждого из этих конструктивных элементов применяют отдельный тип крепежа.
Крепление подсистемы
Фасадный анкер
В большинстве случаев для крепления несущих кронштейнов фасадной подсистемы к основанию стены используют фасадный анкер. Это дюбель с распорным элементом — шурупом. ТЕХНОНИКОЛЬ, например, предлагает два вида таких анкеров — TERMOCLIP СТЕНА V2 и TERMOCLIP СТЕНА W1.
Первый предназначен для полнотелых (бетона или полнотелого кирпича), второй — для пустотелых и слабых оснований (газобетона, ракушечника, керамического блока, пустотелого кирпича и т. п.). У дюбеля TERMOCLIP СТЕНА V2 — прямая распорная зона, а зубцы расположены в шахматном порядке, чтобы обеспечить хорошую фиксацию и несущую способность. Такой дюбель в бетоне может выдерживать нагрузку более 2,5 тонны
У фасадных анкеров TERMOCLIP СТЕНА W1 распорная зона более длинная и расположена по всему телу дюбеля. Это обеспечивает его равномерное раскрытие и не создает избыточное давление. Оно распределяется по всей длине дюбеля, что снижает нагрузку на слабое основание и предотвращает его разрушение.
При выборе анкера для подсистемы важно обращать внимание на материал, из которого он изготовлен. Поскольку система находится на улице и подвергается воздействию внешней среды, предпочтительно, чтобы он был из пластика высокой прочности и выдерживал высокие температуры и нагрузки, отличался морозостойкостью, не был подвержен охрупчиванию и механическому старению. Среди представленных сегодня на рынке этим требованиям в наибольшей степени отвечает полиамид, и он используется для дюбелей TERMOCLIP СТЕНА V2 и W1.
Хуже зарекомендовали себя фасадные дюбели из полипропилена или полиэтилена, а также комбинаций различных пластиков. Они сжимаются при больших нагрузках и не обеспечивают необходимый распор. Анкеры даже из высокопрочного пластика, но с добавлением полипропилена более хрупкие, могут трескаться со временем и ломаться при вкручивании. К сожалению, если производитель не указывает полный состав материала, отличить некачественный дюбель можно только при испытаниях на монтаже.
Распорный элемент
Шуруп для крепления подсистемы может быть изготовлен из углеродистой стали с антикоррозионным электрооцинкованным покрытием, из углеродистой стали со стойким антикоррозионным покрытием или из нержавеющей стали.
Шуруп с электрооцинкованным покрытием можно использовать только во внутренних помещениях, на балконах, для установки кондиционеров и т. п., поскольку толщина такого покрытия не превышает 20 микрон, а срок службы — около 20 лет.
Для НФС подходит только шуруп с антикоррозийными свойствами, устойчивостью к механическому воздействию и высокой прочностью. Так, в крепежах TERMOCLIP СТЕНА V2 и W1 применяются шурупы с защитным покрытием Geomet (Geo), что обеспечивает их срок службы не менее 50 лет в условиях среднеагрессивной среды. В этих системах возможны три варианта исполнения распорного элемента: из углеродистой стали с цинковым покрытием, из углеродистой стали с покрытием Geomet (Geo) и из нержавеющей стали.
Важным требованием к шурупам является класс их прочности. Чем он выше, тем прочнее крепеж, и тем большую нагрузку он способен выдержать. Так, в системах TERMOCLIP СТЕНА V2 и W1 применяется шуруп с классом прочности не менее 8,8. Такой шуруп выдерживает нагрузку более двух тонн и не ломается при закручивании.
Увеличить несущую способность шурупов TERMOCLIP СТЕНА V2 и W1 помогает двухуровневая резьба: в нижней части шурупа она более высокая, в верхней становится ниже. Благодаря этому диаметр верхней части шурупа, в которой обычно происходит разрыв, не уменьшается. К сожалению, на рынке такие решения встречаются все реже, так как многие производители переходят на одинарный тип резьбы с целью снижения себестоимости.
Крепление теплоизоляции
Анкеры тарельчатые для крепления теплоизоляционного слоя
В качестве теплоизоляции в системах навесных вентилируемых фасадов применяют плиты из минеральной ваты. Она может устанавливаться в один или несколько слоев в зависимости от проектного решения и теплотехнического расчета. Для ее крепления используют тарельчатые фасадные анкеры, например TERMOCLIP СТЕНА 2 MH и TERMOCLIP СТЕНА 2 PH, состоящие из тарельчатого дюбеля и распорного элемента. Тарельчатый дюбель в этих системах имеет рондоль диаметром 60 мм, ребра жесткости, тело дюбеля и распорную зону. Распорный элемент обычно выполнен в виде гвоздя или шурупа.
Большинство производителей выпускают тарельчатые анкеры, которые подходят для крепления теплоизоляции не только в НФС, но и в системах штукатурного фасада и предназначены для установки во всех видах оснований: бетон, пустотелый и полнотелый кирпич, керамические блоки, газобетон и др. без ограничения по высоте. В зависимости от материала основания и нагрузок такие анкеры можно устанавливать на разную глубину.
В системах TERMOCLIP СТЕНА 2 MH и 2 PH используются тарельчатые анкеры, разработанные специально для систем навесных вентилируемых фасадов. Они имеют на теле дюбеля специальные ребра ограничения глубины установки. Это предотвращает проминание теплоизоляции при ее установке, из-за которого теплозащитные характеристики НФС снижаются. Особенно это важно при монтаже внутреннего слоя, где используется минеральная вата меньшей плотности.
В крепежных системах TERMOCLIP СТЕНА 2 MH и 2 PH дюбели для теплоизоляции выполнены из полиэтилена. Поэтому отличаются пластичностью, ударной вязкостью, повышенной стойкостью к морозу и высоким температурам. Нагрузка на них не такая высокая, как на несущие кронштейны, им достаточно выдерживать воздействие ветра и вес минеральной ваты. Здесь на первый план выходит требование к отсутствию хрупкости. Поэтому дюбель из полипропилена в этом случае не подойдет — при ударе, особенно при низких температурах, он может трескаться и разрушаться.
Кроме того, выбор анкера для крепления теплоизоляции зависит от ее толщины. Для крепления внутреннего слоя, а также для утепления на высоте до 16 м лучше применять систему TERMOCLIP СТЕНА 2 PH.
Распорный элемент
В комплектацию тарельчатого анкера для теплоизоляции обычно входит гвоздь. Согласно СП 522.1325800.2023 «Системы фасадные навесные вентилируемые. Правила проектирования, производства работ и эксплуатации», он должен иметь термоголовку, которая препятствует теплопотерям через распорный элемент. Требований к виду материала в документе нет, поэтому на рынке представлены гвозди из разных пластиков.
Одно из удачных решений — распорные элементы из стеклонаполненного полиамида. Их используют, в частности, в системе TERMOCLIP СТЕНА 2 PH. Это жесткий, прочный и твердый материал, выдерживающий удары молотком при монтаже и не проводящий тепло. Правда, гвозди, полностью выполненные из полиамида, имеют ограничение по высоте применения — не более 16 м. Или же могут использоваться на фасадах любой высоты, но только для крепления внутреннего слоя минеральной ваты.
Для крепежа всех слоев изоляции на фасадах любой высоты подходят комбинированные гвозди — металлические с головкой из полиамида, как, например, в системе TERMOCLIP СТЕНА 2 MH. Они обеспечивают нужную прочность и защиту от теплопотерь. Часто, чтобы упростить себе задачу, строители используют именно такие распорные элементы для монтажа обоих слоев утеплителя. Однако это несколько увеличивает стоимость системы. Более экономичным будет для нижнего слоя применять гвозди из стеклонаполненного полиамида, для верхнего — металлические с головкой из полиамида.
Распорные элементы из полипропилена выбирать не рекомендуется: они довольно хрупкие и при ударе молотком могут раскалываться. Еще один неудачный вариант — гвозди из полиэтилена. Они слишком мягкие, плохо забиваются, не обеспечивают распор и несущую способность.
Крепление мембраны
Гидроветрозащитная мембрана в системе навесного вентилируемого фасада крепится вместе с теплоизоляцией теми же дюбелями, что и каменная вата, или отдельно, после монтажа утеплителя. В последнем случае для ее фиксации можно использовать тарельчатый винт из полиэтилена TERMOCLIP СТЕНА R, который вкручивается в теплоизоляционный слой и фиксируется за счет высокой резьбы.
Важнейшие требования к НФС — долговечность и надежность. В значительной степени обеспечить их можно, подобрав качественные материалы для крепления, которые гарантируют высокую несущую способность, стойкость к коррозии, механическому и температурному воздействиям, а следовательно — долгий срок службы всей системы и минимальные затраты на ее ремонт и эксплуатацию.
Реконструкция с уважением к наследию: сохраняя архитектурный облик столицы
В условиях плотной городской застройки в центре города особенно актуален вопрос сохранения архитектурного наследия при демонтаже и реконструкции исторических зданий. ГК «КрашМаш» делится опытом и технологиями работ в Москве, применение которых сохраняет исторический облик столицы.
Выполнение работ профессиональными демонтажными компаниями в строительных проектах позволяет вдохнуть новую жизнь в исторические здания, адаптируя их к современным требованиям и повышая их функциональность. Для проведения реконструкции исторических объектов необходимы профессиональные навыки, специальные знания и опыт. В 2021 году ГК «КрашМаш» получила лицензию Минкульта, позволяющую выполнять реставрацию, консервацию, ремонт и приспособление объектов культурного наследия, а также воссоздавать основания, фундаменты, кладку, ограждающие конструкции и другие элементы зданий. Компания активно развивает направление частичного демонтажа с сохранением фасадных конструкций.
Главная задача всех участников процесса строительства — сохранить фасады, а внутренние пространства адаптировать под современные потребности, сделать их удобными и комфортными.
Во 2-м Неопалимовском переулке специалисты компании выполнили сложный демонтаж пятиэтажного здания, расположенного в условиях плотной исторической застройки. Для сохранения фасада была возведена металлическая опорная поддерживающая конструкция, а оконные проемы дополнительно защищены специальными металлическими обоймами. При демонтаже применялась технология с использованием контрфорсов, которые обеспечивали устойчивость фасада и защищали его от динамических нагрузок.
По другому московскому адресу — в Потаповском переулке, в районе Чистопрудного бульвара — специалисты компании «КрашМаш» реализовали уникальный проект по сохранению исторического периметра особняка — четырех фасадных стен здания 1915 года постройки. Демонтаж осуществлялся поэтапно с постоянным мониторингом вибраций и пылеобразования, а благодаря использованию железных обойм удалось предотвратить риск обрушения здания.
Хочется отметить один из значимых объектов для всей Москвы — реконструкцию Чижевского подворья XVII–XIX веков на Никольской улице, 10, недалеко от Кремля. Этот проект был представлен среди выдающихся работ индустрии демонтажа на премии Russian Demolition Awards 2024 как образец бережного демонтажа с сохранением ключевых элементов конструкции. В рамках сложного процесса реконструкции с установкой защитного металлического каркаса на Никольской улице инженеры компании сохранили фасадные стены XVII–XIX веков, а также другие элементы исторического подворья, которое в прошлом представляло собой крупный деловой квартал центра Москвы. Периметр сохраненной исторической стены Чижевского подворья составил более 300 метров. Победа ГК «КрашМаш» в номинации «Гражданский демонтаж» стала знаковым событием для отрасли и вдохновляющим примером бережного отношения к историческому наследию.
«Этот проект не только укрепил репутацию группы компаний «КрашМаш» как лидера отрасли, но и подчеркнул важность сохранения исторического облика Москвы. Наши инженеры участвуют в реконструкции старых зданий с сохранением фасадных стен, а архитекторы соединяют прошлое и настоящее, дополняя историческое пространство современным дизайном и новыми деталями», — рассказывает генеральный директор ГК «КрашМаш» Виктор Казаков.
Опыт специалистов, профессионально занимающихся реконструкцией исторических зданий, доказывает, что даже в условиях плотной городской застройки и сложных инженерных задач можно успешно провести демонтаж и реконструкцию, максимально сохранив исторический облик столицы и ее архитектурное богатство для будущих поколений.
Требуется доработка
Внедрение ТИМ в изыскательскую деятельность, по мнению специалистов, требует не только адаптации существующих нормативных документов, но и разработки специализированных стандартов.
Технологии информационного моделирования активно внедряются в изыскательскую деятельность, позволяя повысить точность и эффективность реализации проектов. Благодаря ТИМ изыскания становятся более детализированными и информативными.
Вектор на цифровизацию
По словам генерального директора ЗАО «ЛенТИСИЗ» Николая Олейника, ТИМ-визуализация существенно повышает эффективность работы с данными изысканий. Трехмерное представление геологических слоев, экологических факторов, а также цифровые модели местности позволяют быстрее принимать проектные решения. Интерактивные модели дают возможность анализировать различные сценарии освоения площадки, оценивать риски и оптимизировать проектные решения на ранних стадиях. «За последние два года спрос на ТИМ-модели изысканий вырос более чем в три раза. Около 50% наших заказчиков теперь требуют предоставления данных в формате информационных моделей. Особенно высокий интерес проявляют девелоперы крупных проектов и государственные заказчики. Мы прогнозируем дальнейший рост спроса, особенно в связи с постепенным переходом госзаказа на ТИМ-технологии», —добавляет он.
С данными выводами согласен и генеральный директор проектно-изыскательской компании «ЭПИР» Константин Бакиров. Все больше заказчиков, отмечает он, начинают понимать, что качественная цифровая модель участка — это инвестиция в успешную реализацию проекта. Особенно востребованы BIM-модели в следующих случаях: при реализации крупных инфраструктурных и промышленных проектов, в государственных закупках, где ТИМ становится обязательным требованием, при строительстве в сложных геологических условиях. «Если раньше инженерные изыскания предоставлялись в виде текстовых отчетов, таблиц и чертежей, то теперь заказчики все чаще запрашивают ТИМ-модель, содержащую пространственно привязанные геоданные, слои грунтов, гидрогеологические объекты, подземные коммуникации и т. д. С уверенностью можно сказать, что использование ТИМ-моделей инженерных изысканий неуклонно растет, особенно среди клиентов, ориентированных на современные технологии и комплексный подход к управлению проектами. Эта тенденция отражает общий вектор цифровизации строительной отрасли и стремление всех участников проекта к большей точности, наглядности и эффективности».
«На данный момент отмечаем очень высокую востребованность технологий информационного моделирования в инженерных изысканиях, в частности геодезических. Использование ТИМ-модели позволяет наглядно увидеть существующий рельеф местности, расположение зданий и инженерных сетей, выполнить оптимальную посадку зданий. Предварительное моделирование инженерных изысканий особенно актуально для местностей с характерно выраженным рельефом. Оптимальная посадка здания существенно оптимизирует затраты на реализацию проекта», — считает руководитель отдела генерального плана WE-ON Илья Самохвалов.
По словам руководителя отдела инженерных геологических изысканий ГК ОЛИМПРОЕКТ Ивана Якушева, ТИМ в инженерных изысканиях — тема сложная. Спрос на него есть, но чаще он продиктован недавно введенными нормативами, а не реальной необходимостью, особенно на госконтрактах. «Изыскательская отрасль к этому просто не готова: у большинства компаний нет подходящих инструментов, а трудозатраты остаются высокими. Конкретно наша компания прошла большой путь, прежде чем у нас появилась собственная система, которая позволяет собирать, обрабатывать и визуализировать данные в пригодной для передачи в проектные программные комплексы форме, но даже при этом все требует проверки и доработок вручную. Подавляющее большинство коллег-изыскателей, особенно в регионах, до сих пор работают в привычном режиме: отчеты, фото, PDF. Пока ТИМ-модель — это, скорее, дополнительная работа, чем реальный стандарт. При этом ее ценность часто недооценивают: заказчики не всегда понимают, что качественная модель стоит денег. Но тренд задан. Мы не ждем, когда ТИМ в изысканиях станет нормой, мы уже учимся работать в этом контексте, чтобы не догонять, а опережать».
Необходимы спецстандарты
В настоящее время российскими властями продолжается разработка правил и регламентов использования технологий информационного моделирования. По словам Николая Олейника, профессиональное сообщество поддерживает инициативы Минстроя России и Главгосэкспертизы о включении изысканий в состав информационной модели согласно Постановлению Правительства РФ № 614 от 17 мая 2024 года, а также разработку классификаторов, соответствующих видам изысканий, в рамках ГК «Цифровая экономика» и методических рекомендаций ФАУ «Главгосэкспертиза России» по представлению информационных моделей для экспертизы. Также представители отрасли считают важным развитие национальных стандартов и сводов правил, таких как ГОСТ Р 21.1101-2020 и ГОСТ Р 57563-2017, которые регулируют представление результатов инженерных изысканий в цифровом формате. Кроме того, изыскатели видят необходимость в общественном обсуждении СП «Требования к представлению геологических изысканий в BIM». Поддерживают внедрения стандартов обмена информацией между участниками ИМ, таких как IFC, а также открытых форматов обмена геоданными.
«На наш взгляд, для более эффективного применения ТИМ в изыскательской сфере необходимо разработать дополнительные отраслевые регламенты и стандарты, учитывающие аспекты их деятельности. Геология имеет уникальную структуру, в которой важны стратиграфия, лабораторные данные и прослеживаемость пластов, но сейчас нет единого стандарта для цифрового моделирования геологических тел в ТИМ. Экологические изыскания собирают множество точечных и распределенных данных, требующих систематизации, точной привязки и интеграции с результатами мониторинга. Унификация представления данных в этих областях повысит качество проектирования, упростит прохождение экспертизы, а также обеспечит возможность анализа и повторного использования информации на стадии эксплуатации объектов. Таким образом, создание специализированных стандартов для инженерных изысканий в рамках ТИМ является логичным и необходимым шагом на пути цифровой трансформации изыскательской отрасли», — считает Николай Олейник.
Мы также поддерживаем создание единых стандартов, продолжает тему Иван Якушев, но с четким разделением: геология и экология — разные дисциплины с разной ролью в проектировании. «Геология — это основа для расчета конструкций и фундаментов, а экология, за редкими исключениями, конструктив не затрагивает. Поэтому BIM для экологии — скорее, табличная модель с приоритетными индикаторами, локализованными под особенности конкретного региона. В то же время для геологии необходимо аккумулировать лабораторные и полевые данные в структурированную, проверяемую базу. Главное — не перегружать ее деталями, не несущими практической ценности, а фокусироваться на информации, пригодной для повторных расчетов и моделирования», — констатирует представитель ГК ОЛИМПРОЕКТ.
По словам Ильи Самохвалова, в сопроводительной документации к изысканиям хотелось бы видеть приложенными исходные модели xml. Это бы значительно повысило и качество, и оперативность работы с ТИМ-моделью инженерных изысканий. «Было бы здорово объединить некоторые изыскания или так же в объеме получать комбинированные изыскания, например геодезические объединить с геологическими или дендрологическими изысканиями. Это позволило бы наглядно, на ранних стадиях видеть существующее положение. Отображение существующих инженерных сетей, зданий и сооружений в ТИМ стало бы огромным приобретением на ранних этапах», — полагает он.
Подготовка 3D-моделей грунтов, отмечает Константин Бакиров, — важный этап в геотехническом моделировании, позволяющий визуализировать геологическое напластование, учитывать сложные пересечения слоев грунта, зоны ослабленных пород, карстовые полости, уровень и направление движения подземных вод. Это дает возможность заранее выявить потенциально проблемные зоны и снизить неопределенность в дальнейших инженерных расчетах. «Интеграция этих моделей в геотехническое 3D-моделирование существенно упрощает и ускоряет расчеты, обеспечивая более точную оценку взаимодействия системы “фундамент — основание”. Это особенно важно при проектировании, реконструкции, усилении зданий и сооружений, когда даже небольшие особенности грунтового основания могут существенно повлиять на поведение конструкции», — резюмирует глава ПИК «ЭПИР».