А.В. Александров, Эксперт ПК25 ТК465 «Строительство» Росстандарта
Данная статья представляет собой продолжение статьи "Вопросы практика к ГОСТ Р 56707-2015 "Системы фасадные теплоизоляционные композиционные с наружными штукатурными слоями. Общие технические условия" и посвящена дальнейшему анализу ГОСТ Р 56707-2015.
При рассмотрении ГОСТ Р 56707-2015 можно увидеть, что в нем, в той или иной степени проработки, отражены следующие фундаментальные критерии оценки систем фасадных теплоизоляционных композиционных (СФТК).
I. Надежность эксплуатации
II. Пожарная опасность
III. Теплозащита
IV. Влагоперенос
Рассмотрим эти критерии и уровень их проработки в ГОСТ Р 56707-2015.
I. Надежность эксплуатации
Для СФТК, с точки зрения ее крепления на ограждающую конструкцию здания, можно выделить три варианта применения:
· только приклеенная система;
· только задюбелированная система;
· комбинированной система с совместным использованием для крепления клеевых составов и тарельчатых дюбелей.
Несостоятельность по надежности эксплуатации (далее надежность) только задюбелированной СФТК хорошо видно из графика на рис.1 [3].
Рис. 1. Сдвиг оштукатуренных плит [3]
Наличие в качестве крепления только дюбелей при возможных гидротермических нагрузках и/или нагрузке от собственного веса допускает большое поперечное смещение СФТК, что может привести, например, к появлению трещин в штукатурном слое.
Таким образом, практическое применение нашли только 1-й и 3-й способы крепления СФТК.
Прежде, чем приступить к анализу этих 2-х способов крепления с точки зрения надежности СФТК, сделаем важные замечания:
· СФТК сложная строительная система;
· СФТК связанная система, все слои которой скреплены между собой;
· внешняя нагрузка через скрепленные слои СФТК передается на ограждение;
· отправной точкой нормирования надежности только приклеенной СФТК под внешней нагрузкой является прочность при растяжении эффективного утеплителя, как наиболее "слабого" звена связанной СФТК;
· только приклеенная СФТК должна обеспечивать необходимую надежность СФТК;
· в случае приклеенной и задюбелированной СФТК количество тарельчатых дюбелей на 1 м2 рассчитывается без учета приклеивания;
· с точки зрения надежности должно действовать и обратное правило. При частичном или полном отказе тарельчатых дюбелей клеевое крепление должно обеспечить необходимую надежность СФТК.
Анализ надежности только приклеенной СФТК, как и в [1], проведем в сравнении с разделом 6.1.4 Nutzungssicherheit (Надежность эксплуатации) европейского стандарта ETAG 004 [4] для Wärmedämm-Verbundsysteme (WDVS - теплозащитная связанная система). СФТК, очевидно, является полным аналогом WDVS и вызывает удивление, что авторы ГОСТ Р 56707-2015 фактически проигнорировали европейский опыт нормирования.
Преобразуем блок-схему из рис. 1 [1] в блок-схему сравнения на рис. 2.
Рис. 2. Блок-схема сравнения нормирования надежности в ETAG 004 и ГОСТ Р 56707-2015
Далее, взяв за основу положения раздела 6.1.4 ETAG 004, обоснуем (для простоты изложения только для сухого состояния) надежность только приклеенной СФТК с утеплителем из пенополистирольных плит (ППС) марки ППС 16Ф исходя из следующих очевидных соображений:
· минимальная прочность при растяжении ППС перпендикулярно к лицевым поверхностям плиты должно составлять согласно ГОСТ 15588-2014 [5] не менее 100 кПа = 0,1МПа;
· минимальная прочность сцепления между основанием и ППС должна быть не менее минимальной прочности при растяжении ППС перпендикулярно к лицевым поверхностям плиты равной 0,1 МПа (соответствует формулировке п. 6.1.4.1.1 ETAG 004);
· минимальная прочность сцепления между основанием и клеевым составом должна составлять согласно п. 4.14 ГОСТ 31357-2007 [6] не менее 0,5 МПа, что дает коэффициент запаса над минимальной прочностью при растяжении ППС равный 0,5/0,1=5 (соответствует формулировке п. 6.1.4.1.2 ETAG 004);
· минимальная прочность сцепления между клеевыми составами (приклеивание/базовый слой) и ППС должна быть не менее минимальной прочности при растяжении ППС равной 0,1 МПа (соответствует формулировке п. 6.1.4.1.3 ETAG 004);
· минимальная прочность при растяжении верхнего слоя ограждения, на которое устанавливается СФТК, должна быть не менее минимальной прочности при растяжении ППС равной 0,1 МПа, так как в противном случае возможен отрыв всей СФТК от ограждения (соответствует европейскому одобрению abZ/ETA).
Наконец, в п. 6.1.4.1 ETAG 004 прямо сказано, что если минимальные требования по п.п. 6.1.4.1.1+.2+.3 для исключительно приклеенной WDVS соблюдены, то можно утверждать без дальнейшей экспертизы, что требования по надежности WDVS в отношении ветровой нагрузки выполняются для зданий высотой до 100 м.
Аналогично сделать вывод, что выполнение приведенных выше требований в полной мере будет обеспечивать надежность и только приклеенной СФТК с ППС 16Ф. Вопрос применения минераловатных плит (МВП) в СФТК с точки зрения надежности рассмотрим ниже.
Принципиальная разница ГОСТ Р 56707-2015 с европейским нормированием аналогичных фасадных систем утепления WDVS/ETICS (Wärmedämm-Verbundsysteme/ External Thermal Insulation Composite Systems) состоит в том, что в стандарте для клеевых составов, выравнивающих и финишных штукатурок прочность сцепления с бетонным основанием нормируется не по минимальному значению, а по классам. Также по классам нормируются такие показатели как прочность на сжатие и прочность на растяжение при изгибе.
Очевидно, что разработчики ГОСТ Р 56707-2015 исходили из предпосылки повышения надежности только приклеенной СФТК с повышением прочности сцепления клеевых связок и штукатурок с бетонным основанием. Однако это неверная предпосылка! Разработчики проигнорировали тот факт, что с точки зрения прочности при растяжении от внешней нагрузки F (см. рис. 2) "слабым" звеном в только приклеенной СФТК является ППС, причем эта минимальная допустимая прочность, согласно ГОСТ 15588-2014 равная 0,1 МПа, при растяжении перпендикулярно лицевым поверхностям в процессе эксплуатации СФТК будет постоянна или даже может падать за счет возможного накопления влаги.
Обратимся к рис. 2. Предположим, что на наружную поверхность СФТК воздействует некая внешняя нагрузка F, например, ветровой отсос, который через связку штукатурка + клеевой состав (базовый слой) передает нагрузку на ППС, причем нагрузка превышает прочность ППС при растяжении перпендикулярно лицевой поверхности, причем клеевой состав (базовый слой) имеет прочность сцепления с бетоном не менее 0,65 МПа (класс надежности СК2 ГОСТ Р 56707-2015).
Что произойдет, если прочность при растяжении ППС будет превышена? Очевидно, ППС будет разрушен.
Повышаем прочность сцепления клеевого состава с бетоном до 0,8 МПа, что уже соответствует классу надежности СК1. Что изменилось? Мы, несомненно, но и только (!), улучшили прочность сцепления клеевой связки с поверхностью ППС. А что изменилось с точки зрения надежности только приклеенной СФТК под внешней нагрузкой?
НИЧЕГО! Прочность при растяжении ППС осталась неизменной! ППС по-прежнему разрушится. Такая же ситуация и для класса надежности СК0, когда прочность сцепления с бетоном будет не менее 1 МПа. Также, очевидно, что аналогичные рассуждения справедливы и для клеевого состава (приклеивание), плита из пенополистирола та же самая.
Таким образом, с точки зрения автора статьи, ввод классов надежности СК0, СК1 и СК2 с привязкой их к уровням ответственности зданий и сооружений согласно 384-ФЗ [7] является чисто искусственным приемом, не имеющего никакого отношения к повышению надежности СФТК для всех уровней ответственности зданий и сооружений и противоречит европейскому нормированию надежности подобных систем утепления.
А если это так, то также не имеет смысла и привязка классов для клеевых составов и штукатурок по прочности на сжатие и прочности на растяжение при изгибе через те же классы надежности к уровням ответственности зданий и сооружений. Вызывает недоумение наличие этих показателей и в таблицах 4, 5 и 6 ГОСТ Р 56707-2015. Эти показатели относятся к конкретным материалам СФТК и не являются системными показателями, тем более что они уже приведены в соответствующих стандартах СФТК на клеевые составы и штукатурки, как минеральные, так и полимерные. Это уже пример избыточного нормирования в ГОСТ Р56707-2015.
Интересно, что в таблицах 4, 5 и 6 ГОСТ Р 56707-2015 на первом и втором местах стоят прочность на сжатие и прочность на растяжение при изгибе, однако, как уже было сказано выше, надежность только приклеенной СФТК напрямую зависит от прочности на растяжение ППС и прочности сцепления клеевых составов с ППС и основанием. Последнее замечание наводит на очевидную мысль, что ГОСТ Р 56707-2015 написан с точки зрения требований к отдельным материалам, а не требований к СФТК как системе.
В конце 2017 года разработчики ГОСТ Р 56707-2015 вынесли на обсуждение Изменение №1, в котором есть следующие интересные изменения:
"Для клеевых составов на цементном вяжущем:
- классы затвердевших составов по прочности сцепления с бетонным основанием (адгезии), не менее, для СК0 и СК1: Aab 2
Для базовых штукатурных составов на цементном вяжущем:
- классы затвердевших составов по прочности сцепления с бетонным основанием (адгезии), не менее, для СК0, СК1 и СК2: Aab 2"
Это означает, что согласно таблице 3 ГОСТ Р 54359-2011 [8] для всех классов надежности СК0, СК1 и СК2 для клеевых, базовых штукатурных и выравнивающих составов прочность сцепления с бетоном предполагается принять равной единственному минимальному (!) значению 0,5 МПа (класс Aab 2).
Исходя из вышеизложенного, остается только приветствовать такие изменения, однако, несомненно, автор рассматривает эти изменения еще и как фактическое признание разработчиками ГОСТ Р 56707-2015 несостоятельности своей системы нормирования надежности только приклеенной СФТК с привязкой трех классов надежности к трем уровням ответственности зданий и сооружений согласно 384-ФЗ.
Другим серьезным недостатком ГОСТ Р 56707-2015 является тот факт, что в стандарте ни коим образом не представлена концепция надежности эксплуатации комбинированной СФТК, в которой совместно используются клеевые связки и тарельчатые дюбели. А это, как правило, доминирующий в России вариант монтажа СФТК на фасадах!
Кроме того, в стандарте отсутствует фундаментальное требование о том, что количество тарельчатых дюбелей на 1 м2 должно рассчитываться без учета приклеивания.
Также никак не оценивается надежность эксплуатации СФТК с МВП в качестве эффективного утеплителя.
Количественное значение прочности при растяжении перпендикулярно к лицевым поверхностям МВП, применяемых в СФТК, в отличие от ППС, составляет согласно таблице 3 ГОСТ Р 56707-2015 ≥ 15 кПа для МВП высокой плотности типа "HD" и ≥ 80 кПа для МВП типа "Ламелла", причем по различным оценкам применение именно МВП высокой плотности в настоящее время составляет 60-70% рынка СФТК в России.
Применение МВП в СФТК, с точки зрения надежности, имеет ряд важных особенностей.
Во-первых, исследования, проведенные в Европе относительно прочности при растяжении образцов МВП с наружным штукатурным слоем в условиях искусственного старения при насыщении влагой, да и практический опыт применения, выявили возможное падение этого показателя до 50%. Это связано с тем, что МВП имеет открыто пористую структуру и за счет диффузии водяного пара через ограждение, при наличии снаружи МВП паробарьеров в виде наружного штукатурного слоя, может привести к накоплению большого количества влаги. Как тут не вспомнить известное практическое правило об опасности нанесения на МВП с внешней стороны полимерных штукатурных слоев.
Во-вторых, применение известного метода "валик-точка" при приклеивании плиты утеплителя допускает 40% площадь приклеивания.
Именно эти, фактически понижающие коэффициенты, в свое время привели к повышению минимальных европейских требований для прочности при растяжении МВП для WDVS с 7,5 кПа (тип "MW") до 15 кПа (тип "HD").
В Германии, например, в настоящее время требования к количеству тарельчатых дюбелей на 1 м² приводятся в строительных допусках DIBt (Институт строительной техники в Берлине) как на МВП, так и на ППС для WDVS. Это следует признать логичным, так как тарельчатые дюбели как под армирующей сеткой, так и через нее, закрепляют на ограждении именно плиты утеплителя.
В зависимости от класса тарельчатого дюбеля, кН/дюб., и ветрового отсоса, кН/м², дается табличное значение количества дюбелей на 1 м². Во всех немецких строительных допусках различных производителей МВП, с которыми удалось ознакомиться автору статьи, максимальное значение ветрового отсоса для МВП ограничено величиной - 2,2 кН/м² = - 2,2 кПа. Это величина в Германии принята для краевой зоны в диапазоне надземной высоты здания 20 - 100 м.
Расчеты отрицательной пиковой нагрузки для отдельно стоящего прямоугольного в плане здания по формуле (11.10) раздела 11.2 СП 20.13330.2016 [9] показывают для отдельных ветровых районов России возможность превышения уровня -2,2 кПа, поэтому осмысление этого факта и обоснование надежности эксплуатации СФТК с МВП необходимо признать обязательным.
II. Пожарная опасность
Хотя автор статьи, в принципе, считает необоснованным и искусственным ввод классов надежности, приведем пару соображений по вопросу пожарной безопасности СФТК, формулировка которых в ГОСТ Р56707-2015 вызывает вопросы.
Прежде всего, следует уточнить, что согласно ГОСТ 31251-2008 [10] класс пожарной опасности присваивается ограждению (наружной стене), на которую смонтирована СФТК.
Рассмотрим следующий пример. Допустим, что по результатам огневых испытаний согласно ГОСТ 31251-2008 некой СФТК присвоен класс конструктивной пожарной опасности К1, а такие системы есть, хотя их и немного.
Обратимся к таблице 22 123-ФЗ [11], из которой найдем, что наружная стена с СФТК класса К1 допустима к применению для зданий класса конструктивной пожарной опасности С1.
Предположим, что СФТК монтируется на дом жилой многоквартирный. Тогда согласно таблице 7.1 раздела 7 "Пожарная безопасность" СП 54.13330.2011 [12] для здания жилого многоквартирного II степени огнестойкости класса конструктивной пожарной опасности С1 допустимая высота составляет 28 м. Очевидно, что в задании на проектирование для такого здания будет определен нормальный уровень ответственности согласно 384-ФЗ. В то же время согласно таблице 2 ГОСТ Р 56707-2015 для зданий нормального уровня ответственности допустим исключительно класс пожарной опасности К0.
Другой пример. Рассмотрим выдержки из других стандартов:
ст.4 384-ФЗ: "К зданиям и сооружениям пониженного уровня ответственности относятся здания и сооружения временного (сезонного) назначения, а также здания и сооружения вспомогательного использования, связанные с осуществлением строительства или реконструкции здания или сооружения либо расположенные на земельных участках, предоставленных для индивидуального жилищного строительства"
п. 6.3 ст. 6 "Пожарная безопасность" СП 55.13330.2011 [13]: "К одно- и двухэтажным домам требования по степени огнестойкости и классу конструктивной пожарной опасности не предъявляются".
п. 6.4 ст. 6 СП 55.13330.2011: "В домах с количеством этажей равным трем (трехэтажные) основные конструкции должны соответствовать требованиям, предъявляемым к конструкциям зданий III степени огнестойкости по таблице 21 Технического регламента о требованиях пожарной безопасности..."
Вопрос. Какой смысл вкладывали разработчики стандарта ГОСТ Р 56707-2015, когда для класса надежности СК2 соответствующего пониженному уровню ответственности согласно 384-ФЗ ввели требование для наружной стены с СФТК класс конструктивной пожарной ответственности не ниже К0?
III. Теплозащита
Во всех стандартах для СФТК, в том числе и в ГОСТ Р 56707-2015, отсутствуют показатели для материалов по теплопроводности и это нельзя считать правильным, так как даже в аббревиатуре СФТК присутствует слово "теплоизоляционная". Только в таблице 2 ГОСТ 15588-2014 для марки ППС 16Ф можно найти показатели теплопроводности в сухом состоянии для температур 10 °С и 25 °С. Однако согласно СП 50.13330.2012 [14] при расчете термического сопротивления теплопередаче фрагмента теплозащитной оболочки здания необходимо использовать такой теплотехнический показатель, как теплопроводность при условиях эксплуатации конструкции А и Б.
Для примера рассмотрим таблицу 3 ГОСТ Р 56707-2015, которая вводит показатели МВП для СФТК. Если обратиться к европейскому опыту, то в строительных допусках на применение МВП в WDVS обязательно указывается коэффициент теплопроводности или термическое сопротивление, но в таблице 3 эти показатели отсутствуют, хотя таблица 3, как по показателям, так и по наименованиям этих показателей, полностью совпадает, например, с немецким стандартом DIN EN 13162:2012+А1:2015 [15] для MW (МВП). В этом стандарте приведены следующие требования.
Раздел 1. Область применения: "...Эти нормы не имеют силы для продуктов, значение термического сопротивления которых ниже чем 0,25 (м²·К)/Вт или значение коэффициента теплопроводности которых не более, чем 0,060 Вт/(м·К) при температуре 10 ° С".
п. 4.2.1: "Необходимо всегда указывать сопротивление теплопередаче, RD. Коэффициент теплопроводности, λD, указывать там, где это возможно".
Очевидно, что в случае, например, МВП двойной плотности возможно указать только RD.
Аналогичные требования приведены и в ГОСТ 32314-2012 [16] в разделе область применения, который гармонизирован с DIN EN 13162.
Таким образом, DIN EN 13162, требует указывать теплопроводность МВП, в том числе и на этикетках. Отмечу, что абсолютно аналогичные требования изложены и в европейском стандарте DIN EN 13163:2012+А2:2016 [17] для EPS (ППС).
Более того, как системодержатель, автор оценивает показатели таблицы 3 ГОСТ Р 56707-2015, да и показатели таблицы 2 ГОСТ 15588-2014 для ППС 16Ф, правда в меньшей степени, как не отвечающие современным немецким требованиям для этих утеплителей. И вот почему.
04.08.2016 г. в Германии были опубликованы в новой редакции повышенные требования по качеству к МВП и ППС для WDVS по сравнению с DIN EN 13162и DIN EN 13163. Требования Qualitätsrichtlinie für Dämmstoffe aus Mineralwolle zur Verwendung in Wärmedämm-Verbundsystemen (WDVS) [18] к MW (МВП) были опубликованы немецкими профессиональными союзами теплоизоляционных систем WDVsysteme и производителей минераловатных плит FMI при участии трех немецких профессиональных союзов, имеющих отношение к производству строительных растворов, красок, защите и отделки фасадов зданий. В разработке требований Qualitätsrichtlinie für Dämmstoffe aus Polystyrol-Hartschaum zur Verwendung in Wärmedämm-Verbundsystemen (WDVS) [19] к EPS (ППС) вместо FMI участвовал немецкий профессиональный союз производителей вспененных материалов IVH, остальные четыре союзы те же самые.
Причем, что интересно. Известные европейские производители МВП, работающие на российском рынке и некоторые из них даже упоминаются как соавторы в предисловии к ГОСТ Р 56707-2015, успешно выполняют эти требования в Германии и даже декларируют их на российских сайтах.
IV. Влагоперенос
Защита фасада от водопоглощения при дождевой нагрузке, как правило, на практике достигается за счет применения следующих материалов:
· системы штукатурок;
· системы фасадных красок;
· гидрофобизация;
· плитные материалы (в данной статье не рассматриваются).
Теоретически для защиты от водопоглощения на фасад в качестве финиша можно было бы нанести полностью водонепроницаемое покрытие. Однако нельзя забывать, что движение влаги в ограждении происходит и изнутри наружу за счет диффузии водяного пара. Причем плотность диффузионного потока пара может быть очень высокой за счет большого перепада между температурами наружного воздуха и воздуха внутри помещения, высокой относительной влажности внутри помещения, высокой конструкционной влажности материалов ограждения, вертикального подсоса влаги по стене, что в конечном итоге при эксплуатации может привести к разрушению финишного защитного покрытия.
Водопоглощение и паропроницаемость относятся к важнейшими системным показателям, влияющими на надежность, долговечность и срок эксплуатации СФТК. Однако в ГОСТ Р 56707-2015, с точки зрения автора, нет полного и последовательного представления этих показателей для всех материалов. Почему, например, для МВП и ППС водопоглощение указано, а паропроницаемость отсутствует? Для окрасочных составов сопротивление паропроницанию присутствует, а водопоглощение отсутствует, хотя есть действующий ГОСТ 33352-2015 [20] с методикой испытаний. Для клеевых, базовых и штукатурных составов водопоглощение нормируется по массе в %, а для СФТК в кг/м2 за 24 часа при капиллярном всасывании. Если предположить, что авторы ГОСТ Р 56707-2015 при выборе в таблице 2 для СФТК значения водопоглощения не более 0,5 кг/м2 за 24 часа ориентировались на такое же значение из ETAG 004, то это нельзя признать корректным. В ETAG 004 в разделах 5.1.3.1 "Водопоглощение (Испытания при капиллярном всасывании)" и 5.1.3.2 "Водонепроницаемость" говорится о том, что для всех слоев наружного штукатурного слоя при водопоглощении равном или большем 0,5 кг/м2 за 24 часа необходимо всегда проводить гидротермические испытания с циклами замораживание/оттаивание, причем эти испытания должны проводится и для всех финишных полимерных (без цемента) штукатурок, когда нижележащая штукатурка имеет водопоглощение равное или большее 0,5 кг/м2 за 24 часа.
Согласно п. 4.3.8 DIN EN 13163 для однородных EPS (ППС) следует указывать коэффициент паропроницаемости μ, а для кашированных плит сопротивление паропроницаемости Z. Эти показатели должны указываться производителем. В случае их отсутствия стандарт рекомендует использовать таблицу F.2 DIN EN 13163. Так, например, для ППС марки EPS 30 безразмерный по отношению к воздуху коэффициент паропроницаемости μ равен 20-40 или коэффициент паропроницаемости, в размерности принятой и в России, 0,015-0,030 мг/(м·ч·Па). К сожалению, как уже отмечалось выше, в таблице 2 ГОСТ 15588-2014 паропроницаемость для марки ППС 16Ф отсутствует.
Учитывая, что паропроницаемость МВП практически больше, чем на порядок паропроницаемости ППС, то вопрос надежности СФТК с МВП весьма актуален, особенно, для районов с низкими зимними температурами и длительным отопительным сезоном.
Теперь обратимся к п. 4.3.8 DIN EN 13162, согласно которому для однородных МВП следует указывать коэффициент паропроницаемости m, а для неоднородных или кашированных плит сопротивление паропроницаемости Z. Когда испытания отсутствуют, то согласно п. 4.3.8 "Диффузия водяного пара" данного стандарта, производитель должен устанавливать коэффициент паропроницаемости m равным 1 для однородных МВП или для кашированных МВП с открытопористой структурой минеральной ваты.
Анализ действующих в Германии строительных допусков на применение МВП в WDVS известных производителей МВП, в т.ч. работающих и на российском рынке, причем некоторые из них опять же упоминаются как соавторы в предисловии к ГОСТ Р 56707-2015, показывает, что для МВП в WDVS они указывают безразмерный коэффициент паропроницаемости m=1. И как это понимать?
Таблица 1. Классы по водопоглощению [22]
Приведем простой расчет. В соответствии графиком на рис. 1 ГОСТ EN 12086-2011 [21] при 23 °С и давлении воздуха в испытательной лаборатории ~ 1000 гПа (например, лаборатория находится в Москве) паропроводность воздуха примерно равна 0,71 мг/(м·ч·Па). Тогда при μ=1 коэффициент паропроницаемости МВП для СФТК также будет равен ~ 0,71 мг/(м·ч·Па). Коэффициент паропроницаемости для МВП, к сожалению, в таблице 3 ГОСТ Р 56707-2015 отсутствует, однако найти его можно в Технических свидетельствах Минстроя России, в которых практически для всех МВП для СФТК он равен 0,3 мг/(м·ч·Па). И если это так, то тогда имеем, что фактически в 0,71/0,3~2,4 раза занижена паропроницаемость МВП для СФТК. Налицо существенная разница в величине паропроницаемости, требующая серьезной перепроверки, так как может привести к неверной оценке защиты от переувлажнения ограждения с СФТК согласно СП 50.13330.2012.
Таблица 2. Классы по паропроницаемости [22]
Анализ ГОСТ Р 56707-2015 выявил принципиальное отличие от немецкого нормирования показателей водопоглощения и паропроницаемости. Нормирование этих величин для штукатурок и красок, в DIN EN 1062-1 [22] определено по классам, а в ГОСТ Р 56707-2015 по уровням. Количественные показатели водопоглощения w и паропроницаемости sd приведены, соответственно, в таблицах 1, 2 [22] и графически на рис. 3 [23].
Выше уже упоминалась, что паропроницаемость двух основных утеплителей МВП и ППС для СФТК отличается больше, чем на порядок, поэтому нормирование паропроницаемости для материалов наружного штукатурного слоя по уровням может привести к необоснованному исключению из применения, например, для ППС целого ряда материалов наружного штукатурного слоя. По мнению автора, защита ограждения с СФТК от переувлажнения должна подтверждаться соответствующими расчетами, а не вводом необоснованных ограничений.
Как пример. В ГОСТ Р 54358-2011 [24] для цементных штукатурок коэффициент паропроницаемости определен на уровне не ниже 0,035 мг/(м·ч·Па). В ГОСТ Р 55818-2013 [25] для коэффициента паропроницаемости полимерных штукатурок уже определены три класса 0,02(класс 1), 0,035(2) и 0,05(3) мг/(м·ч·Па). Однако в таблице 7 ГОСТ Р 56707-2015 разработчики взяли, да и уравняли паропроницаемость цементных и полимерных штукатурок, с чем автор статьи категорически не согласен.
Опять для сравнения обратимся к немецкому нормированию. Согласно таблице 1 DIN V 4108-4/A1-2006-06 [26] диапазон безразмерного коэффициента паропроницаемости m для известковых и цементных штукатурок составляет 15/35, а для полимерных штукатурок - 50/200. Автор статьи, основываясь на своем анализе данных ведущих системодержателей WDVS в Германии, а также испытаний аналогичных материалов России, утверждает, что диапазон m для полимерных штукатурок, применяемых в WDVS и СФТК, составляет ориентировочно 40/90, причем у левого края находятся силикатные и силиконовые штукатурки, а у правого - акриловые. Поделив один диапазон на другой можно оценить разность в паропроницаемости минеральных и полимерных штукатурок для СФТК. Если также, например, обратиться к белорусскому стандарту СТБ 1263-2001 [27], то минимальная паропроницаемость полимерных (нецементных) штукатурок определена на уровне ≥ 0,01 мг/(м·ч·Па), т.е. в 3,5 раза ниже, чем в ГОСТ Р 56707-2015, и эта цифра практически совпадает с немецкой оценкой паропроницаемости таких штукатурок для WDVS.
В заключение раздела, следует отметить, что в России, к сожалению, нет теории защиты фасадов, подобно той, которая уже давно принята в Германии. Эмпирическая теория защиты штукатурных фасадов была разработана Х. Кюнцелем в шестидесятые годы прошлого века. Согласно этой теории должны выполняться следующие ограничения (см. рис. 3).
Рис. 3. Теория защиты фасадов [23]
1. Капиллярное водопоглощение, характеризующееся коэффициентом водопоглощения w, кг/(м2·ч0,5), должно быть ниже, чем возможная отдача влаги ограждающей конструкцией за счет диффузии водяного пара, определяемой эквивалентным воздушным промежутком sd, м.
2. Количественные характеристики, связывающие между собой процессы водопоглощения и диффузии водяного пара, выглядят следующим образом:
w < 0,5 кг/(м2· ч0,5)
sd < 2,0 м
w · sd < 0,1 кг/(м·ч0,5)
Параметр w · sd характеризует скорость высыхания финишного покрытия.
Вторую предпосылку можно представить с помощью графика на рис. 3. Так, например, для современных профессиональных и качественных фасадных красок на разной связующей основе, можно с высокой вероятностью прогнозировать высокую и длительную защиту фасада, если их показатели по водопоглощению и паропроницаемости лежат в заштрихованной области, причем, чем ближе эти значения к нулевой точке, тем выше защитные свойства фасадной краски. Многолетние практические наблюдения за штукатурными фасадами в Германии очень хорошо подтвердили достоверность приведенных выше ограничений.
Дополнительные положения ГОСТ Р 56707-2015 для анализа
Ударная прочность
Логика нормирования количественных величин ударной прочности отдельных материалов, полного или частичного образца СФТК, как и методик испытаний ударной прочности, при сквозном анализе всех стандартов для СФТК осталась для автора статьи не вполне понятной, а местами даже и запутанной. Кроме того, есть и вопросы к гармонизации этого показателя между различными стандартами. В одних стандартах она присутствует, в других отсутствует, методики испытаний отличаются, есть вопросы к корреляции количественных значений ударной прочности между разными стандартами.
Например, согласно п. 4.5.7 ГОСТ Р 55818-2013 ударная прочность полимерной штукатурки должна быть не менее 7 Дж. Испытания надо проводить по ГОСТ 30353-95 [28] и далее в соответствии с п. 7.3.6.2 образцы считаются прошедшими испытание, если после удара ни в одной точке не появились трещины шириной раскрытия более 0,1 мм.
Анализ приводит к закономерным вопросам.
По ГОСТ 30353-95 измеряется глубина вмятины после удара, а не ширина трещины! С какой высоты и какой груз необходимо отпустить, чтобы определиться с энергией удара? Чем и как измерять ширину трещины? Какова погрешность измерения?
Поиски ответов приводят, например, к разделу 5 ГОСТ Р 55412-2013 [29], в котором изложена методика определения ударной прочности образца СФТК, на котором в качестве финиша вполне может быть применена полимерная штукатурка согласно ГОСТ Р 55818-2013. Ударная прочность в ГОСТ Р 55412-2013 оценивается по максимальному значению энергии падающего стального шара массой 1000±5 г.
И в этом случае опять возникают вопросы. А где радиус шара? Зачем при допустимой погрешности высоты шара ± 2 мм его надо бросать согласно таблице 1 с высот 0,098 м, 0,194, 0,294 и т.д.? Почему в ГОСТ Р 55818 допустимая ширина трещины в штукатурке 0,1 мм, а в ГОСТ Р 55412-2013 - 0,05 мм? Какова методика оценки и чем измерять уже в ГОСТ Р 55412-2013 величину раскрытия трещины?
Климатические испытания
Автор статьи придерживается мнения о необходимости проведения климатических испытаний СФТК. Вопрос состоит в том, а сколько циклов должны иметь такие испытания?
Несколько соображений по этому вопросу. Например, очевидно, что согласно 384-ФЗ практически все здания и сооружения с СФТК можно отнести к нормальному и пониженному уровням ответственности. Таким образом, в соответствии с ГОСТ Р 55943-2014 [30] это соответствует 75 блок-циклам, причем в Примечании к п. 7.6 прямо сказано, что рекомендуется назначать число блок-циклов одного порядка с показателем морозостойкости контактной зоны, который в стандартах СФТК на материалы не превышает 75 циклов. Таким образом, в связи с необоснованным вводом классов надежности, автор предлагает зафиксировать число блок-циклов равное 75.
Другое соображение, которое хотелось бы отметить, касается климатической камеры и размера стенда СФТК. Сравним п. 5.3 ГОСТ Р 55943-2014 с п. 5.1.3.2.1 ETAG 004.
Оба стандарта требуют, чтобы общая площадь поверхности фрагмента СФТК, подвергаемого климатическим испытаниям, должна быть не менее 6 м². Но (!), если в ETAG 004 есть возможность определенного варьирования геометрическими размерами экспериментального фрагмента СФТК, которые имеют значения: ширина ≥ 2,5 м, высота ≥ 2,0 м, то в ГОСТ Р 55943 они имеют фиксированное значение: ширина = 2700 мм, высота = 2200 мм.
В настоящий момент для климатических испытаний 2-х и 4-х образцов СФТК согласно ГОСТ Р 55943-2014 с фиксированными размерами подходят, соответственно, две климатические камеры Weiss WK 10/40-90 и Weis WK 18/40-70. Обе они находятся в СМиТ МГСУ.
Большая длительность испытаний фактически в единственной независимой и аккредитованной лаборатории в России при наличии только двух, удовлетворяющих требованиям ГОСТ Р 55943-2014, климатических камерах может создать определенные трудности для системодержателей СФТК.
Требования к тарельчатым дюбелям
Ввод в ГОСТ Р 56707-2015 чертежа тарельчатого дюбеля с конкретными геометрическими размерами нельзя признать обоснованным и верным с точки зрения нормирования. Например, диаметр пластиковой гильзы тарельчатого дюбеля в стандарте принят равным 8 мм. Фактически это запрет на применение тарельчатых дюбелей другой конструкции, например, с диаметром пластиковой гильзы 10 мм.
Разработчики стандарта приводили следующие аргументы в пользу такого нормирования.
ГОСТ Р 56707-2015 есть национальный стандарт добровольного применения и не обязательно применять именно такие дюбели как на рис.1. Однако на практике это не так. Заказчик имеет право требовать сертификат соответствия, для чего и создается ГОСТ Р 56707-2015, что автоматически необоснованно исключает применение тарельчатых дюбелей других конструкций. Второй аргумент заключался в том, что в ETAG 014 [31] тоже приведена конструкция известного дюбеля, но и это не совсем так. Для дюбеля в ETAG 004 приведены только обозначения геометрических размеров, а в тексте, если и есть размеры, то даны их только минимально допустимые, а не конкретные значения. Например, в п. 2.1.2.3 ETAG 014 указано, что стандарт действует в отношении тарельчатых дюбелей, у которых диаметр пластиковой гильзы не менее 5 мм, а эффективная глубина анкеровки должна составлять не менее 25 мм. Кроме того, очевидно, что ГОСТ Р 56707-2015 и ETAG 014 принципиально отличаются по своему назначению.
Ранее упоминалось Изменение №1 к ГОСТ Р 56707-2015. В нем разработчики стандарта ввели еще одну конкретную конструкцию тарельчатого дюбеля. Ради справедливости отметим, что в Изменении №1 диаметр пластиковой гильзы принят уже равным ≥ 8 мм, что автор расценивает как верное изменение.
Однако как в Европе, так и в России, легко найти примеры тарельчатых дюбелей, которые уже применяются, но дальнейшее их применение будет под вопросом согласно ГОСТ Р 56707-2015. Данный факт, автор статьи, как системодержатель, однозначно рассматривает как пример создания ситуации неравной конкуренции среди производителей тарельчатых дюбелей. С другой стороны, подобный ввод чертежей конкретных дюбелей в национальный стандарт, который является достаточно инерционным документом и его долго и непросто будет править, будет тормозить внедрение в практику применения новых инновационных или даже модернизированных конструкций дюбелей.
Тарельчатый дюбель, вне всякого сомнения, является сложным строительным изделием и на строительный рынок штукатурных систем утепления постоянно выходят дюбели новых конструкций. В Германии подтверждение пригодности к применению тарельчатых дюбелей производится с помощью строительных допусков, которые позволяют проводить быструю и эффективную техническую оценку новых дюбелей.
Автор, как системодержатель, считает, что тарельчатый дюбель для СФТК должен обеспечивать выполнение следующих основных требований:
· противодействие ветровой знакопеременной нагрузке и, прежде всего, ветровому отсосу;
· противодействие нагрузке от собственного веса СФТК;
· ограничение точечных теплопотерь через дюбель;
· технологичность и удобство монтажа.
Оценка тарельчатого дюбеля с точки зрения ветрового отсоса в настоящее время вполне адекватно проводится согласно СТО 44416294-010-2010 [32]. Требование противодействия собственному весу СФТК менее проработано и думается, что это, в первую очередь, связано с тем, что никто из отечественных производителей не разработал и не обосновал до настоящего времени общую модель работы тарельчатого дюбеля в СФТК, хотя такие модели давно приведены для WDVS в Германии.
Дюбель в СФТК фактически представляет собой защемленный круглый стержень с распределенной нагрузкой вдоль оси дюбеля от веса СФТК. Если распределенную нагрузку перевести в сосредоточенную на свободный конец стержня, то одним из вариантов расчета количества дюбелей на 1 м² от собственного веса СФТК является нормирование допустимой стрелки прогиба. Однако данная концепция нормирования до сих пор не получила должного обоснования и распространения.
Ограничение точечных теплопотерь через дюбель в ГОСТ Р 56707-2015 лишь косвенно обозначено в п. 6.6.2 и ничего кроме недоумения не вызывает. Увязка точечных теплопотерь c и расстояния от верхнего края теплоизолирующей головки до поверхности стального распорного элемента приведена в таблице Г.4 СП 239.1325800.2015 [33]. Причем в Изменении №1 к ГОСТ Р 56707-2015 значение этого расстояния равное 14 мм изменено на 13 мм, что вызывает еще большее недоумение?! Ведь в таблице Г.4 точечные теплопотери c равны 0,003 Вт/°С для интервала 11...16 мм, куда попадают и 13 мм и 14 мм!
К сожалению, дальше определения и ввода показателя c никто из производителей дюбелей не продвинулся. Ну и что? А как доказать и даже заставить потребителей тарельчатых дюбелей применять дюбели с низкими точечными теплопотерями?
Возможным вариантом могла бы быть, например, попытка увязки между собой точечных теплопотерь c и количества дюбелей на 1 м² с базовыми значениями требуемого сопротивления теплопередачи для стен различных зданий согласно таблице 3 СП 50.13330.2012. Так, для разных климатических районов с вариацией по градусо-суткам отопительного периода согласно таблице 3, используя градацию c из таблицы Г.4 СП 239.1325800.2015 и градацию толщины эффективного утеплителя, например, с шагом 50 мм, рассчитать таблицу для максимально допустимых количеств дюбелей на 1 м² не нарушающих требования таблицы 3 для базовых значений сопротивления теплопередаче, например, более чем на 3%.
В заключении статьи автор хочет озвучить два важных вопроса, как к разработчикам ГОСТ Р 56707-2015, так и всем читателям, кому близка и интересна тема СФТК.
Вопрос №1. Почему за шестидесятилетнюю историю внедрения WDVS, читай СФТК, в Германии не было создано стандарта аналогичного ГОСТ Р 56707-2015?
Вопрос №2. Почему по настоящее время строительные допуски на WDVS, утеплители, тарельчатые дюбели выпускаются исключительно Институтом строительной техники (DIBt) в Берлине?
Приведем соображения по этим вопросам.
В Германии, как показала многолетняя практика, оптимальным вариантом нормирования WDVS, в т.ч. входящих в нее материалов и компонентов, являются строительные допуски, которые позволяют оперативно и качественно проводить техническую оценку пригодности применения на основании таких инструментов как ETA, ETAG, EN DIN. Техническое свидетельство на СФТК в России по факту тот же строительный допуск на пригодность к применению.
Желание все застандартизировать в одном нормативе для такой сложной строительной конструкции как СФТК и такой многообразной, так как разрабатывается большим количеством системодержателей, причем число которых будет только расти, неверно по своей сути. ГОСТ Р 56707-2015, как достаточно статичный и инерционный норматив с проблемой оперативных изменений в зависимости от реалий строительного рынка СФТК, будет, по мнению автора статьи, тормозить внедрение новых материалов и технологий. Исходя из этих соображений строительный допуск представляется более прогрессивным и идеологически верным нормативом.
Разработка и ввод в действие ГОСТ Р 56707-2015 по факту означает передачу прав на оформление сертификатов соответствия аккредитованным испытательным центрам и лабораториям по всей территории России, количество которых быстро станет большим. В этом случае, есть опасения, что отход от существующей практики получения нормативных документов от единого сертификационного органа в лице ФАУ "ФЦС", проводящего техническую оценку СФТК и оформляющего Технические свидетельства Минстроя России, может привести не к повышению, а к снижению качества нормирования СФТК из-за территориального "размытия" схемы нормирования, слабой компетенции и возможной недобросовестности на местах, а также банального отсутствия опыта такого нормирования. Следует напомнить, что ФАУ "ФЦС" техническую оценку таких систем утепления начал с 1997 года.
Все вышеизложенное, по мнению автора, приводит к следующим выводам.
ВЫВОДЫ
1. В стандарте ГОСТ Р 56707-2015 введена ошибочная концепция нормирования надежности эксплуатации только приклеенной СФТК.
2. Введена необоснованная и искусственная привязка классов надежности к уровням ответственности зданий и сооружения.
3. Обоснование надежности доминирующей на фасадах в России комбинированной (приклеивание и дюбелирование) СФТК в стандарте отсутствует.
4. Оценка надежности эксплуатации СФТК с МВП в стандарте отсутствует.
5. Некорректные формулировки пожарных требований.
6. Разница с европейским нормированием аналогичных систем в стандарте связана с переходом по показателям от минимальных значений к классам или от классов к уровням.
7. Избыточное нормирование в стандарте связано с большим количеством несистемных показателей.
8. Важные системные показатели для СФТК отсутствуют.
9. По отдельным показателям отсутствует гармонизация ГОСТ Р 56707-2015 с внутренними стандартами.
10. Концепция нормирования тарельчатых дюбелей ущемляет права многих производителей.
11. Стандарт вызывает опасение с точки зрения внедрения новых технологий и материалов.
12. Передача прав на сертификацию СФТК от единого органа вызывает опасения с точки зрения качества нормирования СФТК.
ИСТОЧНИКИ:
1. Александров А.В. ВОПРОСЫ ПРАКТИКА К ГОСТ Р 56707-2015 "Системы фасадные теплоизоляционные композиционные с наружными штукатурными слоями. Общие технические условия", ЕВРОСТРОЙПРОФИ, выпуск "Изоляционные материалы", 2017.
2. ГОСТ Р 56707-2015 " Системы фасадные теплоизоляционные композиционные с наружными штукатурными слоями. Общие технические условия".
3. Cziesielski E., Vogdt F. U. Schäden an Wärmedämm-Verbundsystemen, Fraunhofer IRB Verlag, 2007.
4. ETAG 004 - Leitlinie für Europäische Technische Zulassungen für Außenseitige Wärmedämm-Verbundsysteme mit Putzschicht.
5. ГОСТ 15588-2014 "Плиты пенополистирольные теплоизоляционные. Технические условия".
6. ГОСТ 31357-2007 "Смеси сухие строительные на цементном вяжущем. Общие технические условия".
7. Федеральный закон №384-ФЗ от 30.12.2009 г. "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений".
8. ГОСТ Р 54359-2011 "Составы клеевые, базовые штукатурные, выравнивающие шпаклевочные на цементном вяжущем для фасадных теплоизоляционных композиционных систем с наружными штукатурными слоями. Технические условия".
9. СП 20.13330.2016 "Нагрузки и воздействия".
10. ГОСТ 31251-2008 "Стены наружные с внешней стороны. Метод испытаний на пожарную опасность".
11. Федеральный закон №123-ФЗ от 22.07.2008 г. "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности".
12. СП 54.13330.2011 "Дома жилые многоквартирные".
13. СП 55.13330.2011 "Дома жилые одноквартирные".
14. СП 50.13330.2012 "Тепловая защита зданий".
15. DIN EN 13162:2012+А1:2015 Wärmedämmstoffe für Gebäude — Werkmäßig hergestellte Produkte aus Mineralwolle (MW) — Spezifikation.
16. ГОСТ 32314-2012 "Изделия из минеральной ваты теплоизоляционные промышленного производства, применяемые в строительстве. Общие технические условия".
17. DIN EN 13163:2012+А2:2016 Wärmedämmstoffe für Gebäude — Werkmäßig hergestellte Produkte aus expandiertem Polystyrol (EPS) — Spezifikation.
18. Qualitätsrichtlinie für Dämmstoffe aus Mineralwolle zur Verwendung in Wärmedämm-Verbundsystemen (WDVS), 04.08.2016.
19. Qualitätsrichtlinie für Dämmstoffe aus Polystyrol-Hartschaum zur Verwendung in Wärmedämm-Verbundsystemen (WDVS), 04.08.2016.
20. ГОСТ 33352-2015 "Материалы лакокрасочные. Метод определения водопоглощения".
21. ГОСТ EN 12086-2011 "Изделия теплоизоляционные, применяемые в строительстве. Метод определения характеристик паропроницаемости".
22. DIN EN 1062-1:2004 Beschichtungsstoffe. Beschichtungsstoffe und Beschichtungssysteme für mineralische Substrate und Beton im Außenbereich. Teil 1: Einteilung.
23. R. Kussauer, V. Ruprecht Die häufigsten Mängel bei Beschichtungen und WDVS, Rudolf Müller, 2014.
24. ГОСТ Р 54358-2011 "Составы декоративные штукатурные на цементном вяжущем для фасадных теплоизоляционных композиционных систем с наружными штукатурными слоями. Технические условия".
25. ГОСТ Р 55818-2013 "Составы декоративные штукатурные на полимерной основе для фасадных теплоизоляционных композиционных систем с наружными штукатурными слоями. Технические условия".
26. DIN V 4108-4:2007-06 Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 4: Wärme- und feuchteschutztechnische Bemessungswerte.
27. СТБ 1263-2001 "Композиции защитно-отделочные строительные. Технические условия".
28. ГОСТ 30353-95 "Полы. Метод испытаний на стойкость к ударным воздействиям".
29. ГОСТ Р 55412-2013 "Системы фасадные теплоизоляционные композиционные с наружными штукатурными слоями. Методы измерений".
30. ГОСТ Р 55943-2014 "Системы фасадные теплоизоляционные композиционные с наружными штукатурными слоями. Методы определения и оценки устойчивости к климатическим воздействиям".
31. ETAG 014 "Kunststoffdübel zur Befestigung von aussenseitigen Wärmedämm-Verbundsystemen mit Putzschicht".
32. СТО 44416294-010-2010 "Крепления анкерные. Метод определения несущей способности по результатам натурных испытаний".
33. СП 239.1325800.2015 "Конструкции ограждающие зданий. Характеристики теплотехнических неоднородностей".