Tremco-illbruck > Скачать > ПРОБЛЕМЫ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И ПРОИЗВОДСТВЕ СОВРЕМЕННЫХ ФАСАДОВ

ПРОБЛЕМЫ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И ПРОИЗВОДСТВЕ СОВРЕМЕННЫХ ФАСАДОВ


Опубликовано в журнале «ВИТРИНА » 1(62)’2012

Зачастую, проблемы, возникающие
на фасаде здания, являются следствием просчетов,
допущенных на стадии проектирования. 

Согласно определению, приведенному в Википедии, «фасад (фр. facade — передний, лицевая сторона здания) — это наружная, лицевая сторона здания. Формы, пропорции, декор фасада определяются назначением архитектурного сооружения, его конструктивными особенностями, стилистическим решением его архитектурного образа».

Другими словами фасад – это «лицо» здания. Естественно, планируя возведение объекта, мы пред­ставляем, что его облик будет подчеркивать статус инвестора, служить его визитной карточкой. Иными словами, он должен выглядеть, как минимум, подобно зданиям на Рис. 1.

Но, как ни странно, на практике в большинстве случаев мы можем встретить совсем другие фасады (см. Рис. 2).

Разрушенные элементы фасада, пятна и подтёки грязи, или просто хронически грязные фасады – печаль­ная реальность наших будней. В Интернете приводится очень большое количество объяснений данных про­блем. Наиболее распространенными являются:

– экстремальные перепады температур в наших широтах (мол, Украина или СНГ это не Италия).
– другое количество осадков, нежели в Ближне­восточном регионе.

Исходя из этих аргументов, делаются выводы, что технологии, используемые при остеклении этих фаса­дов, не применимы у нас, они ненадежны и нам нужно придумать что­-либо свое или же не использовать их совсем. Но в то же время никто не говорит о том, что осадки в Лондоне или Праге выпадают не реже, чем в Москве или Киеве, что дневные перепады температур в пустынных регионах значительно превышают наши, что эти технологии с успехом выдерживают как япон­ские землетрясения, так и скандинавские морозы, или американские ураганы.

Попробуем разобраться в этой проблеме, не используя каких­-либо высоких знаний, а исходя исклю­чительно из соображений здравого смысла.

К светопрозрачному фасаду применимы следующие требования:

• функциональное или технологическое соответ­ствие, иными словами, здание должно быть удобным для труда, отдыха или другого применения, для которо­го оно спроектировано;

• техническое соответствие, предусматривающее защиту людей от неблагоприятных атмосферных и других воздействий, прочность, устойчивость, долговечность и огнестойкость здания;

• архитектурно­художественная выразительность, предполагающая привлекательность здания и благо­приятное воздействие на психологическое состояние людей;

• экономическая целесообразность, предусматри­вающая при минимальных затратах труда, средств и времени на строительство здания получение необходимой полезной площади с минимумом эксплуатационных затрат.

В приведенных выше требованиях мною выделены курсивом те требования, на которые в основном обращают внимание при планировании и строитель­стве объекта. Прочное, устойчивое с определенной огнестойкостью здание, где при минимальных затратах труда, средств и времени на строительство можно получить необходимую полезную площадь.

Однако мне кажется, что более существенными и требующими большего внимания являются следующие факторы:

  • Долговечность.
  • Привлекательность.
  • Минимальные эксплуатационные затраты. Начало капитальных ремонтов одновременно с открытием непривлекательного и очень дорого в экс­плуатации объекта, наверное, не самый приятный момент в жизни любого инвестора.

Что же зачастую влияет на эти факторы?

Долговечность фасада в значительной мере опре­деляет выбранное конструктивное решение.

Чем меньше количество разнородных материалов подвержено влиянию внешних факторов, тем более надежна система. Долговечность всей системы определяется долго­вечностью наименее стойкого элемента.

Неправильно подобранный размер может стать причиной разрушений стекла.

Ошибки конструкторского решения и реализации примыканий приводит к значительному уменьшению долговечности.

Простота системы

В природе существует простое правило. Чем проще система, тем меньше вероятность, что что-­либо выйдет из строя. Почему автомат Калашникова так надежен? Потому что он прост! Ниже приведены три системы (см. Рис. 3). Даже не проводя скрупулёзный анализ, мы можем увидеть, что в первых двух системах гораздо больше количество разнородных материалов под­вержено влиянию внешних факторов, чем в третьей. Кроме того, в третьей системе обеспечивается кратчайший путь отвода воды с фасада, главного разру­шающего фактора в природе.

Хочется обратить особое внимание на вторую систему. Данная система позиционируется как «теплая». Профиль имеет термовставки, которые долж­ны ограничить промерзание и перегрев алюминиевой системы. Но по непонятной логике конструктор раз­местил уплотнительные резинки позади данной встав­ки. Тем самым предоставив доступ холоду и высокой температуры к внутренней части системы. А это и воз­никновение конденсата на интерьерной части фасада, и значительные потери энергии, не говоря о том, что большое количество несущих элементов оказалось не защищено от влияния атмосферных осадков.

Образно говоря, это шарф, намотанный на уровни груди. Вроде и есть что-­то на шее, но горло мерзнет.

Надежность элементов

Согласно данным производителей, срок службы резинового уплотнителя на основе EPDM каучука, наиболее применяемого при изготовлении окон, рас­считан не менее чем на 15 условных лет эксплуатации. Если учесть перепады температур зимнее – летнее время, поправку на солнечную сторону помещения и то, что никто не соблюдает правила ухода за уплотни­телем, не смазывает его силиконовыми средствами по уходу за резиновыми деталями, то реально качествен­ный уплотнитель без проблем служит 7­10 лет (см. Рис. 4). Но мы планируем, что фасад должен прослужить без значительных ремонтов и переделок не менее 25­30 лет! Получается, что мы сами укорачиваем срок эксплуатации фасада.

Как избежать данной проблемы? Многие проекти­ровщики не обращают внимания на то, что произво­дители фасадных систем всегда имеют в предложении несколько вариантов решения герметизации швов (см. Рис. 5).

Как происходит выбор варианта? Поскольку в каж­дой системе есть защелкивающийся резиновый про­филь, а в варианте «в» необходим еще и силиконовый герметик, то чаще всего выбор падает на первый вариант (меньше резинка – значит должно быть дешев­ле). Но очень скоро оказывается, что при производстве стеклопакета и монтаже каркаса были определенные допуски и шов оказался «немножко» больше, а монтаж­ник работал при низких температурах и резина была более жесткой, поэтому уплотнитель не до конца правильно установлен, при отрезании уплотнителей точность срезов получилась «немножко» больше или меньше, чем теоретически необходимая. Результат этих всех маленьких отступлений один – протекание фасада. Как решается эта проблема? При помощи варианта «в». Выбрасываются все резиновые уплотни­тели и происходит «мокрая» герметизация силиконовым погодозащитным герметиком, который имеет под­твержденный практикой срок службы более 30 лет. Данная технология позволяет получить эксклюзивный уплотнитель, который абсолютно соответствует гео­метрии шва, абсолютно герметичен и к тому же по своей химической структуре однороден со стеклом (силикон и стекло ­ это неорганические материалы на основе оксида кремния). Возникает вопрос: зачем экспериментировать, если это можно было сделать непосредственно при монтаже фасада?

Размер стекла и расчеты стеклопакетов

Очень часто размер стекла выбирается чисто математически. Высота и ширина фасада разбивается на какое-­либо выбранное число. При этом учитывают то, как будет выглядеть фасад при такой разбивке, но не принимают во внимание, что стекло, а тем более сте­клопакет, «живет» по своим законам и небольшое изменение соотношения сторон или формы может стать причиной того, что окно без видимых причин разрушается. Одинаковые, казалось бы, стеклопакеты на одной части фасада отрываются, хотя на другой – никаких проблем нет. Разработаны целые теории, описывающие эти процессы. Их подробное рассмо­трение не соответствует объему и формату этой ста­тьи, приведу лишь несколько рисунков для иллюстрации данной проблемы (Рис. 6). На одном изображены изменения характерной длинны стеклопакета в зави­симости от его формы, толщины стекла и ширины дис­танционной рамки (размер, при котором возникают максимальные напряжения). Второй иллюстрирует изменения ветровых нагрузок в зависимости от гео­метрии здания.

Есть один простой способ решить данную проблему – обратиться к специалистам. Или рискнуть. Возможно, как раз вам повезет.

Время от времени приходится сталкиваться с про­блемой постепенного «усовершенствования» систем. Правильно разработанные системы иногда постепен­но теряют «лишние» элементы. И этого порой достаточ­но для разрушения фасадных элементов. На чертеже, приведенном на Рис. 7, между стеклом и алюминиевым профилем находится герметизирующая прокладка, которая не дает возможности приклеивания силикона к боковой стенке алюминиевого профиля.

А на рисунке 8 данного элемента нет. В этом случае возможно попадание конденсата в щель между сте­клом и профилем, что приводит к разрушению герме­тика, который к тому же приклеен к боковой стенке. Приклейка силикона к трем плоскостям приводит к тому, что он не имеет возможности работать на рас­тяжение. Недопустимость данного решения четко прописана в европейской норме EOTA ETAG 002, где даже визуально изображен такой неверно спроекти­рованный узел (Рис. 9). Кроме этого, наличие боковой жесткой стенки не дает возможности силикону в пол­ной мере работать на сдвиг, обеспечивая компенса­цию термических изменений материалов системы. А это, в свою очередь, ограничивает максимально воз­можный размер элемента.

К сожалению, факты разрушений из­-за данных ошибок имеют место в реальной жизни. Хотя офици­ально они зачастую объясняются экстремальными температурами или некачественным выполнением работ. Реально же проблемы были заложены уже на стадии проектирования. Очень часто заложниками этой проблемы становятся производители фасадных элементов. Не являясь специалистами фасадных кон­струкций, они получают чертеж и по нему производят изделия. Некоторые работают без технической под­держки фирм ­производителей, которые их могут заблаговременно информировать о проектной ошиб­ке. Поэтому проблема с фасадом в большинстве слу­чаев становится проблемой компании изготовителя.

Проектирование и реализация примыканий фасадных конструкций к стене здания является местом, где очень часто случаются проблемы. Крайняя стойка фасадной системы находится в абсолютно другом тепловом режиме, по сравнению с остальной частью фасада. Это требует обеспе­чения дополнительной термоизоляции данного элемента. В свою очередь, изоляция должна быть защищена от атмосферного влияния с внешней стороны и от проникновения пара со стороны помещения. Для этих целей должны применяться материалы, обеспечивающие соответственно гидро и пароизоляцию, но при этом являющиеся эластич­ными и механически прочными. Для этих целей предпочтительно применять EPDM мембраны и бутиловые ленты. Пример решения приведен на Рис. 10.

Привлекательность

Назвать привлекательным фасады аналогичные тем, что приведены на Рис. 11, достаточно трудно. Не так страшно, что данные фасады являются столь грязными в определенный момент, хуже то, что они будут такими всегда. Такое их состояние предопределено на стадии проектирования. На фотографиях отчетливо видны места повышенного загрязнения: над и под выступаю­щими элементами, а также под щелями. Другими сло­вами, чем больше на фасаде полочек, где скапливается пыль, тем больший «грязевой потенциал» фасада.

На Рис. 12 ­ три варианта фасадных систем. Может показаться, что ни на одной системе нет выступающих элементов и, значит, эти фасады не имеют описанных выше проблем. Но пыль собирается на всех горизон­тальных поверхностях. Небольшого дождя хватит, чтоб все накопленное вышло наружу. Кроме чисто эстети­ческих недостатков, скопление пыли в комбинации с влагой становится прекрасным базисом для начала развития разного рода биологических форм (плесень, грибки, мох и т.п.). Любые формы жизни всегда стре­мятся создать для себя более комфортные условия для развития и расширения своих ареалов. Закупоренные дренажные отверстия, выскочившие из фиксаторов уплотнители, проросшие семена ­ это далеко не все, что может случиться, если недостаточно внимательно отнестись к данной проблеме. Естественно, можно использовать прекрасные химические средства для борьбы с биологическими формами, но нельзя быть уверенными, что элементы фасада также не пострада­ют от их применения.

Другой тип загрязнения можно увидеть на Рис. 13.

Казалось бы, на фасаде нет никаких горизонталь­ных препятствий, но ниже швов все равно отчетливо видны загрязнения в виде подтеков. Этот вариант загрязнения также часто встречается и основной его причиной является использование для герметиков, содержащих органические масла. Другими словами ­ дешевых герметиков. При их производстве с целью удешевления используются органические масла, которые со временем мигрируют на поверхность материала и далее на стекло. Ну, а уже на масло прекрасно садится пыль.

Как можно бороться с загрязнениями фасада? Это мы рассмотрим в следующем пункте.

Минимизация эксплуатационных затрат

Обслуживание фасадов ­ совершенно отдельная, самостоятельная тема. Чтобы ощутить всю сложность существующих проблем, приведем слова М.Л. Калантарова (ЗАО «Башня Федерация менеджмент»), опубликованные на официальном сервере Департамента градостроительной политики города Москвы:

« …разработали специальный документ под названием «Положение об обслуживании фасадов». В нем мы собрали и обобщили все, что для этого нужно, описали требования к уходу за конструкцией, плюс еще вопросы замены стекла в случае поломки и многое другое. Описали — и ужаснулись!
Оказалось, что тут придется решать целых девять непростых задач — в частности, осматривать пластинки, закручивать винтики, которые могут вылететь, решать вопросы с уплотнителем и прочими деталями».

Кроме этих, сугубо технических задач, существует еще и упомянутая выше проблема с мытьем фасада. Эту работы способны выполнить только профессио­нальные альпинисты. Но специалисты, способные выполнять все эти задачи и обладающие альпинист­ским опытом, являются высокооплачиваемыми работ­никами. Это финансовая часть вопроса. Но есть еще и технологическая проблема. Работать в условиях, показанных на Рис. 14 при экстремально высоких летних, низких зимних температурах, а также при ветре, не представляется возможным. Это означает, что чистота фасада зачастую будет зависеть от погод­ных условий и сезона.

Кроме этого, мойщики моют стекло фасада, и с трудом верится, что они будут вымывать труднодоступ­ные места в щелях, как с точки зрения трудоемкости, так и с точки зрения риска повредить находящиеся в швах уплотнители. Если же мойщиков, как людей, периодически имеющих доступ к фасаду, обучить инженерным вопросам, то стоимость их работы вырас­тет еще в несколько раз.

Существенно упростить обслуживание и, как след­ствие, в разы уменьшить сервисные расходы, может проектирование и производство абсолютно плоского структурного фасада. В этом случае нет необходимо­сти обслуживать и ремонтировать уплотнители, под­кручивать винтики, вычищать щели и т.д. Также становится возможным использовать роботизирован­ные моечные машины, которые можно оборудовать камерами для дистанционного контроля состояния элементов фасада.

Целью данной статьи было обратить внимание на вопросы, казалось бы, абсолютно очевидные, но в тоже время не учитываемые при проектировании и производстве фасадов. Возможно, это позволит сделать облик наших городов эстетически более привлекательным.

Владимир ШЕВЕРЯ
Инженер технической поддержки,
структурное остекление и фасады
компании Tremco-illbruck