Надежность.
Под надежностью обычно понимают обобщенный критерий, который характеризует прочность, устойчивость и стабильность систем наружного утепления «мокрого» типа. Надежность зависит в основном от двух факторов:
— прочности и надежности строительного основания, на которое монтируется система;
— устойчивости и стабильности непосредственно самой системы утепления.
В качестве строительного основания может выступать железобетон (панели или монолит), газо- или пенобетон, каменная или кирпичная кладка, дерево, металл. Основной критерий оценки — достаточная несущая способность основания. Обычно характеризуется прочностью на разрыв верхних слоев, которая должна составлять не менее 0,08 МПа. В случае сомнения в несущей способности основания необходимо проводить контроль с помощью специальных разрывных машин.
Так как непременным условием является приклеивание плит утеплителя специального минерального клеевого состава (портландцемент), то следует обращать внимание на впитываемость основания. Быстрая потеря воды за счет активного капиллярного всасывания приведет к низкой адгезии и слабой прочности клеевого состава. Более чем сорокалетний опыт применения подобных систем в Германии позволил сформулировать требования к неровностям (не путать с не плоскостностью) строительного основания.
Так, перепад «бугор/впадина» для различных вариантов закрепления плит утеплителя составит:
— только приклеивание — не более 1 см/м (для пенополистирола и высоты здания до 8 м);
— приклеивание + дюбелирование — не более 2 см/м;
— несущие шины + дюбелирование — не более 3 см/м.
Устойчивость и стабильность самой системы зависит от причин, имеющих разную физическую природу.
Собственный вес системы.
Его легко подсчитать, если известны расход материалов и плотность утеплителя. При приклеенных системах воздействие собственной нагрузки осуществляется через действие держателя балки изоляционного материала. Если клеевой раствор откажет на каком-то участке, то можно допустить, что при системе закрепленной дюбелями, устанавливается так называемый вид «несущего влияния консоли», и изоляционный материал действует как распорка под давлением, которая опирается на не выровненное «грубое» основание. Дюбель, таким образом, ни в коем случае не работает на изгиб, как консольная балка (держатель); он получает от собственного веса силу растяжения, соответствующую собственной тяжести.
Гидротермические воздействия.
Усадка штукатурки и тепловое расширение вызывают деформацию оштукатуренной поверхности. Если деформации не преградить путь, так как изоляционные плиты прочно связаны с основанием, то в системе возникают требования по напряжению. Эти особые напряжения из-за ограничения усадки и температуры могут привести к трещинам в слое штукатурки. Усадка, разбухание, высыхание и температура объединяются под одним общим названием «гидравлические воздействия», причиной которых могут быть ежедневные и сезонные колебания температуры наружного воздуха, сезонные колебания относительной влажности воздуха, солнечная радиация, дождевая нагрузка. Если деформации на оштукатуренной поверхности являются очень большими, что, например, может случиться на не приклеенной системе, то нужно рассматривать устойчивость дюбелей, так как их шляпки находятся на поверхности штукатурки и подвергаются всем ее деформациям.
Ударная прочность.
Определяет устойчивость системы к воздействию внешних факторов как природного, так и искусственного происхождения. Обычно ударную прочность разделяют на сопротивление удару и сопротивление проникновению. Согласно ISO 7892 воздействия от удара можно представить тремя основными типами.
1. Воздействие от удара небольшим твердым предметом, например брошенным камнем. Точки, куда наносятся удары, выбираются с учетом различного поведения стен и их покрытий. Удар тяжелым предметом (10 Дж) производится с помощью стального шара массой 1 кг с высоты 1-2 м. Второй тест — удар тяжелым предметом (3 Дж) выполняется с помощью стального шара массой 0,5 кг с высоты 0,61 м. Уровень ударной прочности определяется по диаметру воздействия, наличию трещин в точке удара и вокруг нее.
2. Воздействие от больших и мягких предметов, прикосновения к наружной стене людей.
3. Целенаправленное и агрессивное разрушающее воздействие (вандализм), которое не может быть определено заранее.
Сопротивление проникновению (перфотест) проводится, если толщина общего штукатурного слоя не превышает 6 мм. Перфотест моделирует вертикальное падение стального шара массой 0,5 кг с высоты 0,765 м. По характеру повреждений различают уровни ударной прочности.
Огневые испытания.
Системы «Текс-Колор» А2 и В1 относятся к системам наружного утепления так называемого «мокрого» типа. В системе А2 используются в качестве утеплителя минераловатные негорючие базальтовые плиты, а в системе В1 — горючий пенополистирол. Применение пенополистирола накладывает определенные ограничения на область применения системы В1.
Действующие в настоящее время СНиП 2.01 .02-85 «Противопожарные нормы» и СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений» содержат достаточно жесткие требования к наружным стенам зданий высотой более двух этажей, препятствующие использованию горючих утеплителей для наружной теплоизоляции стен. Это выражается в следующем:
— п. 1.8 СНиП 2.01.02-85 не допускает использование горючих материалов для облицовки и отделки фасадов зданий 1, 11 и 111 степеней огнестойкости;
— п. 1.1 этих же СНиП определяет, что предел распространения огня по наружным стенам таких зданий должен быть равен нулю (по методике испытаний конструкций на распространение огня, изложенной в СНиП 2.01.02-85*);
— п. 5.19 СНиП 21-01-97 нормирует класс пожарной опасности конструкций наружных стен при воздействии огня с внешней стороны.
Однако существующий метод оценки пожарной опасности конструкций не учитывает особенностей возможного развития пожара по наружной поверхности стен зданий.
Страны Западной Европы и Северной Америки, уже 15-25 лет назад начавшие решать проблемы энергосбережения, накопили опыт по пожаробезопасному применению систем наружного утепления с горючими теплоизоляционными материалами. Этот опыт показывает, что пожарная опасность не всегда определяется пожарно-техническими свойствами применяемых в конструкции материалов. Она существенно зависит от самой строительной конструкции. Кроме того, при ее оценке приходится использовать критерии, которые не могут быть полностью реализованы в мало- и среднемасштаб-ных огневых испытаниях. Зарубежный опыт свидетельствует, что в каждой стране, где решалась подобная проблема, допуск на применение получали только те системы, которые проходили полномасштабные натурные огневые испытания.
В 1997 г. ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко Госстроя России совместно с ВНИИПО МВД России по заказу Госстроя России разработали «Программу натурных испытаний фрагментов фасадов зданий с дополнительной наружной теплоизоляцией», которая была согласована с Управлением технормирования Госстроя России и ГУГПС МВД России.
Главной целью этих испытаний является получение экспериментальных данных о пожарной опасности различных систем утепления наружных стен зданий в условиях, близких к реальным пожарам. До стандартизации метода испытаний и утверждения соответствующих нормативов обеспечения пожаробезопасного применения систем наружного утепления фирмы-разработчики получают эксклюзивные права на их применение на территории России. При этом строго регламентируется соблюдение тех мер пожарной безопасности, которые были установлены на основе анализа результатов испытаний.
Система наружного утепления «Текс-Колор В1» дважды проходила огневые испытания на трехэтажном фрагменте здания в условиях огневого воздействия, вызванного горением на первом этаже. В первых испытаниях толщина теплоизоляционного слоя составляла 120 мм при ширине противопожарных отсечек 200 мм для негорючего минераловатного утеплителя, во вторых испытаниях соответственно 250 и 150 мм. Увеличение толщины утеплителя было связано с расширением географии применения системы В1 на районы Сибири и Дальнего Востока.
Все испытания прошли успешно. В процессе испытаний регистрировались:
— наличие открытого или скрытого горения и размеры его распространения;
— обрушение всей или части системы утепления; разрушение остекления в окне второго этажа; загорание занавесок в закрытом окне 2-го или открытом окне 3-го этажа;
— температура в факеле пламени и в характерных местах испытываемой системы утепления;
— тепловые потоки в соответствующих точках поверхности испытываемой системы;
-разнообразные внешние признаки проявления пожарной опасности.
В результате анализа экспериментальных данных ЦПИСИЭС ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко был подготовлен отчет, в котором изложены рекомендации по пожаробезопасному применению системы «ТексКолор В1». Этот отчет вместе с технической документацией на систему утепления был передан в Госстрой России и ГУГПС МВД России для принятия совместного решения о возможности и ограничения на ее применение в строительстве.
В совместном Письме Управления стандартизации, технического нормирования и сертификации Госстроя России (NQ 9/18-209 от 11.04.2001 г.) и Главного управления государственной противопожарной службы МВД России (NQ 20/2.2/1379 от 11.04.2001) в п. 2 определена область применения системы «ТексКолор В1». При выполнении требований, изложенных в п. 1, и с учетом п. 4.4 СНиП 21-01-97 допускается применение системы «Текс-Колор В 1» для зданий класса функциональной пожарной опасности (по СНиП 21-01-97*):
Ф 1.3 — в крупных городах России — высотой до 12 этажей включительно. На остальной территории России — до 9-10 этажей включительно, при этом разность отметок поверхности проезда для пожарных машин и нижней границы открывающегося проема (окна) в наружной стене верхнего этажа здания, не считая верхнего технического, не должна превышать 28 м;
Ф 1.4 — без ограничения высоты.
Наличие такого Письма у фирмы-разработчика системы является необходимым условием для выдачи Госстроем России технического свидетельства на систему утепления с пенополистиролом.
Принципиальной особенностью конструктивного решения системы «Текс-Колор В1», как, впрочем, и всех остальных подобных систем с тонкослойными штукатурными внешними покрытиями, является наличие специальной защиты оконных и дверных проемов фасада в виде устройства сплошных окантовок из негорючих минераловатных плит по всему внешнему контуру проемов, а также наличие горизонтальных отсечек из таких же плит, устанавливаемых в уровне верхнего/нижнего откоса каждого проема или в уровне междуэтажных перекрытий здания. Окантовки и отсечки выполняются на всю толщину системы утепления от строительного основания до внутренней поверхности декоративно-защитного покрытия, без сквозных зазоров со строительным основанием.