Навесные фасадные теплоизоляционные системы с вентилируемой воздушной прослойкой (НВФ) наиболее популярны в России — такие системы на сегодняшний день активно применяются как при строительстве жилых домов, так и офисно-административных зданий, больниц и т.д. Важнейшим элементом данной системы является теплоизоляционный материал, который обеспечивает достижение требуемых теплотехнических параметров всей ограждающей конструкции. Поэтому важно, чтобы теплотехнические показатели плит сохранялись в течение всего срока службы системы НВФ.
Однако на сегодняшний день методов испытаний волокнистых теплоизоляционных материалов на долговечность не существует, и ответом на этот вопрос могут быть только опыт применения теплоизоляционных материалов в реальных конструкциях и натурные испытания. Как известно, минераловатные теплоизоляционные материалы обладают высокими теплотехническими характеристиками благодаря воздуху, находящемуся в инертном состоянии, заключенному в порах материала, которые составляют около 95 % от объема. В случае, если в процессе эксплуатации будет происходить изменение геометрических размеров плит (например, увеличение толщины), это приведет к изменению объемного веса материала и может оказать влияние на коэффициент теплопроводности. Кроме того, на коэффициент теплопроводности оказывает влияние влажность материала. Согласно данным, приведенным в [1], для всех материалов влияние наличия влаги различно, к примеру, увлажнение кирпича на 1 % повышает коэффициент теплопроводности кладки на 34 %, а такое же повышение влажности для керамзитобетона повышает коэффициент теплопроводности на сравнительно небольшую величину 8 %.
В России зачастую для дополнительной защиты от атмосферных воздействий обычно применяются специальные полимерные ветро- и гидрозащитные мембраны. Однако необходимость применения полимерных мембран в конструкциях вентфасадов вызывает много проблем — они часто являются причиной серьезных пожаров на строительных площадках, во время проведения работ по устройству фасадов и после их завершения, что уже послужило причиной отказа от них на многих объектах. В свою очередь, отказ от какой-либо дополнительной защиты может привести к переувлажнению плит и изменению коэффициента теплопроводности плит. В связи с этим был проведен ряд обследований плит, находившихся в течение длительного времени без укрытия облицовочным экраном. Это дает возможность оценить способность материала сохранять необходимые параметры в течение длительного срока эксплуатации без применения дополнительной защиты теплоизоляционного слоя в виде ветро- и гидрозащитных мембран.
Ответом на вопросы могут быть только опыт применения теплоизоляционных материалов в реальных конструкциях и натурные испытания
В обследованиях особое внимание уделено геометрическим параметрам плит, которые характеризуют структуру материала и его объемный вес, а также влажности плит.
Результаты обследования теплоизоляционных плит
Обследование плит, не закрытых облицовочным материалом, актуально потому, что очень часто на строительных объектах смонтированные плиты могут достаточно длительный период времени находиться в открытом состоянии. Это происходит по многим разным причинам, связанным с непостоянным финансированием, задержками в поставках облицовки и т.д.
Однако в этот период времени плиты подвергаются атмосферным воздействиям, таким как дождь или снег, в зависимости от времени года, а также воздействию ветра и солнечных лучей. Поэтому важно быть уверенным, что за это время физикомеханические характеристики плит не снизятся. Кроме того, результаты таких наблюдений дают возможность оценивать работу материала в течение длительной эксплуатации в подобных конструкциях, так как условия, в которых находятся плиты, являются экстремальными для теплоизоляционных плит. Обследования проводились на плитах, снятых с объектов в Москве и Санкт-Петербурге.
Обследования плит в Москве
Итак, проводилось обследование плит «Венти Баттс» и «Лайт Баттс», снятых со строящегося здания в Москве по адресу: Ленинский проспект, д. 8, корп. 16. Плиты находились в открытом состоянии в течение девяти месяцев. В этот период плиты были подвержены прямому атмосферному воздействию. По результатам визуального осмотра установлено, что на поверхности плит отчетливо виден отпечаток от камеры полимеризации, что говорит о сохранности внешнего слоя утеплителя. Однако плиты имеют некоторые дефекты по краям, что скорее всего связано с неаккуратным монтажом плит.
В табл. 1 приведены результаты испытаний плит. Результаты повторных испытаний плит по определению прочности (при растяжении перпендикулярно лицевым поверхностям) приведены в табл. 2.
Обследование теплоизоляционных плит «Венти Баттс Д», снятых со строящегося здания в Москве, проводилось в два этапа: на первый раз было проведено визуальное обследование без испытаний в лаборатории в марте 2009 года, а во второй — визуальное обследование и лабораторные испытания в ноябре 2009 года. На тот момент плиты находились без укрытия облицовкой более года. Плиты «Венти Баттс Д» были смонтированы частично, и некоторые участки не были защищены от атмосферных воздействий. Монтаж теплоизоляции был начат в сентябре 2008 года и прекращен в ноябре 2008 года, после этого объект был заморожен.
Обследование плит с лабораторными испытаниями было проведено 17 ноября 2009 года. На момент обследования некоторые участки смонтированной теплоизоляции находились под укрытием в виде строительной сетки и облицовки, остальные участки находились под воздействием атмосферных осадков без какого-либо укрытия. Исключения составляли лишь участки утепления балконов, которые не выходят на плоскость фасада и имеют защиту в виде козырьков.
Предметом обследования являлись плиты, не имеющие защиты от воздействия атмосферных осадков, поскольку, в соответствии с п. 4.9 Технической оценки № Т0-2221-08 (являющейся приложением к [6]), плиты «Венти Баттс Д» допущены к применению в навесной фасадной системе с вентилируемым воздушным зазором со следующими условиями: «...п. 4.9. При применении плит в фасадных системах с вентилируемым воздушным зазором промежуток времени между установкой плит и монтажом наружной облицовки не должен превышать 90 дней. В случаях, когда этот промежуток больше, поверхность плит рекомендуется защищать от атмосферных воздействий пленочными материалами с последующим их удалением...». Отбор образцов производился с трех участков, не имеющих защиту от воздействия атмосферных осадков. Участки № 1 и 2 находятся на восточном фасаде, участок № 3 — на западном. Обследование включало в себя визуальный осмотр теплоизоляции и лабораторные испытания.
По результатам нескольких испытаний можно сделать вывод, что внешний вид и геометрия плит во всех случаях не были нарушены. Также ни в одном из случаев не было зафиксировано существенного содержания влаги в материале
Результаты обследования
Сначала было произведено визуальное обследование теплоизоляционного слоя. По результатам визуального обследования было установлено, что: поверхность плит не изменилась, ламельный отпечаток отчетливо виден на всех участках, цвет плит практически не изменился; торцы плит — плиты не расслаиваются ни в зоне установки тарельчатого дюбеля, ни в местах, где дюбельное крепление отсутствовало, ни в угловых зонах; состояние швов — швы между плитами остались плотными, провисания плит на дюбелях не произошло.
Далее были осуществлены лабораторные испытания. В процессе проведения лабораторных испытаний определялись следующие показатели: плотность, содержание органических веществ, предел прочности на отрыв (для верхнего слоя) и влажность (табл. 3). Определенные показатели сравнивались с заявленными в Техническом свидетельстве.
Обследование плит в Санкт-Петербурге
Далее расскажем об обследовании плит «Венти Баттс Д», снятых со строящегося бизнес-центра в Санкт-Петербурге. Монтаж теплоизоляции произведен 19 июля 2006 года на фасаде здания бизнес-центра «Стеле» в Санкт-Петербурге по адресу: ул. Боровая, д. 32/19. Здание — отдельностоящее восьмиэтажное.
С момента монтажа в течение четырех месяцев теплоизоляция находилась на фасаде в открытой экспликации без какой-либо защиты от атмосферных воздействий. В качестве теплоизоляции применялись теплоизоляционные плиты «Венти Баттс Д» из минеральной ваты. Общая площадь фасада составляет порядка 4000 м2, площадь смонтированной теплоизоляции на момент проведения оценки — 2300 м2. Отбор образцов минераловатных плит для проведения контрольных испытаний с целью оценки их пригодности для дальнейшей эксплуатации был произведен по инициативе производителя работ в присутствии представителя производителя продукции. Плиты «Венти Баттс Д» демонтировались с южного торцевого фасада, на высоте 2-3 м от земли с угла здания 15 ноября 2006 года.
При визуальном контроле установлено, что по состоянию внешнего вида плиты не претерпели существенных изменений. Дефекты структуры плит, дефекты поверхности и изменение геометрических размеров плит отсутствуют. Цвет материала соответствует первоначальному. В табл. 4 приведены результаты физико-механических испытаний плит и сравнение их с паспортными.
Заключение
В процессе работы был проведен ряд обследований плит из каменной ваты, предназначенных для устройства теплоизоляционного слоя в навесной фасадной системе с воздушным зазором. Особое внимание было уделено показателю влажности плит в процессе эксплуатации. Кроме того, в одном из случаев был проверен коэффициент теплопроводности в сухом состоянии.
Все результаты, полученные в результате лабораторных испытаний, сравнивались с аналогичными показателями из паспорта качества, в тех случаях, когда по закупочным документам удавалось установить точную партию поставленной продукции, или с показателями, заявленными производителем в приложении к Техническому свидетельству. Поэтому небольшие расхождения в показателях возможны в силу того, что теплоизоляционные плиты из каменной ваты не являются абсолютно однородными, поэтому основным критерием являлось не полное соответствие исходных показателей с полученными результатами, а попадание показателей в требуемый диапазон.
По результатам нескольких испытаний можно сделать вывод, что внешний вид и геометрия плит во всех случаях не были нарушены в процессе эксплуатации, даже в случаях, когда допускалось длительное нахождение плит без защиты. Зачастую изменялся лишь цвет плит, так как в результате воздействия солнечных лучей и загрязнения он становился серым, хотя поверхность, обращенная к стене, сохраняла изначальный цвет.
В процессе лабораторных испытаний было определено, что ни в одном из случаев не было зафиксировано существенного содержания влаги в материале. Практически во всех испытаниях количество влаги не превышало 1 % по массе, что существенно ниже показателей, предусмотренных для условий «А» (2 %) и «Б» (5 %) в [5]. Данный показатель не был превышен даже в случае нахождения теплоизоляции под открытым небом в течение длительного времени при периодических испытаниях. Пробы влажности производились из средней зоны плиты по толщине, так как верхний слой плит сразу после воздействия воды может намокать на глубину 1-3 мм, однако, в вентилируемых конструкциях верхний слой должен осушаться воздухом, движущимся в зазоре.
Суммирование полученных результатов позволяет судить о том, что плиты в процессе своей работы не набирают значительного количества влаги, которая оказывает существенное влияние на коэффициент теплопроводности и соответственно на эффективность работы теплоизоляции. Это же показали испытания, проведенные в НИИСФ, по определению сорбционной влажности плит из каменной ваты производства компании Rockwool по ГОСТ 24816-81. Оказалось, что сорбционное увлажнение плит не превышает 2 %.
Однако следует изучить возможное влияние на эксплуатационную влажность плит и той влаги, которая проходит через ограждающую конструкцию, поэтому также важно проведение обследований теплоизоляционного слоя на эксплуатируемых зданиях.
