Часть I. Рекомендации по проектированию и монтажу фасадных систем для нового строительства и реконструкции жилых и общественных зданий в Санкт-Петербурге

Предисловие

1. Разработан ООО "Строительный Технопарк" при участии ФГАОУ ВО "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого".

2. Внесен отделом нормативно-методического обеспечения Управления нормативно-методического обеспечения, планирования и координации проектно-изыскательских работ Комитета по строительству.

3. Согласован с Комитетом по градостроительству и архитектуре, Комитетом по государственному контролю, использованию и охране памятников истории и культуры, Комитетом по энергетике и инженерному обеспечению, Службой государственного строительного надзора и экспертизы Санкт-Петербурга, Жилищным комитетом.

4. Одобрен и рекомендован к применению на территории Санкт-Петербурга распоряжением Комитета по строительству от 14.11.2016 N 198.

5. Разработан впервые.

Введение

Настоящие рекомендации разработаны в развитие принципов и требований СП 15.13330.2012 "Каменные и армокаменные конструкции", СП 16.13330.2011 "Стальные конструкции" и являются вспомогательным материалом для проектирования многослойных стен с облицовочным каменным слоем и навесных фасадных систем (далее - НФС) в условиях Санкт-Петербурга.

Настоящие рекомендации состоят из двух частей:

- часть I - рекомендации по проектированию и монтажу фасадных систем, правила производства и приемки работ;

- часть II - рекомендации по эксплуатации и ремонту фасадных систем.

В рекомендациях приводятся требования к материалам и вспомогательным изделиям, применяемым при возведении многослойных стен с облицовочным каменным слоем и НФС, а также указания по конструированию и проверке предельных состояний, расчету анкерных связей, опорных кронштейнов, узлов сопряжения стен с перекрытиями и фундаментами. При разработке настоящего РМД учтен передовой отечественный и зарубежный опыт проектирования, возведения и эксплуатации многослойных стен с облицовочным каменным слоем и НФС.

Проектирование многослойных каменных стен, требования к которым не оговорены в СП 15.13330.2012 "Каменные и армокаменные конструкции" до разработки соответствующих нормативов следует осуществлять на основании технических условий, основанных на результатах специальных исследований.

Многослойные стены с облицовочным каменным слоем получили широкое применение в Российской Федерации с середины 90-х годов прошлого столетия в связи с повышением нормативных требований к поэлементному уровню тепловой защиты зданий. Не обладая соответствующей нормативной базой, опытом проектирования и строительства, многие технические решения были заимствованы из зарубежной практики, без адаптации их к специфическим климатическим условиям регионов Российской Федерации, а также без учета характеристик и номенклатуры выпускаемых отечественной промышленностью строительных материалов и изделий. В этой связи уже первые годы эксплуатации многослойных стен выявили ряд серьезных недостатков, которые во многих случаях приводили к аварийному состоянию стенового ограждения.

В зарубежной и отечественной практике накоплен значительный опыт проектирования, строительства и эксплуатации НФС. Однако их техническими параметрами, как правило, владеют организации либо компании-разработчики конкретных систем. Разработка новых и совершенствование существующих НФС происходит в условиях отсутствия доступных результатов обобщающих исследований по вопросам проектирования и эксплуатации НФС. Широкому применению НФС препятствует также отсутствие нормативных требований к конструктивным решениям фасадов и используемым в них материалам и изделиям, учитывающих особенности эксплуатации НФС в климатических условиях Санкт-Петербурга. В связи с этим разрабатываемый документ содержит основные требования к конструктивным элементам навесных фасадных систем. Документ учитывает накопленный опыт эксплуатации отечественных и зарубежных систем утепления фасадов зданий с воздушным вентилируемым зазором, получивших подтверждение пригодности для применения в строительстве на территории РФ.

Региональный методический документ "Рекомендации по проектированию, монтажу и эксплуатации фасадных систем для нового строительства, реконструкции и ремонта жилых и общественных зданий в Санкт-Петербурге" разработан специалистами ФГАОУ ВО "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого". Руководитель разработки - д.т.н. Р.Б. Орлович, ответственный исполнитель - к.т.н. А.С. Горшков, исполнители - д.т.н. Н.И. Ватин, к.т.н. С.В. Корниенко, инженер С.С. Зимин.

1. Область применения

Настоящий РМД разработан для применения в Санкт-Петербурге при проектировании и строительстве жилых и общественных зданий. При проектировании НФС необходимо также учитывать требования положений, нормативов и прочих документов по градостроительной деятельности, действующих в данном муниципальном образовании.

Настоящий документ является методическим и справочным пособием, рекомендуемым для использования:

- заказчиками проектной документации;

- специалистами, осуществляющими проектирование многослойных стен с облицовочным каменным слоем и навесных фасадных систем;

- специалистами, осуществляющими контроль качества проектирования и строительства многослойных стен с облицовочным каменным слоем и навесных фасадных систем;

- соответствующими административными органами.

2. Нормативные ссылки

Для применения настоящего РМД необходимы следующие ссылочные нормативные документы. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного нормативного документа, для недатированных ссылок применяют последнее издание ссылочного документа (включая все его изменения):

СП 2.13130.2012 Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты

СП 15.13330.2012 "Каменные и армокаменные конструкции"

СП 16.13330.2011 "СНиП II-23-81* Стальные конструкции"

СП 20.13330.2011 "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия"

СП 28.13330.2012 "СНиП 3.04.03-85 Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии"

СП 50.13330.2011 "СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий"

СП 63.13330.2010 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения"

СП 70.13330.2012 "СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции"

СП 71.13330.2011 "СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные покрытия"

СП 112.13330.2012 "СНиП 21-01-97* Пожарная безопасность зданий и сооружений"

СП 128.13330.2011 "СНиП II-23-81* Алюминиевые конструкции"

СП 131.13330.2011 "СНиП 23-01-99 Строительная климатология"

СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий

СП 13-102-2003 Правила обследования несущих строительных конструкций

СТО 36554501-013-2008 Методы расчета лицевого слоя из кирпичной кладки наружных облегченных стен с учетом температурно-влажностных воздействий

СТО 72746455-4.4.1.4-2013 Фасадные системы наружного утепления зданий с облицовкой из кирпича

СТО 73090654.001-2015 Оценка влажностного режима ограждающих конструкций в годовом цикле;

СТО 44416204-010-2010 Крепления анкерные. Метод определения несущей способности по результатам натурных испытаний

СТО НОСТРОЙ 2.14.67 Навесные фасадные системы с воздушным зазором. Работы по устройству. Общие требования к производству и контролю работ

ВСН 58-88 (р) Положение об организации и проведении реконструкции, ремонта и технического обслуживания зданий, объектов коммунального и социально-культурного назначения. Нормы проектирования. Госкомархитектуры. - М.: Стройиздат, 1990

МДК 2-03.2003 Правила и нормы технической эксплуатации жилого фонда

ГОСТ 4.206-83 СПКП. Строительство. Материалы стеновые каменные. Номенклатура показателей

ГОСТ 4.210-79 СПКП. Строительство. Материалы керамические отделочные и облицовочные. Номенклатура показателей

ГОСТ 4.219-81 СПКП. Строительство. Материалы облицовочные из природного камня и блоки для их приготовления. Показатели качества

ГОСТ 4.2332-86 СПКП. Растворы. Номенклатура показателей

ГОСТ 9.005-72 ЕСЗКС. Допустимые и недопустимые контакты металлов. Общие требования

ГОСТ 21.110-95 СПДС. Правила выполнения спецификации оборудования, изделий и материалов

ГОСТ 21.1101-2013 ЕСПД. Основные требования к проектной и рабочей документации

ГОСТ 379-2015 Кирпич, камни, блоки и плиты перегородочные силикатные. Общие технические условия

ГОСТ 481-80 Паронитовые листы

ГОСТ 530-2012 Кирпич и камень керамические. Общие технические условия

ГОСТ 4001-84* Камни стеновые из горных пород. Технические условия

ГОСТ 5632-72 Стали высоколегированные

ГОСТ 5802-86 Растворы строительные. Методы испытаний

ГОСТ 6133-99 Камни бетонные стеновые. Технические условия

ГОСТ 7025-78 Материалы стеновые и облицовочные. Методы определения водопоглощения и морозостойкости

ГОСТ 7076-99 Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме

ГОСТ 8462-85 Материалы стеновые. Методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе

ГОСТ 9479-98 Блоки из природного камня для производства облицовочных изделий

ГОСТ 17177-94 Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний

ГОСТ 22233-2001 Профили прессованные из алюминиевых сплавов для светопрозрачных ограждающих конструкций. Общие технические условия

ГОСТ 24332-88 Кирпич и камни силикатные. Ультразвуковой метод определения прочности при сжатии

ГОСТ 25485-89 Бетоны ячеистые. Технические условия

ГОСТ 25898-2012 "Материалы и изделия строительные. Методы определения паропроницаемости и сопротивления паропроницанию"

ГОСТ 26253-84 Здания и сооружения. Методы определения теплоустойчивости ограждающих конструкций

ГОСТ 27751-88 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету

ГОСТ 28013-98* Растворы строительные. Общие технические условия

ГОСТ 30244-94 Материалы строительные. Метод испытаний на горючесть

ГОСТ 30247.1-94 Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции

ГОСТ 30459-2008 Добавки для бетонов и строительных растворов. Определение и оценка эффективности

ГОСТ 30971-2012 Швы монтажные узлов примыкания оконных блоков к стеновым проемам. Общие технические условия

ГОСТ 31189-2003 Смеси сухие строительные. Классификация

ГОСТ 31251-2008 Конструкции строительные. Методы определения пожарной опасности. Стены наружные с внешней стороны

ГОСТ 31357-2007 Смеси сухие строительные на цементном вяжущем. Общие технические условия

Примечание - При пользовании настоящими рекомендациями целесообразно проверить действие ссылочных стандартов (сводов правил и/или классификаторов) в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячно издаваемого информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Сведения о действии сводов правил можно проверить в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим документом следует руководствоваться новым (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

При разработке отдельных разделов настоящей редакции методического документа использованы материалы РМД "Рекомендации по проектированию, монтажу и эксплуатации фасадных систем в Санкт-Петербурге. Фасадные системы с лицевым слоем из кирпичной кладки", разработанного авторским коллективом Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета в составе: Кирютина С.Е., к.т.н. Шестеров Е.А., д.т.н. Дацюк Т.А., к.т.н. Леонтьева Ю.Н., д.т.н. Юдина А.Ф., к.воен.н. Орехов М.М., к.т.н. Трофимов А.В., к.т.н. Аубакирова И.У., с учетом отзывов, замечаний и предложений, полученных от специалистов в ходе общественного обсуждения данного РМД на региональной научно-практической конференции "Многослойные фасады современных зданий: ошибки проектирования, монтажа, эксплуатации и пути их решения" (Санкт-Петербург, 23 октября 2015 г.).

В документе использованы отдельные положения европейских и международных стандартов:

EN 1990:2002 Основы строительного проектирования.

EN 1991-1-2:2002 Воздействия на несущие конструкции. Часть 1-2. Общие воздействия. Воздействия на конструкции при пожарах.

EN 1996-1-1:2005 Проектирование каменных конструкций. Часть 1-1. Общие правила для армированных и неармированных каменных конструкций.

EN 1996-1-2:2005 Проектирование каменных конструкций. Часть 1-2. Общие правила определения огнестойкости.

EN 1996-2:2006 Проектирование каменных конструкций. Часть 2. Проектные решения, выбор материалов и выполнение каменных конструкций.

EN 1996-3:2006 Проектирование каменных конструкций. Часть 3. Упрощенные методы расчета для неармированных каменных конструкций.

EN 845-1-2011 Требования к вспомогательным строительным элементам каменной кладки. Часть 1. Анкерные связи кладки, натяжные скобы, кронштейны и держатели.

EN 845-2-2011 Требования к вспомогательным строительным элементам каменной кладки. Часть 2. Перемычки.

EN 845-3-2011 Требования к вспомогательным строительным элементам каменной кладки. Часть 3. Армирование горизонтального шва кладки металлической сеткой.

EN 771-1-2011 Требования к строительным блокам. Часть 1. Кирпичи глиняные.

EN 771-2-2011 Требования к строительным блокам. Часть 2. Блоки строительные силикатные.

EN 771-3-2011 Требования к строительным блокам. Часть 3. Блоки строительные из бетона (на плотных и пористых заполнителях).

EN 771-4-2011 Требования к строительным блокам. Часть 4. Блоки строительные из автоклавного ячеистого бетона.

EN 771-5-2011 Требования к строительным блокам. Часть 5. Блоки строительные бетонные.

EN 771-6-2011 Требования к строительным блокам. Часть 6. Блоки из природного камня.

EN 998-2-2011 Требования к строительным растворам для каменной кладки. Часть 2. Раствор кладочный.

EN 12152:2002 Навесные фасады. Воздухопроницаемость. Требования к эксплуатационным характеристикам и классификации

EN 12154:1999 Навесные фасады. Водопроницаемость. Требования к эксплуатационным характеристикам и классификации

EN 12152:2001 Навесные фасады. Сопротивление ветровой нагрузке. Требования к эксплуатационным характеристикам и классификации

EN 12152:2004 Навесные фасады. Прочность при ударе. Требования к эксплуатационным характеристикам и классификации

DIN 1053-1 Кладки кирпичные. Часть 1. Расчет и исполнение

ISO 6946 Ограждающие конструкции и элементы ограждающих конструкций - Сопротивление теплопередаче и коэффициент теплопередачи - Методика расчета

ISO 13788 Влагозащитные характеристики ограждающих конструкций и их элементов - Температура внутренней поверхности для предотвращения критической поверхностной влажности и внутренняя конденсация - Расчетные методы

3. Термины и определения

В настоящем методическом документе применяются термины по СП 15.13330, СП 16.13330, а также следующие термины с соответствующими определениями:

Строительная конструкция: Часть здания или сооружения, выполняющая определенные несущие, ограждающие и (или) эстетические функции.

Элемент строительной конструкции: Составная часть сборной или монолитной конструкции.

Строительное изделие: Изделие, предназначенное для применения в качестве элемента зданий, сооружений и строительных конструкций.

Строительный материал: Материал, в том числе штучный, предназначенный для изготовления строительных изделий и возведения строительных конструкций зданий и сооружений.

Фасадная система (ФС): Система, состоящая из материалов, изделий, элементов и деталей (включая архитектурно-декоративные элементы), а также совокупности технических и технологических решений, определяющих правила и порядок установки этой системы в проектное положение, предназначенная для отделки, облицовки (в случае использования штучных материалов) и теплоизоляции наружных стен зданий и сооружений различного назначения в процессе их строительства, ремонта и реконструкции.

Навесные фасадные системы с воздушным зазором (НФС): Система, состоящая из подоблицовочной конструкции, теплоизоляционного слоя (при его наличии), ветро-гидрозащитной мембраны (при ее наличии) и защитно-декоративного экрана, а также совокупности технических и технологических решений, определяющих правила и порядок установки этой системы в проектное положение, предназначенная для наружной облицовки и теплоизоляции стен зданий и сооружений различного назначения.

Основание: Несущие конструкции наружной стены, на которые крепятся элементы НФС.

Подконструкция: Несущий каркас НФС, состоящий из кронштейнов, направляющих и крепежных элементов, которые воспринимают и передают на основание все нагрузки и воздействия на НФС.

Кронштейны: Несущие элементы каркаса НФС, предназначенные для крепления направляющих и фиксируемые на основании.

Направляющие: Линейные элементы подконструкции НФС, предназначенные для крепления облицовки.

Облицовка: Наружный декоративно-защитный слой НФС, защищающий основание, утеплитель и подконструкции от атмосферных воздействий.

Теплоизоляция: Слой утеплителя, предназначенный для выполнения теплоизоляционных функций, толщина которого определяется теплотехническим расчетом.

Теплоизоляционный материал: Материал, предназначенный для уменьшения теплопереноса, теплоизоляционные свойства которого зависят от его химического состава и/или физической структуры.

Теплоизоляционное изделие: Теплоизоляционный материал в виде готового изделия, включающего любые облицовки, обкладки или покрытие.

Несущая стена: Стена, воспринимающая кроме нагрузок от собственного веса и ветра также нагрузки от покрытий, перекрытий, кранов и т.п.

Самонесущая стена: Стена, воспринимающая нагрузку только от собственного веса всех вышележащих этажей здания и ветровую нагрузку.

Ненесущая стена (в том числе навесная): Стена, воспринимающая нагрузку только от собственного веса и ветра в пределах одного этажа при высоте этажа не более 6 м; при большей высоте этажа стена относится к самонесущей.

Примечание: В зданиях с самонесущими и ненесущими наружными стенами нагрузки от покрытий, перекрытий и т.п. передаются на каркас или другие несущие конструкции зданий.

Перегородка: Внутренняя стена, воспринимающая нагрузки только от собственного веса и ветра (при открытых оконных проемах) в пределах одного этажа при высоте его не более 6 м; при большей высоте этажа стены этого типа условно относятся к самонесущим.

Каменная кладка: Конструкция из природных или искусственных камней (кирпича, блоков), соединенных между собой раствором, клеевым составом или пастой.

Кирпич, камни и блоки: Полнотелые и пустотелые кладочные изделия, удовлетворяющие требованиям соответствующих национальных стандартов.

Многослойная (трехслойная) кладка: Конструкция, состоящая из двух слоев кладки и слоя из теплоизоляционных материалов, соединенных гибкими связями.

Двухслойная кладка: Кладка, состоящая из основного и облицовочного слоев, соединенных между собой сетками, связями или прокладными рядами.

Внутренний каменный слой: Слой кладки многослойных фасадных стен, расположенный с внутренней стороны здания.

Облицовочный каменный слой: Слой кладки многослойных фасадных стен, расположенный с наружной стороны здания.

Кирпич полнотелый: Изделие, в котором отсутствуют пустоты или с пустотностью не более 13%.

Кирпич пустотелый: Изделие, имеющее пустоты различной формы и размеров.

Кирпич лицевой: Изделие, обеспечивающее эксплуатационные характеристики кладки и выполняющее функции декоративного материала.

Кирпич рядовой: Изделие, обеспечивающее эксплуатационные характеристики кладки.

Камень бетонный рядовой: Камень стеновой, предназначенный для кладки стен зданий и сооружений, как правило, с последующей отделкой.

Коэффициент армирования кладки : Отношение площади сечения арматуры к рабочей площади сечения кладки, выраженное в %.

Связи (жесткие либо гибкие): Элементы каменной кладки, соединяющие между собой отдельные слои многослойных стен.

Анкер (анкерное устройство), стяжка: Устройство для соединения элементов каменной кладки (стен, столбов) с конструкциями перекрытия или кровли.

Деформационный шов: Шов, который допускает свободные перемещения в плоскости кладки.

Теплопередача: Перенос теплоты через ограждающую конструкцию от взаимодействующей с ней среды с более высокой температурой к среде с более низкой температурой.

Влагопередача: Перенос влаги через ограждающую конструкцию от взаимодействующей с ней среды с более высоким потенциалом влажности к среде с более низким потенциалом влажности;

Потенциал влажности: Характеристика состояния влаги в материале ограждающей конструкции.

Стационарный тепловлажностный режим: Режим, при котором все рассматриваемые тепло- и влагофизические характеристики не изменяются во времени.

Однородный (гомогенный) материал: Материал, плотность которого постоянна по всему объему.

Микроклимат помещения: Состояние внутренней среды помещения, оказывающее воздействие на человека, характеризуемое температурой воздуха и ограждающих конструкций, влажностью и подвижностью воздуха.

Влажностное состояние ограждающей конструкции: Состояние ограждающей конструкции, характеризующееся влажностью материалов, из которых она состоит.

Влажностный режим помещения: Характеристика влажности воздушной среды помещения.

Зона влажности пункта строительства: Характеристика влажности воздушной среды пункта строительства проектируемого здания.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций: Характеристика совокупного воздействия внешней и внутренней среды, оказывающего существенное влияние на влажностное состояние ограждающей конструкции.

Внутренние избытки влаги: Отношение выделений влаги в помещении к кратности воздухообмена и объему помещения: .

Средние значения климатических параметров (среднемесячная температура и влажность воздуха): Сумма среднемесячных значений членов ряда (лет) наблюдений, деленная на их общее число.

Относительная влажность воздуха: Отношение парциального давления водяного пара в воздухе при данной температуре к давлению насыщенного водяного пара при той же температуре:

Зона конденсации влаги в ограждающей конструкции: Участок ограждающей конструкции, на котором выполняется условие конденсации влаги:

Плоскость конденсации влаги в ограждающей конструкции: Сечение ограждающей конструкции в зоне конденсации, в котором отклонение от достигает максимального значения.

Ветрогидрозащитная паропроницаемая мембрана: Пленочный материал, защищающий теплоизоляцию от намокания во время монтажа и выветривания волокон утеплителя потоками воздуха во время эксплуатации НФС.

Воздушная прослойка: Пространство между внутренней поверхностью облицовки и теплоизоляцией (или мембраной, - при наличии).

4. Обозначения и сокращения

4.1. Обозначения

- площадь сечения арматуры;

- площадь сечения кладки;

- расчетная площадь сечения элемента;

- площадь приведенного сечения;

- сечение арматуры;

- модуль упругости (начальный модуль деформаций) кладки;

- модуль деформаций кладки;

- начальный модуль упругости бетона;

- модуль упругости стали;

- модуль сдвига кладки;

- расстояние между перекрытиями или другими горизонтальными опорами;

- момент инерции сечения стен относительно оси, проходящей через центр тяжести сечения стен в плане;

- расчетный изгибающий момент;

- расчетная продольная сила;

- продольная сжимающая сила от местных нагрузок;

- расчетная несущая способность;

- расчетное усилие в анкере;

- расчетная поперечная сила;

- расчетные сопротивления сжатию кладки;

- расчетные сопротивления сжатию виброкирпичной кладки на тяжелых растворах;

- расчетное сопротивление растяжению при изгибе кладки;

- расчетное сопротивление кладки главным растягивающим напряжениям;

- расчетные сопротивления при срезе кладки;

- расчетные сопротивления арматуры;

- временное сопротивление (средний предел прочности) сжатию кладки;

- нормативное сопротивление арматуры в армированной кладке;

- расчетное сопротивление кладки при смятии;

- расчетное сопротивление бетона осевому сжатию;

- сдвигающее усилие в пределах одного этажа;

- момент сопротивления сечения кладки при упругой ее работе;

- приведенная ширина слоя;

- размер квадратной ячейки сетки;

расстояние от точки приложения силы до плоскости стены;

- эксцентриситет действия расчетной нагрузки;

эксцентриситет расчетной силы относительно середины заделки;

- условная толщина стен, столбов сложного сечения;

- расчетная высота (длина) стен и столбов;

- коэффициент использования прочности слоя, к которому приводится сечение при расчете многослойной стены;

- расстояние между сетками по высоте;

- коэффициент неравномерности касательных напряжений в сечении;

- упругая характеристика кладки;

- приведенная упругая характеристика кладки;

- коэффициент линейного расширения кладки;

- отношение высоты этажа к толщине стены или меньшей стороне прямоугольного сечения столба;

- коэффициент условий работы кладки;

- относительная деформация кладки;

, - гибкости сжатой части элементов в сечениях с максимальными изгибающими моментами;

- процент армирования сетчатой арматурой кладки по объему;

процент армирования по вертикальному сечению стены;

- коэффициент трения;

- коэффициент, учитывающий влияние ползучести кладки;

- коэффициент продольного изгиба;

- температура по шкале Цельсия, °С;

- парциальное давление водяного пара, Па;

- относительная влажность;

- внутреннее избыточное давление водяного пара, , Па;

- внутренние избытки влаги, , кг/;

- абсолютная влажность воздуха, кг/;

- газовая постоянная водяного пара, ;

- термодинамическая температура, К;

- внутренние влаговыделения, кг/ч;

- кратность воздухообмена, ;

- объем помещения, ;

- плотность материала в сухом состоянии, кг/;

- теплопроводность материала, ;

- паропроницаемость материала, ;

- сопротивление теплопередаче (теплообмену) ограждающей конструкции, К/Вт;

- сопротивление паропроницанию (влагообмену) ограждающей конструкции, ч Па/мг;

- плотность теплового потока, Вт/;

- плотность потока водяного пара, мг/( ч);

- толщина слоя материала, м;

- координата, м.

4.2 Сокращения

ext	наружный (применительно к воздуху)	sat	насыщенный
int	внутренний (применительно к воздуху)	inp	входящий (применительно к потоку влаги)
se	наружный (применительно к поверхности)	out	выходящий (применительно к потоку влаги)
si	внутренний (применительно к поверхности)

5. Общая характеристика многослойных стен с облицовочным каменным слоем

5.1. Многослойные стены с облицовочным каменным слоем классифицируются по следующим признакам:

- по статической функции: несущие и ненесущие;

- по материалу внутреннего слоя: каменные (из керамического кирпича, из керамических камней, из силикатного кирпича, из силикатных камней, из природных камней), мелкоблочные (бетонные, силикатные, легкобетонные, ячеистобетонные, железобетонные), комбинированные;

- по материалу облицовочного слоя: из керамического либо силикатного кирпича, из природных либо бетонных камней;

- по наличию воздушной прослойки: с прослойкой и без прослойки;

- по характеристикам воздушной прослойки: с вентилируемой и невентилируемой прослойкой.

5.2. Наружные несущие и ненесущие многослойные стены с облицовкой из кирпича следует проектировать в виде внутреннего каменного слоя, облицовочного каменного слоя и воздушной прослойки между ними с заполнением либо без заполнения прослойки теплоизоляционным материалом (рис. 5.1).

1 - внутренний каменный слой, 2 - облицовочный каменный слой, 3 - гибкие связи, 4 - вентилируемая воздушная прослойка, 5 - слой теплоизоляции

Рис. 5.1. Вертикальные разрезы многослойных стен с облицовкой из кирпича: а - с вентилируемой воздушной прослойкой и без теплоизоляции, б - с вентилируемой воздушной прослойкой и с теплоизоляцией, в - без вентилируемой воздушной прослойки и без теплоизоляции, г - без вентилируемой воздушной прослойки и с теплоизоляцией

Примечание. Для климатических условий Санкт-Петербурга проектирование многослойных стен с облицовочным каменным слоем без слоя теплоизоляции между облицовочным и внутренним слоями нецелесообразно из-за пониженных теплотехнических свойств таких стен (по сравнению со стенами с теплоизоляцией).

5.3. Минимальная толщина внутреннего несущего каменного слоя должна обеспечивать его устойчивость и соответствовать результатам статических расчетов согласно требованиям СП 15.13330. Минимальная толщина внутреннего ненесущего каменного слоя, являющегося заполнением каркасных зданий, должна определяться статическим расчетом на действие ветровой нагрузки в зависимости от способа закрепления слоя к вертикальным и горизонтальным несущим элементам каркаса.

5.4. Толщина облицовочного каменного слоя должна устанавливаться на основании прочностных и тепловлажностных расчетов в зависимости от статической функции (несущие, ненесущие), вида кладки (двухслойные либо трехслойные), способа соединения слоев (с жесткими либо с гибкими связями), влажностного режима эксплуатации помещений (с сухим, нормальным, влажным, мокрым режимами эксплуатации).

5.5. В каркасных зданиях, в которых наружные многослойные стены с облицовкой из кирпича проектируются в виде заполнения между перекрытиями и вертикальными несущими конструкциями, опирание облицовочного каменного слоя следует выполнять на уровне каждого перекрытия (рис. 5.2).

1 - многослойная стена заполнения каркаса, 2 - места опирания стен, 3 - несущий каркас здания

Рис. 5.2. Каменные многослойные стены каркасных зданий

5.6. Внутренний и облицовочный слои многослойных стен должны быть объединены между собой гибкими горизонтальными связями, воспринимающими растягивающие либо сжимающие усилия от действия ветровой нагрузки и обеспечивающими свободу горизонтальных и вертикальных деформаций лицевого слоя от температурно-влажностных воздействий.

5.7. Помимо конструктивного армирования, если это требуется по расчету, кладку слоев необходимо дополнительно армировать сетками, располагаемыми в горизонтальных растворных швах.

5.8. Толщину слоя теплоизоляции следует принимать в соответствии с теплотехническим расчетом с учетом удельных добавочных потерь теплоты через теплотехнические неоднородности (точечные и линейные).

5.9. Для трехслойной кладки наружных стен между облицовочным каменным слоем и слоем теплоизоляции следует предусматривать вентилируемую воздушную прослойку.

Примечание. Роль воздушной прослойки заключается в эффективном удалении влаги и паров, мигрирующих через наружные стены из помещений наружу, в том числе из слоя теплоизоляции, а также в выравнивании температур на внутренней и наружной поверхностях облицовочного каменного слоя и уменьшении тем самым изгибных усилий в облицовочном каменном слое, возникающих из-за разности температур.

5.10. Толщина вентилируемой воздушной прослойки между слоем теплоизоляции и облицовочным каменным слоем должна составлять не менее 40 мм и не более 100 мм.

5.11. Для обеспечения движения воздуха в вентилируемой воздушной прослойки в каменном облицовочном слое следует предусматривать вентиляционные отверстия (продухи) в нижней и верхней частях стены (рис. 5.3). Для устройства продухов следует использовать специальный перфорированный кирпич либо пластиковые вентиляционные коробы, расположенные в вертикальных швах кладки, незаполненных растворной смесью (см. рис.5.4, рис. А.5.1, А.5.2 Приложения А).

5.12. При наличии воздушной прослойки в пространство между облицовочным и внутренним каменными слоями стены необходимо укладывать слой гидроизоляции для отвода попадающей в полость воды. Для отвода воды наружу облицовочного каменного слоя допускается использовать продухи.

1 - нижний продух над перекрытием, 2 - верхний продух под перекрытием

Рис. 5.3. Расположение продухов в облицовочном слое многослойных стен с вентилируемой воздушной прослойкой

1 - внутренний каменный слой, 2 - слой теплоизоляции, 3 - вентилируемая воздушная прослойка, 4 - облицовочный каменный слой, 5 - полимерная подкладка для выравнивания толщины швов облицовочного слоя, 6 - анкерная связь, 7 - полимерное прижимное изделие для крепления слоя теплоизоляции

Рис. 5.4. Конструкция многослойной стены с облицовочным слоем

5.13. Суммарная площадь вентиляционных продухов в облицовочном слое стены определяется из расчета 75 см2 на 20 м2 площади стен, включая площадь окон.

5.14. Теплотехнические характеристики многослойных стен следует устанавливать расчетным либо экспериментальным путем, исходя из нормативных требований для конкретных климатических условий (с учетом теплотехнических характеристик каменной кладки внутреннего и наружного (облицовочного) слоев, слоя теплоизоляции, а также с учетом теплопроводных включений, например, металлических связей между каменными слоями).

5.15. Проектные решения должны быть обоснованы расчетом и приниматься с учетом следующих конструктивных требований и положений:

- опирание лицевого слоя кладки должно выполняться на консоли междуэтажных железобетонных перекрытий при обеспечении допустимого отклонения от вертикальной грани торцов перекрытия (свес) не более 15 мм;

- гибкие связи в многослойных стенах с промежуточным теплоизоляционным слоем должны обеспечивать возможность восприятия силовых, температурно-усадочных и осадочных деформаций;

- шаг связей должен определяться по расчету с учетом высоты здания, количество гибких связей должно приниматься не менее 5 шт/м2 и устанавливаться в "шахматном" порядке; по периметру проемов, на углах здания и вблизи температурных вертикальных швов необходимо устанавливать дополнительные связи;

- при проектировании, проведении расчетов и подборе типа гибких связей необходимо учитывать прочность и деформативность самой связи и узлов соединения с конструктивными слоями (облицовки и внутреннего слоя стены);

- внутренний слой кладки наружных стен с гибкими связями должен обеспечивать восприятие ветровых нагрузок, которые могут передаваться от лицевого слоя стены и заполнения проемов;

- закрепление теплоизоляционных изделий (плит) к основанию должно выполняться с плотным прилеганием к основанию.

5.16. Долговечность изделий и материалов, применяемых в многослойных стенах, должна приниматься с учетом срока службы конструкции.

6. Общая характеристика навесных фасадных систем

6.1. Навесные фасадные системы состоят из следующих конструктивных элементов (рис.6.1):

- подконструкции в виде металлических профилей и кронштейнов, прикрепляемых к основанию;

- теплоизоляции и гидроветрозащитной паропроницаемой мембраны;

- вентилируемой воздушной прослойки;

- декоративной облицовки;

- крепежных изделий;

- элементов примыкания к оконным и дверным проемам, цоколю, кровле, козырькам, балконам, колоннам и другим конструкциям здания.

1 - гидроветрозащитная мембрана, 2 - теплоизоляция, 3 - основание, 4 - тарельчатый дюбель, 5 - рама оконного блока, 6 - крепежный профиль, 7 - Z-образный вертикальный профиль для крепления облицовки, 8 - декоративная полоса, 9 - кронштейны, 10 - Г-образный горизонтальный крепежный профиль, 11 - облицовочные плиты

Рис. 6.1. Конструкция навесной фасадной системы

Примечание. Применение ветрогидрозащитной мембраны оказывает положительное влияние на долговечность и сохранность теплоизоляционного слоя, но не является обязательным требованием при проектировании НФС. При отсутствии мембраны в вентилируемой воздушной прослойке существует вероятность возникновения турбулентного режима движения воздуха, что приводит к образованию вихревых зон, провоцирующих преждевременное разрушение и выветривание теплоизоляционного слоя, и повышает вероятность конвекции воздуха в граничном слое теплоизоляции.

6.2. Конструктивное решение НФС предопределяется видом облицовки (геометрическими размерами и массой ее элементов), способом крепления облицовки к подконструкции, а также видом основания. В качестве основания могут быть несущие, самонесущие или навесные стены. При проектировании НФС следует учитывать специфику здания (назначение, этажность, режимы эксплуатации, тип несущих стен), градостроительные факторы (плотность застройки, размещение здания в застройке), климатические характеристики района строительства (скорость и направление ветра, инсоляцию, температуру наружного воздуха, количество осадков) и другие параметры.

6.3. Основание наружной стены может быть выполнено из каменной кладки, монолитного бетона или железобетона, блоков бетонных, камней сплошных и пустотелых, вибропрессованных бетонных или керамзитобетонных камней и т.п. В зданиях с железобетонным и металлическим каркасами, с заполнением стен кладкой из керамических камней либо бетонных блоков плотностью не более 1200 кг/м3, следует предусмотреть передачу нагрузки от облицовки на несущие элементы каркаса с выбором соответствующих НФС.

6.4. Между облицовкой и слоем теплоизоляции следует располагать вентилируемую воздушную прослойку.

Примечание. Роль прослойки заключается в эффективном удалении влаги и водяных паров, мигрирующих наружу из помещений через ограждающие стены, в том числе и из слоя теплоизоляции, а также в стабилизации тепловых потоков изнутри и снаружи стен (рис. 6.2).

Рис.6.2. Схема тепловлагообмена в стенах с навесными фасадными системами

6.5. Начиная с отметки 15 м в воздушной прослойке необходимо устанавливать (с шагом не более 15 м) стальные перфорированные горизонтальные отсечки, препятствующие распространению огня в случае пожара. В качестве отсечек следует использовать листовую коррозионную сталь толщиной не менее 0,55 мм или стали с антикоррозионным покрытием. Диаметр отверстий в отсечках должен быть не менее 5 мм, а ширина перемычек - не менее 10 мм. Крепление отсечек осуществляется с помощью метизов из аналогичных сталей. Отсечка должна пересекать или быть вплотную прижатой к ветрогидрозащитной мембране (14).

6.6. В местах примыкания НФС к карнизам, балконам, парапетам и т.п. применяются дополнительно различные доборные металлические элементы, в том числе обрамления оконных и дверных проемов с откосами. Не допускается крепления к НФС конструкций и оборудования, не входящих в состав фасада. Для устройства осветительных приборов, антенн, кондиционеров, рекламных щитов и т.п. необходимы специальные проектные решения, обоснованные расчетом.

6.7. По периметру сопряжения навесной фасадной системы с оконными или дверными проемами, с целью предотвращения проникновения пожара во внутренний объем системы, устанавливаются противопожарные короба обрамления этих проемов, выполняемые из листовой стали толщиной не менее 0,8 мм.

Элементы верхнего и боковых откосов оконного проема должны иметь выступы-бортики с выносом за лицевую поверхность облицовочного слоя навесной фасадной системы. Высота поперечного сечения выступов вдоль верхнего и боковых откосов принимается не менее 35 мм, вылет за плоскость облицовочного слоя до отметки 75 м - не менее 5 мм, а с отметки 75 м - не менее 25 мм. Элементы короба крепятся к направляющим не менее, чем в двух точках.

6.8. В соответствии с Постановлением Правительства РФ от 27.12.1997 г. N 1636 "О правилах подтверждения пригодности новых материалов, изделий, конструкций и технологий в строительстве", навесная фасадная система должна пройти техническую оценку, а ее пригодность к применению в строительстве должна быть подтверждена Техническим свидетельством ФАУ "ФЦС" Минстроя РФ.

6.9. Перечень НФС, имеющих подтверждение пригодности на право применения на территории РФ, приводится на сайте (www.certif.org). Перечень НФС, прошедших натурные огневые испытания по ГОСТ 31251 в аккредитованных лабораториях, приведен на сайте (www.anfas.biz).

Примечание. Дополнительная информация о навесных фасадных системах содержится в библиографии настоящего РМД (11-17, 27-33).

7. Требования к материалам и изделиям

7.1. Каменные изделия

7.1.1. Проектирование наружных ненесущих многослойных стен со средним теплоизоляционным слоем следует выполнять согласно указаниям Приложения Д СП 15.13330 с учетом требований по материалам.

7.1.2. Для кладки облицовочного каменного слоя следует применять лицевой кирпич и камни, выпускаемые по ГОСТ 530, 379, 6133, 4001.

7.1.3. Значение морозостойкости кладочных материалов следует принимать в соответствии с требованиями табл. 1 СП 15.13330.

Для наружных трехслойных стен с эффективным теплоизоляционным слоем марка по морозостойкости лицевых каменных изделий (кирпича и камней) должна быть не менее:

- при толщине облицовочного слоя кладки не более 120 мм - F75;

- при толщине облицовочного слоя кладки 250 мм и более - F50.

7.1.4. Для кладки элементов фасадов, наиболее подверженных атмосферным воздействиям, - карнизы, колонны, парапеты, цоколи, ограждения балконов и лоджий, следует применять материалы с повышенными требованиями к качеству. Марка по морозостойкости каменных изделий должна быть не менее F75.

7.1.5. Облицовочный каменный слой толщиной 120 мм в трехслойной кладке допускается применять при проектировании на зданиях до 4-х этажей (12 м). На зданиях высотой более 4-х этажей допускается применение двухслойной кладки с лицевым кирпичным слоем толщиной 120 мм при его опирании на перекрытие в соответствии с требованиями п. 9.34 СП 15.13330.

7.1.6. В конструкциях со средним слоем из эффективного утеплителя и гибким соединением слоев следует предусматривать применение облицовочного каменного слоя из кирпича толщиной 250 мм (п. 9.32 СП 15.13330).

7.1.7. При толщине облицовочного каменного слоя до 120 мм включительно следует применять клинкерный или полнотелый кирпич (в том числе пустотностью до 13%), пустотелый кирпич с утолщенной наружной стенкой не менее 20 мм (п. 9.33 СП 15.13330).

7.1.8. При толщине облицовочного слоя 250 мм допускается применение пустотелого кирпича с большей пустотностью.

Примечание. Для климатических условий Санкт-Петербурга рекомендуется применять пустотелый кирпич пустотностью не более 25%.

7.1.9. Расчетные сопротивления кладки из кирпича и камней правильной формы осевому растяжению , растяжению при изгибе , срезу и главным растягивающим напряжениям при изгибе при расчете кладки по перевязанному сечению, проходящему по кирпичу или камню, следует принимать по таблице 12 СП 15.13330.

Примечание. Ввиду отсутствия в указанной таблице данных для кладки из пустотелого и щелевого кирпича, а также пустотных камней и блоков, расчетные значения сопротивлений кладки для данной группы изделий следует определять по экспериментальным данным с учетом вариативности свойств (анизотропии).

7.1.10. Рекомендуется предусматривать применение лицевого кирпича или камней, имеющих высоту, равную или кратную высоте ряда кладки внутреннего слоя. При разной прочности и деформативности слоев расчет стен производится в соответствии с требованиями п.п. 7.21 - 7.29 СП 15.13330.

7.1.11. Кладка внутреннего каменного слоя должна выполняться из камней и раствора соответствующих марок с таким расчетом, чтобы воспринимать нагрузку от облицовочного каменного слоя, который крепится к нему с помощью гибких связей.

7.1.12. Внутренние слои наружных многослойных стен с облицовочным слоем из кирпича могут быть выполнены из каменной кладки, монолитного бетона или железобетона, блоков бетонных, камней сплошных и пустотелых, вибропрессованных бетонных и керамзитобетонных камней, блоков керамических поризованных плотностью и т.п.

При проектировании наружных ненесущих многослойных стен (с поэтажным опиранием на плиты перекрытий) прочность кладочных материалов внутреннего слоя многослойных конструкций из легких бетонов, в том числе из ячеистого бетона, следует принимать не ниже класса В2 при плотности не менее D450 (п. 9.33 СП 15.13330).

7.2. Кладочные растворы

7.2.1. При выборе раствора для облицовочных и внутренних каменных слоев должны быть регламентированы прочность на сжатие, нормальная адгезия, паропроницаемость, морозостойкость и теплопроводность.

7.2.2. Для каменной кладки следует применять обычные растворы с объемной массой более 1500 кг/м3, легкие растворы с объемной массой менее 1500 кг/м3 и клеевые растворы для тонких швов толщиной 0,5 - мм. Растворы заводского изготовления и сухие растворные смеси заводского приготовления должны соответствовать ГОСТ 31357. Растворы построечного изготовления должны соответствовать ГОСТ 28013.

7.2.3. Для кладки внутреннего слоя из силикатного кирпича, камней, блоков и плит при толщине растворного шва 8-мм допускается использовать обычный кладочный раствор. При толщине растворного шва 0,5-мм следует использовать клеевые растворы с повышенной водоудерживающей способностью (не менее 90%).

7.2.4. Минимальная нормируемая марка раствора для армированной каменной кладки должна составлять не менее М50, для каменной кладки с косвенным армированием горизонтальных швов - не менее М25.

7.2.5. Для повышения трещиностойкости кладки облицовочного каменного слоя рекомендуется применять растворы марки не выше М50.

Примечание: минеральные растворы марки М50 и ниже обладают низким модулем упругости, что повышает трещиностойкость кладки при температурно-влажностных деформациях (согласно DIN 1053-1 такие растворы относятся к группе не выше MG IIa).

7.2.6. Для кладки внутреннего каменного слоя многослойных стен следует применять стандартные тонкослойные и легкие кладочные растворы заданного качества и заданного состава прочностью не менее М50.

7.2.7. Выбор кладочных растворов, в зависимости от класса условий окружающей среды, следует производить согласно СП 131.13330.

7.3. Каменная кладка

7.3.1. Кладку облицовочного и внутреннего каменных слоев многослойных стен следует выполнять с порядной перевязкой камней.

7.3.2. В каменной кладке внутреннего слоя из камней высотой до 250 мм размер перевязки должен составлять не менее 0,4 значения высоты камня или не менее 40 мм (применяют большее из двух значений). При использовании для каменной кладки камней высотой свыше 250 мм размер перевязки должен быть не менее 0,2 значения высоты камня или не менее 100 мм (применяют большее из двух значений).

7.3.3. Толщина горизонтальных швов кладки облицовочного слоя из кирпича и камней правильной формы должна составлять 12 мм, вертикальных швов - 10 мм. Горизонтальные и вертикальные швы кладки внутреннего каменного слоя стены из стандартного кладочного раствора должны иметь толщину не менее 6 мм и не более 15 мм, а из тонкослойного кладочного раствора - не менее 0,5 мм и не более 3 мм.

7.3.4. В соответствии с требованиями СП 70.13330 предельные отклонения толщины швов из стандартного кладочного раствора для кладки стен из кирпича, керамических и природных камней правильной формы, крупных блоков должны составлять:

- горизонтальных: - 2; +3 мм;

- вертикальных: - 2; +2 мм.

7.3.5. Расчетные сопротивления каменной кладки должны определяться в соответствии с требованиями раздела 6 СП 15.13330.

7.3.6. Модули деформаций кладки при кратковременной и длительной нагрузке, деформации усадки, коэффициенты линейного расширения и трения определяются в соответствии с указаниями п. 6.21 - 6.29 СП 15.13330.

7.4. Вспомогательные элементы каменной кладки

7.4.1. К вспомогательным элементам многослойных каменных стен относятся арматура, гибкие связи, анкеры, петли, кронштейны и др. изделия.

7.4.2. Гибкие связи должны проектироваться в соответствии с требованиями Приложения Д СП 15.13330. Диаметр круглого сечения одиночных стальных связей при закреплении к армирующим сеткам следует принимать не менее 4 мм, диаметр одиночных связей - не менее 5 мм. Дополнительная информация о конструкции применяемых связях приведены в п. А.1 Приложения А настоящих рекомендаций.

7.4.3. Гибкие связи можно изготавливать из низкоуглеродистой холоднотянутой стали в виде проволоки (ГОСТ 6727). Материалом для связей может быть нержавеющая сталь, сталь с антикоррозионным покрытием. Антикоррозионную защиту гибких связей следует выполнять методом цинкования. Согласно требованиям п. 5.5.8 СП 28.13330 минимальные толщины покрытий, наносимых методами горячего и холодного цинкования, должны быть не менее 50 мкм и 60 мкм соответственно. При соответствующем обосновании возможно применение гибких связей из композитных материалов (на основе базальтового, углеродного и других волокон).

7.4.4. Материал связи и ее антикоррозионная защита подбираются с учетом степени агрессивности среды, в которой она расположена. При этом следует учитывать агрессивность среды, как в теплоизоляционном слое, так и в слое кладочного раствора. Антикоррозионное покрытие должно наноситься на готовое изделие. Не допускается загиб связей, защищенных от коррозии цинковым покрытием.

7.4.5. Для армирования кладки многослойных каменных стен следует применять сетки и стержни диаметром не менее 3 мм из коррозионно-стойких сталей или сталей, защищенных от коррозии. Цинковое покрытие должно наноситься методом гальванизации в ванне. В качестве арматуры при соответствующем обосновании возможно применение сеток из композиционных полимерных материалов на основе базальтовых, углеродных и др. волокон.

7.4.6. Для уплотнения вертикальных и горизонтальных деформационных швов следует использовать герметики и уплотняющие жгуты. Уплотняющие жгуты должны удовлетворять следующим требованиям:

- водопоглощение за 24 ч - не более 1%;

- интервал эксплуатационных температур - от минус 60 до плюс 80 °С;

- коэффициент паропроницаемости - не более 0,002 мг/м·ч·Па;

- теплопроводность - не более 0,032 Вт/м·К;

- срок службы - не менее 25 лет.

7.5. Металлические элементы навесных фасадов

7.5.1. Направляющие профили каркаса навесных фасадов рекомендуется изготавливать из следующих материалов:

- алюминия марки АД31Т согласно ГОСТ 4784 с толщиной анодно-окисного защитного покрытия не меньше 20 мкм и слоем лакокрасочного покрытия толщиной не меньше 40 мкм;

- тонколистовой стали II класса толщины горячего цинкового покрытия согласно ГОСТ 14918;

- тонколистовой стали I класса толщины горячего цинкового покрытия согласно ГОСТ 14918 и слоем лакокрасочного покрытия толщиной не меньше 60 мкм;

- тонколистового проката из коррозиестойкой стали марок Х18Т, Х18Н10, Х18Н10Т, Х22Н6Т или 08Х18Н10 согласно ГОСТ 5582;

- тонколистовой стали оцинкованной групп ХП и ПК, марок 08пс по ГОСТ 9045, 08 по ГОСТ 1050, БСт1, БСт2, БСт3 всех степеней раскисления по ГОСТ 380, повышенного и первого класса по толщине цинкового покрытия;

- импортной рулонной стали с полимерным покрытием по стандартам DIN и EN, отвечающей требованиям ГОСТ 14918 к сталям ХП и ПК, с пределом текучести до 350 МПа.

7.5.2. Антикоррозионную защиту поверхности профилей заводского изготовления следует осуществлять в заводских условиях. Марка металла и виды антикоррозионных покрытий для профилей и крепежных элементов должны приниматься с учетом расчетного срока службы навесных фасадных систем. Металл элементов, подлежащих гальванизации и оцинкованию, должен также быть пригоден к гальванизации и оцинкованию.

Примечание. Для навесных фасадных систем, возводимых в Санкт-Петербурге, с учетом климатических условий и степени агрессивности среды, предпочтение следует отдавать изделиям из коррозионностойкой (нержавеющей) стали, как более долговечной и надежной.

7.6. Теплоизоляционные материалы

7.6.1. В многослойных каменных стенах следует предусматривать теплоизоляционные изделия из пенополистирола, пенополиуретана, пенополиизоцианурата, жестких и полужестких минераловатных плит с гофрированной структурой волокон. При отсутствии вентилируемой воздушной прослойки предпочтение следует отдавать пенополистирольным плитам, а при ее наличии, плитам из минеральной ваты. Необходимая толщина слоя теплоизоляции определяется по результатам теплотехнических расчетов согласно СП 50.13330.

7.6.2. В климатических условиях Санкт-Петербурга минераловатные плиты предпочтительно применять с паропроницаемыми ветрозащитными покрытиями.

7.6.3. В подвальных каменных стенах в качестве слоя теплоизоляции следует применять жесткие плиты из экструзионного пенополистирола.

7.6.4. В многослойных каменных стенах без воздушной вентилируемой прослойки в качестве слоя теплоизоляции допускается применение заливочных теплоизоляционных материалов, например, из легкого бетона, а также насыпных безусадочных материалов, например, керамзит, гранулированный пенополистирол и др. (рис. 12.5).

7.6.5. В навесных фасадных системах следует применять жесткие минераловатные плиты на основе базальта или стекловолокна, обладающие низкой теплопроводностью и шумопоглощающими свойствами, высокой паропроницаемостью, огнестойкостью, неагрессивностью к металлическим элементам фасада, биостойкостью, сопротивляемостью к выветриванию и долговечностью. Толщина теплоизоляционного слоя устанавливается на основании теплотехнических расчетов в соответствии с поэлементными требованиями СП 50.13330 в зависимости от градусо-суток района строительства здания, материала несущей стены и типа (назначения) здания.

7.6.6. В качестве минераловатных плит для навесных фасадов допускается использовать двухслойные плиты: более плотный слой располагается с наружной стороны фасадов, а менее плотный - непосредственно на основании. При этом плотность стыковых соединений между плитами обеспечивается благодаря их шпунтованным кромкам. При однослойной теплоизоляции должны применяться негорючие минераловатные плиты с плотностью не менее 80 кг/м3.

8. Конструктивные решения стен с облицовочным каменным слоем

8.1. Соединение облицовочного каменного слоя с внутренним

8.1.1. В многослойных ненесущих стенах, являющихся заполнением каркаса здания, не допускается жесткое объединение облицовочного и внутреннего каменных слоев посредством железобетонных поясов, перемычек либо перевязка тычковыми рядами из-за:

- возникновения мостиков холода (теплотехнических неоднородностей в терминах СП 50.13330) в местах соединения слоев;

- возможности среза тычковых рядов из-за разности температурных деформаций лицевого и внутреннего слоев;

- возможности разрушения лицевого и внутреннего слоев из-за стеснения их температурно-влажностных деформаций жесткими соединениями.

8.1.2. Облицовочный каменный слой должен быть соединен с внутренним каменным слоем с помощью горизонтальных гибких связей, воспринимающих растягивающие либо сжимающие усилия от действия ветровой нагрузки и обеспечивающих свободу горизонтальных и вертикальных деформаций облицовочного слоя от температурно-влажностных деформаций.

8.1.3. Гибкие связи должны устанавливаться под прямыми углами к поверхности стен. При несовпадении рядов облицовочного и основного рядов кладки, или в случае использования в качестве внутреннего каменного слоя однородного (монолитного) материала, для соединения облицовочного и основного слоя следует применять гибкие регулируемые связи (см. рис.А.1.10 - А.1.15 Приложения А).

8.1.4. Для соединения слоев двухслойной кладки допускается применение сеток, уложенных в горизонтальных швах кладки. При этом сетки должны выполнять функцию гибких связей в соответствии с п 8.1.2 настоящего РМД. Для обеспечения свободных перемещений облицовочного слоя не только по вертикали, но и по горизонтали необходимо применять сетки с прямоугольными ячейками. Шаг сеток по высоте не должен превышать 40 см.

8.1.5. Податливость связей всех типов не должна превышать 1 мм при действии расчетной нагрузки с учетом податливости как соединений так и обоих анкерных узлов связей в соединяемых каменных слоях.

8.1.6. При проектировании, проведении расчетов и подборе типа гибких связей необходимо учитывать прочность и деформативность самой связи и узлов соединения с лицевым и внутренним слоями стены. Внутренний каменный слой кладки стен с гибкими связями должен обеспечивать восприятие ветровых нагрузок, передаваемых от лицевого слоя стены и заполнения проемов.

8.1.7. Необходимое количество связей на единицу площади стены определяется расчетом. Количество устанавливаемых связей должно быть не менее 5 шт/м2. По периметру проемов, в углах здания и вблизи вертикальных деформационных швов необходимо устанавливать дополнительные связи (рис. 8.1). Дополнительные связи следует устраивать на расстоянии 250 мм от края угла, проема, деформационного шва с шагом через три ряда по высоте кладки облицовочного слоя (на углах расстояние считается по внутренним граням облицовочного слоя).

Рис. 8.1. Зоны более частого расположения гибких связей между облицовочным и внутренним каменными слоями (стрелками указано расположение вертикальных деформационных швов)

8.1.8. Количество связей по контуру оконных и дверных проемов, вблизи температурных деформационных швов должно быть увеличено в соответствии с рис. 8.2.

1 - вертикальный деформационный шов, 2 - оконный проем, 3 - дверной проем балкона

Рис.8.2. Расположение анкерных связей между облицовочным и внутренним каменными слоями (размеры в мм)

8.1.9. Глубина заделки связей во внутренний каменный слой должна составлять от 90 мм до 150 мм, а в облицовочный слой - не менее 90 мм, с шагом по вертикали не более 500 мм, а по горизонтали - не более 1000 мм. В общем случае количество связей на 1 м2 глухой стены должно быть не менее 5 шт.

8.1.10. Металлические связи в виде прямых, либо Z - или Г-образных стержней, не объединенных с горизонтальной арматурой внутреннего и лицевого слоев, могут применяться для каменных материалов с небольшой пустотностью (до 27%). Связи прямоугольной, треугольной, трапециевидной и подобных им форм могут применяться для стеновых материалов без ограничения процента пустотности.

8.1.11. Глубина анкеровки металлических связей в облицовочном и внутреннем каменных слоях толщиной 80 мм должна быть не меньшей, чем обозначено на рис. 8.3.

8.1.12. Связи из композитных материалов должны иметь разрешение на их применение в многослойных стенах, подтвержденное механическими испытаниями по ГОСТ 54923 и испытаниями на стойкость к щелочной среде (в растворных швах и бетоне) и кислотной среде (для некоторых видов теплоизоляционных материалов).

Рис. 8.3. Допустимые размеры анкеровки (в мм) связевых анкеров 1 в облицовочном 2 и внутреннем 3 каменных слоях толщиной 80 мм

8.1.13. Не рекомендуется применение одиночных прямолинейных стержней в качестве гибких связей для кладок из ячеистобетонных и керамических блоков с повышенной пустотностью из-за низкой анкерующей способности.

8.1.14. Запрещается заделка (анкеровка) всех видов гибких связей в вертикальных растворных швах облицовочного и внутреннего каменных слоев.

8.1.15. Прочность на растяжение гибких связей и прочность узлов их анкеровки назначаются по соответствующим техническим условиям и по результатам испытаний.

8.2. Сопряжение стен с несущими конструкциями здания

8.2.1. В нижних этажах зданий облицовочный каменный слой следует опирать непосредственно на фундаменты или стены подвалов (см. п. А.2 Приложения А). При этом облицовочный каменный слой должен быть выше уровня грунта минимум на 15 см в случае его возведения из полнотелых керамических, бетонных и натуральных камней и 50 см из камней иных материалов (рис. 8.4). Свес кладки облицовочного слоя за опорой не должен превышать 15 мм.

8.2.2. Не допускается применение трехслойной кладки для наружных стен подвалов.

8.2.3. В нижней надцокольной зоне облицовочного слоя должны быть устроены продухи для вентиляции воздушной прослойки (рис. 8.4). Продухи могут быть выполнены в виде отверстий закрытых решетками либо щелей в незаполненных вертикальных растворных швах (рис. А.5.2 Приложения). Указанные щели могут одновременно служить для удаления конденсата из внутреннего слоя стены.

1 - внутренний каменный слой, 2 - облицовочный каменный слой, 3 - гибкие связи, 4 - теплоизоляция, 5 - вентилируемая воздушная прослойка, 6 - подвальная стена, 7 - водоотводящие щели в незаполненных раствором вертикальных растворных швах, 8 - гидроизоляция, 9 - теплоизоляция подвальной стены, 10 - уклон из строительного раствора для удаления конденсата

Рис.8.4. Опирание облицовочного каменного слоя на подвальную стену

8.2.4. Гидроизоляционные слои должны в состоянии передавать горизонтальные и вертикальные нагрузки, не подвергаясь повреждениям и не вызывая повреждений других конструкций.

8.2.5. Не допускается приклейка на наружный торец перекрытия керамической плитки, пиленого кирпича или других декоративных элементов. Не допускается опирание облицовочного каменного слоя на железобетонные перекрытия посредством тычковых рядов.

8.2.6. Для уменьшения напряжений в облицовочном слое, вызванных деформациями от температурно-влажностных воздействий и прогибов железобетонных перекрытий, его опирание на железобетонные перекрытия посредством выравнивающего слоя раствора следует осуществлять с использование скользящих прокладок из пленочных материалов, уменьшающих силы трения между кладкой и бетоном перекрытий. При этом горизонтальные перемещения облицовочного слоя в зоне опирания на железобетонные перекрытия должны ограничиваться анкерными или гибкими связями, закрепленными к внутреннему слою.

8.2.7. При толщине облицовочного слоя 120 мм допускается использовать способ его опирания на металлические кронштейны (7-10), закрепленные к усиленным торцам перекрытий (рис. 8.5 и рис. А.2.3, А.2.4 Приложения А).

1 - усиленный торец железобетонной плиты, 2 - теплоизоляция, 3 - облицовочный каменный слой, 4 - металлический кронштейн

Рис. 8.5. Опирание облицовочного каменного слоя на металлические кронштейны системы (7, 8)

8.2.8. Между верхней верстой кладки облицовочного слоя и низом промежуточной опоры (плиты перекрытия) следует устраивать горизонтальный температурный деформационный шов толщиной не менее 30 мм, заполняемый эластичным герметиком.

8.2.9. Между балконными плитами и трехслойной кладкой наружных ненесущих стен следует устраивать горизонтальный деформационный шов, заполняемый атмосферостойкими эластичными уплотнительными материалами.

8.2.10. При поэтажном опирании многослойных ненесущих стен облицовочный и внутренний каменные слои устанавливаются на выравнивающий слой раствора. Между выравнивающим слоем раствора и перекрытием следует устраивать разделительный слой из одного или двух слоев полиэтилена или другого рулонного материала. Возможные горизонтальные смещения внутреннего каменного слоя стены вследствие ветровых воздействий необходимо ограничивать путем закрепления внутреннего каменного слоя к плите перекрытия металлическими анкерными связями.

8.2.11. В каркасных зданиях внутренний каменный слой ненесущих стен должен быть закреплен к перекрытиям и вертикальным элементам каркаса анкерными связями. Связи должны выполняться из высоколегированной стали по ГОСТ 5632 и крепиться к несущим железобетонным конструкциям дюбелями. Связи и металлические дюбеля должны иметь антикоррозионную защиту в соответствии с требованиями СП 28.13330. Конструкция связей и их креплений к несущим конструкциям должна рассчитываться на восприятие ветровых нагрузок и опрокидывающего момента как на период возведения кладки стен, так и их эксплуатации.

8.2.12. Верхнюю грань внутреннего ненесущего каменного слоя поэтажно опертых многослойных стен следует соединять с вышележащим перекрытием при помощи связей, конструкция которых не должна препятствовать свободным вертикальным перемещениям верхнего диска перекрытия (см. рис. А.2.6 Приложения А).

8.2.13. К колоннам или поперечным стенам внутренний каменный слой следует крепить с помощью анкерных связей, размещаемых в горизонтальных швах кладки. Если внутренний каменный слой стен размещается между колоннами, то конструкция анкеров должна препятствовать перемещениям основного слоя из плоскости стены и обеспечивать свободу его вертикальных и горизонтальных деформаций в плоскости стены (см. рис. А.2.5 Приложения А).

8.2.14. Расстояние между анкерами, установленными по вертикальным граням внутреннего каменного слоя ненесущих многослойных стен, не должно превышать 1,2 м, а по горизонтальным граням - 2 м.

8.2.15. Если опирание многослойной кладки производится непосредственно на фундамент здания, основной слой, примыкающий к перекрытиям и покрытию, должен соединяться с ними таким образом, чтобы горизонтальные расчетные нагрузки могли передаваться на перекрытия и покрытие.

8.2.16. В несущих многослойных стенах плиты перекрытия и покрытия должны опираться на внутренний слой с глубиной опирания, обеспечивающей достаточное сопротивление сжатию и сдвигу опорных участков каменной кладки внутреннего слоя. Перекрытия следует опирать на пояса жесткости, слой неармированного или армированного раствора толщиной не более 15 мм, что должно быть указано в проекте. Для предотвращения скалывания кладки с внутренней стороны несущего внутреннего слоя в результате прогиба плиты под ней можно предусмотреть податливую прокладку (см. рис. А.3.5 Приложения А).

8.2.17. Минимальную длину опирания плит перекрытий и покрытий на несущие стены определяют расчетом. Если средние значения расчетных сжимающих напряжений в стене по нижней или верней граням перекрытия превышают 0,25 МПа, необходимо выполнять армирование растворного шва над или под перекрытием арматурной сеткой с площадью поперечного сечения стержней не менее 150 мм2 на погонный метр.

8.2.18. Если плиты перекрытия и покрытия или пояса жесткости непосредственно опираются на основной слой кладки, то сопротивление сдвигу, обусловленное трением, должно обеспечивать передачу горизонтальных нагрузок.

8.2.19. Если передача горизонтальных нагрузок на стены-диафрагмы жесткости происходит через пояса жесткости, то их размещают в уровне каждого перекрытия или непосредственно под ним. Пояса жесткости могут выполняться из железобетона, армированной каменной кладки, стали или дерева и должны быть в состоянии воспринимать расчетное значение растягивающего усилия не менее 45 кН.

8.2.20. Железобетонные пояса жесткости должны быть непрерывно армированными по всей их длине для обеспечения непрерывности передачи усилий на конструкции каркаса. Железобетонные пояса должны быть армированы не менее чем двумя продольными арматурными стержнями с минимальной площадью сечения 150 мм2. Стыки арматуры выполняют, по возможности, со смещением. Параллельно проходящую арматуру можно учитывать с полным поперечным сечением, при условии, что она находится в перекрытиях или оконных перемычках на удалении не более 0,5 м от середины стены и перекрытия.

8.2.21. Примеры конструктивных решений сопряжений многослойных стен с фундаментами, перекрытиями и покрытиями, парапетами приведены на рис. А.2.1 - А.2.10 Приложения А.

8.3. Сопряжения стен с оконными и дверными проемами

8.3.1. При проектировании оконных и дверных проемов в многослойных стенах следует руководствоваться следующими принципами:

- внутренний и облицовочный каменные слои в местах проемов не должны сопрягаться между собой посредством перевязки кладки либо железобетонными поясами;

- дверные и оконные коробки могут быть осажены только в одном из каменных слоев;

Примечание - В двухслойных каменных стенах дверные и оконные коробки следует устанавливать во внутреннем слое стены. В многослойных стенах со средним теплоизоляционным слоем, дверные и оконные коробки следует устанавливать в плоскости теплоизоляционного слоя (см. рис. А.3.1 - А.3.4 Приложения А).

- перемычки над проемами должны быть независимыми для каждого каменного слоя.

8.3.2. Перемычки во внутреннем каменном слое могут быть выполнены из сборного либо монолитного железобетона. Перемычки в облицовочном каменном слое необходимо выполнять армокаменными либо с помощью скрытых металлических профилей (см. рис. А.3.4 - А.3.7 Приложения А).

8.3.3. Между каменными слоями и столярными изделиями по всему их периметру должна быть выполнена гидроизоляция и уплотнение из атмосферостойких эластичных материалов (см. п. А.3.8 Приложения А).

8.4. Деформационные швы

8.4.1. Для компенсации температурно-влажностных деформаций в облицовочном слое следует устраивать горизонтальные и вертикальные деформационные швы.

8.4.2. Расстояние между вертикальными деформационными швами внутреннего и облицовочного каменных слоев в многослойных стенах следует принимать на основании расчетных данных и опыта эксплуатации в зависимости от следующих факторов:

- величины сезонных перепадов температуры, интенсивности инсоляции и солнечного изучения;

- толщины и вида кладки облицовочного слоя;

- физико-механических свойств камней и раствора;

- жесткости перекрытий;

- геометрических характеристик стены с учетом оконных и дверных проемов;

- наличия армирования;

- огнестойкости конструкции;

- требований по тепло- и звукоизоляции стен.

8.4.3. Расстояния между вертикальными деформационными швами и их места расположения должны назначаться в проекте на основании расчетов и с учетом указаний Приложения Д СП 15.13330 и конструктивных требований к шагу их расположения.

8.4.4. При назначении мест расположения вертикальных температурных швов следует придерживаться следующих правил. Сложные в плане здания следует разбивать на плоские фрагменты. Следует избегать Z-образных в плане фрагментов, особенно при длине средней стены менее 2 м. Швы необходимо располагать в углах зданий, в местах пересечения стен, перепадах высот, вблизи оконных и дверных проемов. По возможности швы следует располагать в пределах лоджий и балконов, что обеспечивает их дополнительную защиту от атмосферных воздействий (см. рис. А.4.1 Приложения А).

8.4.5. С целью обеспечения свободы деформаций металлических перемычек от температурных воздействий их опирание на кладку рекомендуется осуществлять посредством скользящих прокладок, например, из армированного полиэтилена, а в торцах устраивать вертикальные деформационные швы.

8.4.6. Вертикальные швы независимо от расчета необходимо устраивать в углах зданий и в местах изменения его высоты. Расположение вертикальных деформационных швов в углах зданий должно быть согласовано с суточными изменениями деформаций стен от температурных воздействий в зависимости от их ориентации относительно сторон света (рис.8.6). Например, горизонтальным температурным деформациям наиболее нагреваемой стены, ориентированной на юг, не должна препятствовать менее нагреваемая стена, ориентированная на восток.

Рис. 8.6. Принцип расположения вертикальных деформационных швов в зависимости от ориентации стен относительно сторон света (стрелками указаны направления свободных деформаций стен от температурных воздействий)

8.4.7. Вертикальные швы на углах здания следует располагать в одной плоскости с лицевым слоем либо на расстоянии 250 - 500 мм от угла по одной из сторон (рис. 8.7). В последнем случае угловая зона должна армироваться (см. рис. А.4.4 Приложения А).

1 - вертикальный деформационный шов, 2 - облицовочный каменный слой, 3 - гибкие анкера, 4 - внутренний каменный слой

Рис. 8.7. Примеры расположения вертикальных деформационных швов в угловых зонах: а - совпадающих с внутренней поверхностью облицовочного слоя, б - со смещением

8.4.8. Ширину вертикального шва следует принимать не менее 15 мм, в заполнении шва следует предусматривать упругие прокладки и атмосферостойкие нетвердеющие мастики (рис. 8.8 а).

1, 2 - деформации, 3 - профиль из пенопласта с закрытой ячеистой структурой, 4 - грунтовка, 5 - герметик, 6 - консольный анкер, 7 - профиль из синтетических материалов

Рис. 8.8. Уплотнение вертикальных (а, в) и горизонтальных (б) температурных деформационных швов в облицовочном каменном слое

8.4.9. Расстояние между вертикальными деформационными швами следует определять расчетным путем в зависимости от конструктивных особенностей облицовочного слоя и перепада температур (см. п. 9.4 настоящих Рекомендаций). При этом для условий Санкт-Петербурга перепад температур рекомендуется принимать равным 46 °С (при температуре наружного воздуха наиболее холодной пятидневки - минус 24 °С и средней максимальной температуре воздуха наиболее теплого месяца + 22,1 °С).

8.4.10. Для увеличения расстояния между вертикальными деформационными швами следует применять конструктивное армирование горизонтальных швов кладки с учетом следующих положений:

- рекомендуется использовать армирующие сетки с двумя продольными стержнями; поперечная арматура должна назначаться конструктивно из арматуры диаметром 3 мм с шагом 200 мм; диаметр продольной стальной арматуры в сетках рекомендуется принимать не менее 3 мм и не более 5 мм;

- минимальное количество арматуры, устанавливаемой для увеличения расстояния между деформационными швами, должно составлять 0,0003 общей площади поперечного сечения облицовочного слоя, определяемой, как произведение его толщины на высоту. Расстояние между центрами тяжести сеток армирования не должно превышать 600 мм;

- в угловых зонах здания должно выполняться конструктивное армирование кладки облицовочного слоя сетками, располагаемыми с шагом не более 25 см на всю высоту стены;

- в угловых зонах каждый из слоев кладки должен быть армирован Г-образными сварными сетками на длину не менее 1 метра от угла или до вертикального деформационного шва, если он расположен ближе. На прямолинейных участках допускается укладывать сетки внахлест. Длина перехлеста должна составлять не менее 150 мм.

- минимальный защитный слой кладочного раствора, т.е. расстояние между стальной арматурой и поверхностью каменной кладки (стены), должно составлять не менее 15 мм. При этом защитный слой раствора в горизонтальных швах выше и ниже арматуры должен быть таким, чтобы толщина швов превышала диаметр арматуры не менее чем на 5 мм.

8.4.11. Горизонтальные деформационные швы по высоте здания в облицовочном слое многослойных стен, нагруженных преимущественно вертикальной нагрузкой, допускается устраивать следующим образом:

- первый шов - в уровне перекрытия 2-го этажа;

- далее, под обвязочной балкой, устраиваемой в уровне междуэтажного перекрытия.

8.4.12. Горизонтальные деформационные швы в наружных ненесущих стенах (заполнениях каркаса при поэтажном опирании слоев) должны выполняться в уровне нижней грани междуэтажных плит перекрытий на всю толщину стены. В конструкции шва следует предусматривать упругие прокладки, теплоизоляционный слой (во внутреннем слое) и нетвердеющие атмосферостойкие мастики (рис. 8.8). Не допускается попадание в швы кладочного раствора, боя кирпича и т.п.

8.4.13. Толщина горизонтального шва между верхним рядом кладки и нижней частью плиты должна быть на 5 мм больше расчетного прогиба плиты перекрытия, но не менее 30 мм.

9. Расчет многослойных стен с облицовочным каменным слоем

9.1. Общие положения

9.1.1. Многослойные стены с облицовочным каменным слоем должны быть запроектированы таким образом, чтобы изменения заданных начальных показателей качества, происходящие в течение проектного срока эксплуатации с учетом влияний окружающей среды и предусмотренного уровня технического обслуживания, не приводили к снижению эксплуатационных свойств конструкции более установленного уровня. Для этого на стадии проектирования должны быть определены условия окружающей среды так, чтобы можно было оценить их влияние на долговечность конструкции и предпринять соответствующие меры с целью защиты материалов, примененных для ее изготовления. Классификация воздействий окружающей среды принимается в соответствии со СП 28.13330.

9.1.2. Многослойные наружные стены с каменной облицовкой необходимо проектировать с учетом требований СП 70.13330 и СП 15.13330. Проектная документация для трехслойных стен должна разрабатываться в соответствии с требованиями ГОСТ Р 21.1101. Проектная документация должна также содержать мероприятия по обеспечению ремонтопригодности стен, отвечающих эксплуатационным требованиям, связанным с содержанием фасадов.

9.1.3. В проектную документацию необходимо включать фрагменты стен и узлы с вертикальными и горизонтальными температурно-деформационными швами, со схемами армирования облицовочного слоя кладки и расположения соединительных элементов с несущими конструкциями здания, с указанием их шага в плане и по высоте стен.

9.1.4. При проектировании наружных трехслойных стен зданий следует выполнить следующие расчеты:

- прочностной на ветровые нагрузки с учетом расположения, высоты и конструктивных особенностей возводимых зданий и сооружений, а также типа местности согласно СП 20.13330;

- прочностной на температурно-влажностные деформации согласно СП 15.3330;

- теплотехнический расчет согласно требованиям СП 50.13330 и расчет на сопротивление паропроницанию с учетом температурно-климатических условий Санкт-Петербурга по СП 131.13330 во влажной климатической зоне по СП 50.13330, а также с учетом агрессивности окружающей среды по СП 28.13330.

На основании указанных расчетов устанавливается расстояние между вертикальными температурно-деформационными швами, армирование кирпичного облицовочного слоя, шаг и количество связей, необходимых для крепления наружных стен к несущим конструкциям здания, толщина утеплителя и воздушного зазора.

9.1.5. В наружных несущих многослойных каменных стенах все вертикальные и горизонтальные нагрузки должны восприниматься внутренним каменным слоем. При этом наружный облицовочный каменный слой должен воспринимать собственный вес, часть ветровой нагрузки и предохранять внутренние слои от атмосферных и агрессивных воздействий окружающей среды.

9.1.6. В наружных ненесущих многослойных каменных стенах, являющихся заполнением каркасных зданий, вертикальные нагрузки от собственного веса всех слоев должны передаваться на плиты перекрытий, а горизонтальные нагрузки, в зависимости от принятой расчетной схемы в соответствии с Приложением В, на перекрытия, колонны либо поперечные стены каркаса, к которым крепится внутренний каменный слой.

9.1.7. Расчет несущей способности многослойных стен с гибкими связями следует производить для каждого слоя раздельно на ту нагрузку, которую он воспринимает. Внутренний каменный слой ненесущей стены необходимо рассчитывать на собственный вес, нагрузку от покрытий и перекрытий, веса слоя теплоизоляции и ветровую нагрузку. Внутренний каменный слой ненесущей стены, например, являющейся заполнением каркаса, необходимо рассчитывать на нагрузку от собственного веса и веса слоя теплоизоляции, а также ветровую нагрузку. Облицовочный каменный слой следует рассчитывать на нагрузку от собственного веса и ветра, а также на температурно-влажностные деформации.

9.1.8. При двухслойной кладке наружных стен допускается учитывать совместную работу обоих слоев, даже если только один слой имеет несмещаемые опоры. Условием для этого является применение в стене гибких связей. Нагрузку, передаваемую стеной на опоры, допускается принимать как действующую только на один слой стены, если имеется соответствующее соединение обоих слоев по вертикальным краям стены. Во всех остальных случаях допускается принимать частичную совместную работу.

9.2. Расчет многослойных стен при действии преимущественно вертикальной нагрузки

9.2.1. Проверку предельного состояния несущей способности многослойной стены нагруженной преимущественно вертикальной нагрузкой, следует производить согласно СП 15.13330 из условия (10) как для центрально-сжатых элементов:

,(9.1)

либо условия (13) как для внецентренно-сжатых элементов

, (9.2)

где

- расчетное сопротивление сжатию кладки, определяемое по таблицам 210 СП 15.13330,

- коэффициент продольного изгиба,

- площадь сечения элемента;

- коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки.

9.2.2. При расчете многослойных стен с гибкими связями коэффициенты , 1 и следует определять для условной толщины, равной сумме толщин двух конструктивных слоев, умноженной на коэффициент 0,7. При различном материале слоев принимается приведенная упругая характеристика кладки , определяемая по формуле:

, (9.3)

где

и - упругие характеристики слоев;

и - толщина слоев.

Пример расчета многослойной стены на действие вертикальной нагрузки

Многослойная стена состоит из внутреннего несущего каменного слоя высотой H = 2,6 м и толщиной = 0,375 м, на который опирается монолитное железобетонное перекрытие (рис. 9.1). Кладка внутреннего каменного слоя выполнена из ячеистобетонных блоков автоклавного твердения класса В2,5 на растворе марки М75. Облицовочный каменный слой толщиной = 0,12 м выполнен из керамических камней марки М150 на растворе марки М75 и соединен с внутренним слоем гибкими связями. Требуется проверить несущую способность стены при сжатии от совместного действия постоянной расчетной нагрузки на 1 м.п. стены Ng = 120 кН и полезной Nq = 68 кН.

Рис. 9.1. К примеру расчета внутреннего каменного слоя на действие вертикальной нагрузки N

Суммарная расчетная вертикальная нагрузка на внутренний несущий слой стены

(кН).

Из табл.3 СП 15.13330 расчетное сопротивление сжатию кладки внутреннего слоя R = 2,8 МПа.

В соответствии с п. 7.24 СП 15.13330 условную толщину стены определяем как сумму толщин двух слоев умноженную на коэффициент 0,7

(м)

Гибкость внутреннего слоя при неподвижных шарнирных опорах согласно рис.4 СП 15.13330

Из табл. 16 СП 15.13330 находим упругие характеристики кладки лицевого и внутреннего слоев: = 1200, = 750.

По формуле 9.3 определяем приведенную упругую характеристику

Для = 7,5 и = 859 по табл. 19 СП 15.13330 находим коэффициент продольного изгиба = 0,93.

Определяем коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки

Условие несущей способности по формуле (9.1)

(кН)

выполняется.

9.3. Расчет многослойных стен при действии преимущественно горизонтальной нагрузки

9.3.1. Проверка предельного состояния несущей способности многослойной стены при действии преимущественно горизонтальной нагрузки проводится отдельно для облицовочного и основного слоев из условия, по которому расчетные значения изгибающих моментов в слоях стены не должны превышать расчетных значений сопротивления изгибу каменной кладки.

9.3.2. При расчете стен каменной кладки на изгиб от горизонтальной поперечной нагрузки необходимо учитывать условия ее опирания на вертикальные поперечные стены и диски перекрытий, степень ослабления стен оконными и дверными проемами. Вертикальный деформационный шов в стене рассматривается как край стены, на котором не происходит передача моментов и поперечных усилий. Полученные значения изгибающих моментов следует распределять на два слоя стены пропорционально их жесткости.

9.3.3. Расчетные значения изгибающих моментов в многослойной стене без оконных и дверных проемов допускается определять упрощенным методом в зависимости от условий ее закрепления и соотношения габаритных размеров. С этой целью может быть использована методика, принятая в европейских нормах EN 1996-1-1, согласно которой максимальные изгибающие моменты на единицу ширины стены определяются в зависимости от условий опирания стены (рис.9.2):

- в направлении перпендикулярном горизонтальным швам:

,(9.4)

- в направлении параллельном горизонтальным швам

,(9.5)

где

и = - коэффициенты, определяемые с учетом степени закрепления стены по краям и отношения сторон стены;

- длина стены между опорами;

- расчетное значение поперечной нагрузки на единицу площади;

- коэффициент отношения прочностей на растяжение при изгибе каменной кладки соответственно по неперевязанному и перевязанному сечениям согласно табл.11 СП 15.13330.

Значения коэффициента для однослойных стен толщиной не более 250 мм приведены в Приложении В настоящего РМД.

Рис.9.2. К определению максимальных изгибающих моментов от горизонтальной нагрузки согласно европейских норм EN 1996-1-1

9.3.4. Если опирание внутреннего каменного слоя осуществляется только по верхней и нижней граням, или его длина в два раза превышает высоту, то при статическом расчете основной слой можно рассматривать, как однопролетную шарнирно опертую балку.

9.3.5. Расчет стен с оконными и дверными проемами на горизонтальные нагрузки допускается осуществлять с учетом анизотропии каменной кладки по признанным методам расчета моментов в плитах, например, методом конечных элементов или методом аналогии линий излома (по методу предельного равновесия). Ориентировочные значения максимально допустимой площади стен заполнения с оконными и дверными проемами, установленные указанными методами, приведены в таблице 9.1 согласно требований DIN 1053-1.

9.3.6. Расчет анкеров, воспринимающих горизонтальные опорные реакции от стен в местах их примыкания к несущим конструкциям каркаса (плитам перекрытия, поперечным стенам, колоннам), необходимо выполнять на действие максимальных ветровых нагрузок (напора либо отсоса) и температурно-влажностных деформаций лицевого слоя.

Таблица 9.1 Максимальная площадь каменного заполнения каркаса наружных стен высотой H и длиной L согласно норм DIN 1053-1

Толщина стены в мм	Высота расположения стены над уровнем земли
	0 8 м			8 20 м			20 100 м
	H/L = 0,5	H/L = 1,0	H/L = 2,0	H/L = 0,5	H/L = 1,0	H/L = 2,0	H/L = 0,5	H/L = 1,0	H/L = 2,0
Стены, закрепленные к каркасу по четырем сторонам
175	22	20	22	13	13	13	9	9	9
240	38	36	38	25	23	25	18	16	18
300	60	54	60	38	35	38	28	25	28
Стены, закрепленные к каркасу по трем сторонам (верх не закреплен)
175	8	10	16	-	-	-	-	-	-
240	16	20	30	10	12	18	-	-	-
300	25	30	45	16	20	28	12	15	20

9.3.7. При проверке предельного состояния несущей способности многослойной стены, учитывающего потерю статического равновесия во время ее возведения, следует подтверждать соблюдение следующего условия:

,(9.6)

где

- расчетное значение опрокидывающего момента, вызванного ветровым воздействием согласно СП 20.13330;

- расчетное значение суммарного удерживающего момента, создаваемого весом облицовочного и внутреннего слоями стены.

Пример 1 расчета многослойных стен на горизонтальные нагрузки

Рассматривается многослойная сплошная стена высотой 2,6 м и длиной 5,4 м, являющаяся заполнением железобетонного каркаса 25-ти этажного здания и расположенная на высоте 60 м. Внутренний каменный слой стены толщиной 37,5 см выполнен из ячеистобетонных блоков марки по средней плотности D450 (класс по прочности на сжатие B2) на растворе марки М25 со следующими расчетными сопротивлениями кладки при изгибе из плоскости: = 0,08 МПа и = 0,16 МПа (табл. 11 СП 15.13330). Облицовочный каменный слой из полнотелых керамических камней толщиной = 0,12 м опирается на перекрытие посредством гидроизоляционной прокладки и соединен с внутренним слоем гибкими связями (рис. 9.3). Между верхом стены и перекрытием имеется горизонтальный деформационный зазор, предотвращающий передачу нагрузки от прогиба перекрытия на стену. Внутренний слой закреплен к поперечным железобетонным перегородкам каркаса здания с помощью гибких анкеров, в то время как таково закрепление к верхней плите перекрытия отсутствует. Требуется проверить несущую способность внутреннего слоя стены на действие горизонтальной ветровой нагрузки, расчетное значение которой (напор) для условий Санкт-Петербурга составляет q = 0,63 кН/м2 .

1 - внутренний каменный слой, 2 - облицовочный каменный слой, 3 - железобетонное перекрытие, 4 - горизонтальный деформационный шов, 5 - гибкие связи

Рис. 9.3. К примеру расчета многослойной каменной стены заполнения монолитного железобетонного каркаса на действие ветровой нагрузки Р

В соответствии с заданными граничными условиями, принимаем расчетную схему стены в соответствии с рис. В.1 Приложения В. Считаем, что несущая способность стены при изгибе из плоскости лимитируется несущей способностью ее внутреннего слоя.

Момент сопротивления полосы стены шириной b = 1,0 м при изгибе из плоскости

(м3).

Несущая способность кладки при изгибе относительно перевязанного сечения

(кНм).

Несущая способность кладки при изгибе относительно неперевязанного сечения

(кНм).

Определяем изгибающие моменты от действия ветровой нагрузки q = 0,63 кН/м2.

В соответствии с табл. В.1 Приложения В для и значение коэффициента = 0,055.

Максимальный изгибающий момент относительно перевязанного сечения каменной кладки по формуле (9.4)

=1,01(кНм).

Максимальный изгибающий момент относительно неперевязанного сечения каменной кладки по формуле (9.5)

(кНм).

Условия прочности при изгибе в ортогональных сечениях кладки внутреннего слоя

= 1,01 кНм

= 0,49 кНм

выполнено.

Пример 2 расчета многослойной стены на действие горизонтальных нагрузок

На рис. 9.4 представлена конструктивная схема углового фрагмента 25-ти этажного каркасно-монолитного здания в Санкт-Петербурге. Двухслойные фасадные стены с поэтажным опиранием являются заполнением железобетонного каркаса. Стены в пределах одного помещения имеют оконный проем размером 1,0x1,5 м, расположенный по горизонтали в центре стены. Длина расчетного фрагмента стены 4,0 м, а высота - 3,0 м.

Внутренний каменный слой стены толщиной 37,5 см выполнен из ячеистобетонных блоков марки по средней плотности D450 (класс по прочности на сжатие B2) на растворе марки М25. Наружный (облицовочный) каменный слой толщиной 12 см выполнен из полнотелого кирпича марки М100 на растворе марки М50. Между слоями имеется воздушный зазор толщиной 40 мм. Слои сопрягаются друг с другом при помощи гибких связей из арматурной стали класса А240. Диаметр анкеров - 5 мм, основной шаг анкеров - 0,5 м, шаг по периметру оконного проема - 0,25 м, расстояние от торцов стены (в том числе торцов оконного проема) - 0,25 м. Облицовочный каменный слой в угловой зоне имеет вертикальный деформационный шов, а с противоположной стороны является продолжением в соседнем помещении. Поперечная перегородка сопрягается с облицовочным слоем "встык" без зазора с помощью горизонтальных анкеров. Внутренний слой с двух торцов также сопрягается с поперечными стенами "встык" без зазоров с помощью анкеров. Облицовочный и внутренний слои опираются на нижнюю плиту перекрытия. В зоне сопряжения внутреннего и облицовочного слоев с верхней плитой перекрытия предусмотрен горизонтальный деформационный шов без анкеровки слоев к плите.

Требуется проверить несущую способность кладки облицовочного и внутреннего каменных слоев стены на действие ветровой нагрузки (напора).

1 - облицовочный каменный слой, 2 - внутренний каменный слой, 3 - вертикальный деформационный шов, 4 - оконный проем, 5 - поперечная перегородка

Рис. 9.4. Конструктивная схема углового фрагмента здания: а - вид снаружи, б - вид со стороны помещения

Определение напряженно-деформированного состояния стены осуществляем методом конечных элементов с использованием программного комплекса ANSYS. Расчетная конечно-элементная модель стены включает ее наружный и внутренний слои с оконным проемом, воздушную вентилируемую прослойку между ними, а также анкерные связи (рис. 9.5).

Рис. 9.5. Конечно-элементная расчетная модель стены (а) с расположением горизонтальных анкерных связей (б)

Вертикальные и горизонтальные деформационные швы, сопряжение слоев с плитами и стенами, а также сопряжение анкерных связей со слоями моделировалось путем постановки соответствующих конструктивной схеме граничных условий.

Механические характеристики кладок облицовочного и внутреннего каменных слоев, необходимые для построения и анализа расчетной модели принимаем по таблицам СП 15.13330 и СП 63.13330:

а) для кирпичной кладки облицовочного слоя:

- расчетное сопротивление кладки осевому сжатию R=1,5 МПа;

- расчетное сопротивление кладки главным растягивающим напряжениям при изгибе по неперевязанному сечению =0,12 МПа;

- расчетное сопротивление кладки главным растягивающим напряжениям при изгибе по перевязанному сечению =0,25 МПа.

- модуль упругости кладки (МПа).

б) для ячеистобетонной кладки внутреннего каменного слоя:

- расчетное сопротивление кладки главным растягивающим напряжениям при изгибе по перевязанному сечению =0,16 МПа;

- модуль упругости E = 1000 МПа.

в) для стальной арматуры анкерных связей: модуль упругости МПа.

Нагрузку от ветрового воздействия на высоте z=60 м от поверхности земли (уровень 20 этажа) при общей высоте здания h=75 м (25 этажей) определяем в соответствии с п. 11.1.2 СП 20.13330 как сумму средней и пульсационной составляющих:

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки в соответствии с п. 11.1.3 СП 20.13330 определяем в зависимости от эквивалентной высоты над поверхностью земли:

где

- нормативное значение ветрового давления (в соответствии с п. 11.1.4 СП 20.13330.2011 для II ветрового района = 0,3 кПа);

- коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления и определяемый в зависимости от эквивалентной высоты (в соответствии с п. 11.1.5 СП 20.13330 принята равной z = 60 м). В соответствии с п. 11.1.6 СП 20.13330 коэффициент определен по таблице 11.2 для типа местности В: = k(60) = 1,30;

c - аэродинамический коэффициент в соответствии со схемой Д.1.2 Приложения Д СП 20.13330 принят равным 0,8 для наветренной стороны и 0,5 - для подветренной.

Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки в соответствии с п. 11.1.8 СП 20.13330 определяется в зависимости от эквивалентной высоты над поверхностью земли:

где

- нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки;

- коэффициент пульсации давления ветра, определяемый в зависимости от эквивалентной высоты (обоснование принятия = 60 м см. выше).

Коэффициент определен по таблице 11.4 СП 20.13330 для типа местности В: = (60) = 0,74;

v - коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра (v = 0,60 определен в соответствии с таблицей 11.6 СП 20.13330 в зависимости от параметров r и c, принимаемых по таблице 11.7 и рис. 11.2 СП 20.13330 для плоскости zoy: p = b, x = h, где b = 50 м - длина здания, h = 75 м - высота здания).

В соответствии с п. 11.1.12 СП 20.13330 коэффициент надежности по ветровой нагрузке f принят равным 1,4.

Результаты определения ветровой нагрузки представлены в таблицах 9.1-9.3.

Таблица 9.1 Принятые и определенные коэффициенты

		c			v
		+	-
60 м	1,30	0,8	-0,5	0,74	0,60

Таблица 9.2 Нормативные значения ветрового давления и ее составляющих, кПа


		+	-	+	-	+	-
60 м	0,3	0,31	-0,20	0,14	-0,09	0,45	-0,28

Таблица 9.3 Расчетные значения ветрового давления, кПа


	+	-
60 м	0,63	-0,39

На рис. 9.6 - 9.9 представлены результаты расчета напряженно-деформированного состояния двуслойной стены от действия расчетной ветровой нагрузки w = 0,63 кПа. Наибольшие горизонтальные деформации стены 0,4 мм, не превышающие допустимых значений, имеют место в надоконном поясе. В этой же зоне, как в лицевом, так и внутреннем слоях возникают наибольшие напряжения, вызванные изгибом надоконного пояса, опорами которого являются поперечные стены. Максимальные растягивающие напряжения, параллельные горизонтальным растворным швам кладки, действуют на внутренней поверхности лицевого и внутреннего слоев и составляют max = 0,1 МПа и max = 0,05 МПа соответственно (рис. 9.7 и 9.8). Указанные напряжения не превышают расчетного сопротивления растяжению при изгибе по перевязанному сечению кладки лицевого слоя = 0,25 МПа и сопротивления растяжению при изгибе по перевязанному сечению кладки внутреннего слоя = 0,16 МПа.

Рис. 9.6. Деформированное состояние стены от напора ветра

Рис. 9.7. Изополя главных растягивающих напряжений 1, действующих на внутренней поверхности внутреннего слоя стены

Рис.9.8. Изополя главных растягивающих напряжений 1, действующих на внутренней поверхности лицевого слоя стены

В зоне сопряжения перегородки с лицевым слоем на его внешней поверхности действуют максимальные растягивающие напряжения, параллельные горизонтальным растворным швам кладки (рис. 9.9). Их максимальная величина max = 0,15 МПа не превышает величины расчетного сопротивления кладки растяжению по перевязанному сечению равному = 0,25 МПа. Таким образом, прочность кладки лицевого и внутреннего слоев стены от действия ветровой нагрузки обеспечена.

Рис.9.9. Изополя главных растягивающих напряжений 1, действующих на наружной поверхности лицевого слоя стены

9.4. Расчет облицовочного каменного слоя на деформации от температурно-влажностных воздействий

9.4.1. В многослойных каменных стенах влиянию температуры и влажности главным образом подвержен облицовочный каменный слой. Вследствие температурно-влажностных деформаций кладки облицовочного слоя, в нем возможно образование вертикальных и наклонных трещин, как в летнее, так и в зимнее время года, и зависит от периода его возведения.

9.4.2. В Санкт-Петербурге в весенний период (май) температура наружной поверхности облицовочного слоя толщиной 12 см из керамических камней может достигать +40°С, а внутренней поверхности +30 °С. В летний, наиболее жаркий период, температура наружной поверхности, вследствие солнечной радиации, может достигать +50 °С, а внутренней +25 °С (при наличии вентилируемой прослойки между облицовочным и внутренним слоем стены). На величину температуры наружной поверхности оказывает влияние цвет кирпича. Таким образом, перепад температур между внутренней и наружной поверхностями облицовочного слоя в весенне-летний период может колебаться в пределах 10 - 25°С, вызывая не только его линейные деформации расширения, но его коробление фасада наружу. В зимний период указанные деформации имеют противоположный знак. Определение температур облицовочного каменного слоя в соответствии с СТО 36554501-013 приведено ниже в п. 9.4.3 - 9.4.7.

9.4.3. Нормативные значения средних по сечению облицовочного (наружного) слоя температур и соответственно в теплое и холодное время года могут быть определены по таблице 13.1 СП 20.13330 как для неотапливаемых зданий:

, (9.6)

,(9.7)

где

- приращение средней по сечению облицовки температуры и перепада температур от суточных колебаний температуры наружного воздуха, определяемое по таблице 13.2 СП 20.13330. Для каменной облицовки толщиной до 15 см = 8 °С, для кирпичной облицовки толщиной от 15 до 39 см = 6 °С;

- приращение средней по сечению облицовки температуры и перепада температуры от солнечной радиации, принимаемое в соответствии с п. 13.5 СП 20.13330:

,(9.8)

где

- коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности стены, принимаемый по табл. 13.3 СП 20.13330;

- максимальное значение солнечной радиации (прямой и рассеянной), Вт-ч/м2, принимаемое для вертикальных поверхностей различной ориентации - по таблице 13.5 СП 20.13330;

k - коэффициент, принимаемый по табл. 13.6 СП 20.13330 равным 0,6 для кладки толщиной до 15 см и 0,4 для кладки толщиной от 15 до 39 см;

, - средние суточные температуры наружного воздуха соответственно в теплое и холодное время года, определяемые по формулам:

,(9.9)

,(9.10)

где

, - многолетние среднемесячные температуры воздуха в январе и июле, определяемые по картам 5 и 6 Приложения Ж СП 20.13330; для климатических условий Санкт-Петербурга = - 10 °С, = 15 °С;

- отклонение средних суточных температур от средних месячных, принимаемое по карте 7 Приложения Ж СП 20.13330.

9.4.4. Расчет на температурные воздействия для холодного времени года производится на температуру, равную разности зимней температуры и начальной летней температуры :

, (9.11)

Аналогично, расчет для теплого времени года производится на температуру, равную разности летней температуры и начальной зимней температуры :

(9.12)

9.4.5. Начальные температуры, соответствующие замыканию конструкции, в летнее и зимнее время определяются по формулам СП 20.13330:

; (9.13)

. (9.14)

Начальные температуры, соответствующие замыканию конструкции в законченную систему, в соответствии с СП 20.13330 допускается уточнять для каждого конкретного случая.

При работе в тепляках начальные зимние температуры облицовочного и внутреннего слоев рекомендуется принимать = +5 °С.

9.4.6. При необходимости расчета облицовочного слоя с учетом совместной работы с внутренним слоем стены, выполненным из каменной кладки, монолитного бетона и т.п., необходимо кроме температуры облицовочного слоя знать также и температуру внутреннего слоя стены. Если внутренний слой отделен от слоя облицовки слоем теплоизоляции, суточные колебания температуры и солнечная радиация практически не сказываются. В этом случае, средние по сечению слоя температуры внутреннего слоя могут быть определены по формулам СП 20.13330 как для защищенных от действия солнечной радиации конструкций:

; (9.15)

. (9.16)

Когда между облицовочным и внутренним каменными слоями стены теплоизоляция отсутствует, средняя по сечению температура внутреннего каменного слоя может определяться по формуле (9.6) для теплого времени года и для холодного времени года по формуле:

(9.17)

9.4.7. Расчетные значения температур вычисляют путем умножения полученных нормативных значений на коэффициент надежности, равный 1,1.

9.4.8. Кроме температурных деформаций для таких материалов, как кладки из силикатного кирпича и бетонных камней необходимо учитывать деформации усадки или набухания, поскольку величины влажностных деформаций могут быть сопоставимы с температурными. В расчетах влажностные деформации (sh) могут задаваться с помощью эквивалентной температуры T(sh)экв:

T(sh)экв = (sh)/t, (9.18)

где

t - коэффициент температурного линейного расширения.

Наиболее интенсивно деформации усадки протекают в первые месяцы с момента возведения конструкции. Поскольку в реальных условиях время возведения различных конструкций не всегда может быть заранее спланировано, расчет рекомендуется производить для различных сочетаний температурно-влажностных воздействий.

9.4.9. Осевые растягивающие усилия возникают преимущественно от сдерживания свободных горизонтальных перемещений кладки лицевого слоя опорными конструкциями и сосредоточены в основном на опорах. Горизонтальные растягивающие напряжения в облицовочном слое вблизи углов, вызванные его изгибом из плоскости, сопоставимы по величине с напряжениями от осевых усилий. Моменты, вызывающие изгиб кладки облицовочного слоя из его плоскости, сосредоточены преимущественно вблизи углов фрагментов. В Z- и П-образных фрагментах возрастает влияние изгиба лицевого слоя из его плоскости. Особенно это проявляется в Z-образных фрагментах вследствие сдвига двух крайних стен относительно друг друга.

9.4.10. Трещиностойкость лицевого слоя при деформировании от температурных воздействий обеспечивается устройством вертикальных деформационных швов. Расстояния между швами устанавливаются расчетным путем из условий непревышения прочности кладки и анкерных связей в зависимости от:

- величины сезонных перепадов температуры;

- толщины и вида кладки облицовочного слоя;

- физико-механических свойств камней и раствора;

- жесткости перекрытий;

- геометрии стены с учетом оконных и дверных проемов;

- наличия армирования и других факторов.

9.4.11. Армирование кладки облицовочного слоя, конструкция и шаг гибких связей, расстояния между вертикальными деформационными швами в лицевом слое назначаются исходя из результатов расчетов фрагментов здания на температурно-влажностные воздействия и конструктивных требований. При больших ветровых нагрузках усилия в связях и кладке определяются также с их учетом.

9.4.12. Прочность кладки облицовочного каменного слоя наружных стен с гибкими связями проверяется на растяжение вдоль горизонтальных растворных швов по формулам:

- для неармированной кладки:

; (9.19)

- для армированной кладки:

, (9.20)

где

- расчетное сопротивление кладки растяжению по перевязанному сечению, принимаемое по таблице 11 либо 12 СП 20.13330;

- расчетное сопротивление продольной арматуры;

- площадь вертикального сечения кладки по кирпичу нетто (за вычетом площади сечения вертикальных швов);

- площадь сечения продольной арматуры;

- коэффициент условий работы, определяемый по таблице 13 СП 20.13330. При армировании сетками = 0,75;

- несущая способность кладки на растяжение;

- коэффициент условий работы кладки облицовочного слоя, принимаемый равным 1,0 при расстоянии между вертикальными температурными швами не более 3,5 м и 2,0 при большем значении,

- горизонтальное растягивающее усилие от температурно-влажностных воздействий.

9.4.13. Горизонтальное усилие, возникающее в кладке облицовочного слоя от температурно-влажностных деформаций, следует определять по формуле:

, (9.21)

где

А - площадь вертикального сечения кладки облицовочного слоя брутто (с учетом вертикальных швов) высотой 1 м;

- горизонтальные растягивающие напряжения, возникающие в облицовочном слое кладки от температурно-влажностных воздействий.

9.4.14. В Своде Правил СП 20.13330 отсутствует методика определения напряжений в облицовочном слое кладки на температурные воздействия. В этом случае можно воспользоваться численными методами строительной механики, применяя специализированные программные комплексы, основанные на методе конечных элементов. В результате представляется возможность учесть многообразие факторов, влияющих на напряженно-деформированное состояние облицовочного каменного слоя для конкретной расчетной ситуации.

9.4.15. Учитывая громоздкость численных расчетов облицовочного слоя для здания в целом можно ограничиться расчетами отдельных фрагментов стены, например в пределах одного этажа (рис. 9.10) или в пределах выделенного участка стены (рис. 9.11).

Рис. 9.10. Деформированная схема и изополя горизонтальных напряжений (от изгиба из плоскости в зимнее время) облицовочного каменного слоя с горизонтальным деформационным швом в пределах этажа здания размером 25х25 м (внутренний каменный слой из ячеисто-бетонных блоков условно не показан)(3)

1 - каменный лицевой слой, 2 - железобетонные перекрытия, 3 - траектория главных растягивающих напряжений, 4 - трещина

Рис. 9.11. Изополя главных растягивающих напряжений (в зимнее время) в облицовочном каменном слое при отсутствии горизонтального деформационного шва между верхним перекрытием и каменной кладкой

9.4.16. Температурно-влажностные деформации, как правило, вызывают в облицовочном каменном слое сложное напряженное состояние, оценка влияния которого на прочность и трещиностойкость кладки должна осуществляться с использованием соответствующих критериев прочности, учитывающих анизотропию прочностных свойств кладки. В таблицах 11 и 12 СП 20.13330 приводятся прочности каменной кладки лишь в ортогональных направлениях: по перевязанному и неперевязанному сечениям в зависимости от характера разрушения (по горизонтальным и вертикальным швам либо по кирпичу или камню). Поскольку в облицовочном ненесущем слое сжимающие напряжения от собственного веса незначительны, то для промежуточных направлений действия главных растягивающих напряжений 1 сопротивление кладки можно определять по формуле (9.22), графическая форма которой представлена на рис. 9.12.

,(9.22)

где

- сопротивление кладки растяжению под углом к горизонтальным растворным швам;

- степень анизотропии кладки при растяжении;

, - сопротивление кладки растяжению под углом соответственно , к горизонтальным растворным швам;

- опытный коэффициент, равный 2 для кладки из полнотелого кирпича и 3 из пустотного.

Рис. 9.12. Сопротивление кладки при растяжении под различными углами к горизонтальным растворным швам: 1 - для кладки из полнотелого кирпича; 2 - для кладки из пустотных камней

9.4.17. Согласно рекомендациям (5) расстояние между вертикальными деформационными швами с учетом влияния температуры и реологии материала можно приближенно определить по формуле, которая получена из условия ограничения трещинообразования в облицовочном слое с соотношением его длины к высоте не более 5:

(9.23)

где

- прочность каменной кладки на растяжение вдоль горизонтальных растворных швов;

- модуль упругости каменной кладки вдоль горизонтальных растворных швов;

h - высота стены;

- относительные продольные свободные деформации стены (в мм/м), вызванные влиянием температуры и реологическими факторами;

R - коэффициент влияния трения в месте опирания облицовочного слоя на железобетонное перекрытие (например, при опирании на цементном растворе R = 1, а при опирании на прокладки из гидроизоляционных материалов R = 0,6).

Выражения (9.23) в графической форме представлено на рис.9.13.

Рис. 9.13. Зависимость расстояния L между вертикальными деформационными швами облицовочного каменного слоя высотой h = 1 м от его относительных деформаций (5)

Пример 3 определения расстояния между вертикальными деформационными швами

Облицовочный слой из силикатных камней высотой h = 6 м опирается на железобетонном фундаменте посредством гидроизоляции из рубероида. Относительная деформация лицевого слоя от температурных воздействий составляет 0,3 мм/м. Требуется определить максимальное расстояние между вертикальными деформационными швами.

Из графика на рис.9.13 для = 0,3 мм/м и R = 0,6 находим L = 1,2 м. При высоте лицевого слоя h = 6 м максимальное расстояние между деформационными швами составляет = L - h = 1,2 6 = 7,2 м.

Пример 4 оценки прочности участка облицовочного каменного слоя от температурных деформаций

Участок облицовочного каменного слоя высотой h = 3,0 м и длиной L = 10 м между вертикальными деформационными швами поэтажно опирается посредством кладочного раствора на железобетонной плите перекрытия. Между верхней верстой кладки и низом плиты имеется горизонтальный деформационный шов. В облицовочном слое имеются дверной балконный проем высотой 2,5 м и оконные проемы. Кладка облицовочного слоя выполнена из керамических полнотелых камней толщиной 12 см на растворе марки М75. Внутренний самонесущий каменный слой толщиной 0,24 м выполнен из пустотных керамических блоков и соединен с лицевым слоем анкерными связями. Требуется проверить несущую способность облицовочного каменного слоя при действии перепада температуры величиной 30 °С между летним и зимним периодами.

В соответствии с табл.11 СП 15.13330 расчетные значения прочности кладки облицовочного слоя на растяжение по перевязанному сечению составляет = 0,16 МПа, а по неперевязанному сечению = 0,08 МПа.

Напряженное состояние облицовочного слоя от температурных деформаций в зимнее время выполняем с помощью программного комплекса SCAD, базирующемся на методе конечных элементов. На рис. 9.14 приведены полученные расчетом изополя и траектория главных растягивающих напряжений 1 на всем участке лицевого слоя. Из их анализа следует, что наибольшая концентрация главных растягивающих напряжений в облицовочном слое наблюдается на следующих участках:

- в нижней зоне, где деформации от температурных воздействий наиболее стеснены сцеплением кладки с плитой перекрытия (1 = 0,8 - 1,14 МПа);

- над перемычкой совмещенного дверного и оконного проемов (1 = 0,942 МПа);

- в зоне подоконника правого оконного проема (1 = 1,16 МПа).

Указанные главные растягивающие напряжения 1 преимущественно ориентированы в направлении вдоль горизонтальных растворных швов или под близким к ним углом и существенно превосходят прочность кладки на растяжение в этом направлении = 0,16 МПа (по перевязанному сечению).

Рис. 9.14. Результаты расчета напряженного состояния фрагмента облицовочного слоя с дверными и оконными проемами на температурные воздействия (изополя и траектория главных растягивающих напряжений, кПа)

Из приведенного численного анализа следует, что несущая способность облицовочного каменного слоя при заданном расчетном перепаде температуры не обеспечена. В связи с этим армируем наиболее напряженные участки облицовочного слоя металлическими стержнями с расчетным сопротивлением = 420 МПа. Горизонтальную арматуру размещаем над дверным и оконным проемами, и также в нижней зоне лицевого слоя высотой 1,0 м. Определяем растягивающее усилие, воспринимаемое кладкой в сечении между оконным проемом (справа на рис.9.14) и плитой перекрытия:

(кН).

Находим требуемую площадь сечения арматуры

(см2).

Принимаем 12 стержней из круглой стали диаметром 6 мм (по 3 стержня в четырех горизонтальных растворных швах) площадью сечения А = 12 0,283 = 3,39 см2 > = 3,09 см2. С целью унификации аналогично армируем остальные перенапряженные участки кладки лицевого слоя.

Возможен другой, более экономичный, способ обеспечения несущей способности облицовочного слоя: путем редукции растягивающих напряжений с уменьшением трения на контакте лицевого слоя с железобетонным перекрытием. С этой целью между плитой и опирающимся на нее лицевым слое размещаем антифрикционную прокладку из пленочных гидроизоляционных материалов, которая одновременно будет служить для отвода скапливающегося между внутренним и облицовочным слоями конденсата.

9.5. Расчет гибких связей

9.5.1. Вследствие температурно-влажностных деформаций облицовочного слоя и горизонтальных воздействий ветра усилия в гибких связях в основном концентрируются в угловых зонах здания, где величины усилий могут достигать предельных значений, как в теплый, так и в холодный периоды года в зависимости от температуры наружного слоя в момент его возведения.

9.5.2. Анкерные связи должны воспринимать растягивающие и сжимающие усилия от действия ветровой нагрузки (отсоса и напора) и температурно-влажностных деформаций лицевого слоя. Возникающие в связях усилия должны передаваться на внутренний слой, опорные стены и колонны каркаса здания.

9.5.3. При определении сопротивления анкерных связей следует учитывать отклонения формы и любые воздействия на материал, включая опасность хрупкого разрушения из-за многократной деформации во время и после выполнения работ.

9.5.4. Усилия в связях от ветровых и температурно-влажностных воздействий могут быть определены путем численных расчетов методом конечных элементов с учетом пространственной изгибной жесткости облицовочного и внутреннего слоев, а также условий их закрепления к несущим конструкциям здания.

9.5.5. Прочность гибкой связи на растяжение проверяется из условия:

(9.24)

где

As - площадь сечения связи;

- сопротивление стали растяжению;

m1 - коэффициент условий работы кладки облицовочного слоя, принимаемый равным 1,0 при расстоянии между горизонтальными температурными швами не более 3,5 м и 2,0 - при большем значении;

m2 - коэффициент условий работы связей, зависящий от неравномерности включения в работу отдельных связей, зависящий от конструкции связи, наличия или отсутствия предварительного напряжения связей (при отсутствии данных принимается m2 = 2);

- горизонтальное растягивающее усилие в связи, являющееся суммой усилий от температурно-влажностных деформаций и ветровой нагрузки :

(9.25)

9.5.6. Прочность связи на сжатие проверяется из условия потери ее устойчивости как защемленного на концах элемента длиной, равной толщине вентилируемой прослойки:

, (9.26)

где

- коэффициент продольного изгиба, определяемый по СП 16.13330.

Прочность узла анкеровки связи к каменным слоям и опорным конструкциям проверяется по формуле:

, (9.27)

где

- вырывающее усилие, определяемое опытным путем в зависимости от конструкции связи (см. п. А.1 Приложения А), вида материала кладки облицовочного и внутреннего каменных слоев и других факторов.

Пример 5 определения усилий в горизонтальных гибких связях

Анализируется угловой фрагмент 25-и этажного каркасно-монолитного здания в Санкт-Петербурге с наружной двухслойной кладки в соответствии со схемой рис. 9.4. Геометрические параметры стены и механические характеристики материалов приняты такими же, как в условиях Примера 2 п. 9.3 настоящего РМД. Единственное отличие заключалось в том, что в зоне сопряжения внутреннего слоя с верхним перекрытием имелись анкерные связи, исключающие свободу горизонтальных перемещений верхней грани стены. Количество и расположение горизонтальных гибких связей, соединяющих внутренний и лицевой слои стены, принято таким же, как на рис. 9.5б.

Расчеты выполнены с использованием конечно-элементной модели стены согласно рис. 9.5 на действие отрицательного давления ветра (отсоса), расчетное значение которого согласно таблицы 9.3 составляло w = 0,39 кПа.

Деформированное состояние стены по характеру сходно с деформированным состоянием плиты, работающей на изгиб из плоскости и имеющей опирание по четырем граням. Наибольшие горизонтальные перемещения 0,15 мм имеют место в нижней зоне оконного проема и не превышают допустимых значений (рис. 9.15).

Рис. 9.15. Деформированное состояние стены от отсоса ветра

Большая часть гибких связей испытывает продольные растягивающие, а также изгибные усилия. На рисунке 9.16 представлено напряженно-деформированное состояние гибкой связи, в которой реализуются растягивающие напряжения наибольшей интенсивности max=15 МПа (гибкая связь посередине верхнего межоконного пояса). Указанные напряжения не превышают расчетное сопротивление стали гибких связей равное 240 МПа.

Рис.9.16. Изометрический вид деформированного и напряженного состояния гибкой связи, в которой действуют наибольшие растягивающие напряжения z= max=15 МПа

9.6. Расчет опорных кронштейнов

9.6.1. В случае опирания облицовочного каменного слоя на металлические кронштейны (7-10), последние следует рассчитывать на действие вертикальной нагрузки от веса облицовочного слоя при условии, что горизонтальная нагрузка передается на внутренние опоры гибкими связями.

9.6.2. При использовании опорных кронштейнов, сопротивление силовым воздействиям которых декларируется изготовителем, следует выполнить расчет их креплений (анкеров) к несущим конструкциям. Сопротивление креплений кронштейнов растяжению и сдвигу устанавливается на основании испытаний и декларируется их изготовителем. Конструкции кронштейнов и способы их креплений приводятся на рис.А.2.3, А.2.4 Приложения А.

Пример 6 расчета креплений опорных кронштейнов

Облицовочный слой многослойной стены толщиной t = 12 см выполнен из полнотелых керамических камней и опирается поэтажно на металлические кронштейны системы [7, 8], закрепленные на уровне перекрытий через H = 3,0 м к железобетонной стене с шагом c = 0,5 м (рис. 9.17). Толщина воздушной прослойки между облицовочным и внутренним слоями составляет a = 120 мм. Кронштейны (8) с рабочей высотой х = 18 см крепятся к стене с помощью цилиндрического стального анкера с расчетным сопротивлением стали = 235 МПа, а их конструкция позволяет осуществлять регулировку высоты опирания каменной кладки в пределах 35 мм. Ветровая нагрузка полностью передается облицовочным слоем на внутренние несущие конструкции гибкими связями. Требуется определить диаметр и глубину заделки в железобетонной стене анкера, прикрепляемого кронштейны.

Определяем вертикальную нагрузку на кронштейн от веса кладки объемной массой 18 кН/м3 c коэффициентом безопасности = 1,35

(кН).

Определяем расстояние между железобетонной стеной и осью действия усилия (на основании данных рис. 9.17а)

мм = 0,17 (м).

Определяем минимальное плечо пары сил Z и D

мм = 0,138 (м).

Определяем величину выдергивающего усилия Z в анкере

(кН).

Рис. 9.17. К определению усилий в креплении кронштейна от веса лицевого каменного слоя (размеры в мм)

Определяем требуемую площадь сечения анкера из условия его несущей способности при растяжении:

(мм2).

Принимаем анкер диаметром 8 мм (А = 50,2 мм2)

Определяем величину равнодействующего усилия (рис. 9.12 б):

(кН).

Из каталога (8) для = 6,93 кН принимаем глубину анкеровки 80 мм.

9.7. Оценка влагонакопления в годовом цикле

9.7.1. Морозостойкость облицовочного слоя многослойной стеновой конструкции зависит от степени ее увлажнения, продолжительности и интенсивности периодов замораживания-оттаивания.

9.7.2. Чем выше влагонакопление в облицовочном слое кладки в течение периода с отрицательными температурами наружного воздуха, тем меньше срок его эффективной эксплуатации (долговечность).

9.7.3. Настоящий раздел содержит методику расчетной оценки влагонакопления в годовом цикле эксплуатации.

Исходные данные для расчета

9.7.4. Исходными данными для расчета являются:

- параметры наружного климата;

- параметры микроклимата в помещении;

- теплотехнические показатели строительных материалов и изделий;

- граничные условия.

9.7.5. Среднемесячные значения температуры наружного воздуха принимаются согласно СП 131.13330.

9.7.6. Среднемесячные значения парциального давления водяного пара наружного воздуха , определяемые по среднемесячным значениям температуры и относительной влажности, определяются по формуле:

. (9.28)

Среднемесячные значения относительной влажности наружного воздуха принимаются по результатам многолетних натурных наблюдений (за период не менее 10 лет). При отсутствии этих данных значения могут быть приняты в соответствии со справочными данными СНиП II-А.6-72 "Строительная климатология и геофизика".

Зависимость давления насыщенного водяного пара от температуры (в интервале температур от минус 20 до плюс 40 °С) описывается формулой:

(9.29)

9.7.7. Параметры микроклимата помещений принимаются в соответствии с функциональным назначением проектируемого здания.

9.7.8. Температура внутреннего воздуха для жилых и общественных зданий может быть определена по температуре наружного воздуха по формуле:

(9.30)

В расчетах используются среднемесячные значения температуры внутреннего воздуха.

9.7.9. Парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха отапливаемых зданий определяется одним из следующих способов:

а) по формуле

, (9.31)

где значения определяются в соответствии с ожидаемыми условиями эксплуатации здания по формуле:

; (9.32)

б) используя среднемесячные значения jint внутреннего воздуха по формуле:

; (9.33)

В расчетах используются среднемесячные значения парциального давления водяного пара внутреннего воздуха.

9.7.10. Относительная влажность внутреннего воздуха для жилых и общественных зданий может быть определена по температуре наружного воздух по формуле:

(9.34)

Парциальное давление насыщенного водяного пара внутреннего воздуха вычисляется по формуле (9.29).

9.7.11. При оценке влажностного режима ограждающих конструкций используются расчетные теплотехнические показатели строительных материалов и изделий, принимаемые по данным соответствующих стандартов либо на основании результатов сертификационных испытаний, полученных в аккредитованных лабораториях (таблица 9.4).

Таблица 9.4 Расчетные теплотехнические показатели материалов и изделий

Показатель	Обозначение	Расчетное значение
Теплопроводность		По данным соответствующего стандарта либо определяется согласно ГОСТ 7076
Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции
Паропроницаемость (коэффициент паропроницаемости) материала		По данным соответствующего стандарта либо определяется согласно ГОСТ 25898
Сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции
Примечание. Для замкнутых воздушных прослоек термическое сопротивление принимается согласно ГОСТ Р 54851, сопротивление паропроницанию принимается равным 0,014 м2чПа/мг независимо от толщины слоя воздуха и угла наклона воздушной прослойки.

Граничные условия

9.7.12. Сопротивление теплообмену у наружной поверхности ограждающей конструкции следует принимать равным 0,04 м2К/Вт (п. 4.4.1 стандарта ISO 13788).

При использовании хорошо-вентилируемой воздушной прослойки согласно стандарту ISO 6946 слои конструкции, лежащие между прослойкой и наружным воздухом, в расчете не учитываются. При этом сопротивление теплообмену у наружной поверхности ограждающей конструкции принимается таким же, как и внутренней поверхности.

9.7.13. Сопротивление теплообмену у внутренней поверхности ограждающей конструкции принимается согласно таблице 9.5 (п. 4.4.1 стандарта ISO 13788).

Таблица 9.5 Сопротивление теплообмену у внутренней поверхности ограждающих конструкций

Направление теплового потока	Сопротивление теплообмену , м2К/Вт
Вверх	0,10
Горизонтально	0,13
Вниз	0,17

9.7.14. Сопротивление влагообмену у наружной поверхности ограждающей конструкции принимается равным 3,7 м2чПа/мг, у внутренней поверхности - = 11,1 м2чПа/мг.

Определение плоскости конденсации влаги

9.7.15. Определение плоскости конденсации влаги в ограждении производится с целью выявления опасного, с точки зрения влажностного режима, сечения конструкции.

Условие конденсации влаги в ограждающей конструкции имеет следующий вид:

, (9.35)

где

- парциальное давление водяного пара в конструкции;

- давление насыщенного водяного пара.

9.7.16. Условие (9.35) определяет зону конденсации влаги в ограждении.

Если ограждающая конструкция имеет более одной зоны конденсации, то она называется конструкцией с мультизональной конденсацией влаги.

Плоскость конденсации влаги - сечение ограждающей конструкции в зоне конденсации, в котором отклонение от достигает максимального значения.

Зоны конденсации влаги в ограждении определяются на основе расчета профилей и согласно приложению Г.

9.7.17. Для каждой зоны конденсации влаги определяется функция

. (9.36)

Расчет плоскости конденсации в i-й зоне конденсации производится численным методом, на основе табулирования функции . Для этого i-я зона конденсации разбивается на равных отрезков. Число зависит от заданной точности вычислений. Вычисляются значения функции в указанных точках разбиения. Определяется плоскость конденсации влаги в i-й зоне конденсации как сечение, в котором функция принимает максимальное значение.

Указанная процедура повторяется для каждой зоны конденсации влаги в конструкции.

9.7.18. При расчете ограждающей конструкции на конденсацию влаги возможны следующие варианты:

- в конструкции нет плоскости конденсации (рисунок 9.18);

- в конструкции имеется одна плоскость конденсации (рисунок 9.19);

- в конструкции более одной плоскости конденсации (рисунок 9.20).

Рисунок 9.18. Отсутствие плоскости конденсации влаги в ограждении

Рисунок 9.19. Одна плоскость конденсации влаги в ограждении

Рисунок 9.20. Две плоскости конденсации влаги в ограждении

Расчет влагонакопления

9.7.19. Расчет влагонакопления в ограждающей конструкции в годовом цикле производится с целью оценки годового баланса влаги в следующей последовательности.

9.7.20. Определяются плоскости конденсации влаги в ограждающей конструкции в наиболее холодный месяц года согласно п.п. 9.7.15 - 7.18.

Определение плоскостей конденсации влаги производится на основе расчета профилей температуры, парциального давления водяного пара и давления насыщенного водяного пара по толщине ограждающей конструкции согласно Приложению Г.

9.7.21. Производится оценка влажностного режима ограждающей конструкции по месяцам в годовом цикле в плоскостях конденсации влаги, определенных в п. 9.7.20.

Рисунок 9.21. Схема потоков влаги в плоскости конденсации для определения приращения влаги в конструкции за месяц

Если в ограждении плоскости конденсации влаги отсутствуют, то влагонакопления в течение года не происходит.

В противном случае для каждого месяца года на основании баланса влаги находится количество влаги, накапливаемой в каждой плоскости конденсации.

9.7.22. Плоскости конденсации нумеруются в направлении от внутреннего воздуха к наружному, i - номер плоскости конденсации.

По температуре в плоскости конденсации (определенной на основании и для данного месяца) определяется давление насыщенного водяного пара в этой плоскости согласно п. 9.7.10.

9.7.23. Плотность потока влаги , входящего в плоскость конденсации, определяется следующим образом.

А) Если нет плоскости конденсации, предшествующей данной, т.е. рассматриваемая плоскость является первой (рисунок 9.21, а), то

, (9.37)

где

- среднемесячное парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, определяемое согласно п. 9.7.9;

- давление насыщенного водяного пара в i-й плоскости конденсации;

- сопротивление паропроницанию в границах от внутреннего воздуха до i-й плоскости конденсации.

Сопротивление паропроницанию определяется по формуле:

, (9.38)

где

- сопротивление влагообмену у внутренней поверхности ограждения, определяемое согласно п. 9.7.14;

, - соответственно толщина и паропроницаемость слоев, лежащих в границах от внутренней поверхности до i-й плоскости конденсации.

Б) При наличии плоскости конденсации, предшествующей данной (рисунок 9.21, б)

, (9.39)

где

- давление насыщенного водяного пара в (i-)-й плоскости конденсации;

- сопротивление паропроницанию в границах от (i-)-й до i-й плоскости конденсации, определяемое по формуле:

, (9.40)

где

, - соответственно толщина и паропроницаемость слоев, лежащих в границах от i-до i-й плоскости конденсации.

Плотность потока влаги , выходящего из плоскости конденсации, определяется следующим образом.

В) Если нет плоскости конденсации, следующей за данной, т.е. рассматриваемая плоскость является последней (рисунок 9.21, в), то

, (9.41)

где

- среднемесячное парциальное давление водяного пара наружного воздуха, определяемое согласно п. 9.7.6;

- сопротивление паропроницанию в границах от i-й плоскости конденсации до наружного воздуха, определяемое по формуле:

, (9.42)

где

, - соответственно толщина и паропроницаемость слоев, лежащих в границах от i-й плоскости конденсации до наружного воздуха;

- сопротивление влагообмену у наружной поверхности ограждения, определяемое согласно п. 9.7.14.

Г) При наличии плоскости конденсации, следующей за данной (рисунок 9.21, г)

, (9.43)

где

- давление насыщенного водяного пара в (i+1)-й плоскости конденсации;

- сопротивление паропроницанию в границах от i-й до (i+1)-й плоскости конденсации.

9.7.24. Приращение влаги , кг/м2, в i-й плоскости конденсации в текущем месяце определяется по разности плотностей потока влаги, входящего в эту плоскость, и выходящего из нее:

, (9.44)

где

- число суток в данном месяце.

При в i-й плоскости конденсации происходит накопление влаги, при - сушка.

9.7.25. Определяется количество влаги , кг/м2, накопленной в ограждении с начала расчета для каждой плоскости конденсации.

На начало расчета количество влаги, накопленной в i-й плоскости конденсации, принимается равным нулю.

Количество влаги, накопленной в i-й плоскости конденсации за период с начала расчета до текущего месяца включительно, определяется по формуле:

, (9.45)

где

- количество влаги, накопленной в i-й плоскости конденсации за предыдущие месяцы с начала расчета.

Если значение , определенное по формуле (9.45), для какого-либо месяца года окажется меньше нуля, то для этого месяца принимается = 0.

9.7.26. Пример расчета влагонакопления в составе многослойной стеновой конструкции представлен в Приложении Д.

10. Конструктивные решения навесных фасадных систем

10.1. Подконструкция

10.1.1. Элементами подконструкции являются вертикальные и горизонтальные профили, прикрепляемые к кронштейнам. Горизонтальные профили могут быть основой, к которой крепятся вертикальные профили. В системах, где вертикальные профили являются основой, горизонтальные профили применяются для скрытого крепления облицовки в виде керамогранитных плит. Конструктивные решения подконструкций приведены в п. Б.1 Приложения Б, а также в литературных источниках библиографии настоящего РМД.

10.1.2. Несущие элементы каркаса подконструкции следует выполнять из Т-, П-, Г- и -образных профилей из алюминия, нержавеющей или оцинкованной стали либо легированных сплавов. Предпочтение следует отдавать профилям замкнутого коробчатого сечения, обладающим повешенной пространственной жесткостью при транспортировке, монтаже и эксплуатации.

10.1.3. Стандартная длина профилей подкаркаса составляет 3000 мм. Профили закрепляются к кронштейнам при помощи заклепок, саморезов либо болтов. При этом свободный конец профиля от места закрепления к кронштейну не должен превышать 300 мм.

10.1.4. Соединение вертикальных и горизонтальных профилей с кронштейнами и между собой осуществляется с помощью болтов, заклепок или самонарезных винтов из оцинкованной или нержавеющей стали. Для предотвращения возникновения контактной коррозии все элементы должны быть выполнены из совместимых материалов. Крепежные изделия необходимо использовать из коррозионностойких материалов, соответствующих требованиям ГОСТ 10618, ГОСТ 7798, ГОСТ 1491, ГОСТ 17474, ГОСТ 1147. Разрешается использовать некоррозионностойкие материалы при наличии анодно-окисного покрытия толщиной не менее 20 мкм, либо горячецинкового покрытия толщиной не менее 40 мкм.

Не допускается применение клеевых соединений элементов подконструкции и облицовки.

10.1.5. Каркас подконструкции должен устранять подвижки от сезонных и суточных колебаний температуры, удерживать облицовку при неравномерных осадках здания, пожарах. В этих целях необходимо устраивать деформационные швы, а также применять эластичные элементы в виде лент, уплотнителей и прокладок (рис. 10.1). Во избежание лавинообразного разрушения всей облицовки здания при локальных повреждениях и для компенсации температурно-влажностных деформаций площадь температурного блока не должна превышать 60 м2.

1 - внутренняя несущая стена, 2 - кронштейны, 3 - вертикальные профили длиной L для крепления облицовки, 4 - подвижное в вертикальном направлении соединение профиля 3 с кронштейнами, 5 - неподвижное соединение профиля с кронштейнами (Н - горизонтальная ветровая нагрузка, V - вертикальная нагрузка)

Рис.10.1. Схема крепление направляющих профилей к кронштейнам

10.2. Кронштейны

10.2.1. Кронштейны изготавливаются из оцинкованной либо коррозионностойкой стали в виде уголковых, L-и - образных профилей либо в виде анкерных шпилек. Не рекомендуется применение кронштейнов из алюминиевых сплавов из-за их более низкой по сравнению со сталью несущей способностью и огнестойкостью. Следует использовать выпускаемый промышленностью типоразмерный ряд либо применять кронштейны с широкими пределами изменения их выноса (см. п. Б.2 Приложения Б, а также приведенные в библиографии литературные источники).

10.2.2. Размеры и конфигурация кронштейнов должны назначаться на основании расчетов их несущей способности с учетом величины воспринимаемых нагрузок, вида основания, расстояния от основания до облицовочного слоя (вынос), места установки на фасаде здания и других факторов. Конструкция кронштейнов должна обеспечивать возможность рихтовки каркаса в вертикальной и горизонтальной плоскостях и позволять образовывать необходимое расстояние от несущей стены до облицовки в зависимости от требуемой толщины слоя теплоизоляции. В связи с этим кронштейн должен иметь подвижную вставку, позволяющую осуществлять регулировку установки направляющих в заданной плоскости. Длина подвижной вставки установлена исходя из толщины теплоизоляционного слоя от 50 до 270 мм. Шаг кронштейнов по горизонтали рекомендуется принимать равным 600 мм, а по вертикали не менее 1400 мм.

10.2.3. Между кронштейнами и основанием должны устанавливаться теплоизоляционные прокладки, например из паронита по ГОСТ 481, уменьшающие влияние мостиков холода (рис. 10.2). Для предотвращения возникновения контактной коррозии между кронштейнами и профилями, изготовленными из низкоуглеродистой стали и алюминиевых сплавов необходимо применять электроизоляционные прокладки или лакокрасочные покрытия.

1 - основание, 2 - дюбель крепления кронштейна, 3 - главный кронштейн, 4 - теплоизоляционная прокладка, 5 - слой теплоизоляции, 6 - крепление вертикального профиля, 7 - вспомогательный кронштейн, 8 - подконструкция, 9 - крепление облицовки, 10 - облицовка

Рис. 10.2. Фрагмент навесной фасадной системы

10.2.4. Крепление кронштейнов к основанию необходимо осуществлять с помощью металлических анкеров с распорными полимерными или стальными дюбелями, либо с помощью химических анкеров. Анкера и дюбеля, крепящие консоли к стене, должны быть сертифицированы и соответствовать всем заявленным характеристикам. Анкера должны быть изготовлены из коррозионностойкой стали в соответствии с ГОСТ Р ИСО 3506-1 и ГОСТ Р 55740 или углеродистой оцинкованной стали в соответствии с ГОСТ Р ИСО 898-1 и СТБ ИСО 10684. В случае крепления навесных фасадов к металлическим элементам каркаса соединение кронштейнов с каркасом можно осуществлять с помощью болтовых соединений. Кронштейны из алюминиевых сплавов нельзя соединять с основанием и металлическими конструкциями оцинкованными креплениями без применения специальных заглушек фиксаторов или полимерных прокладок. Распорные элементы дюбелей для крепления кронштейнов каркаса должны быть изготовлены из нержавеющей стали марки 25Х13Н2 согласно ГОСТ 5632 либо стали марки 20 согласно ГОСТ 1050 с горячецинковым покрытием толщиною не меньше 45 мкм.

10.2.5. Размеры зоны анкеровки дюбелей назначаются расчетом в зависимости от вида и прочности основания (тяжелые, легкие либо ячеистые бетоны, каменные кладки, трехслойные железобетонные панели и др.). Несущая способность анкера устанавливается путем испытаний из материала основания согласно СТО 44416204-010-2010. Испытания должны проводиться лабораторией, аккредитованной в Единой национальной системе аккредитации. Коэффициент запаса прочности на выдергивание дюбелей из оснований должен быть не менее 5. Глубина анкеровки крепежных элементов должна быть не менее 50 мм в бетонном основании, 80 мм в каменном и 100 мм в легком бетоне. Расстояние от оси анкера до грани каменной конструкции (угла, оконного откоса и т.д.) должно быть не менее 10 см.

10.3. Облицовка

10.3.1. Облицовка должна выполнять защитно-декоративные функции: защищать утеплитель, элементы подконструкции и стену здания от повреждений и атмосферных воздействий, а также формировать его эстетический облик.

10.3.2. В качестве облицовки могут применяться плиты, панели, кассеты, полукассеты или листовые материалы (см. п. Б.1 Приложения Б).

Критерии пригодности облицовочных материалов в составе НФС и их крепления к направляющим, в части пожарных требований, устанавливаются в зависимости от результатов лабораторных, стендовых или натурных огневых испытаний, проводимых по ГОСТ 31251.

10.3.3. В соответствии с письмом Минрегион РФ от 12.01.2011 N 148-ИП/08 и письмом МЧС РФ от 24.11.2010 N 25-4-3342 в навесных фасадных системах с вентилируемым зазором запрещается применять композитные панели и панели из других материалов, которые не проходили в составе данной НФС натурных огневых испытаний по ГОСТ 31251.

10.3.4. Конструктивные решения узлов примыкания облицовки к отмостке, оконным отливам и карнизам не должны блокировать движение воздуха в воздушном зазоре.

10.3.5. Крепление облицовки к каркасу может осуществляться с помощью кляммеров, заклепок, клипсов, винтов в том числе и самонарезных, скоб и шин. В зависимости от вида облицовки применяются следующие крепления:

- фиброцементные панели крепятся к несущему профилю через просверленные отверстия заклепками либо саморезами с установкой втулок, компенсирующих температурно-влажностные деформации. Допускается применение самовытяжных заклепок, имеющих оболочку из алюминиево-магниевых сплавов, коррозионностойкой либо оцинкованной низколегированной стали;

- плиты из гранита, керамогранита и керамические плиты могут монтироваться с открытым и скрытым креплением. Для скрытого крепления могут использоваться шины, которые следует изготавливать преимущественно из низколегированной оцинкованной стали. Для открытого крепления используются кляммеры из коррозионностойких сталей аустенитного класса согласно ГОСТ 5632;

- кассетные панели снабжены прорезями на боковых гранях, посредством которых они навешиваются на втулки, закрепленные в вертикальных профилях несущего каркаса.

Не допускается применение клеевых соединений с каркасом всех видов облицовки.

10.3.6. Кляммеры должны быть изготовлены из тонколистового проката коррозионностойкой стали марок Х18Н10Т, Х22Н6Т или 08Х18Н10 согласно ГОСТ 5582. Толщина прижимов кляммеров должна составлять не менее 1 мм, ширина прижима - не менее 10 мм.

10.3.7. Для исключения возможной вибрации элементов облицовки, за исключением вертикальных алюминиевых и кассетных панелей, могут применяться прикрепленные к направляющим упругие прокладки, изготавливаемые, например, из высококачественного морозостойкого каучука.

10.3.8. Для антивандальной защиты рекомендуется применение облицовочного слоя из материалов повышенной прочности, например панели либо кассеты из металлического листа толщиной не менее 2 мм либо плиты из натурального камня толщиной более 30 мм. В цокольной части на высоту до 2 м от уровня земли рекомендуется применение специальных облицовочных плит.

10.3.9. При монтаже облицовки должны контролироваться плоскостность установки панелей, надежность крепления облицовки, количество и тип кляммеров, заклепок, уплотнителей, размер зазора между элементами облицовки, правильность устройства обрамлений.

11. Расчет навесных фасадных систем

11.1. Расчет профилей подконструкции

11.1.1. Несущие элементы навесных фасадных систем (кронштейны, металлические профили, анкерные болты и стыковые соединения) следует рассчитывать на следующие нагрузки и воздействия и их сочетания в соответствии с СП 20.13330:

- собственный вес несущих элементов фасада и облицовки (с учетом ее возможного обледенения), принимаемые по техническим условиям или паспортным данным предприятий-изготовителей;

- ветровые нагрузки, принимаемые по СП 20.13330;

Примечание. В случае г. Санкт-Петербурга - для 2 ветрового района. Кроме того, должны учитываться дополнительные коэффициенты к ветровым нагрузкам.

- температурные и климатические воздействия;

- особые нагрузки - ударные либо связанные с горизонтальными и вертикальными деформациями зданий (в случае необходимости).

11.1.2. Расчетные схемы вертикальных и горизонтальных профилей, кронштейнов, анкерных болтов для различных фасадных систем могут различаться между собой и принимаются индивидуально. Расчет профилей и их креплений можно производить лишь для угловых участков здания. Во избежание перерасхода материалов для средних зон фасада при необходимости могут быть увеличены шаги кронштейнов в одном или в обоих направлениях с соответствующим перерасчетом прочности и жесткости несущих элементов и их креплений.

11.1.3. Усилия и деформации в элементах подконструкции (изгибающие моменты, поперечные и продольные силы, прогибы) следует определять с использованием основных положений сопротивления материалов и строительной механики. Коэффициенты надежности по нагрузкам , а также коэффициент надежности по ответственности принимаются по СП 20.13330.

ГАРАНТ:

Нумерация пунктов приводится в соответствии с источником

11.1.3. Несущую способность элементов подконструкции необходимо определять согласно требований СП 16.13330, СП 15.13330, СП 28.13330, СП 128.13330.

11.1.4. Физико-механические характеристики материалов профилей, их соединений и крепежных элементов следует принимать по СП 128.13330 и СП 16.13330.

11.1.5. Несущие элементы подконструкции должны крепиться друг к другу в каждом соединении не менее двумя крепежными изделиями.

11.1.6. При воздействии проектных ветровых нагрузок максимальный горизонтальный прогиб профилей подконструкции между опорными точками или точками крепления к стенам здания (кронштейнами) не должен превышать наименьшего из значений: L/200 или 15 мм. Максимальный вертикальный прогиб любых горизонтальных профилей под воздействием вертикальных нагрузок не должен превышать наименьшего из значений: L/500 или 3 мм.

11.1.7. При вертикальном расположении профилей подкаркаса кронштейны можно рассматривать как консоли или как стойки многопролетной рамы, образованной кронштейнами и профилем, с соответствующим условием закрепления. При горизонтальном расположении профилей кронштейны можно рассматривать как консоли.

11.1.8. Тип, конструкция и допускаемое усилие на 1 дюбель крепления кронштейнов к основанию подбираются по каталогам фирм с учетом материала и состояния основания. Анкера рассчитываются на действие усилий среза от вертикальных нагрузок, растяжения, изгиба и вырыва от совместного действия вертикальной и ветровой нагрузок.

11.1.9. Оценку прочности анкерных креплений (дюбелей) проводят согласно методикам, предложенным ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко в дополнение к принятым по ГОСТ 8829 схемам испытаний. Расчет количества анкерных дюбелей проводят для двух зон здания (рядовой и краевой) прилегающих к краю и образующих угол, для которой значение ветровой нагрузки принимают с учетом динамического коэффициента. Ширину краевой зоны принимают не меньше 1,0 м и не более 2,0 м.

Пример 7 расчета вертикальных профилей подконструкции

Требуется проверить несущую способность и жесткость при изгибе вертикальных профилей подконструкции. К вертикальным профилям прикладывается вертикальная нагрузка от веса облицовки и горизонтальная ветровая нагрузка, расчетное значение которой на 1 м.п. длины профиля составляет р = 0,63 кН/м. Направляющие закреплены к трем кронштейнам, установленных с шагом L=1,5 м по вертикали, и имеют консольные участки длиной 0,25 м (рис. 11.1). Соединение направляющих с крайними кронштейнами является подвижным в вертикальном направлении, а со средним - неподвижным. Шаг вертикальных профилей вдоль здания a = 0,6 м. К профилям крепится облицовка в виде керамических плит плотностью = 2500 кг/м3, размеры плит 600600 мм, толщина = 10 мм. Профили изготовлены из алюминиевого сплава в виде проката коробчатого сечения со следующими геометрическими характеристиками: А = 11 см2, J = 130 см4, W = 26 см3. Механические характеристики материал: Е = 72000 МПа, Ry = 120 МПа.

Расчетной схемой вертикальных профилей в горизонтальном направлении является двухпролетная балка, неразрезная на промежуточной и шарнирно закрепленная на верхней и нижней опорах (рис. 11.1), а в вертикальном направлении - растянутый стержень ниже средней неподвижной опоры.

Рис. 11.1. Расчетная схема вертикального профиля, эпюра изгибающих моментов (кНм) и кривая изгиба (м)

Вертикальная расчетная нагрузка на 1 м профиля от плит облицовки

(Н/м).

Максимальное продольное растягивающее усилие в профиле

N= q(L + 0,25) = 165(1,5 + 0,25) = 289 (H).

Изгибающие моменты от расчетной нагрузки р = 0,63 кН/м и прогибы от нормативной нагрузки = 0,42 кН/м определяем методом конечных элементов с помощью программы SKAD (рис. 11.1).

Проверяем условие прочности профилей от действия максимального изгибающего момента в зоне среднего кронштейна = 0,104 кНм и растягивающего усилия N= 289 H.

/ W + N/A = 61·10/26 + 0,289·10/11 = 23,8 МПа < = 120 МПа

Условие прочности выполнено.

Проверяем жесткость вертикального профиля. Предельное значение прогиба профиля f/L = 1/200 (f = L/200 = 1500/200 = 7,5 мм). Максимальное значение прогиба, полученное путем статического расчета (рис.11.1) = 0,00693 м = 6,93 мм.

= 6,93 мм < f = 7,5 мм

Жесткость профиля достаточна.

11.2. Расчет кронштейнов

Пример 8 расчета кронштейна

Требуется проверить несущую способность кронштейна и анкеров, закрепленных к несущей стене согласно схеме на рис. 11.2. Кронштейн 2Т-образного сечения (см. рис. Б.13 Приложения Б настоящего РМД) крепится к стене двумя болтами и воспринимает вертикальные и горизонтальные нагрузки, передаваемые от вертикального профиля. Вертикальная нагрузка на кронштейн от веса облицовки и подконструкции составляет V = 3,5 кН, а горизонтальная ветровая нагрузка (отсос) Н = 1,8 кН. Вынос кронштейна 100 мм продиктован толщиной слоя теплоизоляции и воздушного зазора. Толщиной полки и стенок кронштейна t = 8 мм, а высота h = 80 мм. Кронштейн закреплен к стене с помощью двух стальных цилиндрических анкеров диаметром d = 8 мм с расчетным сопротивлением стали R = 230 МПа.

Кронштейн выполнен из алюминиевого сплава марки АМг2М. Согласно СП 128.13330 расчетное сопротивление растяжению материала кронштейна = 120 МПа и срезу = 75 МПа.

Рис. 11.2. Расчетная схема кронштейна навесного вентилируемого фасада

Определяем расчетные геометрические характеристики кронштейна:

- площадь сечения стенок кронштейна

A = 2·t·h = 2 8 80 = 1280 (мм2);

- момент сопротивления стенок кронштейна

(мм3);

- момент инерции стенок кронштейна

(мм4);

- статический момент стенок кронштейна

(мм3);

Максимальный изгибающий момент от действия силы V с эксцентриситетом с = 75 мм:

М = V(c - 0,008) = 3,5(0,075 - 0,008) = 0,23 (кНм).

Условие прочности стенок кронштейна на растяжение с изгибом:

МПа

Прочность обеспечена.

Проверку стенок кронштейна на срез выполняем по формуле:

МПа

Прочность кронштейна на срез обеспечена.

Величина выдергивающего усилия D в двух анкерах

D = V·с/z + Н = 3,5 75/65 + 1,8 = 5,84 (кН).

Несущая способность одного анкера при растяжении

(кН).

Условие прочности одного анкера при растяжении

D/2 = 5,84/2 = 2,92 кН < N = 11,6 кН

выполнено.

Несущая способность одного анкера на срез

(кН).

Условие прочности одного анкера на срез

V/2 = 3,5/2 = 1,75 кН < Т = 6,7 кН

выполнено.

12. Правила производства работ

12.1. Стены с облицовочным каменным слоем

12.1.1. Монтаж наружных многослойных стен с облицовочным слоем из кирпича рекомендуется вести участками высотой до 50 см в следующей последовательности (рис.12.1):

- выкладывается облицовочный каменный слой до уровня связей;

- монтируется теплоизоляционный слой таким образом, чтобы верх его был выше облицовочного слоя на 50-мм;

- выкладывается несущий слой до следующего уровня связей;

- устанавливают связи, протыкая их через теплоизоляционный слой;

- выкладывают по одному ряду кирпича в несущей части стены и облицовочном слое.

В дальнейшем кладка производится в той же последовательности.

1 - укладка строительного раствора, 2 - укладка связевых элементов, 3 - кладка внутреннего несущего слоя высотой до 50 см, 4 - укладка теплоизоляции, 5 - кладка облицовочного слоя в уровень с кладкой внутреннего слоя

Рис. 12.1. Последовательность возведения кладки многослойных стен

12.1.2. Теплоизоляционный слой из плитных материалов должен крепиться к внутреннему несущему каменному слою и плотно прилегать к его внутренней поверхности. Крепление теплоизоляции можно осуществлять на клею (плиты из пенополистирола), с помощью дюбелей с тарельчатыми шляпками (не менее 5 шт/м2) либо посредством анкерных связей с прижимными кольцами для поджатия слоя теплоизоляции к несущей части стены и создания вентилируемой воздушной прослойки между слоем теплоизоляции и наружным облицовочным слоем стены. Для предотвращения увлажнения облицовочного слоя и слоя теплоизоляции скапливающимся на металлических анкерных стержнях конденсатом, последний должен удаляться внутрь вентилируемой прослойки посредством капельника на прижимных кольцах (рис. 12.2).

1 - внутренний каменный слой, 2 - облицовочный каменный слой, 3 - связевой Z-образный анкер, 4 - теплоизоляционный слой, 5 - вентилируемая воздушная прослойка, 6 - капельник, 7 - прижимное кольцо, стабилизирующее положение теплоизоляции

Рис. 12.2. Объединение облицовочного и внутреннего слоев многослойных каменных стен с помощью анкерных связей

12.1.3. Во избежание мостиков холода монтажный зазор между кромками теплоизоляционных плит не должен превышать 2 мм. Рациональным является использование двух слоев теплоизоляционных плит с перекрытием монтажных зазоров. При отсутствии вентилируемой прослойки в качестве слоя теплоизоляции допускается использовать заливочные легкие бетоны либо засыпные безусадочные материалы (керамзит, гранулированный пенополистирол и др.).

12.1.4. Теплоизоляция наружных стен должна быть непрерывной в плоскости фасада здания. Элементы ограждения (колонны, балки и т.п.) не должны нарушать целостность слоя теплоизоляции. Железобетонные несущие элементы, располагаемые в толще стены (балконные плиты, консоли, монолитные пояса и т.п.), должны иметь термовкладыши, соосные с расположением слоя теплоизоляции в стене. Размеры термовкладышей должны быть обоснованы теплотехническими расчетами.

12.1.5. Во время кладочных работ не допускается выгибать анкерные связи, поскольку это снижает их несущую способность на сжатие от действия ветровой нагрузки, может привести к повреждению защитного антикоррозионного покрытия, а также к уменьшению длины анкеровки в растворных, не набравших прочности, швах внутреннего слоя. Небольшой наклон анкерных связей относительно горизонтальной плоскости допускается только в сторону лицевого слоя (рис. 12.3).

1 - допускаемое расположение анкеров, 2 - правильное расположение анкеров, 3 - недопустимое расположение анкеров

Рис. 12.3. Расположение анкеров с капельником, предотвращающим увлажнение конденсатом лицевого каменного слоя и теплоизоляционного слоя

12.1.6. При несовпадении по высоте горизонтальных растворных швов (из-за применения камней различной высоты) не допускается применять анкерные связи с повышенной изгибной жесткостью, так как это может привести к повреждению облицовочного каменного слоя (рис. 12.4).

1 - облицовочный каменный слой, 2 - внутренний каменный слой, 3 - правильное расположение горизонтальных связей, 4 - недопустимый выгиб связей в сторону внутреннего слоя, 5 - допускаемый выгиб связей в сторону лицевого слоя

Рис. 12.4. Расположение горизонтальных связей при несовпадении по высоте горизонтальных растворных швов облицовочного и внутреннего каменных слоев (а) с повреждением облицовочного слоя при применении чрезмерно жестких горизонтальных связей (б)

12.1.7. Заполнение полости между внутренним и облицовочным слоями насыпными теплоизоляционными материалами может осуществляться в процессе возведения стен либо после их возведения - путем инъецирования материала в полость через технологические отверстия во внутреннем слое стены (рис.12.5).

Рис. 12.5. Заполнение воздушной прослойки между внутренним и облицовочным каменными слоями стен гранулированным пенополистиролом

12.1.8. Следует избегать не заполненных раствором (пустошовки) горизонтальных и вертикальных швов кладки облицовочного слоя. Для облицовочного каменного слоя следует применять кладочные растворы с гидрофобизирующими добавками, а расшивку растворных швов с внешней стороны облицовочного слоя применительно к климатическим условиям Санкт-Петербурга следует выполнять одним из рекомендуемых способов, показанных на рис. 12.6. Укладку раствора и расшивку швов после схватывания необходимо производить в одну смену.

1 - участки скопления дождевой воды

Рис.12.6. Рекомендуемый (а) и нерекомендуемый (б) для климатических условий Санкт-Петербурга способы расшивки горизонтальных растворных швов с внешней стороны облицовочного каменного слоя

12.1.9. Продухи для многослойных стен с вентилируемой воздушной прослойкой необходимо устраивать одновременно с возведением кладки облицовочного слоя, применяя конструктивные решения, приведенные рис. А.5.2 Приложения А.

12.1.10. При возведении стен в зимнее время кладку следует выполнять с применением растворов с противоморозными химическими добавками, не вызывающими коррозии материалов кладки и стеклопластиковых связей и твердеющими при отрицательной температуре без обогрева в соответствии с указаниями раздела 10 СП 15.13330.

12.1.11. Кладку многослойных стен и ограждений в зимних условиях допускается возводить следующими способами:

- с противоморозными добавками на растворах прочностью при сжатии не ниже 7,5 МПа для облицовочных слоев;

- на обыкновенных без противоморозных добавок растворах с последующим своевременным упрочнением кладки прогревом.

12.1.12. Контроль качества работ по возведению кладки в зимних условиях следует осуществлять на всех этапах строительства. В журнале производства работ, помимо обычных записей о составе выполняемых работ, следует фиксировать: температуру наружного воздуха, количество противоморозной добавки в растворе, температуру раствора в момент укладки, и другие данные влияющие на процесс твердения раствора.

12.1.13. Во время кладки облицовочного слоя следует избегать выпадения строительного раствора внутрь вентилируемой прослойки, толщина которой по всей площади стены должна быть одинаковой. Внутренняя поверхность облицовочного слоя должна быть гладкой. С этой целью при возведении кладки следует использовать защитные элементы (рис. 12.7).

12.1.14. Во время технологических перерывов при возведении стен каменная кладка и теплоизоляция должны быть защищены от атмосферных осадков пленочными покрытиями.

12.1.15. Стыки оконных и дверных столярных изделий по всей поверхности контакта с каменными слоями должны быть надежно уплотнены эластичными герметиками. Парапеты, пояса, подоконники и т.п. должны иметь надежные сливы из оцинкованной стали, обеспечивающие отвод атмосферной влаги. Швы монтажные узлов примыкания оконных блоков к стеновым проемам следует выполнять согласно ГОСТ 30971.

1 - защитная доска на время кладки облицовочного слоя, 2 - защитный брусок при кладке внутреннего слоя

Рис. 12.7. Предотвращение попадания строительного раствора в воздушную прослойку многослойной стены

12.1.16. Все открытые поверхности стальных элементов, выходящих на фасад, и анкера, устанавливаемые в кладке, должны быть защищены антикоррозийным слоем в соответствии с требованиями СП 28.13330.

12.1.17. Воздуховоды, вентканалы и трубы, которые частично проходят в толще наружных ограждений, следует размещать в зоне расчетных положительных температур стены при расчетной наружной температуре зимнего периода. В многослойных стенах борозды и углубления следует устраивать только во внутреннем каменном слое при условии, что его минимальная толщина составляет не менее 120 мм (рис.12.8).

Рис. 12.8. Расположение вертикальных борозд для инсталляции инженерных коммуникаций во внутреннем несущем каменном слое многослойных стен

12.1.18. Отделку цоколя рекомендуется выполнять из материалов повышенной прочности и декоративности, допускающих их очистку и мойку, например, из лицевого кирпича, плит из натурального или искусственного камня, керамической и стеклянной плитки и др. Верхняя кромка этой защитно-декоративной отделки должна располагаться не ниже 2,5 м от уровня планировки. Аналогичную отделку могут иметь углы стен, порталы дверей, арок, ворот, оконные наличники или отдельные участки глухих стен.

12.1.19. Не допускается в построечных условиях наносить на наружный торец плиты перекрытия декоративные элементы, производить выравнивание торца штукатуркой; устройство декоративной отделки следует выполнять до заливки плиты бетоном с заведением в плиту анкеров.

12.1.20. С целью уменьшения водопоглощения облицовочным слоем, выполненным из офактуренных силикатных камней, рекомендуется гидрофобизировать его фактурную поверхность. При облицовке фасадов силикатным кирпичом цоколь, парапеты и карниз следует выполнять из керамического кирпича либо силикатных изделий с защитными покрытиями в виде гидрофобизирующих составов.

12.2. Стены с навесными фасадными системами

12.2.1. Устройство конструкций НФС необходимо выполнять на стеновое основание, отклонение которого не превышает значений:

- по вертикали - 1/1000 высоты здания, но не более 50 мм на всю его высоту;

- по горизонтали - не более 15 мм на 10 м длины стены;

- от прямолинейности по вертикали - не более 10 мм на 2 м.

12.2.2. Монтаж навесных фасадных систем следует осуществлять снизу вверх в следующей последовательности: установка кронштейнов, монтаж теплоизоляции и фасадной ветрогидрозащитной мембраны, монтаж направляющих профилей, монтаж облицовки. Монтаж конструкций навесного фасада с вентилируемой воздушной прослойкой и индустриальной облицовкой должен выполняться в соответствии с предусмотренным регламентом строительными организациями, имеющими лицензию на данный вид строительной деятельности, специалисты которых прошли обучение у разработчика системы и имеют соответствующее подтверждение.

12.2.3. В процессе монтажа кронштейнов следует проверять:

- точность и шаг установки кронштейнов;

- глубину, диаметр и чистоту отверстий в стенах для анкеровки кронштейнов;

- наличие теплоизоляционных прокладок между стеной и кронштейнами;

- прочность крепления кронштейнов путем их выборочных испытаний на отрыв;

- отсутствие дефектов кронштейнов в виде трещин, вмятин и прогибов.

12.2.4. Контроль качества монтажа профилей следует осуществлять по следующим критериям:

- наличию проектной вентилируемой прослойки;

- наличию деформационного зазора на стыке профилей;

- точности выдержки расчетного расстояния между осями профилей;

- точности выставления плоскости системы;

- надежности фиксации элементов каркаса;

- соответствия проекту типа и количества крепежей.

12.2.5. Монтаж теплоизоляционных плит следует выполнять после установки кронштейнов. Плиты должны быть установлены без зазоров между ними, а вертикальные стыки в каждом горизонтальном ряду плит должны быть перевязаны между собой. При двухслойном утеплении швы первого слоя должны перекрываться плитами второго.

12.2.6. Для крепления теплоизоляционных плит следует применять тарельчатые дюбели (с тарельчатыми держателями) со стальными или стеклопластиковыми распорными стержнями. Дюбели необходимо изготавливать из полимерных модифицированных материалов, например, полиамида, которые обеспечивают безопасную и надежную работу анкерных соединений. Дюбели должны быть заанкерены в стену на глубину не менее 50 мм, а их количество на 1 м2 слоя теплоизоляции должно быть не менее 4.

12.2.7. Ветрогидрозащитная паропроницаемая мембрана монтируется снаружи теплоизоляционного слоя вплотную к нему. Для крепления ветрогидрозащитной мембраны можно использовать тарельчатые дюбели, которыми одновременно крепятся плиты утеплителя (не менее 4 на 1 м2). При этом мембрана не должна провисать во избежание уменьшения толщины вентилируемой прослойки. Полотна мембраны должны иметь нахлест не менее 10 см и проклеены между собой. Для избегания увлажнения минераловатных плит от атмосферных осадков мембрану рекомендуется монтировать одновременно с монтажом плит. В случае применения кашированных теплоизоляционных плит мембрана может не устанавливаться.

13. Эксплуатация фасадных систем

13.1. Контроль за техническим состоянием фасадных систем следует осуществлять путем проведения их систематических плановых и внеочередных осмотров с использованием современных средств технической диагностики.

13.2. Плановые осмотры жилых зданий подразделяются на:

- общие, в ходе которых проводится осмотр здания в целом, включая конструкции, инженерное оборудование и внешнее благоустройство;

- частичные - осмотры, которые предусматривают осмотр отдельных элементов здания или помещений.

13.3. Общие осмотры должны проводиться два раза в год: весной и осенью (до начала отопительного сезона). Внеочередные (неплановые) осмотры должны проводиться после ливней, ураганных ветров, сильных снегопадов, наводнений и других явлений стихийного либо техногенного характера.

13.4. При общих осмотрах следует контролировать техническое состояние здания или объекта в целом и его систем, при частичных осмотрах - техническое состояние отдельных конструкций помещений, элементов внешнего благоустройства, включая фасады.

13.5. При проведении частичных осмотров должны устраняться неисправности, которые могут быть устранены в течение времени, отводимого на осмотр. Частичные осмотры жилых зданий должны осуществляться комиссиями в составе представителей организаций, предоставляющих услуги по содержанию и ремонту общего имущества многоквартирных домов.

13.6. Результаты осмотров следует отражать в документах по учету технического состояния здания или объекта (например, в журналах учета технического состояния и др.). В этих документах должны содержаться: оценка технического состояния фасадов, выявленные неисправности, места их нахождения, причины, вызвавшие эти неисправности, а также сведения о выполненных при осмотрах ремонтах.

13.7. Организация по обслуживанию жилищного фонда должна обеспечивать:

- заданный температурно-влажностный режим внутри здания (ГОСТ 30494);

- исправное состояние стен для восприятия нагрузок (конструктивную прочность);

- устранение повреждений стен по мере выявления, не допуская их дальнейшего развития;

- теплозащиту, влагозащиту наружных стен в соответствии с требованиями СП 50.13330.

13.8. При обнаружении трещин в кирпичных стенах, отклонений стен от вертикали, их выпучивание и просадку на отдельных участках, расслоения рядов кладки, разрушения и выветривания стенового материала, провисания и выпадения кирпичей необходимо организовывать систематическое наблюдение за указанными дефектами. Если будет установлено, что дефекты прогрессируют, следует принять срочные меры по обеспечению безопасности людей, находящихся как в здании, так и на прилегающей территории, и предупреждению дальнейшего развития дефектов.

13.9. Не допускается ослабление креплений выступающих деталей стен: карнизов, балконов, поясков, кронштейнов, розеток, тяги и др., разрушение и повреждение отделочного слоя, в том числе облицовочных плиток. Чтобы предотвратить разрушения облицовки, штукатурки и окрасочных слоев фасада следует не допустить увлажнение стен атмосферной, технологической, бытовой влагой. Не допускается покрытие фасада паронепроницаемым материалом. Все выступающие части фасадов: пояски, выступы, парапеты, оконные и балконные отливы должны иметь металлические открытия из оцинкованной кровельной стали или керамических плиток с заделкой кромок в стены (откосы) или в облицовочный слой. Защитные покрытия должны иметь уклон не менее 3% и вынос от стены не менее 50 мм.

13.10. С целью выявления динамики развития повреждений во времени, а также анализа их влияния на безопасность эксплуатации фасадов, рекомендуется наносить выявленные повреждения (трещины, выколы и пр.) на развертки фасадов (рис. 13.1) с указанием их местоположения, протяженности и ширины раскрытия.

Рис. 13.1. Пример инвентаризации трещин в облицовочном каменном слое каркасно-монолитного жилого дома

13.11. Для выявления динамики развития ширины раскрытия трещин во времени рекомендуется использовать специальные трещиномеры (рис. 13.2).

Рис. 13.2. Использование трещиномеров для определения динамики развития трещин во времени

13.12. Для выявления мостиков холода (теплотехнических неоднородностей) и динамики изменения во времени теплопотерь через стеновые ограждения рекомендуется ежегодно производить тепловизионный контроль качества фасадов (рис. 13.3) и определение, при необходимости, фактических показателей их тепловой защиты.

Рис. 13.3. Использование тепловизионной съемки для выявления мостиков холода (теплотехнических неоднородностей) и динамики изменения во времени теплопотерь через стеновые ограждения

13.13. Не допускается крепление к облицовочному слою стен с гибкими связями наружных технических средств (растяжек, кондиционеров, антенн и др. - рис. 13.4).

Рис. 13.4. Недопустимое крепление к облицовочному каменному слою стен с гибкими связями кондиционеров (а), растяжек (б)

14. Библиография

1. Бедов А.И., Габитов А.И. Проектирование, восстановление и усиление каменных и армокаменных конструкций. Москва: Издательство АСВ, 2008.

2. Бондаренко В.М. Железобетонные и каменные конструкции., Москва: Высшая школа, 2006.

3. Ищук М.К. Отечественный опыт возведения зданий с наружными стенами из облегченной кладки. Москва: РИ РИФ "Стройматериалы", 2009.

4. Соколов Б.С. Прочность и трещиностойкость стеновых панелей зданий. Москва: Издательство АСВ, 2010.

5. Ежегодник "Каменные конструкций". Берлин: Издательство Ernst & Sohn (Mauerwerk Kalender, Ernst & Sohn. Berlin), 2006

6. Кронштейны системы Jordahl. Берлин: Немецкий институт строительной техники (Jordahl-Konsolkopf. Deutsches Instytut fur Bautechnik ), 2013.

7. Техническое свидетельство о пригодности новой продукции для применения в строительстве на территории Российской Федерации N 3167-11 (наименование продукта: Системы крепления Halfen GmbH для облицовки фасадов кирпичной кладкой). Москва, Министерство регионального развития Российской Федерации, 2011.

8. Альбом технических решений системы крепления вентилируемых фасадов Halfen HK4: Москва, 2013 (www.halfen.ru).

9. Техническое свидетельство о пригодности для применения в строительстве новой продукции, требования к которым не регламентированы нормативными документами полностью или частично и от которых зависят безопасность зданий и сооружений N 4856-16 (наименование продукта: Стальные конструкции "КУУБЕР". Москва, Министерство строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (МИНСТРОЙ РОССИИ),2016.

10. Техническое свидетельство о пригодности новой продукции для применения в строительстве на территории Российской Федерации N 3605-12 (наименование продукта: Конструкции навесной фасадной системы с воздушным зазором "Метроспецстрой-Д21 (НК)". Москва, Министерство регионального развития Российской Федерации, 2012.

11. Фасады. Материалы и технологии. ООО "Стройинформ". Москва, 2006.

12. Фасадные теплоизоляционные системы с воздушным зазором. Рекомендации по составу и содержанию документов, предоставляемых для технической оценки пригодности продукции. Госстрой России, Москва, 2004.

13. Рекомендации по составу и содержанию документов и материалов, представляемых для технической оценки пригодности продукции. "Фасадные теплоизоляционные системы с воздушным зазором". М.: Госстрой России. 2004.

14. Рекомендации по проектированию навесных фасадных систем для нового строительства и реконструкции зданий". М.: Москомархитектура. 2002.

15. ТР 161-5 "Технические рекомендации по проектированию, монтажу и эксплуатации навесных фасадных систем" от 09.03.2005, Правительство г. Москвы.

16. Рекомендации по проверке и учету воздухопроницаемости наружных ограждающих конструкций жилых зданий. Москва: ЦНИИЭП жилища, 1983.

17. Письмо МЧС России (департамент инвестиций и капстроительства) от 24.11.2010 N 25-4-3342 "О Заключении Департамента надзорной деятельности о применении алюминиевых композитных панелей для облицовки фасадов и внутренних интерьеров".

18. www.mauerwerksbewehrrung.de

19. www.specmix.com

20. www.jordahl.de

21. www.halfen-deha.ru

22. www.h-bau.de

23. www.mfixings.de

24. www.ziegeleien.de

25. www.kalksandstein-info.ch

26. www.bspsystem.com

27. www.newfasady.nm.ru

28. www.ddgroup.ru

29. www.metallprofil.ru

30. www.alucobond-sistem.ru

31. www. vorhangfassaden.de

32. www.ua-fasad.com

33. www.nfasad.ru

<< Назад		Приложение >> А. Конструктивные решения многослойных стен с облицовочным каменным слоем
	Содержание Региональный методический документ РМД 51-25-2015 Рекомендации по проектированию, монтажу и эксплуатации фасадных систем для...

Часть I. Рекомендации по проектированию и монтажу фасадных систем для нового строительства и реконструкции жилых и общественных зданий в Санкт-Петербурге

ГАРАНТ:

Приложение А. Конструктивные решения многослойных стен с облицовочным каменным слоем

Приложение Б. Конструктивные решения навесных фасадных систем

Приложение В. Справочный материал к расчетам стен на горизонтальную нагрузку

Приложение Г. Расчет профилей температуры, парциального давления водяного пара и давления насыщенного водяного пара в ограждающей конструкции

Приложение Д. Пример расчета влагонакопления в многослойной стеновой конструкции с облицовочным каменным слоем

Вы можете открыть актуальную версию документа прямо сейчас.