АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ФАСАДНЫХ СИСТЕМ

АННОТАЦИЯ

В статье описаны два типа современных фасадных систем — фасадная теплоизоляционная композиционная система (СФТК) и навесная фасадная система (НФС). Произведен сравнительный анализ характеристик фасадных систем таких как, теплотехнические, экономические и эксплуатационные показатели. Сделано заключение, что применение СФТК считаются более надежными и экономически оправданным.

Ключевые слова: ограждающие конструкции, фасад, тепловые потери.

Ограждающие конструкции с фасадными теплоизоляционными композиционными системами (СФТК) и навесными фасадными системами (НФС) имеют различный вид. (рис.1, рис. 2). Снаружи к стене, в которой находятся оконные проемы, примыкают балконные плиты, которые напрямую связанны перекрытиями этажей. Так же у зданий есть углы. Чтобы зафиксировать слой теплоизоляции к основанию стены часто применяют дюбели со стальным сердечником. Кронштейны, которые применяются для крепления внутренней конструкции навесного фасада к основанию стены, создают в объеме теплоизоляционного слоя металлическую теплопроводную вставку. За счет этого, по всей площади наружной стены почти не остается участков, на которых передача теплоты осуществлялась бы по одномерной схеме. Из этих утверждений мы можем сделать вывод, что потери теплоты по всей площади ограждения оказываются часто большими, чем тепловые потери, которые были рассчитаны в предположении одномерности теплового потока [3].

Рисунок 1. Фасадная теплоизоляционная композиционная система (СФТК), [5].

Рисунок 2. Навесная фасадная система (НФС), [5].

Благодаря применению вентилируемых воздушных прослоек навесная фасадная система не допускает увеличение влажности конструкций. Образование плоскости максимального увлажнения может возникнуть в стенах с фасадными теплоизоляционными композиционными системами в объеме слоя теплоизоляции или на стыке с наружным штукатурным слоем. Место нахождения плоскости максимального увлажнения зависит, в основном, от конструкции ограждения и так же от параметров окружающей среды. Невзирая на то, что влагозащитные свойства конструкций ограждения с СФТК, как правило, надежны, однако нужно иметь в виду, что сближение профилей парциального давления водяного пара и давления пара насыщенного в конструкции явно указывает на повышения влажности материала слоя теплоизоляции [1].

 Такие фасадные системы применяются как в новом строительстве, так и реновацией зданий.

В статье проведен обзор и сравнительный анализ теплотехнических, экономических и эксплуатационных характеристик следующих фасадных систем:

1. Фасадные теплоизоляционные композиционные системы (СФТК);
2. Навесные фасадные системы (НФС) [2].

В данной статье в качестве объекта исследования был выбран фасад жилого многоквартирного дома, спроектированного как часть жилого комплекса для условий холодного континентального климата, свойственного большей части территории России. Рассматриваются два типа проектов с различными типами теплоизоляции для здания, которое имеет 5 этажей. В качестве исходных данных использовались материалы экономического и технического анализа фасадных систем, выполненного А. С. Горшковым, главным исследователем ОАО "ИНСОЛАР-ИНВЕСТ", а также С. В. Корниенко, профессором кафедры “Архитектура зданий и сооружений” ФГБОУ ВО “Волгоградского государственного технического университета”.

Начальные условия, используемые в расчетах:

1. Продолжительность отопительного периода: τ _от.пер = 229 суток

2. Среднесуточная температура наружного воздуха в период отопления:

t _{н.ср.от.пер} = - 12.4^оС

3. Расчетная температура воздуха в здании t_в = 21^оС

4. Расчетная температура на подземной парковке - t_в = 5.0^оС

5. ГСОП = 7649°С·сут/год.

6. Расчетная температура наружного воздуха tн. = - 39^оС

В то же время для НФС рассматриваются два типа силовой конструкции из коррозионностойкой (нержавеющей) стали (НФС1) и алюминия (НФС2). В качестве внешнего облицовочного слоя в НФС были приняты керамогранитные плиты [3].

По результатам расчетов и анализа была составлена сравнительная таблица 1.

Таблица 1.

Результаты расчетов и анализа

Результаты расчета показывают, что вариант фасадов СФТК с теплоизоляционным слоем толщиной 250 мм, с R_пр = 4.1 м²×⁰С/Вт, отвечает поэлементым требованиям СП 50.13330.2012 в количестве R_тр = 4.08 м²×⁰С/Вт, без дополнительных ограничений.

Все остальные варианты фасадов соответствуют нормативным требованиям по теплозащите со значением R_пр = 2.57 м²×⁰С/Вт только тогда, когда в расчете удельной характеристики расхода тепловой энергии для отопления и вентиляции здания по методу приложения Г СП 50.13330.2012 придерживаются условиям пункта 10.1. Эти условия зависят от ряда таких особенностей проектируемого объекта, как форма и габариты здания, теплотехнические параметры наружных ограждающих конструкций, кратность воздухообмена, величина теплопоступлений от солнца и бытовых источников. В соответствии с совокупностью всех рассмотренных выше факторов, можно сделать вывод, что проектное решение наружных стен с СФТК для рассматриваемого объекта с теплоизоляционным слоем толщиной 250 мм удовлетворяет математической модели оптимальности, является наиболее обоснованным и показывает возможность достижения необходимой степени теплоизоляции при умеренной стоимости ее монтажа [3].

При оценке срока службы фасадных систем необходимо учитывать риски, связанные с пожаром. Наличие вентилируемой воздуха между теплоизоляцией и облицовкой увеличивает вероятность быстрого распространения огня по фасаду, поэтому риск повреждения фасадов в результате воздействия пожара на НФС выше, чем на СФТК. Кроме того, отмечается, что СФТК являются наиболее экономичными. НФС примерно в два раза дороже, чем СФТК, с такой же теплоизоляционной толщиной.

При расчетах срока службы фасадных систем следует учитывать параметры окружающей среды. При использовании НФС в среде города высока вероятность оседания пыли на внешнюю поверхность изделий из минеральной ваты, что ускоряет процесс коррозии элементов из металла НФС, а долговечность фасадной системы в целом снижается.

На основании вышеизложенного материала, можно сделать вывод, что применение СФТК более надежно и экономически целесообразно, что обуславливает их дальнейшее изучение и применение в современном строительстве [2].

Список литературы:

1. Ушков Ф.В. Теплопередача ограждающих конструкций при фильтрации воздуха. – М.: Стройиздат, 1969. – 144 с., ил.
2.  Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий. – М.: Изд. АВОК-ПРЕСС, 2006. – 251 с.
3. Корниенко С. В. Повышение энергоэффективности зданий за счет снижения теплопотерь через краевые зоны ограждающих конструкций // Academia. Архитектура и строительство. 2010. № 3. С. 348–351.
4. Блази В. Справочник проектировщика. Строительная физика. (пер. с нем. под ред. и с доп. А.К. Соловьева). – М.: Техносфера, 2005. – 480 c.
5.  Технический портал ТехноНИКОЛЬ [сайт]. URL: https://nav.tn.ru/systems/fasad-i-stena/tn-fasad-kombi/?sphrase_id=1195947. (дата обращения: 29.09.2022).