Читать книгу Фасадные работы и архитектура для чайников: семь раз отмерь – один заплати - Александр Калашников - Страница 16

Требования к облицовочным материалам и изделиям

При проектировании фасадных конструкций допускается применение облицовочных изделий, изготовляемых из природных и искусственных материалов.

При выборе вида облицовочных изделий для защитно-декоративного экрана НФС с учетом конструкции крепления элементов облицовки следует руководствоваться общими характеристиками и отличительными признаками:

материала облицовочного элемента;

облицовочного элемента (изделия);

типа крепления облицовочного элемента.

К общим характеристикам материала облицовочных изделий следует относить:

объемный вес;

прочность;

морозостойкость;

пустотность;

водопоглощение;

пористотсть.

Дополнительные требования к материалу облицовочных изделий устанавливаются в техническом задании на проектирование с учетом климатического района (подрайона) строительства по СП 131.13330.

К общим характеристикам облицовочных изделий следует относить:

конфигурацию (конструктивная форма), размеры;

материал;

тип креплений;

вес изделий;

характер разрушения;

прочность и деформативность.

Дополнительные требования к готовым облицовочным изделиям (в т.ч. в модульных панелях) устанавливаются в техническом задании на проектирование с учетом архитектурных решений, расположения элементов об лицовки в зонах, подверженных интенсивному воздействию солнечной радиации, систематическому водонасыщению и попеременному замораживанию и оттаиванию, воздействию химических реагентов, условий агрессивной среды.

По размеру плоскостные облицовочные изделия следует подразделять на следующие группы:

мелкоформатная облицовка ( A <0,1 м² ); пример клинкерные плитки размерами 240x68 мм;

среднеформатная облицовка (0,1 м²> A >0,72 м² ); пример плиты керамического гранита (керамические) размерами 600x600 мм;

крупноформатная облицовка ( A >0,72 м² ); пример металлокомпозитные кассеты размерами 1200x600 мм.

По весу облицовочные изделия следует подразделять на следующие группы:

тяжелые выше 30 кг/м² включительно;

средней тяжести от 10 д о 30 кг/м²;

легкие до 10 кг/м² включительно.

По характеру разрушения облицовочные изделия подразделяют на следующие группы:

хрупкие

пластичные.

Необходимость определения и учета дополнительных характеристик, отличительных признаков материала облицовочного изделия, готового облицовочного изделия устанавливается в техническом задании по результатам анализа архитектурных решений и условий эксплуатации.

Крепление облицовочных элементов к несущему каркасу фасадной конструкции следует выполнять с применением способов, указанных в следующих двух абзацах.

Видимый (открытый) механический способ крепления с использованием:

кляммеров;

планок (в т.ч. опорных профилей);

закладных деталей;

заклепок, самонарезающих винтов и других точечных элементов крепления.

Скрытый механический способ крепления с применением следующих изделий и их комбинаций:

анкерной техники (резьбовых шпилек);

закладных деталей, в том числе устанавливаемых в пропилах;

замковых элементов;

аграф;

иклей;

гибких связей;

скрытых опорных профилей;

рамок скрытого крепления.

штифтов (пиронов).

Допускается применение клеевого и комбинированных типов креплений.

Толщину облицовочных элементов, тип крепления для объекта строительства устанавливают на основе требований разработчика НФС и технического задания, действующих нагрузок и воздействий, опыта эксплуатации подобных конструкций, при отсутствии данных на основе результатов экспериментальных исследований.

При проектировании облицовочных изделий с применением материалов, отличающихся по физико-механическим характеристикам, и (или) с применением клеевого или комбинированного способа крепления расчетно-теоретическое обоснование технических решений проекта следует осуществлять на основании экспериментальных данных.

При наличии дополнительных требований к материалам или изделиям подтверждение соответствия требованиям технического задания осуществляется на основании испытаний по действующим на применяемый вид материала или изделия стандартам или, при их отсутствии, по специально разработанной программе.

Общие требования к проектированию облицовочных элементов

Подбор облицовочного материала, конструкции облицовочного элемента, узлов крепления и смежных конструкций следует проектировать с учетом требований по обеспечению:

стойкости к механическим воздействиям (удары, сильное надавливание, навал и аналогичный характер воздействий, связанных с деятельностью человека или вибрационными воздействиями);

трещиностойкости в результате температурно-влажностных воздействий, солнечной радиации;

отвода скапливающейся влаги (атмосферных осадков) из полостей и карманов облицовочных элементов с применением дренажных отверстий;

герметизации прорезей, отверстий, предназначенных для крепления элементов облицовки;

свободных перемещений при деформировании элементов металлического каркаса, облицовочных изделий, обусловленном температурно-влажностными воздействиями (рисунок 5.1.11.1);

устройства системы деформационных швов (рисунок 5.1.11.2);

устойчивого положения облицовочных элементов в проектном положении.

Рисунок 5.1.11.1 – Пример установки кляммеров в местах устройства деформационного шва

Рисунок 5.1.11.2 - Пример устройства деформационного шва без передачи нагрузки от температурных воздействий с каркаса на облицовку и в обратном направлении

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.