Современное строительство и архитектура ставят перед собой несколько важнейших задач, среди которых особое внимание уделяется эффективному энергосбережению и улучшению теплозащиты зданий. В последние десятилетия, с развитием технологий и внедрением новых стандартов в области энергоэффективности, появилась необходимость в создании инновационных конструктивных решений для утепления фасадов зданий. Одним из таких решений стали навесные вентилируемые фасадные системы. Эти технологии не только способствуют повышению теплоизоляции, но и обеспечивают долговечность, устойчивость к воздействию внешних факторов и стильный внешний вид зданий.
Технология вентилируемых фасадов начала развиваться в конце XX века, когда требования к энергоэффективности и экологичности строительства стали одной из главных задач. В 90-х годах в Европе и США активно внедряли новые строительные материалы и методы, ориентированные на минимизацию теплопотерь и улучшение микроклимата внутри зданий. Одним из важных этапов в этом процессе стало использование вентилируемых фасадных систем, которые обеспечивают воздушный зазор между наружной облицовкой и стеной, улучшая циркуляцию воздуха и предотвращая накопление влаги.
Сегодня вентилируемые фасады используются не только в жилых и офисных зданиях, но и в промышленных объектах. Эффективность этих систем подтверждается их способностью снижать расходы на отопление и кондиционирование, а также увеличивать звукоизоляцию и защиту от неблагоприятных внешних воздействий.
Практическое внедрение современных стандартов по энергосбережению и улучшению теплозащиты ограждающих элементов зданий спровоцировало развитие множества конструктивных и технологических решений, касающихся теплоизоляции фасадных частей зданий. В свете этого у специалистов-архитекторов и инженеров-строителей возрос интерес к удобной, сравнительно доступной по стоимости технологии отделки – навесным вентилируемым фасадным системам, позволяющим не только воплощать в жизнь оригинальные дизайнерские концепции, но и выполнять работы независимо от сезона, в сжатые сроки, с высокой технологичностью и надежностью.
Технология вентилируемых фасадов стала важным достижением архитектурно-строительной мысли в последние десятилетия XX века. Применение этой системы подразумевает наличие воздушного промежутка между несущей стеной и облицовочными панелями, что обеспечивает эффективную вентиляцию и способствует естественному удалению избыточной влаги как из атмосферы, так и из самой конструкции здания. По своей сути, вентилируемый фасад функционирует как своеобразная «вытяжная система», аккумулирующая и выводящая лишнюю влагу.
Основная задача навесных вентилируемых фасадных систем заключается в защитной функции. Для внешней облицовки фасадов применяются материалы с повышенной стойкостью к внешним агрессивным факторам, такие как керамогранит и композитные панели. Использование композитных материалов позволяет заметно снизить общую стоимость реализации фасадных работ. Дополнительной функцией навесных фасадов является техническая — обеспечение эффективной теплоизоляции. Монтаж утеплителя под облицовкой превращает здание в подобие термоса, удерживающего тепло внутри.
К примеру, в условиях отключения отопления в зимний период дом, оснащенный навесной фасадной системой, охлаждается в 5–6 раз медленнее, чем здания без дополнительного утепления. Летом же фасад способствует сохранению прохлады в помещениях, отражая солнечную радиацию и значительно снижая расходы на кондиционирование воздуха. Третья немаловажная функция – звукоизоляционная: установка навесных фасадов увеличивает показатели звукоизоляции стен в 1,5–2 раза.
Эта особенность особенно ценна для мегаполисов. В сочетании с современными вакуумными стеклопакетами навесной фасад способен обеспечить внутри помещений атмосферу уединенности и тишины даже в непосредственной близости от вокзалов или аэропортов. Вентилируемый фасад является одним из наиболее целесообразных решений как для реконструкции фасадов, так и при проведении капитальных ремонтных работ. Если поверхности стен имеют трещины или неровности, такой вид облицовки позволяет эффективно скрыть дефекты и придать зданию новый эстетичный облик. Современные требования к отделке фасадов предполагают использование материалов премиального качества, способных выдерживать экстремальные условия окружающей среды, а монтаж таких систем возможен круглогодично.
Алюминиевые композитные панели представляют собой многослойный композит, включающий два слоя алюминия, между которыми располагается сердцевина из полимерного или минерального материала (рис. 1).
Рис. 1. Алюминиевая композитная панель
Благодаря уникальному сочетанию алюминия с полимерными компонентами композитный материал приобретает исключительные свойства: высокая механическая прочность и жесткость гармонично сочетаются с выдающейся гибкостью и эластичностью, что особенно востребовано при создании навесных фасадов.
Ключевые преимущества композитных панелей:
- универсальность применения; материал идеально подходит для устройства вентилируемых фасадов, благодаря своим свойствам обеспечивает стабильную эксплуатацию на протяжении многих лет, при этом монтаж остается быстрым и несложным;
- легкость; по сравнению с традиционными тяжелыми материалами вроде натурального камня, композитные панели значительно снижают нагрузку на конструкцию здания;
- широкая цветовая палитра; выпускаются панели практически в любом цветовом исполнении – от ярких оттенков (белый, синий, зеленый, красный) до сдержанных тонов (серый, светло-голубой, оттенок слоновой кости);
- стойкость к возгоранию и химическим воздействиям;
- долговечность эксплуатации; фасадные панели защищают здания от воздействия осадков, ветровых нагрузок и перепадов температур, длительное время сохраняя привлекательный внешний вид;
- гибкость материала; панели из алюмокомпозита легко принимают необходимые формы, позволяя создавать фасады сложной геометрии;
- отличная тепло- и шумоизоляция; фасады, собранные из композитных панелей, как правило, не требуют дополнительных материалов для изоляции от шума и потерь тепла.
Навесные вентилируемые фасады сегодня признаны одним из наиболее эффективных решений для оформления внешних стен промышленных объектов. Компания «Реалит» является одной из ведущих на российском рынке по производству алюминиевых профилей, предлагая весь спектр систем светопрозрачных фасадов и оконно-дверных конструкций. В качестве внешнего защитного и декоративного слоя часто используются крупноформатные фиброцементные плиты «Минерит» и их декоративные модификации: «Мультиборд», «Глассал», «Дюрако», «Карат», «СемКолор», «Шиноп», «СемСтоун». Эти материалы заслужили признание архитекторов и дизайнеров, ими облицованы фасады жилых комплексов, деловых центров, школ, банков, станций метрополитена, а также элементы городской инфраструктуры, такие как мосты, тоннели и эстакады.
Фиброцементные плиты «Минерит» производятся по технологии изготовления асбестоцементных материалов, но с применением безопасных целлюлозных волокон. Согласно исследованиям, в условиях российского климата содержание влаги в бетонных стенах в среднем составляет около 15 %. Монтаж навесного фасада позволяет снизить этот показатель до уровня 3–4 %, что приводит к улучшению теплоизоляционных характеристик стен приблизительно в 1,5 раза.
Попадающие на фасад атмосферные осадки организованно отводятся в систему дренажа, полностью исключая попадание влаги на утепляющий слой и конструкцию здания. Наружный теплоизоляционный контур эффективно защищает несущие стены от циклов замерзания и оттаивания. Точка росы при этом смещается в теплоизоляционный материал. Водяные пары беспрепятственно проходят через стены, достигая утеплителя и далее удаляются наружу благодаря воздушному потоку в вентиляционном зазоре.
В результате существенно уменьшаются теплопотери в холодное время года и предотвращается перегрев помещений в летний период. Стабилизируется влажностный режим внутри зданий: стены остаются сухими, исключается появление плесени, грибка и чрезмерной сухости воздуха. Кроме того, значительно увеличивается звукоизоляция стен — благодаря шумоизоляционным характеристикам фасадных панелей и теплоизоляции. Например, стена из легкого бетона после монтажа навесного фасада демонстрирует удвоение звукоизоляционных показателей.
Керамический гранит (керамогранит) – это современная альтернатива природному камню, которая постепенно вытесняет его из сферы облицовки фасадов зданий. Ещё недавно натуральный камень считался наилучшим материалом для внешней отделки. Однако с учётом множества факторов, при отделке фасадов промышленных сооружений всё чаще выбор останавливают именно на керамическом граните. Этот материал отлично зарекомендовал себя в технологиях изготовления вентилируемых фасадов благодаря своим физическим и эстетическим характеристикам.
Основные преимущества керамогранита:
- высокая устойчивость к резким температурным перепадам; вентилируемые фасады сохраняют свои качества в широком диапазоне температурных условий (–50…+50 °С);
- минимальное водопоглощение;
- структура с низким уровнем пористости препятствует накоплению влаги;
- впечатляющая прочность, долгий срок службы и отличная ударная стойкость;
- однородная окраска по всей массе материала, что ценится архитекторами и дизайнерами;
- безопасность для здоровья; керамогранит производится только из экологически нейтрального сырья;
- доступная стоимость, значительно ниже многих натуральных аналогов.
Совокупность перечисленных характеристик делает керамогранит практически безупречным вариантом для устройства вентилируемых фасадов. Возможность создавать оттенки, имитирующие гранит и прочие натуральные камни, а также широкий выбор цветов, превращает вентилируемые фасады из керамогранита в красивое и долговечное решение.
Фиброцементные плиты применяются в конструкции теплоизоляционных систем вентилируемых фасадов, для отделки наружных стен зданий различного назначения, а также во внутренней облицовке помещений. Среди их достоинств выделяются: полная негорючесть, способность не поддерживать горение, высокие тепло- и звукоизоляционные качества, стойкость к поражению микроорганизмами и химически активными веществами. Применение фиброцементных плит в навесных фасадных системах позволяет за счёт регулировки толщины обрешётки исправить неровности фасадов без необходимости дополнительной подготовки стен.
Так как монтаж вентилируемых фасадов с фиброцементными плитами не требует применения мокрых процессов, это даёт возможность выполнять работы независимо от времени года, обеспечивая при этом эффективное утепление. Эти панели позволяют снизить затраты на обогрев зданий до 30 %, а также обеспечивают дополнительную защиту от ультрафиолетового излучения и влияния магнитных полей. Вентилируемые фасады с применением фиброцемента придают постройкам современный и стильный внешний облик, а богатая цветовая палитра и разнообразные фактуры помогают подчеркнуть индивидуальность каждого здания.
Правильное размещение слоёв в навесных фасадных системах из фиброцементных плит и образование вентилируемой воздушной прослойки создают естественный вертикальный поток воздуха. Благодаря этому потоку происходит удаление влаги как из утеплителя, так и из основной стены, что положительно сказывается на теплоизоляционных свойствах и общей долговечности конструкции. Гладкая поверхность плит способствует самоочищению фасадов от грязи и осадков, а стекающая вода равномерно распределяется, предотвращая появление разводов.
Металлический сайдинг — это один из самых востребованных современных материалов для облицовки стен зданий. Он образует аккуратную эстетичную поверхность с использованием системы скрытого крепления панелей и дополнительных элементов. Основные плюсы металлосайдинга: высокая огнестойкость, быстрая и простая установка с минимальными временными затратами в любое время года, скрытая фиксация всех элементов, повышенная прочность, морозостойкость и устойчивость к коррозионным процессам.
В основе металлосайдинга лежит горячеоцинкованная холоднокатаная сталь толщиной 0,5…0,7 мм. Поверхности дополнительно покрываются защитно-декоративными составами, что обеспечивает: надёжную защиту от неблагоприятных климатических факторов, устойчивость к коррозии, полное отсутствие пористости и долговечность защитных свойств на протяжении более чем 10 лет.
Металлический сайдинг выпускается как в форме плоских плит, так и в виде профилированных листов (профнастила). Профнастил представляет собой металлический лист с трапециевидным профилем различной высоты волн. Производится он из оцинкованной стали с декоративным полимерным покрытием. Изготовление профнастила на современных профилегибочных станках позволяет достичь максимальной рациональности в распределении металла по сечению листа, обеспечивая высокую жёсткость и прочность при минимальном расходе материала. Срок службы такого покрытия чрезвычайно высок: в Скандинавских странах до сих пор сохранились дома, покрытые профнастилом более 40 лет назад, когда технологии ещё только развивались. Стеновые профилированные настилы С8-1150, С10-1100, С10.43-1100, С21-1000, С44-1000 считаются наиболее экономичными и используются в качестве стеновых и облицовочных материалов при возведении перегородок, подвесных потолков, различных ограждений и наружных стен зданий.
Качественная облицовка фасадов зданий с применением наиболее современных, технологичных и при этом экологичных материалов позволяет радикально изменить внешний облик производственных сооружений, придав им соответствие строгим требованиям к экстерьеру и воплотив в жизнь новейшие принципы архитектурных концепций.
Немецкий производитель Terrart выпускает эксклюзивные керамические фасадные решения. В отличие от стандартных производителей покрытий из керамического гранита, Terrart предлагает архитекторам и дизайнерам уникальную возможность использовать элементы практически любых размеров и форматов. Одна из наиболее ярких работ компании — создание застройки Потсдамерплатц в Берлине (рис. 2).
Рис. 2. Ансамбль Постдамерплатц
Особым спросом у специалистов пользуется продукция немецкого концерна Кme, предлагающего разнообразные варианты меди с различными степенями естественного старения: TECU® — классический красный оттенок; TECU® Classic — медь, предварительно окисленная до темно-коричневого цвета; TECU® Oxid — медь с готовым налётом зелёной патины; TECU® Patina — материал с матовым серым лужением; TECU® Zinn и TECU® Brass — изысканные красно-золотистые покрытия, а TECU® Bronze — медь насыщенного красно-коричневого цвета, полностью соответствующие требованиям прогрессивной архитектуры.
В строительстве здания Союза архитекторов России в Москве (рис. 3 и 4) использовались материалы фирмы Кme.
Медные покрытия TECU® патинируются только с одной стороны. За счёт естественного воздействия атмосферных условий происходит процесс формирования слоя окиси меди, который в течение продолжительного времени образует характерную зеленоватую патину. TECU® Patina придает фасаду узнаваемую выразительную зелень.
Рис. 3. Здание Союза архитекторов России (фасад)
Рис. 4. Здание Союза архитекторов России (вид с северной стороны)
При монтаже медных листов TECU® Oxid уже сразу формируется тёмно-коричневая оксидная плёнка. В процессе эксплуатации под воздействием атмосферы цвет меняется, переходя от светлых к насыщенно тёмным коричневым оттенкам. TECU® Classic отличается специальной поверхностной обработкой, обеспечивающей матово-серое лужение с обеих сторон. Со временем на поверхности возникает теплый благородный оттенок серого цвета, гармонично сочетающийся с широким спектром строительных материалов.
TECU® Brass — материал из высококачественной латуни, обладающий характерным красно-золотым оттенком, используется для создания оригинальных архитектурных решений. Листы TECU® Bronze с естественным красно-коричневым тоном приобретают с течением времени благородную патину, начиная с антрацитово-темного цвета и переходя к коричневато-серым оттенкам.
TECU® Gold — это особый продукт для создания новых фасадных решений: начальный золотисто-зеленый тон под действием внешней среды меняется, приобретая светло-матовый золотой оттенок, который сохраняется неизменным в процессе дальнейшей эксплуатации.
TECU®-кессоны представляют собой облицовочные модули, разработанные индивидуально под каждый проект. Эти кессонные конструкции являются вентилируемыми и отличаются большой гибкостью в отношении размеров, способов соединения и типов крепления. Отбортованные по всему периметру, они обеспечивают укладку листов крупного формата в единую плоскость без искажений. Фиксация производится посредством заклепок, болтов, уголков или навешиванием на специальные элементы конструкции. Для повышения жесткости крупных кассет возможно использование дополнительных вставок из древесных, металлических либо минеральных материалов.
TECU® фальцевые покрытия специально разработаны для конструкций с угловыми стоячими или двойными стоячими фальцами, а также для драночных покрытий. Как правило, для фасадов применяют вертикальную или горизонтальную укладку, создающую чётко выраженную рельефную структуру. Кровельные покрытия традиционно монтируются по технологии двойного стоячего фальца.
Фасадные облицовочные системы допускают возможность укладки панелей не только вертикально или горизонтально, но и под углом, с вариантами их комбинирования. Новый сервисный центр в Мюнхене (рис. 5) своим внешним видом напоминает массивный медный брус, возвышающийся над просторной равниной. Фасад и крыша монументального сооружения почти полностью окутаны сияющей медью. Этот металл также широко используется в архитектуре спортивных комплексов (рис. 6).
Рис. 5. Сервисный центр (г. Мюнхен, Германия)
Рис. 6. Дворец спорта (г. Нант, Франция)
Медные фасады гармонично и естественно вписываются в современный архитектурный ландшафт. Медь является идеальным сочетанием с множеством других строительных материалов, таких как камень, кирпич, стекло и дерево. Все существующие системы фасадных облицовок из меди направлены на достижение высоких стандартов в области техники, эстетики и финансовых вложений. Эти системы бывают различных типов, в том числе с различными видами поверхностей: патинированной (с яркой зеленой патиной), окисленной (с коричневым оксидом) и с естественной блестящей медью.
Некоторые системы фасадов могут быть изготовлены из латуни или бронзы. Под термином «патина» обычно подразумевают эффект старины, а также особенное покрытие, которое появляется на меди со временем. В некоторых случаях это может означать именно «зеленую патину», что является своего рода благородной ржавчиной. В архитектуре можно часто встретить патину на старых медных крышах и фасадных элементах зданий. Применение меди в строительстве жилых и производственных объектов оправдано её уникальными эстетическими свойствами, а также особенностями, проявляющимися через некоторое время, когда медь поддается воздействию природных факторов, таких как ветер и осадки.
Медь обладает высокой стойкостью к коррозии в наружных условиях. Самый распространенный тип коррозии – обычная коррозия на поверхности. Однако её скорость очень низкая, и составляет 0,2…2,2 мкм/год. Более интенсивная коррозия может проявляться под воздействием кислотных вод. Также скопления воды, возникающие из-за отсутствия должного дренажа, могут стать причиной локальной коррозии. Электрохимическая коррозия происходит, когда медь вступает в контакт с другими металлами, что требует избегания таких контактов и предотвращения попадания воды, которая контактировала с медью, на другие металлические поверхности. Эрозионная коррозия возникает из-за продолжительного воздействия воды, которая стекает вниз по медной поверхности. В этих местах кислота постоянно истирает поверхность, не позволяя сформироваться защитной оксидной пленке.
При монтаже облицовки стен медными плитами используется техника стоячих и вертикальных фальцев. В стандартных условиях применяются двойные лежачие фальцы, тогда как на узких участках или в защищенных местах можно использовать одинарные лежачие фальцы. Когда размер листа позволяет увеличить расстояние между стоячими фальцами, вертикальные швы могут быть также закреплены зажимами. Обычно фасадная облицовка крепится к карнизным свесам или профилированным изделиям, и её нижний край устроен таким образом, чтобы вода не попадала на нижний лист. В некоторых случаях фасадная облицовка соединяется с вертикальными отливами под нижней частью крыши. В верхней части облицовка может быть связана с кровлей, коньковыми отливами или другими элементами с помощью фальцевания. При использовании плоских плиток для кровли, которые изначально укладывались с одинарными лежачими фальцами, они могут быть установлены как горизонтально, так и вертикально, образуя покрытие с одним фальцем, которое также можно размещать по диагонали.
Плоские кровельные плитки напоминают небольшие кассеты. Размеры таких плиток могут сильно варьироваться, особенно если используется крепление с зажимами или криволинейные медные гвозди в форме скобы. Такие кассеты, которые также могут быть выполнены из медных сплавов, становятся все более популярными в строительстве. Они часто производятся на заказ и разрабатываются в тесном сотрудничестве между архитектором и производителем кассет. Кассеты, устанавливаемые вертикально, обычно сохраняют темные цвета, начиная от коричневого и до черного. При воздействии влаги на поверхность, со временем появляется зеленая патина.
Когда облицовка выполнена медью с фальцевым покрытием, она требует наличия прочной и ровной подложки. Это особенно важно для обеспечения надежности и долговечности крепежных элементов и зажимов. Любые деформации в местах крепления будут заметны, особенно на гладких поверхностях, как показано на рисунках 7 и 8.
Рис. 7. Здание Каза Травелла (г. Кастель Сан Пьетро, Швейцария)
Рис. 8. Архитектурное оформление фасада жилого здания медью
Компания Kedzink из Германии предлагает фасады из титано-цинковых материалов, которые по своим эстетическим и эксплуатационным характеристикам не уступают медным (рис. 9).
Рис. 9. Дом в г. Дуурстеде (Нидерланды) с титано-цинковой облицовкой
Все фасадные облицовочные материалы крепятся к строительным конструкциям различными методами. Наиболее распространенный способ – это укладка с применением клеевых составов, который обычно не вызывает проблем и оправдан для большинства случаев. Однако в зимних условиях могут возникнуть сложности при укладке плитки с использованием клея на фасадах зданий. Наибольшие трудности возникают, если технологический процесс не соблюдается в заводских условиях.
Интересные факты
- Технология без сезонных ограничений: Одним из значительных преимуществ навесных вентилируемых фасадов является возможность их установки в любое время года. Так как технология не требует мокрых процессов, монтаж можно выполнять даже в зимний период, что особенно важно в странах с холодным климатом.
- Фасады как «термос»: Навесные фасады создают эффект термоса для здания, сохраняя тепло зимой и прохладу летом. Здания с вентилируемыми фасадами в условиях низких температур теряют тепло в 5–6 раз медленнее, чем здания без дополнительного утепления.
- Долговечность материалов: Современные фасадные системы, такие как алюминиевые композитные панели, керамогранит и фиброцементные плиты, имеют срок службы более 50 лет, что делает их выгодным и долговечным решением для фасадных работ.
- Эстетическая гибкость: Навесные фасадные системы могут быть выполнены в самых разных стилях и оттенках, что позволяет архитекторам воплощать самые смелые дизайнерские идеи, создавая уникальные образы для городских и сельских объектов.
Заключение
Вентилируемые фасады – это не просто тренд современного строительства, а реальное и эффективное решение для повышения энергоэффективности зданий. Развитие технологий в этой области позволяет значительно улучшить тепло- и звукоизоляцию, продлить срок службы фасадов, а также сделать здания более устойчивыми к внешним воздействиям, таким как перепады температур и атмосферные осадки. С учетом актуальности требований к экологичности и энергосбережению, навесные фасады становятся неотъемлемой частью архитектурных и строительных решений, обеспечивая гармонию между функцией и эстетикой.
