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.
Как выполнить гидроизоляцию фундамента при технологии вертикального ограждения котлована
В условиях плотной городской застройки устройство традиционных котлованов с откосами часто невозможно, так как есть угроза осадки или обрушения ближайших зданий. Поэтому используют технологию возведения вертикального ограждения котлована («стена в грунте», шпунтовое ограждение и др.). Правда в том, что все эти технологии усложняют процесс гидроизоляции.
Раньше это действительно вызывало серьезные проблемы: стандартные методы не обеспечивали надежного сцепления гидроизоляционного слоя с фундаментом. Малейшее повреждение материала могло приводить к отказу гидроизоляционной мембраны и к последующей миграции воды по всей конструкции, создавая риски для долговечности здания. Решение появилось с выходом на рынок инновационного рулонного материала с обратной адгезией к бетонному основанию — ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ АДГЕЗИВ.
Как он работает и почему способен кардинально изменить подход к защите фундаментов в стесненных условиях городской застройки — разберем в этой статье.
Проблема традиционных методов гидроизоляции
Обычно применяют два метода крепления гидроизоляционного материала.
- Наплавление. Требуется предварительная огрунтовка основания. Невозможно наплавлять материал на влажный бетон.
- Механическая фиксация. Жесткие требования к ровности поверхности и защите гидроизоляционной мембраны. При повреждении мембраны влага распространяется по всей конструкции под гидроизоляцией.
В условиях реальной стройки не всегда возможно применить традиционные методы монтажа гидроизоляции. Это связано с трудностью монтажа гидроизоляционной мембраны в ограниченном пространстве между вертикальной ограждающей конструкцией и возведенной изолируемой конструкцией здания.
Технология, которая решает проблему
Для предотвращения проникновения влаги потребовался материал, который надежно соединялся бы с бетоном и не позволял воде распространяться даже при повреждении слоя. Таким решением стала рулонная гидроизоляция ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ АДГЕЗИВ с адгезионным сцеплением с бетонными конструкциями.
Ее особенность — специальный верхний слой с крупной посыпкой в виде гранул, обработанный инновационным составом. При заливке бетона этот слой буквально срастается с конструкцией. Адгезия между материалом и бетоном достигает 0,79 МПа — это значительно больше, чем при классических методах гидроизоляции (методом наплавления или свободной укладкой с механической фиксацией). Кроме того, этот материал позволяет уйти от обустройства деформационной петли в зоне перехода гидроизоляционной мембраны с горизонтальной поверхности бетонной подготовки на вертикальную поверхность стен подвала.
Доказанная надежность: испытания и научные подтверждения
Чтобы подтвердить высокие эксплуатационные характеристики материала, были проведены лабораторные испытания в «ВНИИСТРОМ-НВ» на сопротивление распространению воды под гидроизоляционной мембраной при возможном повреждении. Было смоделировано гидростатическое давление 1 Мпа — эквивалент нагрузки 100 метров водяного столба. В исследовательском центре воспроизвели реальные условия эксплуатации, при которых традиционные гидроизоляционные системы пропускают влагу.
Результаты тестов показали: вода не распространяется между мембраной ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ АДГЕЗИВ и бетонной конструкцией даже под экстремальным давлением. Это означает, что при любом механическом воздействии изоляционная система остается прочно приклеенной к бетону.
Дополнительные лабораторные испытания подтвердили ключевые преимущества инновационного материала:
- срок службы более 100 лет, что делает его одним из самых долговечных решений на рынке;
- высокая морозостойкость — монтаж можно проводить при температуре до минус 25 °C, что значительно расширяет возможности использования в разных климатических зонах;
- прочность сцепления с бетоном (0,79 МПа) — в разы выше по сравнению с наплавляемыми и механически закрепляемыми мембранами;
- устойчивость к подвижкам конструкции — материал остается герметичным даже при осадке здания или деформациях фундамента за счет скользящего слоя между вертикальной ограждающей конструкцией и гидроизоляционной мембраной.
Лабораторные испытания доказали, что ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ АДГЕЗИВ дает максимальную защиту, исключая протечки даже в самых сложных условиях эксплуатации.
Подводим итог
Гидроизоляция фундаментов в условиях плотной городской застройки долгое время оставалась сложной задачей. Традиционные методы не гарантировали надежного сцепления с бетоном и вызывали сложности монтажа, что приводило к рискам проникновения влаги и разрушения конструкции.
Система гидроизоляции ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ АДГЕЗИВ зарекомендовала себя как надежное решение для защиты фундаментов при возведении котлованов с вертикальным ограждением. Материал не только обеспечивает герметичность, но и буквально сцепляется с внешним монолитным контуром фундамента и заглубленных частей здания.
Выбирая ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ АДГЕЗИВ, строители получают не просто гидроизоляцию, а уверенность в том, что фундамент и заглубленные части здания будут защищены от агрессивного воздействия влаги на несколько десятилетий.
Сила света и культуры
В России наблюдается тенденция увеличения использования светопрозрачных конструкций при строительстве современных объектов культуры и частично — при реставрации исторических. Стекло становится важным элементом визуального пространства здания и его уникальности.
Современные культурные учреждения, такие как театры, музеи и выставочные залы, все чаще проектируются с акцентом на светопрозрачные фасады. Это позволяет не только создать эффект открытости и доступности, но и максимально использовать естественное освещение, что положительно сказывается на восприятии пространства. Стекло в архитектуре новых объектов культуры становится не просто строительным материалом, а важным инструментом для создания уникальной атмосферы и взаимодействия между внутренним пространством и окружающей средой.
Расширяя пространство
По словам архитектора и генерального директора «АМЦ-ПРОЕКТ» Сергея Цыцина, в целом доля стекла в архитектуре зданий увеличивается с середины XIX века. Однако если ориентироваться на нашу культурную идентичность, то, безусловно, основа здания остается в первую очередь в его стенах и архитектурных формах. На многих современных культурных объектах действительно наблюдается рост использования стеклянных и светопрозрачных конструкций. С развитием новейших технологий значительно повысилось качество витражей, стеклопакетов и самого стекла. Это, в свою очередь, открывает новые горизонты для возведения сложных архитектурных проектов.
«Стекло может сыграть решающую роль в создании связи между интерьером и экстерьером здания, расширяя пространство и наполняя его светом. Человек, находясь внутри здания, может наблюдать за окружающим миром, как будто за картиной, где красивые виды раскрываются перед ним через стеклянные стены. Таким образом, правильное использование стекла в архитектуре объектов культуры приносит не только эстетическое удовлетворение, но и функциональные преимущества. Ландшафт прилегающей территории к таким объектам также играет важную роль восприятия здания», — отмечает эксперт.
Есть сложности, добавляет Сергей Цыцин, с усилением доли стекла в проектах реставрации объектов культурного наследия. С одной стороны, это правильно, потому что мы не должны каким-то образом потерять то, что имеем в нашем историческом наследии, и они находятся под защитой государства. С другой стороны, конечно, в разумном виде приспособления объектов под современные нужды требуют определенных решений. И в данном случае стекло — большой помощник. Например, в качестве функциональных переходов между историческими зданиями может быть выполнен какой-то стеклянный вестибюль. Это решение очень освежает восприятие объекта и может выглядеть очень симпатично.
Проекты объектов культуры с обширным остеклением, рассказывает директор департамента продвижения продукта, маркетинга и экспорта АО «РСК» Алена Красюкова, создаются для визуальной открытости, естественного освещения и гармоничной интеграции в городской ландшафт. Стекло здесь выполняет не только эстетическую, но и функциональную роль: улучшает энергоэффективность и безопасность, а также может служить медиаповерхностью для трансляции информации или рекламы. Количество таких объектов растет: музеи, театры и выставочные пространства все чаще проектируются с панорамным остеклением или эксклюзивными решениями со стеклом. Например, в новом здании Третьяковской галереи применена цифровая печать керамическими чернилами, благодаря которой на стекле воссозданы изображения знаменитых картин. Используется триплекс: на первое прозрачное стекло наносится черное изображение, а на второе, более темное, — белое. Другой пример — Музей Мирового океана, где каждый стеклопакет — это уникальная деталь сложной фасадной композиции, требующей высокой точности изготовления и монтажа. Изображение нанесено атмосферостойкими красками, а второе стекло выполнено в виде эмалита с индивидуально подобранным оттенком.
«В реставрации исторических зданий изделия из стекла используются как для создания современных архитектурных элементов — надстроек, атриумов и зенитных фонарей, — так и для повышения энергоэффективности, сохраняя при этом исторический облик. Среди наших проектов — высокоселективные стеклопакеты для «Новой Голландии», обеспечивающие необходимый уровень светопропускания, улучшенные характеристики энергосбережения и придающие объекту современный вид. Общество, как правило, положительно воспринимает такие обновления, если удается соблюсти баланс между историческим наследием и инновациями. В таких проектах используются самые передовые технологии. Основные тренды — динамическое стекло, сенсорные стеклопакеты, экстраформатные стеклопакеты, медиафасады и инновационные решения в цифровой печати», — констатирует Алена Красюкова.
Универсальный материал
Главным драйвером при выборе остекления сегодня становится эстетика — особенно в проектах культурных сооружений, считает Александр Четвериков, коммерческий директор Larta Glass (один из ведущих производителей стекла). Архитекторы все чаще рассматривают стекло не просто как строительный материал, а как выразительный художественный инструмент. Оно формирует визуальные образы, оживляет здание, встраивает его в природную и культурную среды. Яркий пример — новый Театр им. Камала в Казани. Его стеклянный фасад, вдохновленный «ледяными цветами» озера Кабан, не просто отражает воду и небо, но буквально вплетается в ландшафт, создавая ощущение легкости и парения.
«Культурных объектов с высокой долей остекления становится заметно больше. Архитектура стремится к прозрачности — как в прямом, так и в метафорическом смысле. Например, новое здание Третьяковской галереи на Кадашевской набережной выглядит особенно выразительно благодаря стеклянным витражам с изображениями известных полотен. Здесь стекло стало носителем визуального и культурного кода. Растет и число отреставрированных зданий, где стекло помогает переосмыслить историческое наследие. Так, кинотеатр “Целинный” в Алматы получил вторую жизнь — сохраненный дух модернизма дополнен актуальными технологиями. Такие обновления общество воспринимает позитивно, особенно когда в основе — уважение к оригиналу. Важно и то, что культурные объекты — это всегда территория архитектурного творчества. Каждый проект требует индивидуального подхода к остеклению», — подчеркивает Александр Четвериков.
По словам архитектора и креативного директора Генпро Дмитрия Сухова, объекты культуры являются, как правило, не только зданиями со сложным функциональным наполнением, но должны быть узнаваемыми, яркими или акцентными. Стекло в таких объектах становится как частью ограждающей конструкции, так и важной частью концепции и философии проекта. Стекло универсально во многом: оно может пропускать солнечный свет, а может ограничивать, может позволять зрителю наблюдать, а может ограничивать просмотр и физический доступ. Эти особенности открывают почти безграничные возможности использования остекления в архитектуре зданий и сооружений культуры.
Из-за того, что основным заказчиком зданий такого типа, продолжает Дмитрий Сухов, является государство, ясно прочитывается тренд на уникальный внешний вид при сдержанном бюджете. В принципе, для архитекторов такие факторы не являются чем-то новым. Просто создается меньше таких зданий с контекстуальной архитектурой, больше «иконических». «Из технологических ограничений можно выделить те, что связаны прежде всего с противопожарной безопасностью: огнестойкость, противодымная защита. Также необходимо учитывать большой вес стекла, его высокую стоимость. В технологических особенностях, связанных с геометрией стекла, его размерами, химическим составом, сейчас производители шагнули вперед, предоставляя архитекторам и заказчикам возможности для творческой реализации».
Адаптировать замысел
Стоит отметить, что в множестве современных объектов культуры светопрозрачные материалы задействуются в сочетании с различными фасадными конструкциями, также играющими важную роль в восприятии здания. В последнее время, рассказывает коммерческий директор Группы компаний Doksal Артур Туктаров, все чаще и чаще при строительстве и реставрации объектов культуры на смену классическим конструкциям СФТК и лепнине приходят современные высокофункциональные конструкции навесного вентилируемого фасада. Яркими примерами таких архитектурных решений являются новый Театр им. Камала в Казани и музейные и театральные образовательные комплексы в Калининграде и Кемерове.
«Безусловно, к таким конструкциям применяются требования высокой надежности и безопасности. Так как речь идет в первую очередь о металле, важную роль играет коррозионная стойкость. В рамках реализации таких проектов очень важен диалог между архитектором и проектировщиком. Зачастую задумку архитектора приходится адаптировать под нагрузки и воздействия природного и техногенного характера и требования нормативных и законодательных актов, поэтому важно найти компромисс», — отмечает он.
Если говорить об особых требованиях к фасадным системам объектов культуры, продолжает тему еще один производитель вентилируемых навесных фасадов — председатель совета директоров ГК «ДИАТ» Евгений Цыкановский, по сути, они такие же, как и у всех заказчиков, которые по-настоящему заботятся о своих зданиях. Это безопасность, долговечность и максимальный безремонтный срок эксплуатации. Каких-то исключительных нет. Но все требования, которые предъявляются, мы выполняем на всех объектах без исключения: мы не разделяем их на культурные или какие-то другие. «Повторить исторические фасады точь-в-точь современными системами точно нельзя. А вот сделать что-то на тему — да, можно. Тут важно, чтобы архитектор понимал возможности технологий. А мы как раз специализируемся на нестандартных конструкциях — умеем их делать и правильно оформлять».
Эксперт направления продуктовых инноваций компании «Северсталь» Алексей Староверов отмечает, что при строительстве и реставрации объектов культуры используется широкий спектр фасадных конструкций, сочетающих в себе инновационные технологии, эстетическую привлекательность и функциональность. Параметрическая архитектура демонстрирует использование нетрадиционных материалов, таких как титановые панели, для достижения уникального визуального эффекта. «Одним из наиболее заметных трендов является применение атмосферостойкой стали, включая Forcera, разработанной компанией “Северсталь”. Этот материал привлекает архитекторов и строителей благодаря своей способности образовывать патину, которая защищает от коррозии и придает фасадам уникальный “живой вид”. Атмосферная сталь используется для изготовления различных архитектурных элементов, таких как фасадные панели, ламели, другие декоративные детали, в том числе при строительстве культурных объектов», — подчеркивает специалист.