герб

ГОСТы

флаг

Рекомендации Рекомендации по проектированию и применению для строительства и реконструкции зданий в г. Москве фасадной системы с вентилируемым воздушным зазором "СЕМ-СИСТЕМА"

ПРАВИТЕЛЬСТВО МОСКВЫ

М ОСКОМ АРХИТЕКТУ РА

РЕКОМЕНДАЦИИ
по проектированию и применению
для
строительства и реконструкции
зданий
в г . Москве

ФАСАДНОЙ СИСТЕМЫ
С
ВЕНТИЛИРУЕМЫМ
ВОЗДУШНЫМ
ЗАЗОРОМ
« СЕМ - СИСТЕМА »

2005

Предислов и е

1 . Разработа н ы: Центральным научно- исследовательским и проектным институтом жилых и общественных зданий (ЦН ИИЭП жилища).

А вторский коллектив:

д.т.н. Николаев С.В.                          - руководитель работы

д.т.н. Граник Ю.Г.                             - научно-техническое руководство

и нж . Ст авро вс кий Г.А.                     - общая редакция и конструкция системы

д.т.н. Зырянов В.С.                            - прочностные расчеты

к.т.н. Беляев В.С.                               - теплотехнические расчеты

к .т.н . Граник М.Ю .                            - конструкции системы и компьютерная графика

Консу л ьтанты :

Тех н ически й директор

« LTM Company OY »

Яри Ле пп ан ен                        - организационно- технические решения и конструкция системы

Директор ООО «Компания ЛТМ»

Кл юхи н А.В .                           - организационно- технические решения и конструкция системы

Менеджер коммерческого

отдела Сорокина А.А.

2 . Подготовлены к утверждению и изданию Управлением перспективного проектирования, нормативов и координации пр о ектн о-изыск ате льски х работ Москомархитектуры.

3 . Утверждены приказом Москомархитектуры от 11.0 1. 2005 г. № 1.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение . 2

2. Назначение и область применения . 2

3. Конструктивное решение системы .. 4

4. Исходные данные для проектирования системы .. 19

5. Определение основных параметров системы .. 20

6. Прочностные расчеты .. 20

7. Теплотехнические расчеты .. 31

8. Состав проектно-сметной документации . 43

9. Технико-экономические показатели . 44

10. Основные положения по производству работ и системе контроля качества . 45

11. Правила эксплуатации системы .. 46

12. Перечень нормативных документов и литературы .. 47

1 . Введение

1.1 . Рекомендации являются методическим и справочным пособием для разработки проектов наружной отделки и утепления зданий и сооружений с применением навесной фасадной системы с вентилируемым воздушным зазором «СЕМ-СИСТЕМА».

1.2 . Навесные фасадные системы с вентилируемым воздуш н ым зазором являются одним из наиболее эффективных способов отделки и утепления наружных стен зданий различного назначения. К таким системам относится в частности «СЕМ-СИСТЕМА», где для наружной отделки зданий применяются высокого качества отделочные материалы - фибро цементны е облицовочные плиты « Cem - Stone », « Cynop » , « CemColor » , « CemColor Structure » , « CemColor Structure -Е », которые позволяют создавать выразительные архитектурные решения фасадов зданий. Фасадная система «СЕМ- СИСТЕМА» достаточно широко опро биро вана на построенных и реконструированных зданиях, в том числе в г. Москве. На ри с. 1.1 - 1.3 приведены фотографии зданий с отделкой и утеплением фасадной системой «СЕМ - СИСТЕМА».

1.3 . Разработчиком фасадной системы «СЕМ - СИСТЕМА», изготовителем и поставщиком элементов систем является « LTM Company OY » (Финлян д и я)*).

*) Информацию о системе можно получить в ООО «Компания ЛТ М» (Москва), ад рес и телефон которой приведены на стр. 71.

1.4 . На навесную фасадную систему «СЕМ - СИСТЕМА» выдано техническое свидетельство Госстроя России № ТС-0 7-0 980-04 от 07.04.2004 г.

1.5 . Рекомендации содержат следующие данные: назначение и область применения систем, конструктивные реше н ия систем, состав исходных данных для проектирования, методики расчетов всех расчетных параметров систем, способы производства работ, правила эксплуатации систем и их технико-экономические показатели.

2 . Назначение и область применения

2.1 . «СЕМ-СИСТЕМА» предназначена для фасадной отделки и теплоизоляции наружных стен в соответствии со СНиП II-3-79* (и з д. 98 г.), СНиП 23-02-2003 и МГСН 2.01-99 .

2.2 . Систему допускается применять для строя щ ихся и реконструируемых зданий в г. Москве с несущими конструкциями наружных стен из кирпича, бетона и других материалов плотностью более 600 кг /м3.

Допускаемую этажность зданий в соответствии с требованиями пожарной безопасности устанавливают в зависимости от степени о гн есто йкости и классов конструкционной и функциональной пожарной опасности здания.

Рис. 1 .1 . З д ание в г. Хельс и нки ( Финляндия ).

Рис . 1 .2 . Зд ание Нагорного отд еления Сбербанка, г. Москва, ул. Каховка, д. 21.

Ри с. 1 .3 . Здание офиса страховой компании «РОСНО » г . Москва , О з ерковская н аб ., д . 30.

3 . Конструктивное решение системы

3.1 . Система, являясь многослойной конструкцией, включает следующие элементы: металлический несущий каркас, прикрепленный к основанию (несущим конструкциям наружной стены), слой негорючего минера л оватн ого утеплителя (в случае необходимости укрытый пленкой типа « TYVEK »1), также прикрепленный к основанию, и фасадный облицовочный слой из фибр о цем ентн ых плит марок « CemStone », « Cynop » , « CemColor » , « CemColor Structure » , « CemColor Structure -Е » , прикрепленных к элементам (к в ертикальным профилям) несущего каркаса. При этом между облицовочным слоем и слоем утеплителя устраивается вентилируемый воздушный зазор, с помощью которого влага, накапливающаяся в утеплителе, эффективно удаляется (рис. 3.1 - 3.2 ). Возможен вариант применения этих систем без утеплителя только в качестве фасадной отделки зданий.

1 Пленка на чертежах условно не показа н а.

3.2 . Несущий каркас системы включает кронштейны, несущие горизонтальные L -о бразны е профили, несущие вертикальные П-о бразны е и Z -о бразны е профили, крепежные детали и другие изделия.

3 . 2.1 . Кронштейны - это элементы, которые с помощью дюбелей и анкерных болтов соединяют несущий каркас с основанием. Для сокращения т епл опот ерь кронштейны примыкают к основанию через паро нито вую прокладку. Кронштейны имеют длину от 50 до 250 мм и позволяют сделать систему со слоем утеплителя до 250 мм. К кронштейнам присоединяются горизонтальные L -о бразны е профили на саморезах.

Кронштейны воспринимают вертикальные нагрузки от собственного веса элементов системы и горизонтальные - от ветрового давления (напора, отсоса). В системе применяются кронштейны 2-х типов: с обычными и с овальными отверст и ями. Кронштейны с овальными отверстиями позволяют горизонтальному профилю перемещаться вследствие темп ературных деформаций. Чертежи кронштейнов, несущих горизонтальных и вертикальных профилей, угловых и шовных планок представлены на рис. 3.3 - 3.5.

3.2.2 . Каркас представляет собой перекрестную конструкцию, выполненную из гнутых стальных оцинкованных профилей. Горизонтальные на п равляющие крепятся к кронштейнам и изготовлены в виде L -о бразны х профилей (равнополочных уголков). Вертикальные направляющие прикрепляются к горизонтальным на саморезах и выполнены из П-о бразны х и Z -образн ы х профилей.

3.2.3 . Кронштейны выполняются из оцинкованной стали толщиной 2 - 5 мм марки Ст 08 П С-5 по ГОСТ 14918-80 или DX 51 D -2275-МАС по EVS - EN 10204 / 22, вертикальные и горизонтальные профили - из оцинкованной стали толщиной 1 ,2 мм Ст 08 ПС ХП по ГОСТ 14918-80 или DX 51 D -2275-МАС по EVS - EN 10204/22, оконные и дверные откосы, отливы - из стали тонколистовой оцинкованной толщиной 0,6 - 1,5 мм по ГОСТ 14918-80 с полимерным покрытием, угловые и шовные планки из алюминиевых сплавов А М г2М и АМг 2Н толщиной 0,7 мм по ГОСТ 4784-97 .

3.2.4 . Ко н такт стальных детале й с алюмини евыми следует исключить за счет прокладки между ними полимерных шайб или окраски стальных деталей.

3 . 3 . Конструктивные решения системы у внешнего и внутреннего углов здания, у оконных проемов, у цоколя и на парапете представлены на рис. 3.6 ¸ 3.17 .

3.4 . Теплоизоляционный слой выполняется из минера л оватны х плит, которые устанавливают в один или в два слоя и крепят к стене тарельчатыми дюбелями.

3.5 . Облицовку фасадов здания выполняют из фибр оц ем ентны х плит, отличающихся различными вариантами декоративных покрытий:

- « CemStone » - с покрытием крошкой натурального камн я (19 кг/м2 );

- « Cynop » - с ак рил атны м покрытием (14 кг /м2);

- « CemColor » - с высококачественным полиурет ановым покрытием (14 кг /м2);

- « CemColor Structure » - с высококачественным структурным акрилатным покрытием (14 кг/м2).

Указанные типы плит изготавливаются на основе фибр о цементны х плит толщиной 8 мм марки « MINERIT HD » производства фирмы « MINERIT OY AB » (Финляндия). Стандарт ный типоразмер плит 11 94 мм на 2440/2780/3050 мм.

- « CemColor Structure -Е » - с высококачественным структурным акрилатным покрытием (1 4 кг/м2) изготавливаются на основе фиброцементных плит толщиной 8 мм марки « ETERPLAN - N » производства фирмы « ETERNIT AG » (Германия). Стандартный типоразмер плит 1250 мм на 2500/2800/3100 мм.

3 . 5.1 . Фибр о цементны е плиты могут закрепляться на фасаде горизонтально или вертикально (по положению длинной стороны).

3.5.2 . При креплении облицовочных плит необходимо учитывать, что расстояние L от саморезов до верхней или нижней кромок плиты:

- при горизонтальном расположении плит - 30 мм;

- при вер т икальном расположении плит длиной:

до 1 м - 50 мм;

от 1 м до 1,5 м - 10 0 м м;

свыше 1, 5 м - 15 0 мм.

3.6 . Изделия и материалы, разрешенные для применения в системе, и требования, которым они должны отвечать, приводятся в разделах 2 и 4 приложений к Техническим свидетельствам Госстроя РФ на эту систему.

1 . Существующая стена. 2. Кронштейн. 3. Анкерный дюбель. 4. Утеплитель. 5. Лента EPDM . 6. L -о бразны й горизонтальный профиль. 7. П-образны й вертикальный профиль. 8. Z -о бразны й вертикальный профиль. 9. Планка вертикального шва. 10 . Самонарезающий винт для плит. 11. Самонарезающий оцинкованный винт для каркаса. 12. Тарельчатый дюбель для крепления утеплителя. 1 3. Плиты облицовочные. 1 4. Планка горизонтального шва.

Рис. 3 .1 . Фасадная система «СЕМ-СИСТЕ МА» с горизонтальным расположением плит.

1 . Существующая стена. 2. Кронштейн. 3. Анкерный дюбель. 4. Утеплитель. 5. Лента EPDM . 6. L -о бразны й горизонтальный профиль. 7. П-о бразны й вертикальный профиль. 8. Z -о бразны й вертикальный профиль. 9. Планка вертикального шва. 10. Самонарезающий винт для плит. 11. Самонарезающий оцинкованный винт для каркаса. 12. Тарельчатый дюбель для крепления утеплит еля. 13. Плиты облицовочные.

Рис. 3.2 . Фасадная сис т ема « СЕМ-СИСТ ЕМА» с вертикальным расположением плит.

Ри с. 3 .3 . Кронштейн (КР).

Z -образн ы й вертикальный профиль (П- Z )

L - образн ы й горизонтальный профиль (П- L )

П -образны й вертикальный профиль (П -П)

Рис. 3.4 . Несущ ие вертикальные и гориз онтальные профили (п оперечное сечение).

Планка вертикального шва (ПВШ)

Планка наружного угла (ПНУ)

Планка горизонтального шва (П Г Ш)

Планка наружного угла (ПНУ)

Рис. 3.5 . Планки для расшивки швов и углов (поперечное сечение).

1 . Существующая стена. 2. Кронштейн. 3. Анкерный дюбель. 4. L -о бразны й горизонтальный профиль. 5. Z -о бразны й вертикальный профиль. 6. Тарельчатый дюбель для крепления утеплителя. 7. Паронит овая прокладка. 8. Минерал оватны й утеплитель. 9. Плиты облицовочные. 10. Лента EPDM . 11. Воздушная прослойка. 12. Планка вертикального шва. 13. Самонарезающий винт для плит. 14. Самонарезающий оцинкованный винт для каркаса.

Рис. 3.6 . Горизонтальный разрез системы по наружному углу.

1 . Существующ ая стена. 2. Кронштейн. 3. Анкерный дюбель. 4. L -о бразны й горизонтальный профиль. 5. Z -о бразны й вертикальный профиль. 6. Тарельчатый дюбель для крепления утеплителя. 7. Парон ит овая прокладка. 8. Минерал оватны й утеплитель. 9. Плиты облицовочные. 10. Лента EPDM . 11 . Воздушная прослойка. 12. Планка вертикального шва. 13. Самонарезающий винт для плит. 14. Самонарезающий оцинкованный винт для каркаса.

Рис. 3.7 . Горизонтальный разрез системы по внутреннему углу.

1 . Су щ ествующая стена. 2. Кронштейн. 3. Анкерный дюбель. 4. L -о бразны й горизонтал ьный профиль. 5. П-о бразны й вертикал ьный профиль. 6. Тарельчатый дюбель для крепления утеплителя. 7. Паронит ов ая прокладка. 8. М инерал ов атны й утеплитель. 9. Плиты облицовочные. 10. Лента EPDM . 11. Воздушная прослойка. 12. Планка горизонтального шва. 13. Самонарезающий винт для плит. 14. Самонарезающий оцинкованный винт для каркаса .

*) - L см. п. 3.5.2

Ри с. 3.8 . Вертикальный разрез системы по горизонтальному шву.

1 . Существующая стена. 2. Кронштейн. 3. Анкерный дюбель. 4. L -о бразны й горизонтальный профиль. 5. П-о бразны й вертикальный п рофиль. 6. Тарельчатый дюбель для крепления утеплителя. 7. Паронитовая прокладка. 8. Ми нерал оват ны й утеплитель. 9. Плиты облицовочные. 10. Лента EPDM . 11. Воздушная прослойка. 12. Планка вертикального шв а. 13. Самонарезающий винт для плит. 14. Самонарезающий оцинкованный винт для каркаса.

Ри с. 3.9 . Горизонтальный разрез системы по верти кальному шву.

1 . Существующая стена. 2. Кронштейн. 3. Анкерный дюбель. 4. L -о бразны й горизонтальный профиль. 5. П-образны й вертикальный профиль. 6. Тарельчатый дюбель для крепления утеплителя. 7. П аронитовая прокладка. 8. М инерал оватны й утеплитель. 9. Плиты облицовочные. 10. Лента EPDM . 11 . Воздушная прослойка. 12. Оцинкованная сталь δ = 0,7 м м. 13. Самонарезающий винт для плит. 14. Самонарезающий оц инкованный винт дл я каркаса.

*) - L см. п. 3.5.2

Рис. 3.10 . Вертикальный разрез примыкания сис т емы к парапету.

1 . Сущес т вующая стена. 2. Кронштейн. 3. Анкерный дюбель. 4. L -о бразны й горизонтальный профиль. 5. П-о бразны й вертикальный профиль. 6. Тарельчатый дюбель для крепления утеплителя. 7. Паронито в ая прокладка. 8. Минерал оватны й утеплитель. 9. Плиты облицовочные. 10. Лента EPDM . 11. Воздушная прослойка. 12. В одоизоляционн ая паро про ниц аемая лента. 13 . Самонарезающий винт для плит . 14. Самонарезающий оцинкованный винт для каркаса. 15 . Цокольная планка. 1 6. Утепленный цоколь.

*) - L см. п. 3.5.2

Рис. 3 .11 . Вертикальный разрез примыкания системы у цоколя.

* ) - L см. п . 3.5.2

1 . Существующая стена. 2. Кронштейн. 3. Анкерный дюбель. 4. L -о бразны й горизонтальный профиль. 5. П-о бразны й вертикальный профиль. 6. Тарельчатый дюбель для крепления утеплителя. 7. П аронитов ая прокладка. 8. М инерал оватный утеплитель. 9. Плиты облицовочные. 10. Лента EPDM . 11 . Воздушная прослойка. 12. Планка горизонтального шва. 13. Самонарезающий винт для плит . 14. Самонарезающий оцинкованный винт для каркаса. 15. Плита балкона (козырька). 16. Оцинкованная сталь δ = 0,7 мм. 17. Термовкладыш. 18. Гидроизоляция.

Рис. 3.12 . Вертикальный разрез примыкания системы к балкону (козырьку ).

1 . Сущест вующая стена. 2. Кронштейн. 3. Анкерный дюбель. 4. L -о бразны й горизонтальный профиль. 5. П-о бразны й вертикальный профиль. 6. Z -о бразны й вертикальный профиль. 7. Тарельчатый дюбель для крепления утеплителя. 8. Паронит овая прокладка. 9. Минерал ов атны й утеплитель. 10. Плиты облицовочные. 11. Лента EPDM . 12. Воздушная прослойк а. 13. Оцинкованная сталь δ = 0 ,7 м м. 14. Самонарезающий винт для плит. 15. Самонарезающий оцинкованный винт для каркаса. 16. Пенный утеплитель. 17. Изоляционная саморасширяющаяся паропро ницаем ая лент а. 18. Паро изоляционная лента.

*) - L см. п. 3.5.2

Рис. 3.1 3 . Вертикальный разрез примыкания системы к верхней части оконного проема.

1 . Существующ ая стена. 2. Кронштейн. 3. Анкерный дюбель. 4. L -о бразны й горизонтальный профиль. 5. П-образны й вертикальный профил ь. 6. Z -о бразны й вертикальный профиль. 7. Тарельчатый дюбель для крепления утеплителя. 8. Паронито вая прокладка. 9. Минерал ов атный утепл итель. 10. Плиты облицовочные. 11 . Лента EPDM . 12. Воздушная прослойка. 13. Оцинкованная сталь δ = 0 ,7 м м. 14. Самонарезающий винт для плит. 15. Самонарезающий оцинкованный винт для каркаса. 1 6. Пенный утеплитель. 17 . Водоизо ляционная п ароп ро ницаемая лента. 18. Паро изо ляционная лента.

*) - L см. п . 3.5.2

Рис. 3.14 . Вертикальный разрез примыкания системы к верхней части оконного проема (вариант).

1 . Существующая стена . 2. Кронштейн. 3. Анкерный дюбель. 4. L - образны й горизонтальный профиль. 5. П-о бразны й вертикальный профиль. 6. Тарельчатый дюбель для крепления утеплителя. 7. Паро нит овая прокладка. 8. М инерал оватны й утеплитель. 9. Плиты облицовочные. 10. Лента EPDM . 11. Воздушная прослойка. 12. Оцинкованная ст ал ь δ = 0, 7 м м. 13. Самонарезающий винт для плит. 14. Самонарезающий оцинкованный винт для каркаса. 15. Пенный утеплитель. 16. Водоизоляционная паропрон иц аемая лента. 17 . Паро изоляционная лента.

*) - L см. п. 3.5.2

Рис. 3.15 . Вертикальный разрез примыкания системы к нижней части оконного проем а.

1 . Существующая стена. 2. Кронш т ейн. 3. Анкерный дюбель. 4. L -о бразны й горизонтальный профиль. 5. П-о бра зны й вертикальный профиль. 6. Тарельчатый дюбель для крепления утеплителя. 7. Паронит ов ая прокладка. 8. Минерал ов атны й утеплитель. 9. Плиты облицовочные. 10. Лента EPDM . 11. Воздушная прослойка. 12. Оцинкованная сталь δ = 0 , 7 мм. 13. Самонарезающий винт для плит. 14. Самонарезающий оцинкованный винт для каркаса. 15. Пенный утеплитель. 16 . Водоизо ляционная паро проницаемая лента. 17. Паро изоляционная лента.

* ) - L см. п. 3.5.2

Рис. 3.16 . Вертикальный разрез примыкания системы к нижней части оконного проема (вариант).

1 . Существующая стена. 2. Кронштейн. 3. Анкерный дюбель. 4. L -о бразны й горизонтальный профиль. 5. Z -о бразны й вертикальный профиль. 6. Тарельчатый дюбель для крепления утеплителя. 7. Паронит овая прокладка. 8. Минерал оватны й утеплитель. 9. Плиты облицовочные. 10. Лента EPDM . 11 . Воздушная прослойка. 12. Оцинкованная сталь δ = 0,7 мм. 13 . Самонарезающий винт для плит. 14. Самонарезающий оцинкованный винт для каркаса. 15 . Пенный утеплитель. 16. Изоляционная саморасширяющаяся п аро про ницаем ая лента. 17. Паро изоляционная лента.

Рис. 3.17 . Горизонтальный разрез системы по оконному откосу.

1 . Существующая стена. 2. Кронштейн. 3. Анкерный дюбел ь. 4. L -о бразны й горизонтальный профиль. 5. Z -о бразны й вертикальный профиль. 6. Тарельчатый д юбель для крепления утеплителя. 7. Паронит ов ая прокладка. 8. Минерал ов атны й утеплитель. 9. Плиты облицовочн ые. 10. Лента EPDM . 11 . Воздушная прослойка. 12. Оцинкованная сталь δ = 0,7 мм. 13. Самонарезающий винт для плит. 14. Самонарезающий оцинкованный винт для каркаса. 15. Пенный утеплитель. 16. Водоизо ляционная п аро про ницаемая лента. 17. Паро изоляционн ая ле нта.

Рис. 3.18 . Горизонтальный разрез сист е мы по оконному откосу (вариант).

1 . Существующая стена . 2. Кронштейн. 3. Анкерный дюбель. 4. L -о бразны й горизонтальный профиль. 5. П-о бразны й вертикальный профиль. 6. Тарельчатый дюбель для крепления утеплителя. 7. Паро нит овая прокладка. 8. Минерал ов ат ны й утеплитель. 9. Плиты облицовочные. 10. Лента EPDM . 11. Воздушная прослойка. 12. Парный кронштейн с овальным отверстием. 13. Самонарезающий винт для плит. 14. Самонарезающий оцинкованный винт для каркаса. 15. Планка вертикального шва.

Рис . 3.1 9 . Горизонтальный разрез системы по вертика л ьному шву над окном.

1 . Существующая стена. 2. Кронштейн. 3. Анкерный дюбель. 4. L -о бразны й горизонтальный профиль. 5. П-образны й вертикальный профиль. 6. Z -образн ы й вертикальный п рофиль. 7. Тарельчатый дюбель для крепления утеплит еля. 8. Паронитов ая прокладка. 9. Минерал ов атны й утеплитель. 10. Плиты облицовочные. 11. Лента EPDM . 12 . Воздушная прослойка. 13 . Планка вертикального шва. 14. Самонарезающий винт для плит. 15. Самонарезающий оцинкованный винт для каркаса.

Рис. 3.2 0 . Горизонтальный разрез системы по вертикальному стыку панелей (вариант).

4 . Исходные данные для проектирования системы

4. 1 . Пр о ектн о-с мет ная документация на систему для конкретного объекта разрабаты вает ся на основе задания на проектирование, подготовленного в соотв етствии с существующим в г. Москве порядком и утвержденного заказчиком. Задание на проектирование обязательно должно содержать требование о соответствии системы СНиП II-3-79* (из д . 98 г. ), СНиП 23-02-2003 и МГСН 2.01-99 .

4.2 . Задание на проектирование должно включать следую щ ие исходн ые данные:

- архитектурные чертежи фасадов здания, включающие данные о факт уре и цвете облицовочных материалов, чертежи архитектурных деталей (карнизов, обрамления проемов и т.п.) и другие необходимые данные, если это не входит в состав работ по данному заданию;

- строительные чертежи наружных стен от фундаментов до парапетов, включая узлы, поясняющие решение и размеры всех конструкций;

- данные от разработчиков фундаментов о величине допустимой дополнительной нагрузки на стены здания или заключение компетентной организации о несущей способности фундаментов здания;

- план участка, где расположено здание.

Для реконструируемых зданий задание на проектирование дополнительно должно содержать акт обследования наружных стен здания , где указывается состояние поверхности фасадов, результаты испытаний на усилия, с которым принятые дюбели можно вырвать из стены и геодезическую съемку поверхностей фасадов с данными о величине отклонений их отдельных участков от верт икал ьной плоскости.

4 . 3 . В составе задания на проектирование должно быть Приложение к Техническому свидетельству Госстроя России на эту фасадную систему.

5 . Определение основных параметров системы

5 .1 . К основным параметрам системы следует отнести:

- тип и размер облицовочных материалов и способ их крепления к несущему каркасу;

- характеристику принятых плит утеплителя: марку, размеры, плотность, теплопроводность, наличие или отсутствие защитного слоя;

- величину воздушного зазора;

- схему размещения на фасаде здания кронштейнов, горизонтальных и вертикал ь ных профилей со всеми необходимыми размерами, в том числе, расстояние от основания до экрана;

- марку дюбелей для крепления кронштейнов несущего каркаса к основанию;

- марку дюбелей для крепления плит утеплителя к основанию.

5.2 . Тип и размер облицовоч н ых плит, их цвет и фактуру поверхности оп ределяет главный архитектор проекта, если эти данные не приведены в задании на проектирование системы.

5.3 . Выбор плит утеплителя выполняется на основании теплотехнических расчетов, методика которых приводится ниже. Там же (в разделе «Теплотехнические расчеты») приводится методика определения величины воздушного зазора

В случае применения плит утеплителя с кашир о ванной поверхностью можно обойтись без гидроветрозащитной мембраны.

5.4 . Схема размещения на фасаде здания элементов несущего каркаса разрабатывается, исходя из следующих данных:

- размеров по ширине облицовочных плит, вертикальный шов между которыми должен располагаться в центре вертикального профиля;

- геометрии фасада здания , размещении на фасаде проемов, балконов, карнизов и других отступающих (выступающих) от плоскости фасада элементов для минимизации применения облицовочных плит с нестандартными размерами;

- результатов прочностных расчетов системы, благодаря которым, в том числе, уточняется шаг по горизонтали и по вертикали установки кронштейнов;

- расстояния от основания до экрана , принятого на основании теплотехнических расчетов, при этом следует учитывать величину фактических отклонений фасада от проектного положения.

5.5 . Марку дюбелей для крепления кронштейнов и утеплителя выбирают с учетом результатов прочностных расчетов системы, материала основания, паспортных данных рассматриваемых дюбелей и резул ь татов испытаний принятых дюбелей на выдергивание.

6 . Прочностные расчеты

6.1 . Методические предпосылки

Прочностные расчеты включают проверку прочности и деформаций металлических профилей, анкерных болтов и стержней, несущих нагрузки от их собственной массы, массы облицовочных плит, утеплителя и от давления ветра , стыковых соединений профилей между собой, их креплений к основным несущим конструкциям здания.

Нагрузки от собственной массы облицовочных плит и утеплителя принимаются по техническим условиям или паспортным данным предприятий-изготовителей. Временные нагрузки от ветра принимаются по [ 4 ], в данном случае для I ветрового района. Кроме того, учитываются дополнительные коэффициенты к ветровым нагрузкам в соответствии с письмом ЦНИИ СКа № 1-945 от 14 .11. 2001 г. Нагрузку от собственной массы профилей в случаях, когда она относительно мала, возможно не учитывать.

Усилия: изгибаю щ ие моменты, поперечные и продольные силы, прогибы определяются с использованием основных положений сопротивления материалов и строительной механики. Коэффициенты надежности по нагрузкам γf , а также единый коэффициент надежности по ответственности γ п = 0,95 принимаются по [ 4].

Физико-механические характеристики материалов профилей, их соединений и крепежных элементов следует принимать по [ 6].

При проверке прочности и деформаций элеме н тов и стыковых соединений формулы [ 6] трансформируются по форме к условиям примеров.

Подробно методика расчета проиллюстрирована в приводимом н иже п римере (п. 6.4). В примере исходные параметры даны для конкретных материалов и конст рукций (п. 6.2). В то же время приведенная методика, где все расчетные форму лы даются как в буквенном, так и в числовом выражениях со ссылками на нормати вны е источники, может быть использована и для других вариантов и сочета ний материалов и конструктивных решений.

Приняты обозначения: M в - изгибающий момент от вертикальной на г рузки; M г - то же от горизонтальной, K спр - табличные коэффициенты по [ 24].

6.2 . Характерист и ки матери алов

Расчетные сопротивления несущих профилей, изготовленных из оцинкованной стали, по данным производителя ( МП а): профилей: на растяжение, сжатие и изгиб Ry = 215, на сдвиг Rs = 12 5; на смятие Rlp = 1 55; модуль упругости E = 2,06 · 105. Коэффициент условий работы γ с = 1.

Расчетные сопротивления стальных болтов и самонарезающих винтов по [ 6] (МПа): на растяжение R в t = 17 0; на срез R в s = 150. Коэффициент условий работы на срез и смятие γ в = 0,8.

Тип, конструкция и допускаемое усилие на 1 болт с дюбелем подбираются по каталогам фирм с учетом материала и состояния стены.

Расчетное сопротивление фибр о цементны х листов на изгиб Rt в = 12 МПа; модуль упругости E = 13 · 103 МПа.

Утеплитель - м ин ерал оватн ые плиты « Венти -Баттс» плотностью γ = 11 0 кг /м3, толщиной δ = 160 мм. Прочность на сжатие при 10 % деформации 0,02 МПа.

6.3 . Расчетные схемы

Направления координатных осей приняты:

ось x - горизонтальная в плоскости стены;

ось y - горизонтальная по нормали к стене;

ось z - вертикальная в плоскости стены.

Расчетная схема облицовки - т рехп ро летн ая неразрезная плита, шарнирно опертая на опорах (рис. 6.1) .

Расчетная схема вертикальных направляющих профилей - трехпролетная неразр е зная балка, шарнирно закрепленная на опорах (рис. 6.2).

Пролеты в направлении оси « z » соответствуют шагам кронштейнов.

К вертикальным профилям прикладывается вертикальная нагрузка от веса о б лицовочных плит и горизонтальная ветровая нагрузка.

Расчетная схема горизонтальной направляющей - трехпролетная балка, не ра зрезная на средних опорах и шарнирно закрепленная на крайних опорах (рис. 6.3). На горизонтальную направляющую передаются нагрузки от вертикальн ых профилей.

Расчетная схема кронштейнов - консоль с вылетом ey (рис. 6.4), диктуемым толщи ной слоя утеплителя. На кронштейны через горизонтальные профили передаются верт ик альные и ветровые нагрузки.

Рис. 6 .1 . Расчетная схема фибро цементн ой облицовки на действие горизонтальной ветровой нагрузки.

Ри с. 6.2 . Расчетные схемы вертикальной направляющей.

а - на вертикальные нагрузки; б - на горизонтальные нагрузки.

Рис. 6.3 . Расчетная схема горизонтальной направляющей.

а - на вертикальную нагрузку; б - на горизонтальную нагрузку.

Рис. 6.4 . Расчетная схема кронштейна.

а - схема приложения усилий; б, в, г - эпюры M , N и Q .

Соед и нения кронштейна с горизонтальной направляющей и со стеной приняты рамного типа, т.е. способные воспринимать изгибающие моменты. Расчетная схема крепления кронштейнов к стене принята с учетом возможности восприятия как горизонтальных сил, так и изгибающ его момента от вертикальной наг рузки (см. рис. 6.4).

Расчетная схема распорных стержней для крепления утеплителя - консо л ь с вылетом ly = δ ут .

Соединения между профилями и со стеной, рассчитываются на действие усилий среза, растяжения, изгиба и в ыры ва от совместного действия вертикальной и ветровой нагрузок.

6.4 . Пример расчета

6.4.1 . Ис х одные данные

В да н ном примере принят вариант с облицовочными плитами из фибро цем ентн ого листа плотностью γ = 17 50 кг /м 3 , толщиной δ = 8 мм. Толщина стенок вертикальных и горизонтальных направляющих из оцинкованной стали δ = 1,2 м м ; кронштейнов - δ = 3 мм.

Шаги вертикальных направляющих профилей и к ро ншт ейн ов вдоль здания l x = 0,6 м, шаги кронштейнов и горизонтальных профилей по вертикали l z = 0,7 м.

Крепление вертикальных и горизонтальных направляющих между собой и к кронштейнам, облицовочных плит к вертикальным профилям - саморезами Æ 4 мм.

Крепление кронштейна к стене - одним стальным болтом Æ 8 мм с дюбелем.

Утеплитель - минера л ов атн ые плиты - по п. 6.2, крепится к стене независимо от облицовки, стальными распорными стержнями Æ 5 мм с шля п ками Æ 80 мм.

6.4.2 . Нагрузки

Вертикаль н ые нагрузки (Па): от веса облицовочных плит: нормативная qzn = 1750 · 8 · 10-3 · 10 1 = 140; расчетная qz = γf · qzn = 1,2 · 140 = 168, передаваемая на верти к альны й профиль с эксцентриситетом ey = 11 мм; от веса утеплителя - расчетная q ут. = γ f · γ · δ = 1,3 · 11 0 · 160 · 10-3 · 101 = 229 Па. Собственным весом профилей пренебрег аетс я.

Горизонтальные нагрузки от ветрового давления приняты для высоты Н = 75 м; норматив ное значение вет рового давления для I ве т рового района wo = 230 Па; коэффициент « K » для зданий высотой 75 м, тип местности «В», по табл. 6 [ 4 ] K = 1,41; аэродинамический коэффициент принимается максимальным - для угловых зон здания С = | -2|; коэффициент γ p = 1, 3, учитывающий пульс ационную составляющую ветровой нагрузки и коэффициент γm = 1, 2 увеличения средней величины ветрового давления при расчете узлов крепления - по рекомендации ЦН ИИСК, как дополнение к [ 4 ].

Нормативная в е тровая нагрузка qyn = wn = 230 · 1, 41 · | -2| · 1, 3 = 843 Па, расчетные нагрузки при коэффиц иенте надежности по нагрузке γf = 1, 4 · |2|: для элементов qy = 1,4 · 843 = 11 80, для узлов кре плений q y , 2 = 1, 2 · 118 0 = 141 6 Па.

Расчет для средних зон фасада отличается величиной аэродинамического коэффициента С = 0,8 и определением коэффициента γ p по формуле (8) [ 4].

Далее расчет профилей и их креплений производится лишь для участков о коло у глов здания. При этом в средних зонах фасада для некоторых элементов и узлов образуется небольшой запас прочности. Во избежание перерас хода материалов при необходимости в конструкцию могут быть внесены коррективы с соответствующим перерасчетом прочности и жесткости несущих элементов и их крепл ени й.

6.4 . 3 . Р а счет фиброцем ент ной облицовки

Геометрические характеристики

Для вертикального сечения условной шириной 1 м: δ = 8 мм; b = 1000 мм; A = 8000 мм2; Wz = 1000 · 8 2 /6 = 10667 мм 3 ; J = 1000 · 8 3 /12 = 42667 мм 4 ; S z = 1000 · 8 2 /8 = 8 000 мм3; t = 10 00 м м.

Определение усилий

Вертикальные усилия от собственного веса фибр о цементны х плит на 1 м2 (Па), нормативное Nzn = γ · δ = 1750 · 0,008 · 10 1 = 140 ; расчетное Nz = γf · Nzn = 1,2 · 1 40 = 1 68.

Горизонтальные усилия от ветровой нагрузки по п. 6.4.2 ( Па ): qyn = 843; qy = 1 180.

Изгибом плит в своей плоскости можно пренебречь, поэтому определение изгибающих моментов и поперечных сил от вертикальной нагрузки не требуется. Изгибающие моменты от горизонтальной нагрузки в вертикальной полосе условной шириной b z = 1 м:

нормативной M г n = K спр. · b z · qzn · l x 2 = 0 , 125 · 1 · 843 · 0,6 2 = 37,9 Нм;

расчетной M г = γf · M г n = 1, 4 · 37,9 = 5 3, 1 Нм.

Поперечная сила Qy = qy · b z · l x /2 + M г / l x = 1180 · 1 · 0,6/2 + 53,1/0,6 = 442,5 Н.

Проверка прочности на изгиб

По известной формуле M г · γf / Wz = 53,1 · 103 · 0,95/10667 = 4,7 МП а < Rt в = 12 МП а; прочность облицовочных листов на изгиб обеспечивается

Проверка жесткости

По известной формуле [ 24]

f / l x = 0,97/600 = 1/619 < [ f / l ] = 1/200, жесткость облицовки достаточ н а.

6.4.4 . Расчет верт и кальн ого направляющего профиля

Геометрические характеристики

Для поперечного сечения: A = 216 мм 2 ; An = 204 мм 2 ; J x = 14661 мм 4 ; Wx = 1086 мм 3 ; S x = 754 мм 3 ; t = 2 δ = 2 · 1, 2 = 2,4 мм.

Усилия

Нагрузки на 1 м профиля (Н/ м).

- вертикальные от плит: нормативная pzn = q z n · l x = 140 · 0 , 6 = 84; расчетная pz = q z · l x = 168 · 0,6 = 101; эксцентриситет eyc = 11 мм;

- горизонтальные от ветра: нормативная pyn = q y n · l x = 843 · 0,6 = 506; расчетная py = q y · l x = 11 80 · 0 ,6 = 708.

Изгибающие моменты в плоскости, перпендикулярной стене (Н м ):

- от вертикальной нагрузки: нормативной M в n = K спр. · pzn · l z · ey = 0,5 · 84 · 0,7 · 0,0 11 = 0,3; расчетн ой M в = K спр. · pz · l z · ey = 0,5 · 101 · 0,7 · 0,0 11 = 0,4;

- от ветровой нагрузки: нормативной M г n = K спр. · pyn · l z 2 = 0,1 · 506 · 0,72 = 24,8; расчетной M г = K спр. · py · l z 2 = 0,1 · 708 · 0,72 = 34,7.

Продольное усилие Nz = pz · l z = 101 · 0 , 7 = 71 Н.

Поперечная сила Q y = py · l z /2 + M г / l z = 708 · 0,7/2 + 34,7/0,7 = 297 Н.

Проверка прочности на растяжение с изгибом

По формуле (50) [ 6] для сечения над средней опорой при наиболее невыгодном сочетании усилий (с максимальной величиной момента M г )

прочность на растяжение с изгибом обеспечивается.

Про в ерка на сдвиг

По формуле (29) [ 6]

прочность на сдвиг обеспечивается.

Проверка прочности крепления к горизонта л ьной направляющей

Крепление производится двумя стальными самонарезающими винтами (n s = 2) диаметром d = 4 мм, do = 3 мм, с расчетной площадью сечения одного самореза A n = 7 мм 2 , с расчетными сопротивлениями по п. 6.2.

Усилия, действующие на соединение.

Nz ,2 = γm · Nz = 1 ,2 · 71 = 85 Н ;

Ny ,2 = γm · py · l z = 1,2 · 708 · 0,7 = 595 Н.

По формулам (127 ) - (129) [ 6]:

на срез N z ,2 · γn = 85 · 0 ,95 = 81 Н < Rbs · γb · A n · ns = 15 0 · 0 ,8 · 7 · 2 = 1680 Н;

на растяжение N y ,2 · γn = 595 · 0 ,95 = 565 Н < Rbt · A n · ns = 170 · 7 · 2 = 2380 Н;

на смятие профиля под саморезом N z ,2 · γn = 81 Н < Rbp · γb · d o · δ · ns = 155 · 0,8 · 3 · 1,2 · 2 = 893 Н; прочность соединения на срез, растяжение и смятие обеспечивается.

Проверка жесткости

Проверяется прогиб в направлении оси «у», т.е. по нормали к стене, от действия нормативной ветровой нагрузки pyn = 506 Н/ м, с изгибающим моментом на средней опоре My n = 24,8 Н м.

По известной формуле [ 24]

f / l = 0,28/700 = 1 / 2500, что меньше предельно допустимой величины [ f / l ] = 1/200, жесткость профиля достаточна.

6.4.5 . Расчет горизонтальн о го профиля

Геометрические характеристики

Для поперечного сечения: δ = 1, 2 мм; A = 96 мм 2 ; J = 15438 мм 4 ; W = 520 мм3 ; S = 529 мм 3 ; t = δ = 1,2 мм.

Для полок на длине l x : δ = 1,2 мм; b = 600 мм; A = 720 мм 2 ; An = 714 мм2; Wx = 600 · 1,2 2 /6 = 144 мм 3 ; J x = 600 · 1, 23 /12 = 86,4 мм4; S x = 600 · 1,2 2 /8 = 10 8 мм3; t = b = 600 мм.

Усилия

Вертика л ьные и горизонтальные нагрузки от вертикального профиля передаются на горизонтальный профиль в виде сосредоточенных сил (см. рис. 6.3) на расстояниях 60 мм от оси опоры (кронштейна). Эти силы равны:

от вертикальной расчетной нагрузки P z = 0,5 · pz · l z = 0,5 · 101 · 0,7 = 35,4 Н ;

от горизонтальной расчетной нагрузки P y = 0,5 · py · l z = 0,5 · 708 · 0,7 = 248 Н.

Изгибающие моменты в поперечном сечении (Н м):

от вертикальной нагрузки: M в = K спр. · pz · l z = 0,033 · 35,4 · 0,6 = 0,7;

от горизонтальной нагрузки: M г = K спр. · py · l x = 0,033 · 248 · 0,6 = 4,9.

Поперечные силы (Н): Qz = P z + M в / l x = 35,4 + 0,7/0,6 = 36,6 Н;

Qy = P y + M г / l x = 248 + 4,9/0,6 = 256.

Изгибающий момент в вертикальной стенке (полке) от горизонтальной нагрузки на 1 м профиля: M г,ст = qy · l x · l z · z ст = 118 0 · 0,6 · 0 , 7 · 0,02 = 9,9 Нм.

Продольная сила в горизонтальной полке

Ny = qy · l x · l z = 118 0 · 0,6 · 0,7 = 496 Н.

Проверка прочности на изгиб и растяжение

Поперечного сечения по формуле (38) [ 6] на изгиб в двух плоскостях XOZ и YOZ :

прочность профиля на изгиб обеспечивается.

Вертикальной полки (стенки) по формуле (28) [ 6] на изгиб в плоскости YOZ :

M г,ст · γn / Wx = 9,9 · 10 3 · 0,95/144 = 65,3 МПа < Ry · γ c = 215 М П а; п рочность стенки на изгиб обеспечивается.

Горизонтальной полки по формуле (5) [ 6] на растяжение в направлении оси « Y »:

Ny · γn / A n = 496 · 0,95/7 14 = 0,66 МПа < Ry · γc = 215 МПа; прочность полки на растяжение обеспечивается.

Проверка прочности на сдвиг

Поперечного сечения в двух плоскостях:

по формуле (29) [ 6]

  результирую щ ее

прочность профиля на сдвиг в двух плоскостях обеспечивается.

Вертикальной полки (стенки) по формуле (29) [ 6 ]:

прочность стенки на сдвиг обеспечивается.

В горизонтальной полке поперечная сила значительно меньше, поэтому ее прочность на сдвиг также обеспечива ет ся, расчет не повторяется.

Проверка прочности крепления к кронштейну

Крепление производится двумя стальными самонарезающими винтами ( ns = 2) диаметром d = 4 мм, do = 3 мм, с расчетной площадью сечения одного самореза An = 7 мм2, с расчетными сопротивлениями по п. 6.2.

На соединение действует только горизонтальное усилие от ветровой нагрузки:

N y ,2 = γm · Ny = 1,2 · 496 = 595 Н.

По формулам (127) - (1 29) [ 6]:

на срез N y ,2 · γn = 595 · 0 ,95 = 565 Н < Rbs · γb · A n · ns = 15 0 · 0,8 · 7 · 2 = 1680 Н;

на смятие профиля под саморезами N y ,2 · γn = 565 Н < Rlp · γb · d o · δs · ns = 155 · 0,8 · 3 · 1,2 · 2 = 893 Н; прочность соединения на срез и смятие обеспечивается.

6.4.6 . Расчет кр о нштейна

Геометрические характеристики

Параметры поперечных сечений:

сплошного сечения: δ = 4 мм; b = 50 мм;

ослабленных отверстиями:

полки bn = 50 - 2 · 5 = 40 мм; An = bn · δ = 40 · 4 = 160 мм2;

стенки bn = 50 - 8 = 42 мм; An = 42 · 4 = 168 мм 2 ; Wxn = 42 · 4 2 /16 = 11 2 мм3; Jxn = 42 · 4 3 /12 = 224 мм 4 ; S xn = 42 · 4 2 /8 = 84 мм3; tn = bn = 42 мм.

Усилия

От расчетной вертикальной нагрузки Nz = pz · l z = 101 · 0,7 = 71 Н; то же от горизонтальной Ny = py · l z = 708 · 0,7 = 496 Н.

Изгибающие моменты в ослабленном сечении стенки (Нм) :

M в = Nz · l кр = 71 · 160 · 10 -3 = 11,4;

Мг = K спр. · Ny · e z = 0,5 · 496 · 25 · 10 -3 = 6,2.

Проверка прочн о сти на сжатие и растяжение с изгибом

В наиболее невыгодных условиях находится сечение стенки под болтом.

По формуле (50) [ 6] на сжатие с изгибом

прочность стенки на сжатие с изгибом обеспечивается; сечения по л ки подвергаются растяжению силой Ny и изгибу от моментов M в и M г , но так как моменты вычитаются (см. ри с 6.4), то суммарные напряжения в полке значите льно уменьшаются; прочность полки на растяжение с изгибом обеспечивается, расчет не повторяется.

Проверка п рочности на сдвиг

Наиболее напряжено, как и при изгибе, сечение стенки под болтом; усилие сдвига Qy = Ny = 496 Н.

по формуле (29) [ 6 ]

прочность стенки на сдвиг обеспечиваетс я ;

сечения полки при Qz = Nz = 71 Н значительно менее на п ряжены, и их прочность при сдвиге также обеспечивается.

6.4.7 . Расчет креплен и я кронштейнов к стене

Конструкция крепления

Крепление производится одним стальным болтом Æ 8 мм с расчетным диаметром do = 6,7 мм и расчетной площадью сечения: на растяжение A n = 35,2 мм2; на сдвиг и смятие A = 50 , 3 мм2.

Усилия (с коэффициентом γm )

Продольная сила Ny ,1 = γm · Ny = 1, 2 · 496 = 595 Н;

поперечная сила Qz ,1 = γm · Qz = 1,2 · 71 = 85 Н;

изгибающий момент M = γm ( M в + M г ) = 1,2(11,4 + 6,2) = 21,1 Нм;

плечо z = h к /3 = 50 / 3 = 17 мм.

Проверка прочности болт о вого соединения

Усилие растяжения в болте: от продольной силы N1 = N y ,1 = 595 Н; от момента N 2 = M / z = 21,1 · 10 3 /17 = 1241 Н; суммарное Ny = N 1 + N 2 = 595 + 1 241 = 18 36 Н. Усилие на срез и на смятие, приходящ ееся на болт, Qz ,1 = 85 Н.

По формуле (1 29) [ 6] на растяжение N · γn = 18 36 · 0,95 = 17 44 Н < Rbt · An = 170 · 35,2 = 5984 Н; по формуле (127) [ 6] на срез Qz ,1 · γn = 85 · 0 ,95 = 81 Н < R в s · γ в · A · ns = 15 0 · 0,8 · 35,2 · 1 = 4224 Н; прочность болта на растяжение и срез обеспечивается

По формуле [ 6] на смятие стенки кронштейна под болтом Qz ,1 · γn = 81 Н < R гр · d · δ · t = 155 · 8 · 4 · 1 = 4960 Н; прочность кронштейна на смятие под болтом обеспечивается.

Крепление болтов к стене

Вырывающее усилие равно Ny ,1 = 1836 Н. Под это усилие следует п о дбирать конструкцию дюбелей и болтов и условия их заделки в стену по каталогам ф ирм-изготовителей, в частности, швейцарской фирмы « MUNGO » .

6.4.8 . Расчет крепления утеплит е ля

На 1 м 2 стены принимается 4 распорных стержня: на 1 стержень с расчетной площадью сечения A = 19,6 мм 2 приходится A ут,1 = 0,25 м 2 .

При диаметре шля п ки d ш = 80 мм утеплитель может воспринять усил и е сжатия не более [ N ] = R ут · А ш = 0,02 · π · 80 2 /4 = 10 0,5 Н .

Контроль за ограничением этого усилия осуществляется по величине деформации обжатия утеплителя под шляпкой, которая при δут = 16 0 мм не должна превышать Δ = 0,1 · 160 = 16 мм.

Поперечная сила , приходящаяся на 1 стержень от веса утеплителя Q г = γm · q ут · A ут = 1 ,2 · 229 · 0,25 = 68,7 Н.

По формуле (127) [ 6] на срез Qz · γn = 68,7 · 0,95 = 65,3 Н < 150 · 0,8 · 19,6 = 2352 Н;

прочность стержней на срез обеспечивается.

7 . Теплотехнические расчеты

7.1 . Введение

В настоящем разделе анализируются принципы теплотехнического проек ти рования систем наружных стен с вентилируемыми воздушными прослойками межд у экраном и теплоизоляционным слоем, приводятся рекомендации по разл ичн ым техническим параметрам. Принципы теплотехнического проектирования включают методы теплотехнических расчетов, расчеты воздухообмена и влаг оо бмена в воздушных прослойках.

Методика теплотехнических расчетов базируется на требованиях поэле м ентного подхода СНиП II-3-79* (изд. 98 г.) [ 7], СНиП 23-02-2003 [ 8] и МГСН 2.01-99 [ 13]. Этот подход (п. 5.1а, б [ 7]) заключается в обеспечении соответствия приведенного сопротивления теплопередаче Ror наружных ограждений (средневзвешенное Ror на этаж) т ребуемому ( Roreq ) значению приведенного сопротивления теплопередаче (табл. 1 б СНиП II-3-79* (изд. 98 г.), табл. 4 СНиП 23-02-2003).

Методика расчета возд у хо и вл агоо бмена в наружных стенах основывается на требовании СНиП II-3-79* (изд. 98 г.) и СНиП 23-02-2003 по недопустимости накопления влаги в стенах за годовой период эксплуатации, а также накопления влаги в воздушных зазорах (прослойках) между экранами и утеплителем.

7.2 . Основные , используемые в тексте, понятия

Воздушная прослойка между утеплителем и экраном, вентилируемая наружным воздухом; швы, зазоры - приточные (воз ду хозаборны е) и вытяжные (возду ховы вод ящи е) отверстия. Путями прохождения наружн ого воздуха могут являться в основном горизонтальные стыковые швы элементов экрана, поскольку вертикальные, как правило, закрыты.

Условное сопротивление пар о прониц анию - приведенное, учитывающее сопротивление паропроницанию материалов экрана с учетом швов между облицовочными панелями.

7 . 3 . Основные положения по проектированию фасадны х систем наружных стен с вентилируемой воздушной прослойкой

При проектировании зданий с вентилируемыми фасадами следует учитывать уже принятые параметры системы:

- минимальный размер швов для притока воздух а рекомендуется 6 мм (при размерах плит экрана 600 ´ 600 мм) для Москвы. При больших размерах плит 11 90 ´ 2780 мм размер швов принят 8 мм, что проверяется расчетом.

- для рассматриваемого варианта расчетом проверяется толщина прослойки 20 - 40 мм*).

- площадь отверстий щели**) для вытяжки воздуха не должна быть менее се чения отверстий щели для притока

*) - м и нимально допустимая толщина прослойки 20 мм (см. расчет разд. 7.7.4)

**) - то же, что швы-зазоры.

7.4 . Правила теплотехнического п роект ирован ия наружных ограж д ени й с вентил и руемым фасадом

Теплотехническое проектирование наружных стен , где пр и меняются фасадные системы с вентилируемым воздушным зазором , выполняется в два этапа. Причем второй этап применяется , если после первого этапа расчетов не выявится надежность рассматриваемой конструкции в теплотехническом отношении .

Первый этап

Назначается конструктивное решение стены, в т.ч. размеры экранов, приточных и вытяжных щелей с учетом раздела 7.3.

Выполняется теплотехнический расчет наружной стены с экраном, при котором определяется необходимая толщина теплоизоляции.

Выполняется расчет в л ажностн ого режима стены по методике СНиП II-3-79* (изд. 98 г.) [ 7], СНиП 23-02-2003 [ 8] с учетом коэффициента пароп рониц аемости по глади экрана.

Если по результатам расчетов влаж н остный режим стены удовлетворяет требованиям норм строительной теплотехники [ 7], то на этом теплотехническое проектирование заканчивается.

Если по резул ь татам расчетов влажностный режим экранированных стен не удовлетворяет требованиям, то подбирается такой размер швов и экрана, чтобы с ними конструкция стены удовлетворяла действующим нормативным требованиям [ 7].

Если расчет влажностного режима наружного ограждения с вентилируемым фасадом показал невыполнение требований СНиП II-3-79* (изд. 98 г.) [ 7] , СНиП 23-02-2003 [ 8], а другой материал стены и экрана подобрать нельзя, то переходят ко второму этапу теплотехнического проектирования.

1 ) Определяется условн ое сопротивление пароп рониц ани ю экрана с учетом швов по методике раздела 7.6.6 .

2 ) С учетом этого показателя проводят расчет влажностного режима по методике СНиП II-3-79* (изд. 98 г .), СНиП 23-02-2003 .

3 ) При необходимости рассчитывается в л ажн остный режим рассматриваемой конструкции в годовом цикле с учетом средних месячных температур.

4 ) С учетом результатов расчета по пп. 2 , 3 анализируются результаты, при необходимости корректируются материалы и их толщины в конструкции с целью исключения вла го нак опл ени я в годовом цикле. Если проведенных упомянутых расчетов для определения применимости конструкции не достаточно, то расчет продолжается в следующей последовательности.

4 .1 ) С учетом этажности здания и района строительства определяется скорость движения воздуха в прослойке за экраном и расход воздуха.

4.2 ) Определяется температура на выходе из воздушной прослойки.

4.3 ) Определяется действительная упругость водяного пара н а выходе из прослойки e y по формуле ( 16 ) и проверяется условие ey < E н , где E н - максимальная упругость водяного пара на выходе из прослойки.

7.5 . Краткая х а рактеристика объ екта и нормативные требован ия

Для расчета принято многоэтажное жилое здание , расположенное в г. Москве.

Рассматриваются наружные стены двух вариантов: с внутренним слоем из м онолитного железобетона γо = 2500 кг/м3, толщиной 0,18 м (λБ = 2,04 Вт/м·° С) и кирпича, толщ иной 0,51 м (λБ = 0, 64 Вт/м ·° С)

С внешней стороны к несущему слою крепится утеплитель - плит ы базальтовой м инв аты с λ = 0,045 Вт/м ·°С [ 23], толщиной определяемой расчетом. Плиты утеплителя укрыты влаго вет ро защитн ой паро про ницаемой пленкой типа « TYVEK » и прикреплены на внутреннем слое с его наружной стороны тарельчат ыми дюбелями. С этой же стороны к внутреннему слою крепится несущий каркас, состоящий из кронштейнов, горизонтальных и вертикальных гнутых профилей, в ыполнен ных из оцинкованной листовой стали толщиной 1, 2 мм. Экран - фасадный облицовочный слой, выполненный из фибро цементны х листов размером 1194 ´ 2780 ´ 8 мм, плотностью 1650 кг/м 3 крепится вытяжными заклёпками или саморезами к вертикальным профилям несущего каркаса. Длина кронштейнов и соответственно расстояние от внутреннего слоя стены до обли ц овочного таково, что между облицовочным слоем и слоем утеплителя для циркуляции воздуха есть в оздушный зазор толщиной 40 ± 20 мм. В нижней части экрана (у цоколя) и в верхней части (у карниза) устраиваются соответственно приточное и вытяжное отверстия. Кроме того, обмен воздуха происходит благодаря зазорам в горизонтальных стыках облицовочных листов.

Требования к теплотехническим характеристикам конструкций содержатся в СНиП II-3-79* ( и зд. 98 г .) [ 7], СНиП 23-02-2003 [ 8] и МГСН 2.01-99 [ 13], а требования к сопротивлению теплопередаче конструкций приведены в [ 7].

На основе [ 7 и 13] составлена таблица 1 исходных расчетных данных, где представлены требуемые сопротивления теплопередаче наружных стен жилых зданий.

Таблица 1

Значен и я нормати вн ых требований к наружным ограждениям жилых зданий

№ пп

Название нормативного документа

Требуемое сопротивление теплопередаче наружных стен

ГСОП

Город

1

2

3

4

5

1 .

СНиП 23.01-99 [ 9 ], СНиП II-3-79* (изд. 98 г.) [ 7 ]

3,13

4943

Москва

Дальнейшие расчеты вы п олняются в соответствии с разделом 7.1 настоящих рекомендаций.

7.6 . М етодика теп лотехни ческого ра сч ета наружн ых стен с вентили руемой воздушной прослойкой

7.6.1 . Общ и е требования

Расчет наружных стен с экраном и вентилируемым воздушным зазором основан на расчете теплотехнических характеристик стен и расчете вла ж ностн ого режима.

Теплотехнический расчет наружных стен с вентилируемым зазором в соответствии с настоящим разделом включает в себя:

- подбор толщины теплоизоляционного слоя;

- определение условного приведенного сопротивления п ароп рониц анию экранов с учетом швов-зазоров между панелями-экран ами;

- определение влажностного режима;

- определение параметров воздухообмена в воздушном зазоре (прослойке);

- определение те пл овл ажн остн ого режима воздушного зазора (прослойки).

7.6.2 . Определение тол щ ины теплоизоляционного слоя

Данная методика предназначена для сравнительного анализа различных фасадных систем с вентилируемым воздушным зазором.

В начале расчета предварительно определяется толщина утеплителя, используемая в дальнейшем для определения приведенного сопротивления теплопередаче, значение которого уточняется при рабочем проектировании

                                        ( 1)

где:

Roreq (или) Ro трпр - требуемое приведенное сопротивление теплопередаче стен, м 2 · °С /В т;

r - коэффициент теплотехнической однородности по табл. 2, 3, принимаемый в зависимости от материала, толщины и физических характеристик стены.

Значения « r » , данные в табл. 2, 3, посчитанные для фрагмента стены размером 3 ´ 3 м с оконным проёмом 1 ,5 ´ 1,5 м и являются предваритель н ыми.

Таблица 2

З н ачени я r кирпичных утепленных снаружи ст е н

Толщин а , м

Коэффициент r при λ , Вт/ м ·° С

с тены (без дополнительного утепления)

утеплителя

0 , 04

0,05

0,08

0,38

0,1

0,705

0,726

0,73

0,15

0,693

0,713

0,73

0,2

0,68

0,7

0,715

0,51

0,1

0,694

0,714

0,73

0,15

0,682

0,702

0,72

0,2

0,667

0,687

0,702

0,64

0,1

0,685

0,7

0,715

0,15

0,675

0,69

0,705

0,2

0,665

0,68

0,695

Примечания :

1 . Для получения значений « r » с учетом глухих участков приведенные в таблице значения умножаются на n = 1,05. Коэффициент « n » может быть уточнен.

2 . Коэффициент « r » посчитан для фрагментов с про емн ость ю 25 %. При проёмности, отличающейся от табл. 2 , 3 (см. ниже), на каждые 10 % коэффициент « r » соответственно изменяется на 4 % для кирпичных стен.

Таблица 3

З начения r бетонных утепленных снаружи стен

Толщин а , м

Коэффициент r при λ , Вт/м· ° С

панели (без дополнительного у т епления)

уте пл ителя

0,04

0,05

0,08

0,3

0,05

0,9

0,92

0,95

0,1

0,84

0,87

0,88

0,15

0,81

0,84

0,85

0,35

0,05

0 , 87

0,9

0,93

0,1

0,8

0,83

0,86

0,15

0,78

0,81

0,83

0,4

0,05

0,82

0,87

0,9

0,1

0,77

0,8

0,83

0,15

0,75

0,78

0,8

0,2

0,74

0,765

0,785

Примечание : Пр о емность 25 % с учетом коэффициента n = 1,05 (см. фор м улу ( 3) ниже). При проёмности, отличающейся от данных табл. 3, на каждые 1 0 % коэффициент « r » соответственно изменяется на 2 %.

Средневзвешенно е значение приведенного сопротивления тепл опередаче слоистых наружных стен определяется (на секцию) по формуле:

                                                         ( 2 )

где:

 - сумма площадей фрагментов наружных стен ( k - количест в о фрагментов стен), м2;

Fi , Roir - соответственно пл ощад ь и приведенное сопротивление теплопередаче i -го фрагмента стен, м 2 ·° С/В т;

Если Rorcp > Roreq *) по СНиП II-3-79* (изд. 98 г.) [ 7 ] , СНиП 23-02-2003 [ 8], конструкция стены удовлетворяет требованиям теплотехнических норм. Если Rorcp < Roreq пр , то следует л и бо увеличить толщину утепляющего слоя, ли бо рассмотреть воз можность включен ия в проект энергосберегающих мероприятий.

*) Rorcp , то же, что Ronpcp и Ror , то же, что Ro пр

Для расчета средневзвешенного значения многослойных наружных стен при наличии в стенах глухих (без проемов) участков может быть также использована формула:

Rorcp = Ror · n                                                            ( 3 )

где:

n = 1,05 - коэффициент, учитывающий наличие глухих участков в наружных стенах. При выполнении проектов этот коэффициент « n » в каж д ом случае имеет свое значение, соответствующее особенностям данных конструктивных и объемно-планировочных решений.

7.6 . 3 . Определение влажн остн ого режима наружных стен

Влаж н остны й режим н аружных стен может определяться двумя мето дами . По СНиП 23-02-2003, СНиП II-3-79* (изд. 98 г.)**) и исходя из баланса влаги в годовом цикле.

**) коэффициент п ароп рониц ае мости «μ » пленки « TYVEK » при нят равным «μ» утеплителя.

Определение в л ажн остн ого режима наружных стен по балансу влаги производится в следующей последовательности:

1 . Определяются исходные данные для расчета;

2 . Определяются сопротивления пар о про ниц анию слоев конструкц ии наружной стены, параметры внутреннего и наружного воздуха;

3 . Определяется приток и отток влаги (пара) к рассматриваемому сечению п о формулам.

 и                                  ( 4)

где:

е в , е н - упругость водяного пара внутреннего и наружного воздуха;

еτ, е'τ - то же , в рассматриваемом сечении;

                                      ( 5)

R о п .вн .сл - сопротивление паро прони цан ию от внутренней поверхности стены до границы зоны возможной конденсации, определяемое по своду Правил, см. также формулу (39) СНиП II-3-79* (изд. 98 г.);

Σ R п.сл - с ум ма сопротивлений паропроницанию слоев до рассматриваемого сечения;

R о п - сопротивления паропроницанию всей стены.

По указанным формулам определяется упругость водяного пара ei в характерных сечениях конструкции в годовом цикле.

Если eτ окажется больше максимальной упругости водяного пара E , то в данном сечении может образовываться конденсат.

7.6.4 . Определение пар а метров воздухообмена в прослойке

Движение воздуха в прослойке осуществляется за счет гравитационного (теплового) и ветрового напора. В случае расположения приточных и вытяжных отверстий на разных стенах скорость движения воздуха в прослойках V пр может определяться по следующим формулам:

                                  ( 6 )

г де: кн, кз - аэродинамические коэффициенты по СНиП 2.01.07-85 [ 4];

V н - скорость движения наружного воздуха;

к - коэффициент учета изменения скорости потока по высоте по СНиП 2.01.07-85;

Н - разности высот от входа воздуха в прослойку до ее выхода из нее;

t ср , t н - средняя температура воздуха в прослойке и температура наружного воздуха;

Σξ - сумма коэффициентов местных сопротивлений (определяется сложением аэродинамических сопротивлений).

Другим вариантом определения V пр служит формула:

                                    ( 7)

γн, γ п р - плотности ( к г/м3) н аружного воздуха и в прослойке.

При расположении воздушной прослойки на одной стороне стены здания, можно принять к н = к з . В этом случае, если пренебречь изменением скорости ветра по высоте формула ( 6) примет вид:

                                                 ( 8 )

Формула ( 7) примет вид:

                                             ( 9)

γпр - плотность воздуха в прослойке.

Указанные формулы применены в технической системе. При этом γ имеет размерность кг/м3.

Из полученных по указанным формулам скорость движения воздуха корректируется с учетом потерь давления на трение по известным из курса «Вентиляция» методам.

Суммарный расход воздуха в прослойке определяется по формуле:

W = V пр · 3600 · δ пр · γ пр ,                                            ( 10 )

где: δ п р - толщина воздушной прослойки в м шириной 1 м.

7.6.5 . Определение параметров те пло вл аж ност ного режима прослойки

Температура входящего в прослойку воздуха τо определяется по формуле:

                                           ( 11 )

где: t в , t н - расчетные температуры внутреннего и наружного во зд уха;

m - коэффициент.

Остальные обозначения даны в [ 21 ] .

Допускается определ я ть температуру воздуха, входящего в прослойку по формуле

τo = n · t н ,                                                             ( 12)

где: n = 0,95.

Температура воздуха по длине прослойки определяется по формуле:

           ( 13 )

где: к в и к н - коэффициенты теплопередачи внутреннего и наружного частей стены до середины прослойки;

hy - расстояние между стыковыми горизонтальными швами, служа щ ими для поступления (или вытяжки) воздуха;

C - удельная теплоемкость воздуха .

При определении термического сопротивления прослойки R пр следует пользоваться формулам и:

R пр = 1/αпр,                                                          ( 14)

где:

αпр = 5,5 + 5 ,7 V пр + α л ,                                              ( 15)

где α л - коэффициент лучистого теплообмена;

С в - переводной коэффициент;

W - расход воздуха в прослойке, см. формулу ( 10).

Действительная упругость водяного пара на выходе из прослойки определяется по форм ул е:

    ( 16)

Полученная по данной формуле величина упругости водяного пара на выходе из прослойки e y должна быть меньше максимальной упругос ти водяного пара E y .

Если e y > Ey , то необходимо изменить размеры воздушной прослойки.

В формуле ( 16) M в и Мн равны соответственно:

                                             ( 1 7 )

где:

R вн и R пн - сумма сопротивлений п ароп ро ницанию от внутренней поверхности до воздушной прослойки и от воздушной прослойки до наружной поверхности;

e в и e н - действительная упругость водяного пара с внутренней стороны стены и снаружи;

e о - упругость водяного пара воздуха , входящего в прослойку;

                                                      ( 18 )

n - переводной коэффициент.

7.6.6 . Методика определен и я условного приведенного сопротивления паропроницанию с учетом швов- зазоров между панелями экранами

Для расчета используются либо коэффициенты пар о прон ицаемости материалов - экрана по СП 23-101-2000, СНиП 23-02-2003, СНиП II-3-79* (изд . 98 г.), либо полученные экспериментально.

Расчет приведенного сопротивления паропроницанию экранов с учетом швов-зазоро в производится в следующей последовательности:

1 ) Определяется условное сопротивление паропроницанию в стыковых швах по формуле:

                        ( 19 )

где: В - переводной коэффициент;

η ш = 6,5 и 0,1 [мг/м2 · ч · Па (г/м 2 · ч · мм рт.ст.)].

Приводятся два расчета со значением η ш = 6,5 и 0 ,1. По первому варианту при η ш = 6,5 рассчитывается минимально допустимая вели чи на стыковых швов и приточных щелей, по второму при η ш = 0,1 оптимальная величина стыковых швов и приточных щелей.

Σξ ш - местные сопротивления проходу воздуха (см. формулу 6);

δ э - толщи н а экрана, м .

2 ) Определяется сопротивление пар о про ницанию плит экран а по его глади по формуле:

                                                          ( 20 )

где: μэ - коэффициент паро про ницаемост и экрана.

3 ) Определяется приведенное условное сопротивление паропроницанию экрана с учетом стыковых швов R п пр по формуле:

                                                   ( 21 )

где:

Σ F - суммарная расчетная площ адь экрана (как правило принимается 1 м2);

F гл - площадь экрана без швов, м 2 ;

F ' - площадь швов, через которые поступает воздух . Как правило, площадь выходных швов в верхней части экрана не учитывается;

R п и R 'п - с м. выше.

7.7 . Теплотех н ический расчет наружных стен с венти лируемым фасадом

7.7.1 . Исходные данные

Для расчета принято многоэтажное жилое здание, расположенное в г. Москве, наружные стены которого облицованы фасадной системой с вентилируемым воздушным зазором « СЕМ-СИСТЕМ А» .

Наружные стены двух вариантов: с внутренним слоем из монолитного железобетона γo = 2500 кг /м3 , толщиной 0,18 м ( λ Б = 2,04 Вт/м·° С) и кирпичной кладки, толщиной 0,51 м ( λ Б = 0,64 Вт /м·°С).

Снаружи внутреннего слоя располагается утеплитель - базальтовая минва т а с коэффициентом теплопроводности λ = 0, 045 Вт/м·° С [ 23], воздушная п рослойка и фасадная облицовка здания плитами толщиной 8 мм с цветным покрытием.

Плиты облицовки в системе применяются фибр о цементны е. Площадь заз оров между плитами 0,0054 м2 на 1 м2 фасада, причем у облицовки плиты по верт икали соприкасаются вплотную.

7.7.2 . Расчет толщины тепло из оляции

Толщина теплоизоля ц ии из м инваты типа «Фасад-Б аттс» для кирпичной (рис. 7.1) стены для г. Москвы равна:

* ) В запас теплоза щ ит ы не приводится термическое сопротивление штукатурки.

где:

3 ,13 - требуемое сопротивление теплопередаче стен для г. Москвы

0 , 726 - коэффициент теплотехнической однородности, см. табл. 2 (при п ро ем ности 25 %);

0 ,12 - термическое сопротивление вентилируемой воздушной прослойки.

R вп = 1/αвп = 1/6,8 = 0,15 м2 · °С · ч/Кк ал (0,12 м2 · °С/В т),

где: α вп - коэффициент теплообмена по формуле ( 15);

α вп = 5,5 + 5,7 V пр + αл = 5,5 + 5,7 · 0,1 + 0,66 = 6,8 Кк ал/м 2 · ч · °С (7,8 В т/м2 · ° С);

где:

4 ,2 5; 2,1; 4,9 - коэффициенты излуч ения, Кк ал/ м2 · ч · °К4;

0 ,61 - температурный коэффициент;

0 ,045 - коэффициент теплопроводности минваты для условий эксплуатации «Б» в соответствии с сертификатами.

1 - ш тукатурный раствор; 2 - кирпичная кладка; 3 - минеральная вата; 4 - панель экрана; 5 - воздушная прослойка; 6 - зона возможной конденсации.

Рис. 7.1 . Схема наружной стены для расчета вл ажност ного режима.

Сопротивление теплопередаче по глади наружной ст е ны при тол щи не утеплителя из минв аты 0,15 м :

Приведенное сопроти в ление теплопередаче:

Ro пр = 4,43 · 0,726 = 3, 22 м2 · ° С/В т.

Тол щ ина теплоизоляц ии из базальтовой минваты для бетонной стены для климатических условий г. Москвы:

где r = 0,83 в соответствии с табл. 3 (при п ро емности 25 %).

Сопротивление теплопередаче по глади наружной стены условное:

Приведенное сопротивление теплопередаче:

Ro пр = 3,9 · 0,83 = 3,24 м 2 · ° С/В т.

Толщина утеплителя должна быть скорректирована в соответствии с номенклатурой выпускаемых изделий, что не повлияет на правомочность полученных расчетов и выводов.

7. 7. 3 . Расчет вл ажн остн ого режима бетонных стен

Выполняется расчет вла жн остн ого режима бетонных наружных стен с экраном по СНиП II-3-79* (изд. 98 г.), СНиП 23-02-2003 по глади (без учета стыковых швов).

Влаж н остны й режим наружных стен характеризуется процессами влагонакоп ления, зависящими от ряда внешних факторов и физических характеристик, от сопротивления паро про ниц ан ию конструкции. Расчетное сопротивление паро про ниц анию R п , м2 · ч · Па / мг (до плоскости возможной конденсации) дол жно быть не менее большего из требуемых сопротивлений паропроницанию R п1 тр , из условия недопустимости на копления влаги за год эксплуатации и R п2 тр из условия ограничения влаги в конструкции за период с отрицательными среднемесячными т емпературами.

Расчет ведется с учетом того, что зона возможной конденсации располагается на внешней границе утеплителя.

В период эксплуатации в зимних условиях температура воздуха внутри п омещ ения t в = 20 ° С, а относительная влажность φ = 55 % .

Расчетное сопротивление пар о прон ицан ию наружной стены до зоны возможной конденсации R п , м2 · ч · П а/ мг:

( R п = 49 м 2 · ч · мм рт .ст./г).

Расчетное сопротивление паропроницанию части ограждающей конструкции, R пн , м 2 · ч · Па / мг, расположенной между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации равно:

R пн = 0,008/0,03 = 0,26 м 2 · ч · Па / мг (2 м2 · ч · мм рт.ст./г).

Требуемое сопротивление паропроницанию R п , из усло в ия недопустимости накопления влаги за год эксплуатации:

Требуемое сопротивление паропроницанию из условия ограничения влаги в наружной стене за период с отрицательными температурами наружного воздуха:

В лажностны й режим по глухой части системы для г. Москвы соответствует требованиям норм ст ро ител ьной теплотехники п ри расчете по СНиП II-3-79* (изд. 98 г.), СНиП 23-02-2003 для бетонной стены, следовательно, дальнейшие расчеты делать не требуется.

Далее выполнен расчет в л ажностн ог о режима наружной кирпичной стены с экраном (рис. 7.1).

Расчетное сопротивление паропроницанию стены до зоны возможной конденсации :

Требуемое сопротивление паропроницанию из условия ограничения влаги в наружной стене за период с отрицательными температурами наружного воздуха (по глухой части экрана):

  R п < R п2 тр ;

Следовательно при отсутствии движения воздуха по глухой части экрана может образоваться конденсат. Поскольку в районе горизонтальных швов распределение влаги иное, чем по глухой части, далее в расчетах учитывается это обстоятельство.

Ниже приводится расчет с учетом стыковых швов-зазоров в соответствии со специально разработанной методикой для вентилируемых фасадов для панелей экранов 1,19 ´ 2,78 м при выполнении их из фибр о цемент а толщиной 8 мм. При ηш = 6,5 параметры стыковых швов между экранами определяются как допустимые, а при ηш = 0,1 как оптимальные; поэтому необходимо выполнить два расчета при обоих значениях ηш .

Общая площадь приточных отверстий, считая и заборное в цокольной части (на м 2 ) шириной 40 мм 0,0054 + 0,02/ 42 = 0,006 м2 (при наличии защитной сетки 50 % живого сечения).

Условное сопротивление паропроницанию зазоров в горизонтальных стыковых соединениях экранов определяется по формуле ( 19):

при η ш = 6 , 5

где: 0,008 м - толщина экрана

при ηш = 0,1

Следующим этапом расчетов является учет воздухозаб о рн ых отверстий приведенной площадью S = 0,006 м 2 на 1 м2 экрана.

Условное приведенное сопротивление п аро про ниц анию определяется по формуле ( 21) :

при ηш = 6,5

где 0,006 м 2 - приведенная пло щ адь приточных отверстий

при ηш = 0,1

Требуемое сопротивление паропроницанию из условия ограничения влаги в стене за период с отрицательными температурами наружного воздуха R п2 тр :

при η ш = 6,5

при ηш = 0,1

т.е. при отсутствии движения воздуха в прослойке в зоне влияния стыковых швов их параметры находятся в минимально допустимых предела х. Однако при оптимальных размерах стыковых швов расчетное сопротивление паропроницанию R п меньше требуемого R п2 тр .

Да л ее приводим расчет с учетом выноса влаги из прослойки движущимся в оздухом.

7.7.4 . Определе н ие скорости движен ия воздуха

Определяется скорость движения воздуха в прослойке при температуре наружного воздуха минус 28 ° С. Расчет делается по формулам ( 6, 8).

Температура входя щ его в прослойку воздуха по формуле ( 12):

tx = -28 · 0 ,95 = -2 6,6 ° С.

Определяем расход воздуха в прослойке по формуле ( 10) при толщине прослойки 0,04 м в соответствии с МГСН 2.01-99 [ 13]:

Расход воздуха в прослойке составит

W = 3600 · 0 ,17 · 1, 405 · 0,04 = 34,4 кг/м · ч (17 ,2 кг/м · ч для δ пр = 20 мм),

V = 0, 1 86 - 0 ,186 · 0,07 = 0,17 м/ с.

где: 0,07 - коэффициент учитываю щ ий трение [ 22].

Упругость водяного пара на выходе из воздушной прослойки кирпичной стены (расчет ведется для худшего, с точки зрения в л агоо бмен а, случая):

при η ш = 0,1

( ey = 0,36 мм рт.ст. для δ пр = 20 мм).

где:

Мв = 1/29,3 = 0,034; М н = 1/2 = 0,5; Мв + Мн = 0,534;

Мв · ев + Мн · ен = 0,034 · 9,64 + 0,5 · 0,29 = 0,472.

ey меньше максимальной упругости водяного пара E , равной 0,39, следовательно, принятые параметры конструкции удовлетворительны е.

7.8 . Заключение

7.8.1 . На основании выполненных теплотехнических расчетов наружных стен фасадной системы « СЕМ-С ИСТЕМ А» , определены:

7.8.2 . Теплозащитные качества системы см. п. 7.8.2.1 .

7.8.2.1 . Требуемая толщина теплоизоляционных базальтовых минера л оватны х плит типа « Венти-Баттс» составляет при железобетонной несущей стене 0,16 м ; при кирпичной стене 0,15 м. Приведенное сопротивление теплопередаче наружных стен при указанной толщине утеплителя составит: 3,24 - 3,26 м2 · ° С/В т (При про емности 18 %).

7.8.2.2 . Вла жн остны й режим системы при указанных в п. 7.8.3 параметрах конструкции, см. пп . 7.8.2.2.1 - 7.8.2.2.3 , указан ниже.

7.8.2.2.1 . При отсутствии движения воздуха в прослойке по глади в отдалении от горизонтальных швов-зазоров при кирпичных стенах влажно с тны й режим может быть неудовлетворительный.

7.8.2.2.2 . В районе швов-зазоров влажностный режим удовлетворителен.

7.8.2.2.3 . При наличии движения воздуха в количестве 34 кг/м · ч при указанных в п. 7.8.3 параметрах влажностный режим системы удовлетворителен.

7.8.3 . Параметры системы, при которых обеспечиваются указанные выводы в п. 7.8.2 следующие:

7.8.3.1 . Высота (ширина) горизонтального шва между экранами составляет 1 5 м м.

7.8.3.2 . Размеры экранов должны составлять не более 1,19 ´ 2,8 м.

7.8.3.3 . Толщина воздушной прослойки между утеплителем и экраном составляет 0,04 м. На основании расчета допустима также минимальная толщина прослойки 0,02 м.

7.8 . 3.4 . Толщина (ширина) возд у хозаборной щели внизу стены составляет 0,02 - 0,04 м, толщина (ширина) воздуховы водящ ей щели вверху стены должна быть не меньше воздухозаборной.

8 . Состав проектно-сметной документации

8.1 . Рабочий проект или рабочая документация системы наружных ограждений фасадов с вентилируемым воздушным зазором включ а ет следующие разделы: общую пояснительную записку, архитектурную часть, конструкторскую часть, конструкторскую часть по решению архитектурных деталей, специальные части (водосток, антенны, рекламу и т.п.) и сметы.

8.2 . В общей пояснительной записке приводятся следующие данные:

- архитектурная концепция решения фасадов здания и отдельных архитектурных элементов;

- данные о конструктивном решении системы и ее элементов, принятые на основании прочностных и теплотехнических расчетов;

- данные о решении специальных устройств на фасаде, если они имеются;

- данные об эффективности энергосбережения принятых технических решений, результаты теплотехнических расчетов;

- экологическая характеристика системы;

- основные технико-экономические показатели системы.

8.3 . Архитектурная часть включает чертежи фасадов здания, отдельных архитектурных элементов и узлов. На чертежах приводится цветовое решение фасада и его отдельных элементов.

8.4 . Конструкторская часть включает чертежи всех конструктивных элементов системы, с узлами и деталями, а также полную спецификацию всех применяемых материалов и изделий.

8.5 . Специальная часть включает чертежи фасадов с привязкой мест размещения специальных устройств, узлы и детали конструкций крепления этих устройств на фасаде, а также спецификацию оборудования, материалов и изделий, предусмотренных проектом.

8.6 . Сметы на устройство системы составляются на основе действующих нормативов, единичных расценок, фактической стоимости оборудования и м а териалов, а также утвержденных заказчиком калькуляций на отдельные виды работ и элементы конструкций.

9 . Технико-экономические показатели

Стоимость системы для конкретных зданий зависит от многих факторов, в том числе, от размеров здания, архитектурного решения фасадов, оборудования и оснастки, применяемых для монтажа системы, а также от структуры подрядной организации и её коммерческой политики. В связи с этим конкретная стоимость системы может колебаться в значительных пределах. Поэтому считаем, что здесь наиболее целесообразно привести прямые затраты, т.е. стоимость отдельных элементов системы и ее монтажа (стоимость монтажа без учета стоимости лесов, люлек и других средств) для рядового участка фасада.

Поэлементная стоимость (прямые затраты в $ US ) 1 м2 системы для рядового участка фасада с различными облицовочными материалами (на 2004 г.):

С облицовкой плитами « CemStone » на саморезах:

- стоимость деталей каркаса                                         - 20

- стоимость утеплителя толщиной 15 0 мм                  - 15

- стоимость облицовочного материала                        - 31

- стоимость монтажа                                                      - 30

Итого                                                                               - 96

С облицовкой плитами « Cynop » на саморезах:

- стоимость деталей каркаса                                         - 22

- стоимость утеплителя толщиной 15 0 мм                  - 1 5

- стоимость облицовочного материала                        - 28

- стоимость монтажа                                                      - 30

Итого                                                                               - 95

С облицовкой плитами « CemColor » и « CemColor Structure » на саморезах:

- стоимость деталей каркаса                                         - 22

- стоимость утеплителя толщиной 15 0 мм                  - 15

- стоимость облицовочного материала                        - 36

- стоимость монтажа                                                      - 30

Итого                                                                               - 103

Данные о стоимости элементов системы представлены ее разработчиком О ОО «Компания ЛТМ» .

10 . Основные положения по производству работ и системе контроля качества

10.1 . Для выполнения работ по монтажу системы здание разбивается на захватки и определяется порядок и последовательность перемещения монтажников с одной захватки на другую.

10.2 . Величина захваток и их количество в каждом случае определяются с учетом многих факторов , в том числе размеров фасадов здания, величины бригады монтажников, оснащения строительной организации оборудованием и оснасткой, условиями комплектации строительства материалами, изделиями и др. Захваткой может быть вся в ысота фасада, а можно фасад по высоте разделить на нескол ько захваток, учитывая наличие промежуточных карнизов, поясков и другие факторы. Также в горизонтальном направлении захваткой может быть весь фасад, только одна секция или может быть принят какой-либо другой способ деления фасада на захватки. Разбивка фасадов здания на захватки и выбор средств для работы монтажников на высоте (подмости, люльки, подъемные платформы и т.п.) выполняется в проекте организации строительства или в технологических картах.

10.3 . При монтаже сист е мы на реконструируемых зданиях работы начинаются с очистки фасада от несвязанных с основан ием элементов, таких как отслоив шиеся штукатурка, краска и т.п. Кроме того, фасад надо освободить (демонтирова ть) от специальных устройств: водостоков, разли чных кронштейнов, антенн, вы весок и др.

10.4 . Монтаж системы начинается с разметки фасада. Выставляются вертикальные маяки по краям с обеих сторон захватки. Разметка выполняе т ся с помощью геодезических приборов, уровня и отв еса. Установка и крепление кронштейнов и профилей в пределах захватки может производиться снизу вверх и, наоборот, в зависимости от реш ений, принятых в ПОС .

10.5 . После разметки фасада в нем сверлятся о т верстия под дюбели для крепления кронштейнов к основанию посредством анкерных болтов. Для снижения теплопередачи в месте примыкания кронштейна к основанию между ними на анкерный болт устанавливается паро нито вая прокладка.

В случаях , когда основанием является кирпичная кладка, нельзя устанавливать дюбели в швы кладки, при этом, расстояние от цен тра дюбеля до ложк ового шва должно быть не менее 25 мм, а от тычкового - 60 мм. Минимальное расстояние от края конструкции до дюбеля оговаривается специальными рекомендациями фирмы-изготовителя дюбелей.

Категорически запрещается сверлить отверстия для дюбелей в пустотелых кирпичах или блоках с помощью перфоратор а.

В системе допускается применять только сертифи ц ированные крепежные элементы.

10.6 . К началу монтажа плит утеплителя захватка, на которой производятся работы, должна быть укрыта от попадания влаги на стену и плиты утеплителя.

Исключением могут бы т ь случаи, когда монтажники н е покидают рабочие места до тех пор, пока все смонтированные плиты не закроют, предусмот ренной проектом, в ет ро вл агозащитн ой пленкой.

10.7 . Производится разметка и выполняются на д резы на п лите в соответствии с шагом крепежных кронштейнов. Плиты утеплителя устанавливаются на стену, причем полки кронштейнов пропускаются в проделанные надрезы. В случае если укладывается больше одного слоя утеплителя - швы плит выполняются вразбежку. Кроме того, каждая плита должна опираться как минимум на два крепежных кронштейна. Плиты утеплителя должны устанавливаться плотно друг к другу так, чтобы в швах не было пустот. Если избежать пустот не удается, они должны быть тщательно заделаны тем же материалом. Вся стена (за исключением проемов) непрерывно по всей поверхности должна быть покрыта утеплителем, установленной проектом толщины. Крепление плит утеплителя к основанию производится пластмассовыми дюбелями тарельчатого типа с распорными стержнями. В случае применения вет ро влагозащитн ой пленки, установленные плиты утеплителя сначала крепятся к основанию только двумя дюбелями каждая плита и только после укрытия нескольких рядов пленкой устанавливаются остальные, предусмотренные проектом, дюбели. Полотнищ а пленки устанавливаются с перехлестом 100 мм.

10.8 . На кронштейны устанавливаются и фиксируются горизонтальные L -образные профили, к которым в свою очередь прикрепляются в ертикальные П- и Z - образные профили. Они яв ляются базой для устройства отделочного слоя фасада в пределах проектных допусков. Поэтому установка каждого профиля, его положение в вертикальной плоскости проверяется соответствующ ими приборами: теодолитом, отвесом и др. Крепление профилей к кронштейнам и между собой производится саморезами.

10 .9 . Монтаж облицовочных плит преимущественно начинают с нижнего ряда и ведут снизу ввер х. На вертикальные профили обрешетки крепится шовная прокладка из резиновой ленты EPDM , которая при необходимости фиксируется клеем. Затем производится разметка и сверление отверстий в плите. Сверление панелей производится с помо щ ью спец иальных саморезов с обламываем ыми концевыми элементами («крылышками»). Данными концевыми элементами высверливаются отверстия в плите на 2,5 мм больше, чем диаметр крепежного элемента для обеспечения подвижности соединения. Одновременно производится облицовка оконных проемов и других элементов фасада. Установка плит, горизонтальных отливов, вертикальных и угловых шовных планок осуществляется в соответствии с проектной документацией. Во время монтажа отделочных материалов следует следить за тем, чтобы воздушный зазор позади них был чист и без каких-либо посторонних включений.

10.10 . В процессе монтажа элементов системы должен выполняться пооперационный контроль качества работ и составляться акты на скрытые работы. Это должно выполняться в соответствии с действующей в подрядной организации «Системой управления контролем качества продукции», где указано, какие параметры и технологические процессы контролируются и лица, ответственные за выполнение этой работы. В составе комиссии, подписывающей акты на скрытые работы, должны быть лица (предс т авители проектной организации), выполняющие авторский надзор.

10. 11 . Работы по монтажу системы могут выполнять организации, специалисты которых прошли обучение и имеют лицензию на право выполнения указанных работ от О ОО «Компания ЛТМ» .

10.12 . Все работы должны выполняться под контролем лица, ответственного за безопасное производство работ и в соответствии с требованиями СНиП 12-03-99 «Безопасность труда в строительстве. Общие требования» и СНиП III-4-80 «Техника безопасности в строительстве».

11 . Правила эксплуатации системы

11 .1 . Для сохранения т епло физически х показателей вентилируемого фасада необходимо контролировать состояние утепляющего слоя, воздушного зазора и облицовочного покрытия.

11 .2 . В процессе строительства и эксплуатации здания не допускается крепить непосредс т венно к облицовочным материалам любые детали и устройства.

11 .3 . Не следует допускать возможность попадания воды с крыши здания на облицовоч н ые ма териалы, для чего надо содержать желоба на крыше и водостоки в рабочем состоянии.

11 .4 . Уход за облицовкой фасада, заключающийся в ее регулярной очистке и периодическом восстановлении, продлит срок службы облицовки.

11 .5 . Наружную обшивку вентилируемого фасада необходимо регулярно промывать моющими средствами.

При этом следует иск л ючить попадание грязной воды на вет ро влаго защитную пленку, которой покрыт утеп литель.

11 .6 . Во избежание механического повреждения вентилируемого фа са да необходимо принять меры для исключения размещения автомобилей у его цокольных ч астей.

В случае механического повреждения вентилируемого фасада необходимо обращаться к монтажной организации для ус т ранения дефекта.

Справка: разработч и к, изготовитель и поста вщ ик элементов системы - ООО «Компания ЛТМ» .

Адрес : 127055, г. Москва, ул. Лесная, дом 43, офис 218.

Телефон: +7 (095) 789 - 68-21, 789-68-22, 978-71- 00

Факс: +7 (095) 978 - 62-50.

E - mail : o ffice @ ltm - company . ru

www . ltm - company . ru

www . ltm - company . com

12 . Перечень нормативных документов и литературы

1 . СНиП 2.08.01-89*        Жилые здания.

2 . МГСН 3.01-01              Жилые здания.

3 . СНиП 31-01-2003        Зда н ия жилые многоквартирные.

4 . СНиП 2.01.07-85          Нагрузки и воздействия.

5 . СНиП 2.03.06-85          Алюминиевые конструкции.

6 . СНиП II-23-81*            Стальные конструкции

7 . СНиП II-3-79*              (изд . 98 г.)1) Строительная теплотехника.

1 ) - действует до вс т упления в силу соответ ст вующего технического регламента.

8 . СНиП 23-02-2003 2)      Тепловая защита зданий.

2 ) - носит рекомендательн ый характер до регистрации Минюсто м Росси и.

9 . СНиП 23-01-99            Строительная климатология.

10 . СНиП 2.01.01-82        Строительная климатология и геофизика.

11 . СНиП 2.03.11-85        Защита строительных конструкций от корро зии.

12 . СНиП 21-01-97          Пожарная безопасность зданий и сооружений.

13 . МГСН 2.01.99            Нормативы по теплозащите и т епл оводоэлект рос набжению.

14 . ГОСТ 17177-94          Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний.

1 5 . ГОСТ 22233-93          Профили прессованные из алюминиевых сплавов для ограждающих конструкций. Общие технические условия

16 . ГОСТ 26805-86          Заклепка трубчатая для односторонней клепки тонколистовых строительных металлоконструкций. Технические условия.

17 . ГОСТ 27180-86          Керамические плитки. Методы испытаний.

18 . ГОСТ 30971-2002      Швы монтажные узлов примыканий оконных блоков к стеновым проемам. Общи е технические условия.

19 . ГОСТ 7025 -78            Материалы стеновые и облицовочные. Методы определения в о допоглощени я и морозостойкости.

20 . ГОСТ 481-80              Пар онито вы е листы.

21 . Рекомендации по проверке и учету воздухопроницаемости наружных ограждающих конструкций жилых зданий. ЦНИИ ЭП жилища, Москва, 1983 г.

2 2 . Рекомендации по проектированию и применению для строительства и реконструкции зданий в г. Москве системы с вентилируемым воздушным зазором «К распан» . Правительство Москвы. Москомархит екту ра, Москва, 2001 г.

23 . Заключение и протокол сертификационных испытаний НИИС Ф № 51 от 22.06.2000 г. М.

24 . Справочник проектировщика. Расчет но- теорети чески й. Книга 1. М.: Ст ройи здат , 19 72 г.

Еще документы скачать бесплатно

Интересное

Автобусные Остановки Гост 12820 80 Гост 520 89 Железобетонные водоотбойные плиты Маршрутная карта Обозначение насоса на схеме Общий журнал работ пример заполнения Плотность газа Позиционный допуск Размеры дорожных знаков Расстояние между пешеходными переходами гост Рельс р50 СП 52 101 2003 Технологическая карта Условные обозначения на чертежах отопления