Cladding panel material as the basis for the typological variety of hinged facade systems

Aliev Semur Asif ogly External Doctoral Candidate, the department of Building Engineering and Real Estate Expertise, Siberian Federal University 660130, Russia, Krasnoyarskii krai, g. Krasnoyarsk, ul. Slovtsova, 8 semyr.aliev97@yandex.ru

Введение

Разнообразие и технологические возможности фасадных отделочных (облицовочных) материалов во многом определяют качество современной архитектуры. На рубеже 20 и 21 века появилось много новых материалов с уникальными свойствами по сравнению с традиционными отделочными материалами, такими как кирпич, дерево, бетон. Помимо развития материалов появилась новая система усовершенствование фасада в виде навесных фасадных систем (НФС), состоящих из подконструкции, теплоизоляции (при необходимости), ветрозащитной мембраны (при необходимости), наружной облицовки. Современные фасадные панели, применяемые в качестве наружной облицовки НФС и представленные на строительном рынке широким многообразием, являются объектом настоящего исследования.

В настоящее время российские и зарубежные компании ведут разработки по производству различных декоративных панелей и облицовочных материалов.

Актуальность исследования обусловлена все возрастающей потребностью в разнообразии современных возможностей и средств для придания зданиям архитектурно-выразительного вида за счет широких комбинаций облицовочных материалов в навесных вентилируемых системах.

Цель исследования состоит в определении и содержательной оценке многообразия и удовлетворении спроса навесных вентилируемых систем исходя из материалов облицовочных панелей для применения в зданиях различного назначения.

Задачи исследования:

- выявить типологию навесных вентилируемых систем исходя из материалов облицовочных панелей;

- определить критерии, предъявляемые к вентилируемым фасадам;

- определить требования, предъявляемые к вентилируемым фасадам;

- выявить достоинства и недостатки отдельных типов навесных вентилируемых систем исходя из материалов облицовочных панелей.

Методами исследования являются сравнительный и ситуационный анализ. Систематизация выполнена по материалам, входящих в состав облицовочных панелей навесных фасадных систем. Выделены шесть групп материалов: глиняные, деревянные, цементные, диоксид титана, металл, особые составляющие.

Рисунок 1 – Классификация облицовочных панелей по входящему в состав материалу

Облицовочные панели из глины включают в свой состав одноименный обоженный компонент. Такие панели изготовлены из природного материала (глины) с различными примесями для предания необходимого цвета. Они обладают эстетикой и могут имитировать любой цвет и отделочные материалы (стекло, древесина, камень и т.д.). Такие панели могут применяться в любом здании, при этом облают немалым весом, поэтому крепление должно быть рассчитано на соответствующую нагрузку. К преимуществам таких панелей относят высокую огнестойкость, низкую гигроскопичность, стойкость к температурным перепадам.

Таблица 1 – Облицовочные панели, состоящие из глины

Рисунок 2 – Терракотовая керамика

Аналогичным природным материалом служит дерево. Точнее, такие панели содержат в своем составе измельченные волонка древесины. Панели имитируют натуральное дерево с высокой долговечностью до 30 лет, устойчивостью к влаге, биологическим воздействиям, к огню. UPM ProFi в основном создают эффект деревянного сайдинга и применяются в домах малой и средней этажности в качестве облицовки вентилируемого фасада. HPL же может применяться в высотных зданиях, многоквартирных домах, коттеджах.

Таблица 2 – Облицовочные панели, состоящие из дерева

Отдельную группу составляют материалы, включающие в свой состав цемент с добавками. Эти материалы обладают прочностью, долговечностью, легкостью, стойкость к химикатам, воздействиям биологического и климатического характера, к огню. Они также имеют широкую палитру цветов. Но существенным недостатком является большой вес по сравнению с другими панелями. С этим связаны серьезные требования к конструкции крепления, способной выдержать соответствующий вес. Такие панели могут применяться в высотных зданиях, многоквартирных домах. Отдельно выделяются стеклофиброцементные панели. Они востребованы при реконструкции исторических построек, а также при новом строительстве зданий в зонах охраны памятников архитектуры исторических городов.

Рисунок 3 – UPM ProFi

Таблица 3 – Облицовочные панели, состоящие из цемента

Панели, включающие в свой состав диоксида титана, обладают экологически активными свойствами и могут самоочищаться от грязи и очищать окружающий воздух. Основной материал этих панелей может быть различным (глина, цемент и др), но обязательно в состав входит диоксид титана. Они стойки к ультрафиолетовому излучению, нейтрализуют бактерии и вредные химические соединения. Недостатком таких панелей является дороговизна, т.к. производятся за рубежом, нет отечественных производителей. Могут применяться в любом здании без каких-либо ограничений.

Рисунок 4 – Стеклофиброцементные панели

Таблица 4 – Облицовочные панели, состоящие из диоксида титана

Рисунок 5 – Стеклофиброцементные панели

На рынке широко представлены материалы из металла. Основной материал – это, обычно, алюминий, железо или сталь. Среди таких панелей выделяются перфорированные, позволяющие реализовать любой задуманный художественный образ фасада в виде точечного рисунка на металлическом листе. Такие панели легкие, прочные, устойчивы к коррозии, пластичны и экологичны, обладают широким спектром цветов.

Таблица 5 – Облицовочные панели, состоящие из металла

Рисунок 6 – Перфорированные панели

Наконец, материалы, состоящие из особых составляющих. К ним относят фотоэлектрические модули и медиафасады. Первые могут генерировать энергию, обладают эстетикой, вторые же могут транслировать любое изображение. Вес таких панелей большой, но существенным недостатком является дороговизна и сложный монтаж. Фотоэлектрические модули применимы преимущественно в солнечных районах, медиафасады применяются чаще в ночное время суток в независимости от вида здания и его географического положения.

Таблица 6 – Облицовочные панели, состоящие из особых составляющих

Рисунок 7 – Фотоэлектрические модули

Как показывают результаты исследования (см. таблицы 1-6), содержательные характеристики облицовочных панелей имеют широкое разнообразие. Материалом могут служить как натуральные материалы, так и искусственные. Могут использоваться отходы промышленности (например, этикетки при производстве панелей UPM ProFi). Введение диоксида титана в состав некоторых панелей даёт им свойства самоочищения от пыли, грязи, очистки окружающего воздуха.

Получаемые изображения безграничны. Многие панели обладают широкой палитрой цветов. Другие имитируют требуемую текстуру и фактуру поверхности панелей. Панели могут сымитировать исторический фасад любого материала.

Широкое разнообразие визуального результата предопределено (1) современными технологиями нанесения, «набивкой» изображений на поверхности панелей, а также включением в состав материала панелей разнообразных составляющих – пигментов, красящих добавок, смол.

Вес плит может быть различным. Могут быть сверхлегкие панели – обычно они металлические, так и тяжелые – обычно они изготовлены из природного каменного материала.

Крепление может быть видимым или невидимым. Для повышения эстетических свойств используют скрытое крепление, оно не видно на фасаде. Также следуем заметить, что видимое крепление также можно визуально скрыть.

Срок службы панелей тоже бывает разный: варьируется от 10 до 50 лет. Зависит от вида качества покрытия, технологии, материала, используемых разными производителями.

Производителями могут быть как российские, так и зарубежные. Многие новейшие материалы не производятся в России, но имеют очень хорошие перспективы открытия новых производств и применения.

Определение критерий и требований, предъявляемых к вентилируемым фасадам

Критерии, предъявляемые к НФС:

(1) энергосбережение – НФС предназначены для снижения затрат на отопление, уменьшению потерь здания; здания с НФС регламентируются требованиями СП 50.13330 и приказом Минстроя России № 1550;

(2) вентилируемость – величина воздушной прослойкой рекомендуется применять не менее 20 мм, оптимальное значение между 20 и 50 мм, большее не имеет смысла – это нужно для циркуляции воздушного потока с целью выноса влаги с толщи стены;

(3) эстетичность – облицовочные панели своим многообразием цвета и фактур могут удовлетворить любые дизайнерские решения;

(4) конструктивная безопасность – материал элементов подконструкций регламентирован требованиями ГОСТ Р 58154-2018, расчет конструкции должен удовлетворять ГОСТ Р 58883-2020;

(5) круглогодичный монтаж – возможность проводить монтажные работы любое время года;

(6) долговечность – за счет разделения функции облицовки, утеплителя и несущей конструкции достигается полная защита здания от неблагоприятных погодных факторов; сокращается количество циклов замерзания-оттаивания несущей стены.

Требования, предъявляемые к НФС:

(1) экологическая безопасность – материалы, применяемые в НФС не должны вредить окружающей среде; среди облицовочных панелей выделена отдельна группа материалов с диоксидом титана, который очищают окружающую среду.

(2) пожарная безопасность – для предотвращения пожара утеплитель должен быть негорячий (класс НГ), должны применяться при необходимости противопожарные рассечки и короба для отсечения пожара –требования регламентированы ГОСТ 31251-2008 и ГОСТ 30244-94.

Выводы

В результате исследования выделено 6 систем облицовочных панелей исходя из входящих в них материалов: глиняные, деревянные, цементные, из диоксида титана, металла, особых составляющих. Исходя из разнообразия материалов отдельные типы облицовочных панелей имеют достоинства и недостатки. Так, металлические панели обладают самым легким весом среди всех остальных, а из цемента – самым большим. Все типы облицовочных панелей обладают широкой цветовой палитрой, некоторые способны имитировать разнообразные материалы. Обобщены критерии, предъявляемым к вентилируемым фасадам – к ним относятся: энергосбережение, вентилируемость, эстетичность, конструктивная безопасность, круглогодичный монтаж, долговечность. Среди требований, предъявляемых к вентилируемым фасадам выделены: экологическая безопасность, пожарная безопасность.

Заключение

Исследование выявило широкое многообразие характеристик и типов облицовочных панелей. Предложение рынка полностью отражает современные возможности технологии производства строительных материалов. Несмотря на ряд ограничений, вызванных нормативными актами, облицовочные панели полностью удовлетворяют всем требованиям, как конструкция НФС в целом. Можно смело утверждать, что облицовочные панели полностью удовлетворяют спросу на рынке. Панели с диоксидом титана очищают окружающих воздух, что полностью отражает современные тенденции и удовлетворяет требования в снижении выбросов и очистке окружающей среды.