При проектировании элементов облицовки рекомендуется применять уплотнители или герметики при установке облицовочных элементов на штифтах (пиронах), косых пропилах.
Проектирование облицовочного слоя в зонах, где по условиям эксплуатации возможны локальный нагрев или охлаждение, создающие разность температур, с превышением термостойкости облицовочных материалов, не допускается.
Трещинообразование, потеря формы, коробление облицовочных изделий в результате температурно-влажностных воздействий не допускаются. Необходимо предусматривать конструктивную возможность компенсации температурного расширения или сжатия облицовочных панелей (например, за счет фрезеровок или конфигурации элементов крепления).
Расчетные прогибы не должны приводить к появлению трещин, сколов в облицовочных элементах, короблению элементов с ухудшением эстетического вида.
Рисунок 5.1.11.3 – Пример конструктивной и расчетной схем облицовочного элемента
Для фиксации и предотвращения смещения элемента облицовки следует применять элементы крепления, вид, размеры, количество и расположение которых выбирают в соответствии с рекомендациями изготовителя и требованиями настоящего свода правил.
Рисунок 5.1.11.4 – Пример установки бокового кляммера на угловых сочленениях НФС для предотвращения перемещений облицовки в плоскости фасада
Закрепление элементов навесного оборудования, растяжек, рекламных вывесок, флагштоков и других конструктивных и декоративных элементов к облицовочным элементам не допускается.
Значение зазора между соседними элементами облицовки, облицовкой и конструкцией каркаса, глубину заделки элемента крепления, необходимость и способы уплотнения и (или) герметизации точек крепления, а также значения зазоров между облицовкой и элементами каркаса указывают в проектной или конструкторской документации в зависимости от вида (типа), размеров и условий эксплуатации облицовочных изделий.
При устройстве хрупких тонких облицовок с большими прогибами в местах возможного массового скопления людей в проектной документации необходимо предусматривать класс защиты облицовки от ударного воздействия или предусматривать перед фасадом на данных участках защитные козырьки или навесы.
При использовании клеевого крепления в проектной документации должны быть выполнены расчеты габаритов и шага клеевого шва, выполнено обоснование несущего или самонесущего типа клеевого крепления, а также учтены данные адгезионных испытаний клея-герметика.
Размер перекрытия прижимных планок, глубину зацепления крюков-зацепов и других элементов крепления принимают в соответствии с рекомендациями разработчиков НФС на основании расчетов, подтверждающих несущую способность элемента крепления и облицовочного материала, или результатов экспериментального исследования.
В проектной документации должны быть указаны допуски на толщину зазоров (швов) и взаимное смещение из плоскости фасада между смежными элементами облицовки с учетом прогнозируемых воздействий.
При проектировании фасадных конструкций следует отдавать предпочтение типам крепления, позволяющим оперативно выполнять демонтаж облицовки для осмотра несущей конструкции НФС в процессе эксплуатации, ремонта и технического обслуживания.
11.3 Определение нагрузок, действующих на облицовку НФС
При определении нагрузок и воздействий следует руководствоваться положениями СП 20.13330, а при определении коэффициентов надежности по нагрузке в зависимости от вида облицовочных материалов – ГОСТ Р 58883-2020 (таблица 1).
При проектировании облицовок также необходимо учитывать ветровое давление, действующее на боковые поверхности фасада, в том числе на откосы.
В угловых зонах фасада необходимо учитывать совместное действие ветровой нагрузки в соответствии с рисунком 5.1.11.5.
Для облицовки НФС двустороннее гололедное воздействие принимают с учетом коэффициента, учитывающего отношение площади поверхности элемента, подверженной обледенению, к полной площади поверхности элемента, равного 0,6.
Рисунок 5.1.11.5 – Действие ветровой нагрузки в угловой зоне фасада
Снеговую нагрузку на облицовки определяют по СП 20.13330 с учетом возможности образования на облицовке снегоотложений или образования снеговых мешков. Снеговую нагрузку учитывают независимо от наличия или отсутствия электроподогрева в связи с возможным отключением электроснабжения.
Обеспечение безопасности облицовочного слоя фасадных конструкций
Условием обеспечения надежности облицовочного слоя является соответствие проектных решений требованиям по прочности, деформативности, долговечности, безопасной эвакуации людей при возникновении аварийной ситуации (в части предотвращения травм и ущерба от падения фрагментов облицовки).
Основными этапами разработки проектных технических решений по устройству облицовочного слоя фасадных конструкций являются:
формирование общего перечня требований к облицовке;
определение конструктивной схемы облицовки и типа крепления;
выполнение расчетно-теоретического обоснования, при необходимости с проведением испытаний экспериментальных образцов фасадных конструкций.
Оценку НДС облицовочных элементов, ребер жесткости и элементов крепления необходимо выполнять в соответствии с критериями первой и второй групп предельных состояний.
В ходе оценки прочности облицовки по первой группе предельных состояний проводят:
проверку прочности облицовки в пролете конструкции и на опоре;
проверку прочности крепления к каркасу конструкции НФС;
другие необходимые расчеты, обусловленные проектным решением (при необходимости).
Проверку облицовки по второй группе предельных состояний выполняют исходя из условия, что предельные вертикальные и горизонтальные прогибы и перемещения от действующих нагрузок не должны превышать допускаемые прогибы и перемещения, установленные нормативными документами или по результатам экспериментальных исследований.
При расчете облицовки по критериям первой и второй групп предельных состояний рекомендуется использовать следующие граничные условия:
точки крепления облицовочных элементов, закрепляемые с применением механического способа крепления, следует принимать шарнирными, при этом нагрузка от веса облицовочных элементов на каркас передается преимущественно сосредоточенно;
в местах, где в результате изгиба возможен упор облицовки в направляющий профиль, рекомендуется устанавливать односторонние связи;
допускается в расчете учитывать жесткость поддерживающих профилей в качестве ребер жесткости фасадной облицовки. При этом необходимо учитывать их влияние на НДС облицовочных элементов;
при совместной оценке НДС облицовки и каркаса НФС крепление облицовки к каркасу допускается задавать в виде стержневого упругоподатливого элемента с жесткостью, определенной по результатам испытаний.
Аналитический расчет по формулам строительной механики и теории упругости элементов облицовки следует выполнять при условии соответствия граничных условий и типов элементов теоретическим исходным данным, лежащим в основе используемых формул.
Допускается выполнять расчет фрагмента облицовки с использованием узлов крепления к несущим элементам каркаса в качестве точек крепления к неподвижному несущему основанию. Расчет облицовки совместно с элементами каркаса следует выполнять в случае значительного взаимного влияния на распределение усилий и напряжений между элементами системы, а также на значения перемещений.
Характер работы облицовочной конструкции под нагрузкой, определение исходных данных для последующего расчета, подтверждения надежности и безопасности следует выполнять по результатам испытаний полноразмерных образцов на действие нагрузки, имитирующей ветровую, по существующей либо разработанной методике.
Допускается назначать угловую и линейную жесткость крепления облицовки по результатам испытаний.
При проверке прочности облицовочных элементов следует использовать расчетные значения прочности материала, приведенные в технической документации на облицовку, полученные на основе протоколов испытаний. В случае отсутствия данных расчетные значения следует определять по результатам испытаний с учетом коэффициента надежности по материалу.
Проверка облицовки по второй группе предельных состояний выполняется исходя из условия, что предельные вертикальные и горизонтальные прогибы и перемещения от постоянных, длительных и кратковременных нагрузок не должны превышать 1/150 пролета или 1/75 вылета консоли, если допускаемые прогибы и перемещения не оговорены настоящим и другими нормативными документами.
Исходные данные при проведении расчетов облицовочных элементов назначают с учетом строения материала. Общими для применяемых материалов следует считать физико-механические характеристики:
расчетное сопротивление изгибу, растяжению, сжатию;
модуль упругости, модуль деформаций;
плотность;
коэффициент теплового линейного расширения;
коэффициент Пуассона;
модуль сдвига.
Справочные материалы, необходимые для проектирования по отдельным видам облицовок, приведены в приложении И Свода правил 522.1325800.2023.
5.1.12. Добавить своё проектирование НФС в сейсмических районах
В сейсмически активных районах предъявляются особые требования и к проектированию, и к самим строительным и фасадным материалам и конструкциям, которые должны быть сертифицированы соответствующим образом. Прежде всего задача проектировщиков и производителей состоит в сокращении вреда, который может причинить оторвавшаяся фасадная система или её часть людям, находящимся радом со зданием, и свести к минимуму деформации и разрушения фасадных систем, которые могут произойти.
При проектировании НФС для их применения на зданиях, возводимых в районах с расчетной сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов, следует руководствоваться положениями СП 14.13330.2018 «Строительство в сейсмических районах» (пункт 6.20).
Коэффициент динамичности ap, учитывающий возможное усиление колебаний НФС и принимаемый для определения нагрузочных эффектов от сейсмического воздействия в соответствии с требованиями СП 14.13330.2018 (пункт 6.20.7), допускается уточнять по результатам экспериментальных исследований.
Зазоры между облицовочными элементами НФС допускается принимать менее требуемого значения в соответствии с положениями СП 14.13330.2018 (пункт 6.20.8), если по результатам экспериментальных исследований такое значение зазоров не приводит к выпадению и разрушению заполнения НФС для расчетных ситуаций а) и б) по СП 14.13330.2018 (пункт 6.20.4).
5.1.13. Правила проектирования теплоизоляционного слоя
При проектировании теплоизоляционного слоя НФС предусматривают однослойное, двуслойное (или более) утепление с применением негорючих (НГ) либо слабогорючих (Г1) плит по ГОСТ 3 0244, изготовленных в соответствии с ГОСТ 32314.
Применение слабогорючих (Г1) минераловатных плит допускается для однослойного или наружного слоя многослойного утепления, если возможность их применения подтверждена соответствующим заключением по результатам огневых испытаний в составе проектируемой НФС по ГОСТ 31251.
Для однослойного утепления и наружного слоя при двуслойном (и более) утеплении используют минераловатные плиты с прочностью на сжатие при 10% ной относительной деформации не менее 10 кПа (по ГОСТ EN 826) и прочностью при растяжении перпендикулярно лицевым поверхностям не менее 3 кПа (по ГОСТ EN 1607).
В случае двуслойного (и более) утепления толщину наружного слоя, служащего для защиты внутреннего слоя, допускается принимать не менее 20 мм при прочности на сжатие при 10% ной относительной деформации не менее 10 кПа (по ГОСТ EN 826).
Для внутренних слоев при двуслойном (и более) утеплении используют минераловатные плиты со сжимаемостью под удельной нагрузкой 2000 Па не более 60% (по ГОСТ 17177).
При применении защитного материала (ветрогидрозащитной мембраны или ветрозащитного материала) для однослойного утепления и наружного слоя при двуслойном (и более) утеплении допускается использовать минераловатные плиты с прочностью при растяжении параллельно лицевым поверхностям не менее 15 кПа (по ГОСТ EN 1608).
В случае применения минераловатных плит переменной плотности требования по прочности применяются относительно указанных параметров к каждому слою соответственно.
На цокольных участках здания для обеспечения защиты от увлажнения применяют плиты из экструзионного пенополистирола (XPS) группы горючести Г4 по ГОСТ 30244, высотой не более 600 мм. При этом необходимо предусмотреть противопожарные рассечки, обеспечивающие нераспространение огня на соседние участки НФС. Теплотехнические расчеты (в том числе расчеты тепловой защиты, защиты от переувлажнения, воздухопроницаемости ограждающих конструкций и др.) следует проводить по методикам СП 50.13330 и СП 345.1325800. При определении приведенного сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции удельные потери теплоты через теплотехнические неоднородности находятся по расчетам температурных полей или принимают по СП 230.1325800.
При теплотехнических расчетах по методикам СП 50.13330 и СП 345.1325800 (в том числе для определения необходимой толщины теплоизоляционного слоя) следует использовать расчетную теплопроводность материала теплоизоляционного слоя.
Теплоизоляционные изделия из минеральной ваты должны удовлетворять требованиям ГОСТ 32314 и соответствовать особым условиям применения изделий:
характеристики прочности при сжатии (пункт 4.3.3 ГОСТ 32314 2012);
прочность на растяжение перпендикулярно лицевым поверхностям (пункт 4.3.4 ГОСТ 32314 2012);
при кратковременном частичном погружении Wp не должно превышать 1,0 кг/м2;
паропроницаемость (пункт 4.3.8 ГОСТ 32314 2012);
удельное сопротивление потоку воздуха (пункт 4.3.12 ГОСТ 32314 2012);
водопоглощение (пункт 4.3.7 ГОСТ 32314 2012).
При устройстве теплоизоляционного слоя крепление плит осуществляется элементами крепления (в соответствии с проектной документацией) или тарельчатыми анкерами (дюбелями), обеспечивающими требования по условиям эксплуатации, несущей способности, пожарной безопасности, с распорными элементами в соответствии с требованиями по коррозионной стойкости объекта строительства.
При устройстве однослойного теплоизоляционного слоя крепление плит осуществляется тарельчатыми анкерами (дюбелями) с термоизолирующими головками, в два слоя (и более) крепление внутреннего слоя допускается осуществлять термоизолирующими заглушками.
При двуслойном (и более) выполнении изоляции плиты опорного (первого по высоте) ряда внутреннего слоя крепят тремя дюбелями, а последующих одним. Плиты наружного слоя и однослойного утепления крепят вместе с защитным материалом (при его применении) пятью дюбелями (элементами крепления) на каждую плиту размерами 1000 600 мм или количеством, достаточным для закрепления фрагмента меньшей площади, но не менее 2 шт.
При монтаже плит утеплителя должен быть обеспечен их плотный контакт с изолируемой поверхностью. При двуслойном (и более) утеплении плиты утеплителя наружного слоя устанавливаются со смещением по вертикали и горизонтали (не менее 100 мм) относительно внутренних слоев для перекрытия стыков. Швы на стыках теплоизоляционных плит не должны превышать 2 мм. При наличии шва большей ширины его заполнение осуществляется фрагментами того же теплоизоляционного материала. Применение для заделки швов монтажной пены и иных, не предусмотренных в составе конструкции, материалов не допускается.
При креплении раскроенных плит сложной формы количество дюбелей должно обеспечить плотное прилегание теплоизоляционного слоя к утепляемой поверхности.
Непосредственно к наружной поверхности утеплителя, если это предусмотрено проектом, на соответствующих участках или по всей утепляемой поверхности крепят защитный материал. Крепление защитного материала осуществляют одновременно с монтажом теплоизоляционных плит теми же элементами крепления.
В случае применения плит, кашированных стеклохолстом, ветрогидрозащитные материалы (мембраны) не применяют.
Необходимость применения защитного материала определяется проектом с учетом конструктивных и архитектурных особенностей здания, природно-климатических условий района строительства, требований к температурно-влажностному режиму внутри помещений здания, конструктивных решений системы, а также требований к обеспечению ее пожарной безопасности, учитывающих пожарно-технические характеристики защитного материала.
Допускается применять защитные материалы, относящиеся к негорючим (НГ) по ГОСТ 30244 (без испытаний), и ветрогидрозащитные мембраны, не относящиеся к легковозгораемым материалам по ГОСТ Р 56027, если возможность их применения подтверждена соответствующим заключением по результатам огневых испытаний по ГОСТ 31251 в составе проектируемой НФС.
Защитные материалы должны иметь стойкость к УФ излучению и тепловому воздействию и сохранять необходимые свойства после окончания монтажа облицовки. Стойкость к указанным воздействиям защитных материалов должна быть подтверждена испытаниями на искусственное старение по ГОСТ EN 1296 и ГОСТ 32317.
При проектировании НФС, имеющих открытые зазоры между элементами облицовки суммарной площадью открытых участков минераловатного утеплителя, превышающего 20% поверхности фасада, необходимо применять защитные материалы с повышенной стойкостью к УФ излучению не менее 5000 ч в соответствии с ГОСТ EN 1296.
Минимальное значение воздушного зазора (прослойки) между наружной поверхностью слоя утеплителя (защитного материала) и внутренней поверхностью плит облицовки принимают в соответствии с проектом. Минимально допустимое значение воздушного зазора 40 мм (минимальный размер зазора между поверхностью утеплителя и направляющими 20 мм).
В случае необходимости размещения архитектурно-декоративных элементов, выступающих относительно основной плоскости облицовки, а также при наличии значительных отклонений поверхности стен от вертикали допускается локальное увеличение зазора. Максимальный размер зазора, по противопожарным требованиям, определяют в соответствии с результатами огневых испытаний либо аналитическим способом.
Меры по защите утеплителя от климатических воздействий в период монтажа системы, выбор типа и марки теплоизоляционных плит, защитного материала, а также крепежных изделий с различной стойкостью к ультрафиолету осуществляют с учетом прогнозируемого интервала времени между установкой утеплителя и монтажом облицовки.
Рекомендуется применение защитного материала при задержке монтажа облицовки НФС на срок более 30 суток после установки теплоизоляционного слоя.
5.1.14. Правила проектирования коррозионной защиты навесных фасадных вентилируемых систем
Общие положения
При проектировании защиты от коррозии металлических каркасов НФС, элементов крепления, облицовок необходимо учитывать условия воздействия окружающей среды по ГОСТ ISO 9223, ГОСТ 16350 и СП 28.13330, размещение конструкций по ГОСТ 15150.
Классификация условий эксплуатации конструкции НФС в зависимости от размещения, наличия теплоизоляции, типа и степени агрессивности атмосферы, адаптированная для климатических районов Российской Федерации, приведена в ГОСТ Р 70071 2022 (таблица 1).
При проектировании конструкций НФС из разнородных материалов необходимо предусмотреть меры по предотвращению контактной коррозии согласно ГОСТ Р 70071 2022 (пункт 5.5).
Каркасы и элементы крепления НФС В качестве материалов каркасов НФС и деталей крепления облицовки используют: коррозионностойкие стали (ГОСТ 5632, ГОСТ 5582, ГОСТ 4543), углеродистые стали (ГОСТ 9045, ГОСТ 14918) и алюминиевые сплавы (ГОСТ 22233, ГОСТ 4784).
При проектировании защиты от коррозии каркасов не обходимо учитывать требования таблицы 5.1.14.1, где указаны наиболее распространенные материалы, применяемые для изготовления элементов НФС и деталей крепления облицовки.
Таблица 5.1.14.1
Облицовки НФС
В качестве материалов для изготовления металлических панелей, элементов облицовки и наружных листов металлокомпозитных панелей применяют: коррозионностойкие стали (ГОСТ 4543, ГОСТ 5632, ГОСТ 5582, ГОСТ 5949), углеродистые стали (ГОСТ 9045, ГОСТ 14918, ГОСТ 34180), алюминиевые сплавы (ГОСТ 4784), медь и медные сплавы (ГОСТ 859), цинк титан (ГОСТ Р 58953).
Защитные покрытия облицовок из алюминиевых сплавов, сплавов цинк титан и оцинкованных углеродистых сталей должны соответствовать требованиям СП 28.13330 (группы I IV), ГОСТ 9.401 2018 (приложение А), ГОСТ 9.072, ГОСТ 9.104, ГОСТ 9.301, ГОСТ 9.410, ГОСТ 34180.
