НАВЕСНОЙ ВЕНТИЛИРУЕМЫЙ ШТУКАТУРНЫЙ ФАСАД (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к строительству и может быть использована для утепления стен зданий и сооружений и защиты их от атмосферных воздействий.
Известно, что для утепления наружных поверхностей стен зданий и сооружений и защиты их от атмосферных воздействий используются навесные вентилируемые фасады (см. «Теплоизоляция (материалы, конструкции, технологии)», Москва, СТРОЙИНФОРМ, 2008, серия «строитель» 4/2008, стр.257-265).
Конструкция навесного вентилируемого фасада (далее - НВФ) состоит из несущего каркаса, крепящегося к стене; утеплителя, примыкающего к наружной поверхности несущей стены, и облицовки (защитно-декоративного экрана), устанавливаемой с зазором от слоя теплоизоляции. Прослойка воздуха, находящегося в зазоре, свободно сообщается с внешней атмосферой.
Слой утеплителя не является обязательным элементом НВФ в том случае, если теплозащитные свойства обеспечены массивом стены. В этом случае облицовка устанавливается с зазором от стены.
Несущий каркас состоит, как правило, из металлических кронштейнов и направляющих, воспринимает и перераспределяет нагрузки от облицовки и передаёт их на стену.
Установка утеплителя снаружи лучше защищает стену от переменного замерзания и оттаивания. Выравниваются температурные колебания массива стены, что препятствует появлению деформаций, особенно не желательных при многоэтажном домостроении.
В качестве утеплителя обычно используют минераловатные плиты, изготовленные из влагостойкой и водоотталкивающей каменной (базальтовой) или стеклянной ваты. Эти плиты присоединяются к стене клеевым составом или крепёжными элементами. Возможно крепление утеплителя комбинированным способом, т.е. при совместном применении крепёжных элементов и клеевых составов. Для исключения намокания утеплителя для надёжности к нему в ряде случаев крепится паропроницаемая гидроизоляционная мембрана.
Воздушный зазор между облицовкой и утеплителем обеспечивает вертикальный поток воздуха и удаление влаги, поступающей из атмосферы и из помещений здания через стены.
Совместное применение облицовки фасада и утеплителя существенным образом повышает и звукоизоляционные характеристики здания, поскольку фасадные панели облицовки и утеплителя обладают звукопоглощающими свойствами.
Облицовка защищает слой утеплителя и стену здания от атмосферных воздействий, а так же выполняет архитектурно-декоративные функции. Являясь внешней оболочкой здания, облицовка формирует его эстетический облик.
Изготавливают облицовку из плит, панелей, кассет или листовых материалов с видимым или скрытым креплением к несущему каркасу. В качестве материала облицовки используют керамогранит, натуральный камень, фиброцемент, металлические и композитные материалы, однослойный и многослойный пластик и т.п.
При установке НВФ стена работает в идеальных условиях - отсутствует прямое воздействие атмосферных воздействий, материалы стены не подвергаются биологическим разрушениям. Стена постоянно остается сухой и теплой, так как НВФ защищает ее от температурных колебаний, а водяные пары, мигрирующие из помещений, удаляются сквозь воздушный зазор, не задерживаясь в слое утеплителя. Летом НВФ работает как солнцезащитный экран - отражает значительную часть падающих на него солнечных лучей, что предотвращает перегревание здания, а воздушный зазор служит вытяжным каналом для восходящего потока, с которым из здания уходят излишки тепла.
НВФ используются для утепления и отделки общественных, административных и промышленных зданий, а также при реконструкции домов массовой застройки, обеспечивая их тепловую защиту, эстетичность и долговечность фасада. Срок службы НВФ составляет до 25-50 лет.
Однако НВФ не лишены и существенных недостатков. Устройство НВФ - сложная, трудоёмкая работа, особенно в части, связанной с установкой дорогостоящей облицовки. В целом устройство НВФ отличается высокой стоимостью.
Кроме того, применение НВФ ограничивает возможность применения архитектурных решений, так как поверхность облицовки состоит только из плоских элементов. Поэтому НВФ не могут применяться для установки на зданиях, внешняя поверхность стен которых имеет сложную конфигурацию и различные архитектурные детали. Особенно это касается ремонта и восстановления старинных и исторических объектов, где важно оставить без изменений архитектурный облик зданий.
Так же известно, что для утепления наружных поверхностей стен зданий и сооружений и защиты их от атмосферных воздействий используются штукатурные фасады (см. «Теплоизоляция (материалы, конструкции, технологии)», Москва, СТРОЙИНФОРМ, 2008, серия «строитель» 4/2008, стр.235-256).
Конструкция штукатурного фасада (их ещё называют «мокрыми» фасадами) состоит из прикреплённого к наружной поверхности стены утеплителя. Затем на утеплитель приклеивается армированный слой, который состоит из клеящего раствора, армированного мелкоячеистой сеткой. Поверх армированного слоя наносятся отделочные штукатурные защитно-декоративные слои, в том числе грунтовка и финишная декоративная штукатурка.
В штукатурных фасадах (далее - ШФ) обычно в качестве утеплителя используются плотные минераловатные плиты или плиты из вспененного пенополистерола и пр.
Основную нагрузку в ШФ несет утеплитель, в связи с чем его плиты сначала приклеиваются к несущей стене, а затем дополнительно крепятся крепёжными элементами, например, дюбелями.
Каждый слой ШФ выполняет свою функцию.
Утеплитель обеспечивает утепление фасада. Его толщина определяется теплотехническим расчетом.
Армированный слой служит для адгезии защитно-декоративного слоя штукатурки к поверхности плит утеплителя.
Защитно-декоративный слой ШФ выполняет две функции: защищает теплоизоляционный материал от внешних неблагоприятных воздействий (ультрафиолетового излучения, осадков, и т.п.), а также придает фасаду эстетический внешний вид.
Слой утеплителя не является обязательным элементом ШФ в том случае, если теплозащитные свойства обеспечены массивом стены. В этом случае штукатурка наносится непосредственно на стену (например, выполненную из ячеистого бетона).
В отличие от НВФ внешняя поверхность защитно-декоративного слоя ШФ может иметь сложную конфигурацию и различные архитектурные детали (толщина слоя после утеплителя может достигать 50 мм). Это обеспечивает практически неограниченные возможности архитектурных решений.
К преимуществам ШФ по сравнению с НВФ так же следует отнести их простоту изготовления и гораздо меньшую трудоёмкость и стоимость. Кроме того, ШФ существенно повышают звукоизолирующие показатели капитальных стен и способны обеспечить внутреннюю тишину в здании и, соответственно, комфортное нахождение в здании.
В то же время ШФ имеют существенный недостаток. С течением времени штукатурный слой стареет и выветривается, в нем появляются трещины, вызванные усадкой и воздействием атмосферных явлений, что позволяет влаге проникать внутрь.
Кроме того, влага воздуха, находящегося в помещениях здания, проникает через материал стены и накапливается в утеплителе (в случае его установки). Выход наружу ей преграждает слой штукатурки (коэффициент паропроницаемости штукатурки не велик, он значительно меньше коэффициента паропроницаемости тех же ячеистых бетонов). Вследствие этого происходит накопление влаги в массиве стены и в утеплителе (в случае его установки). В мокром виде штукатурка теряет прочность. В результате, после нескольких циклов заморозки происходит разрушение материала стены, деформация утеплителя (в случае его установки), появляется грибок на внутренней стороне штукатурного слоя, а так же появляются трещины и сколы на декоративном слое штукатурки и в целом происходит его разрушение. В итоге нарушается теплозащита стены и подавляющее большинство ШФ зданий требуют ремонта каждые 5-7 лет.
Задачей, поставленной при создании настоящей полезной модели, является обеспечение дренирования (удаления) влаги из ШФ, как попадающей извне, через трещины в штукатурном защитно-декоративном слое, так и из стен здания, в том числе через утеплитель.
Поставленная задача решена путём размещения между утеплителем и слоем из клеящего раствора, армированного сеткой, пространственной трёхмерной решётки (далее - решётка или пространственная решётка) из полимерного материала. Эта решётка в частном случае состоит из двух сеток, расположенных параллельно с зазором (на расстоянии друг относительно друга) и соединённых между собой стержнями повышенной жёсткости так, что образуются заполненные воздухом вертикальные и горизонтальные каналы, свободно сообщающиеся внизу и вверху стены здания с внешней атмосферой. Решётка может изготавливаться в виде матов или рулонов. Она крепится к стене (например, тарельчатыми дюбелями) сквозь утеплитель.
Между решеткой и утеплителем может располагаться паропроницаемая гидроизоляционная мембрана для предотвращения попадания влаги из решетки обратно в утеплитель.
На нанесённый на решётку с её внешней стороны слой из клеящего раствора, армированного сеткой, обычным образом наносятся штукатурные защитно-декоративные слои.
В предлагаемой полезной модели влага, попадающая извне, через поры и трещины в штукатурном защитно-декоративном слое, так и из стен здания через утеплитель, удаляется через каналы пространственной решётки. Поэтому предлагаемая полезная модель по своей сути является навесным вентилируемым штукатурным фасадом (далее - НВШФ).
В результате влага не накапливается в стене, а так же в утеплителе (в случае его установки) и штукатурном защитно-декоративном слое, а удаляется из них. Штукатурный защитно-декоративном слой не отсыревает и не откалывается. Срок службы НВШФ увеличивается и становится сопоставимым с НВФ. При этом у НВШФ сохраняются все преимущества ШФ, в том числе: внешняя поверхность защитно-декоративного слоя НВШФ может иметь сложную конфигурацию и различные архитектурные детали, что обеспечивает практически неограниченную возможность применения объёмных архитектурных решений, даёт архитекторам максимум свободы при выборе тех или иных дизайнерских решений; кроме того, сохраняется простота изготовления и меньшая трудоёмкость и стоимость устройства НВШФ по сравнению с устройством НВФ.
Летом НВШФ отражает значительную часть падающих на него солнечных лучей, что предотвращает перегревание здания, а воздушные каналы в решётке служат вытяжными каналами для восходящего потока воздуха, с которым из здания уходят излишки тепла.
Помимо прочего звукоизолирующие показатели стен с НВШФ становятся выше аналогичных показателей стен с ШФ за счёт дополнительного поглощения звуков в пространственной решётке.
При устройстве НВШФ на старинных и исторических объектах, где важно оставить без изменений архитектурный облик зданий и где массив стен обеспечивает их теплоизоляцию, слой утеплителя не является обязательным элементом НВШФ.
Поэтому, как вариант, предлагается упрощённая конструкция НВШФ. В этой конструкции непосредственно на поверхности стены размещают паропроницаемую гидроизоляционную мембрану, затем располагают пространственную решётку и прикрепляют её к стене крепёжными элементами. На нанесённый на решётку с её внешней стороны слой из клеящего раствора, армированного сеткой, обычным образом наносятся штукатурные защитно-декоративные слои. Паропроницаемая гидроизоляционная мембрана обеспечивает пропуск влаги из стены здания в каналы пространственной решётки и не позволяет ей попадать обратно в стену.
Так же предлагаются варианты конструкции решётки. В том числе, выполненной в виде мата из нитей стекловолокна, хаотично спутанных между собой и формованных в пластичном состоянии методом выдавливания. При этом с обеих сторон к этой решетке прикреплена термическим способом нетканая сетка, улучшающая адгезию штукатурного слоя и предотвращающая попадание раствора внутрь решётки.
Кроме того предлагается вариант конструкции решётки, выполненной в виде мата, образованного двумя расположенными с зазором друг относительно друга параллельными сетками из стекловолокна, образованными соединенными между собой взаимно-перпендикулярными рёбрами жёсткости. При этом эти сетки соединены между собой усиленными ребрами жесткости.
Предлагаемые конструкции НВШФ отличаются простотой и невысокой стоимостью и могут использоваться как при строительстве новых зданий и сооружений, придавая каждому из них индивидуальный внешний вид и повышая их эксплуатационные качества, так и при ремонте зданий и сооружений или их восстановлении. Особенно эффективны НВШФ при ремонте или восстановлении старинных и исторических объектов, где важно оставить без изменений их архитектурный облик.