Данная работа – продолжение статьи «Вопросы практика к ГОСТ Р 56707—2015 «Системы фасадные теплоизоляционные композиционные с наружными штукатурными слоями. Общие технические условия» [1] и посвящена дальнейшему анализу этого стандарта.

А.В. АЛЕКСАНДРОВ, руководитель департамента теплоизоляционных систем ООО «Инмаксо-Лакра», эксперт ПК 25 ТК 465 «Строительство» Росстандарта

При рассмотрении ГОСТ Р 56707-2015 [2] можно увидеть, что в нем в той или иной степени проработки отражены следующие фундаментальные критерии оценки систем фасадных теплоизоляционных композиционных (СФТК).

I. Надежность эксплуатации СФТК.

II. Пожарная опасность.

III. Теплозащита.

IV. Влагоперенос.

Рассмотрим эти критерии и уровень их проработки в ГОСТ Р 56707-2015.

I. Надежность эксплуатации СФТК

С точки зрения крепления на ограждающую конструкцию здания СФТК можно разделить на три варианта применения: только приклеенная система; только задюбелированная система; комбинированная система с совместным использованием для крепления клеевых связок и тарельчатых дюбелей.

Несостоятельность по надежности эксплуатации только задюбелированной СФТК хорошо видна из графика на рис. 1 [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 двух 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 эксплуатации системы;

• в случае приклеенной и задюбелированной СФТК количество тарельчатых дюбелей на 1 м² рассчитывается без учета приклеивания;

• с точки зрения надежности действует 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 Warmedamm-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 рис. 1 «Сравнение схем нормирования ETAG 004 и ГОСТ Р 56707-2015» [1] в блок-схему на рис. 2.

Далее, взяв за основу положения раздела 6.1.4 ETAG 004, обоснуем (для простоты изложения только для сухого состояния) надежность эксплуатации только приклеенной СФТК с утеплителем из пенополистирольных плит марки ППС 16Ф из следующих очевидных соображений:

• минимальное значение прочности при растяжении утеплителя из ППС перпендикулярно к лицевым поверхностям плиты должно составлять, согласно ГОСТ 15588-2014 [5], не менее 100 кПа = 0,1 МПа (соответствует формулировке п. 6.1.4.1.1 ETAG 004);

• минимальное значение прочности сцепления при растяжении между основанием и клеевой связкой (приклеивание) должно составлять, согласно п. 4.14 ГОСТ 31357-2007 [6], не менее 0,5 МПа, что дает коэффициент запаса над прочностью при растяжении плит ППС, равный 0,5/0,1=5 (соответствует формулировке п. 6.1.4.1.2 ETAG 004);

• минимальное значение прочности сцепления при растяжении между клеевыми связками (приклеивание или базовый слой) и утеплителем из плит ППС должно быть не менее 100 кПа = 0,1 МПа минимальной прочности при растяжении ППС (соответствует формулировке п. 6.1.4.1.3);

• в Европе дополнительно во всех строительных допусках на фасадные штукатурные системы утепления введено минимальное требование на прочность при растяжении верхнего слоя ограждающей конструкции, которое, очевидно, также должно быть не меньше 100 кПа = 0,1 МПа минимальной прочности при растяжении утеплителя из ППС, так как в противном случае при более высокой внешней нагрузке возможен отрыв всей СФТК от основания (соответствует европейскому одобрению abZ/ETA).

Так как клеевая связка (базовый слой) также может применяться для приклеивания плит утеплителя, то и для нее прочность сцепления при растяжении между основанием и клеевой связкой должна составлять не менее 0,5 МПа. Отметим, что в ETAG 004 аналогичное минимальное требование принято на уровне в два раза ниже – 0,25 МПа (см. п. 6.1.4.1.2).

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, и что технические требования в отношении ветровой нагрузки выполняются для зданий высотой до 100 м.

Очевидно, что выполнение приведенных требований в полной мере обеспечивает надежность эксплуатации только приклеенной СФТК с ППС 16Ф. Вопрос применения минераловатных плит (МВП) в СФТК с точки зрения надежности эксплуатации рассмотрим ниже.

Принципиальная разница ГОСТ Р 56707-2015 от европейского нормирования аналогичных фасадных систем утепления состоит в том, что в стандарте для клеевых связок, 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.

По-видимому, разработчики стандарта исходили из предпосылки повышения надежности эксплуатации только приклеенной СФТК с повышением прочности сцепления клеевых связок и штукатурок с бетонным основанием. Однако это абсолютно 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, при растяжении перпендикулярно лицевым поверхностям в процессе эксплуатации СФТК будет постоянна или даже падать за счет возможного накопления влаги.

Обратимся к рис. 2. Предположим, что на наружную поверхность связанной СФТК воздействует некая внешняя нагрузка F, например ветровой отсос, который через связку штукатурка + клеевая связка (базовый слой) передает нагрузку на ППС, причем нагрузка превышает прочность ППС при растяжении перпендикулярно лицевой поверхности.

В соответствии с табл. 5 ГОСТ Р 56707-2015, клеевая связка (базовый слой) имеет прочность сцепления с бетоном, согласно классу СК2, 0,65 МПа.

Что произойдет, если цифра будет превышена? ППС будет разрушен, так как внешняя нагрузка, переданная на ППС через штукатурный слой, выше прочности при растяжении ППС.

Повышаем прочность сцепления клеевой связки с бетоном до 0,8 МПа, это 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 эксплуатации 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. Также очевидно, что аналогичные рассуждения справедливы и для клеевой связки (приклеивание) – плита из пенополистирола та же самая.

Таким образом, с точки зрения автора статьи, ввод классов по надежности СК0, СК1 и СК2 с привязкой их к уровням ответственности зданий и сооружений согласно 384-ФЗ [7] является чисто искусственным приемом, не имеющим никакого отношения к повышению надежности эксплуатации зданий и сооружений с СФТК для всех уровней ответственности и противоречит европейскому нормированию надежности подобных систем утепления.

А если это так, то также не имеет смысла и ввод классов для клеевых связок и штукатурок по прочности на сжатие и прочности на растяжение при изгибе с аналогичной привязкой их через те же классы надежности к уровням ответственности зданий и сооружений. Вызывает недоумение наличие этих показателей и в табл. 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 связки и штукатурки. Это уже пример избыточного нормирования в ГОСТ Р56707-2015.

Интересно, что в табл. 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 эксплуатации только приклеенной СФТК напрямую зависит от прочности на растяжение ППС и прочности сцепления клеевых связок с ППС и основанием. Последнее замечание наводит на простую мысль, что ГОСТ Р 56707-2015 написан с точки зрения требований к отдельным материалам, а не требований к СФТК как к системе.

В конце 2017 года разработчики ГОСТ Р 56707-2015 вынесли на обсуждение Изменение №1, в котором появились следующие интересные моменты:

«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, рассматривая 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 никоим 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 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 открытую пористую структуру. А значит, диффузия 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%-ную 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 20.13330.2011 [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.

Библиографический список

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. Schaden an Warmedamm-Verbundsystemen. – Fraunhofer. IRB Verlag, 2007.

4. ETAG 004 – Leitlinie fur Europaische Technische Zulassungen fur Aubenseitige Warmedamm-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 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия».

Продолжение статьи будет опубликовано в следующем номере журнала «Кровельные и изоляционные материалы»