Вентилируемый фасад как дождевой барьер

Наружные стены любого здания представляют собой его оболочку, которая должна обеспечивать надежную защиту от любых воздействий окружающей среды.

Климатические воздействия на наружные стены

Важнейшей задачей проектирования любого здания, по крайней мере, если здание не находится где-нибудь в центре пустыни, является контроль проникновения дождя. Без решения этой задачи все остальные характеристики стены, например, теплофизические, теряют свой смысл.

До появления вентилируемых фасадов в строительстве применяли три фундаментальных принципа контроля проникновения дождя внутрь здания.

1. Стена как накопитель для влаги

Самым древним является подход, который заключается в применении массивных строительных материалов с большой способностью впитывать влагу. Такими материалами являются, например, некоторые природные камни и глиняные кирпичи. Главная функция таких наружных стен — служить резервуаром для дождевой воды. Эти стены выполняют достаточно толстыми, чтобы они могли поглощать достаточное количество влаги, но не давать ей проходить внутрь помещения. Такие стены удерживают влагу внутри себя, пока она не высушится с удалением влаги как наружу, так и внутрь здания.

2. Не пустить влагу в стену

Второй, более современный, подход заключается в применении в конструкции стены «абсолютно» герметичного барьера от проникновения дождя. Этот барьеры выполняют из высококачественных и дорогих, материалов. Их помещают снаружи или внутри стены. Примеры таких стен представлены на рисунке. К сожалению, стыки между этими идеальными элементами нельзя сделать абсолютно и навсегда герметичными, например, даже с применением самого лучшего силиконового герметика.

До появления вентилируемых фасадов в строительстве применяли три фундаментальных принципа контроля проникновения дождя внутрь здания.

3. Стена с дренажной полостью

Третий подход, весьма остроумный, заключается в том, чтобы пропускать сквозь наружную поверхность стены только небольшую часть дождевой воды и быстро удалять ее через встроенную в стену систему дренажа.

Стена с дренажной полостью контролирует только часть сил, которые воздействуют на ее наружную поверхность, а именно, гравитацию, поверхностное натяжение, капиллярное движение, а также динамику движения дождевых капель. Несколько десятилетий этот способ применяется для кирпичных конструкций для снижения влажности на внутренних поверхностях стен. Чтобы прервать капиллярное движение влаги такая кирпичная стена имеет довольно большую полость (шириной 50-75 мм) между наружным и внутренним слоями кирпичной кладки. Поэтому вода, которая проникает через наружный слой кладки, уже не может достигать противоположной стенки этого воздушного зазора. Вода, которой «удалось» попасть в эту дренажную полость, по специальным каналам благополучно выходит наружу.

«Дождевой барьер» или «дождевой экран»?

Концепцию «дренажной полости» позднее применили к другим типам стен, а не только к кирпичным стенам. Когда на строительный рынок вышли водонепроницаемые облицовочные панели — еще не вентилируемые фасады, то важным стал вопрос правильного проектирования стыков между ними, чтобы контролировать все силы, которые «заставляют» дождь проникать сквозь наружные стены.

Первые фасады с панельной облицовкой уже имели дренажные полости сзади облицовки, но могли вообще не иметь зазоров между облицовочными панелями. Позже обнаружили, что такие фасады не способны эффективно предотвращать проникновение дождя внутрь стены. Дело оказалось в том, что они игнорировали важную движущую силу для проникновения воды, а именно, разность давления воздуха между наружной и внутренними поверхностями облицовки. Если давление воздуха снаружи стены больше, чем внутри, то это заставляет воду проникать через любые несплошности стены, которые только есть в фасадной облицовке или которые возникают в течение срока ее службы: стыки, малые поры, зазоры, трещины и отверстия.

Считается, что полностью выровнять давление воздуха снаружи и внутри фасадной облицовки практически невозможно. Поэтому вместо термина «выравнивание давления» часто применяют термин «модерация давления».

Вентилируемый фасад

Защиту от проникновения дождя, которая включает как применение дренажных полостей, так и выравнивание давления снаружи и внутри наружных стен называют английским термином «rainsсreen», что по техническому смыслу соответствует термину «дождевой барьер». Кроме того, этот термин можно перевести и как «дождевой экран», что, по нашему мнению, плохо отражает суть дела.

Этот принцип дождевого экрана реализуется в стенах с навесным вентилируемым фасадом. Каждый навесной вентилируемый фасад (НВФ) включает обычно, как минимум, следующие компоненты:

• подконструкцию — несущий каркас для облицовочных панелей;
• кронштейны для крепления подсистемы к стене, на которую устанавливается вентилируемый фасад;
• крепежные изделия — винты, саморезы, дюбеля, заклепки для крепления элементов подконструкции друг с другом, подконструкции — к стене, облицовочных панелей — к подконструкции;
• утеплитель.

Правильно спроектированный вентилируемый фасад обеспечивает надежный контроль над такими «силами природы», как:

1. проникновение дождевой воды
2. ультрафиолетовое излучение солнца
3. давление ветра
4. передача тепла в здание и из него
5. проникновение воздуха
6. движение водяного пара в здание и из него

Панели облицовки

Облицовочные панели являются первой линией защиты стен здания от различных климатических воздействий. Поэтому их конструкция, материалы и качество изготовления являются очень важными для способности вентилируемого фасада выполнять свои функции. Кроме того, что облицовка защищает конструкцию стены от дождя, она защищает ее от воздействия давления ветра и ультрафиолетового излучения.

Подконструкция

Подконструкция (подсистема) вентилируемого фасада не только служит несущим каркасом для крепления облицовочных панелей, но и обеспечивает возможность эффективной вентиляции в полости позади облицовочных панелей. Этот вентиляционный зазор обеспечивает дренаж воды, которая попала внутрь фасада, и вентилирование воздуха вдоль задней стенки облицовки. В результате этого происходит эффективное высушивание всей воды, которая просочилась сквозь облицовку, а также вентилирование влажного воздуха, который может скапливаться в воздушном зазоре.

Теплоизоляция

Одной из особенностей вентилируемого фасада является то, что он может быть спроектирован для различных требований по энергопотреблению за счет установки теплоизоляционного материала заданной толщины. Это позволяет добиваться выполнения практически любых требований по сопротивлению теплопередаче, которых требуют современные строительные нормы, особенно для жилых зданий в зимнее время. С другой стороны, это обеспечивает комфортные условия в летнюю жару и экономию энергии на кондиционирование воздуха.

Защита от дождя

По DIN 4108-3 вентилируемые фасады принадлежат к третьему, самому высокому, классу по защите наружных стен от косого дождя. Незначительная влага, которая попадает за облицовочные панели, быстро удаляется через вентилируемое пространство между теплоизоляционным материалом и наружной облицовкой.

Вентиляционный зазор работает как компенсатор наружного давления, обеспечивая, в самых критических условиях, то, что проливной дождь дренирует по задней стенке облицовочных панелей и, таким образом, защищает теплоизоляцию от намокания. Это дает возможность устанавливать вентилируемые фасады с открытыми горизонтальными стыками без снижения степени защиты от дождя.

Защита от влаги и конденсации

Благодаря конструкции вентилируемого фасада снижается сопротивление диффузии пара от внутренней стороны стены к наружной. Любая влага, которая образовалась в результате конденсации пара или накопилась в ходе строительства, быстро выводится через вентилируемый зазор. Это, в свою очередь, способствует созданию здорового и комфортабельного внутреннего климата внутри здания.

Огнестойкость

Выбор материалов для различных компонентов вентилируемого фасада зависит от назначения здания. Поэтому по требованию заказчика всегда есть возможность применить материалы, которые относятся к «негорючим» или «трудно горючим», чтобы выполнить требования нормативных документов по пожарной безопасности здания с навесным вентилируемым фасадом.

Молниезащита

В последние годы требования по экранированию и защите IT-систем в зданиях становятся все более важными. Это связано с дополнительными расходами, которые можно значительно снизить за счет применения вентилируемых фасадов. Использование алюминиевой подконструкции может заменить применяемые обычно проводники заземления. Если заказчик выбирает электропроводящую наружную облицовку фасада, то тем самым обеспечивается надежная молниезащита как самого здания, так всей электроники внутри его. Она является очень эффективной как с точки зрения установки, так и с точки зрения технического обслуживания.

Звукоизоляция

Вентилируемые фасады положительно влияют на звукоизоляционные свойства наружной оболочки стены. В зависимости от толщины теплоизоляции, размеров облицовочных плит и доли открытых стыков коэффициент понижения звука может повыситься на 8-14 децибел.