Фасадата е естетическото лице на всяка сграда. По нейният вид ние определяме това от коя архитектурна епоха е дадена сграда, какво е нейното предназначение, текущо или бъдещо техническо състояние. Контактните фасадни системи (наричани често ETICS на английски или WDVS в немски език) са важна част от съвременната приложна строителна технология за архитектурно оформление. През последните 50-ина години те са се наложили като най-употребяваното фасадно решение (особено в Европа), което е обусловено от достъпната им себестойнст. Произходът на този тип системи фасадни решения идва основно от Германия, Австрия и Италия, където са се развили и разпространили след средата на XX век.
ETICS (External Thermal Insulation Composite Systems) – Външни комплексни топлоизолационни системи.
Системите ETICS са естетическо и икономически изгодно решение за външна изолация на фасадите нови сгради и стари сгради. Благодарение на крайния си завършващ слой (фасадна декоративна мазилка, фасадна боя, облицовъчни плочи или декоративна зидария) те не променят оригиналния вид на фасадата, а по скоро допринасят за нейното осъвременяване според действащите стандарти за съвременна архитектура. Тяхното предимство е в осигуряването на дълготрайна и ефективна изолацията на сградата без допускане на топлинни мостове по фасадните части на сградата. По този начин те допринасят за ограничаване разходите на енергия за отопление или охлаждане, подобряват комфорта на жизнената среда, осигурявайки благоприятен микроклимат и не на последно място имат сериозен принос в опазването на околната среда. Изделията, които са включени в техния състав са взаимносъвместими от гледна точка на физикохимичните си свойства. Това гарантира устойчивост на експлоатационните показатели на цялостната система от различни слоеве и покрития. Подходящи са както по горе упоменахме както за както за новопостроени сгради така и за сгради в процес на саниране били те еднофамилни сгради или големи жилищни комплекси.
В този ред на мисли следва да си зададем въпроса: Какво налага употребата на на ETICS при фасадите?
Отговорът на горния въпрос е комплексен. Конструктивното оформление на стените на сградите трябва да подсигурява максимално постоянство на вътрешната температура и влажност, като не на последно място се подържа и възможно най – ниското ниво на шума във вътешността на помещенията. На горната схема се вижда какви са топлинните загуби при еднофамилна сграда. От тук се вижда че само използването на адекватна за сградата ETICS би спестило до около 40% от топлинните загуби по фасадата. Естествено имат значение и всички останали компоненти на сградата като дограми, покривни конструкции, фундамент и вентилационни системи, ако има такива.
По подобен начин изглеждат нещата и при многофамилни или офис сгради, като тук вече загубите на топлина от вентилационните системи са удвоени.
За да обясним по-подробно схемата на топлинен пренос при всяка външна стена сме показали следните три схематични фасадни разреза:
 |
 |
 |
| Стена без изолация | С вътрешна изолация | С външна изолация |
Преносът на топлинна енергия винаги се осъществава от топлите към студените участъци. През зимния период преносът е в посока от отопляваното помещение към извън сградата, а през лятото обратно.
- При неизолирана стена се наблюдава интензивен пренос на топлинна енергия поради ниската външна температура. Вътрешната повърхност на стената остава винаги относително студена.
- При стена изолирана отвътре се наблюдава изключително нисък пренос на топлинна енергия поради монтираната отвътре изолация. Има обаче два съществени недостатъка на това решение. Те са:
- силно натоварен фасаден зид откъм ниски температури които съществено намаляват „Жизнения му цикъл“
- отсъствие на акумулиращ ефект на стената
Този вариант е препоръчителен единствено за сгради които са слабо обитавани (вилни сгради) през зимния период. Помещенията се затоплят бързо но и изстиват бързо. - При стена изолирана отвън се наблюдава много ограничен пренос на топлинна енергия отвътре навън. Вътрешната повърхност на стената е значително по-висока отколкото при първия случай.
Този вариант подсигурява сериозен акумулиращ ефект, което от своя страна спестява значителна част от енергията за отопление. Прилага се в сгради с постоянно обитаване. Това е вариантът залегнал във всички ETICS.
Основни изчислителни принципи при фасадните изолации:
Различните строителни материали в това число и изолациите използвани в ETICS възпрепятстват в една или друга степен преминаването на топлинна енергия към външната околна среда. Показателят който характеризира материалите в това отношение е коефициентът за топлопроводност λ измерван [W/m.K]. Той изразява количеството топлина преминаващо за 1 секунда през 1м2 от материал с дебелина 1м при температурна разлика между двете повърхности от 1К. Колкото по малка е стойността на λ за даден материал като абсолютна стойност, то толкова по добри изолационни свойства той притежава. Термичното съпротивление R [m2.K/W]на материала зависи от неговата дебелина d.
Когато системата е многопластова се вземат предвид сумата от всички R
.jpg){kind=small}
Коефициентът на топлопремнаване за дадена топлоизолирана стена U [W/m2.K]е:
колкото U е по-малко като стойност толкова стената е по добре изолирана. Отчитат се и корекциите ∆U, така че:
Таблица с изискуеми максимални стойности на U за нови сгради за България действащи за момента:
| № | Сградни ограждащи конструкции и елементи | Максимално допустима ст-ст U max, W/m2.K |
| 1 | Външни стени | 0,50 |
| 2 | Външни прозорци, балконски врати и покривни прозорци | 2,0 |
| 3 | Тавански плочи, граничещи с необитаеми пространства, и сградни ограждащи конструкции и елементи, граничищи отгоре или отдолу с външния въздух | 0,22 |
| 4 | Подове и стени граничещи със земята и подове над неотопляеми пространства | 0,35 |
За по - подробна информация относно методиката за оразмеряване и изчисление на изолациите за ETICS ви предлагаме долния линк:
НАРЕДБА № 7 от 15.12. 2004 г./ За топлосъхранение и икономия на енергия в сгради с включени приложения (1-8)
След всичко казано дотук е време да разгледаме устройството на ETICS по-подробно:
- Най – масовият вариант на ETICS е този с изолация от EPS-F фасаден експандиран пенополистирол с обемна плътност 15÷18 кг/м3 и λ= 0,041 – 0,038
Общият вид на този вариант изглежда така както е посочен на двете горни схеми
1.фасадна стена,
2.алуминиев цокълен профил с водокап
3.лепило или шпакловка за топлоизолация
4.топлоизолационни плоскости EPS-F
5.пластмасов дюбел с пирон
6.стъклофибърна мрежа (145÷160 гр/м2)
7.грунд за финишното покритие
8. финишно покритие (декоративна мазилка или фасадна боя) За периметърна (цокълна) изолация е допустима и употребата при ETICS и на XPS екструдиран пенополистирол поради неговата по-силна водоплътност.
- Вторият вариант на ETICS е този с изолация от каменно-минерална фасадна вата с обемна плътност от 80÷130 кг/м3 и λ= 0,043 – 0,039в зависимост типа на изолационните плочи които могат да бъдат с надлъжно или напречно (тип ламела) разположени влакна. Първият тип е за сгради с неограничена височина, а ламелният вид каменна вата е предназначен основно за еднофамилни постройки.
1.фасадна стена,
2.алуминиев цокълен профил с водокап
3.лепило или шпакловка за топлоизолация
4.топлоизолационни плоскости от каменна вата
5.пластмасов дюбел с метален пирон
6.стъклофибърна мрежа (160 гр/м2)
7.грунд за финишното покритие
8.финишно покритие (декоративна мазилка или фасадна боя)
Сравнителна таблица с характеристики на изолационните материали в ETICS
| Продукт | коефициент на топлопреминаване l | коефициент на паропреминаване µ | Негоримост |
| XPS (екструдиран пенополистирол) | λ= 0,044 – 0,035 | µ= 100 - 300 | DIN 4102 – B1 |
| EPS-F (експандиран пенополистирол) | λ= 0,041 – 0,038 | µ= 20 - 100 | DIN 4102 – B1 |
| Каменно - минерална вата | λ= 0,044 – 0,033 | µ= 1,5 - 2 | DIN 4102 – A1 (A2) |
Предимства и недостатъци на трите изолационни материали:
| Продукт | (+) | (-) |
| XPS | Добъризолатор, повърхностна якост, водоплътност (за цокълните пояси) | Слабо пропуска водните пари, по – висока себестойност, горимост |
| EPS-F |
Ниска себестойност, добро паропропускане, ниско тегло | Горимост, склонност към стареене |
| Каменно - минерална вата | Силно паропропускане, ефект на шумопоглъщане, не старее бързо | Висока себестойност, голямо собствено тегло |
Важна собеност за EPS-F е, че този тип изолационен материал не трябва да съдържа регенерат частици (остатъчен производствен полистиренов материал и рециклат), които биха влошили неговите свойства по отношение на дълготрайността му! Производството му трябва да се осъществява единствено и само от стабилизиран EPS гранулат, като строго се саблюдава процеса на отлежаване (около 30 календарни дни) на готовите неформовани блокове изолационен материал с цел приключване на остатъчните химични реакции в готовия продукт!
При употреба на каменно-минерални вати за ETICS важно условие е изричното указване от производителя на изолационния материал че това е именно фасадна вата. Защо го казваме? Разликата при различните типове каменни вати не е само в тяхната обемна плътност, а и в свързващите смоли и химикали. При фасадните вати този тип химикали са пригодени за интензивното пароотвеждане през което се получава през зида без да се получава отлагане по повърхността на ETICS на соли и петна, които след монтажа на системата са изключително трудно отстраними.
Кое от двете решения да изберем?
Със сигурност няма еднозначен отговор на този въпрос. Изхождайки от европейските стандарти за ETICS следва да обобщим следното:
Вариантът с EPS е препоръчителен за жилищни и офис сгради с ефективна височина до 20м. Като практиката показва че се използва основно в жилищни сгради.
Вариантът с каменно минерална вата е препоръчителен за сгради с височина надхвъляща 20м поради съобръжения за пожаробезопасност произтичащи от негоримостта на този тип изолационни материали, общоизвестно е че това е по-скъпия вариант за ETICS. Въпреки че ако стойността не е водещия фактор при избора, това е най-препоръчителния вариант за фасадна изолация.
Следва да отбележим, че съществуват още множество варианти на изолационни материали за ETICS, като обогатен с графит EPS (основно Neopor®-търговска марка на немската корпорация BASF за графитно модифициран EPS), комбинирани плочи от дървестни частици и изолационен материал, фасаден корк, PUR-пенополиуретанови плочи, разпенено стъкло и други.
Етапи при полагане на топлоизолационна система ETICS
(разглеждаме двата типа системи EPS и каменна вата едновременно)
1.Проверка на основата
2.Подвеждане (замерване) на фасадата
3.Технология на лепене
4.Допълнително механично укрепване (дюбелиране)
5.Оформяне на детайли от топлоизолационната система – видове профили
6.Армиране и шпакловане
7.Полагане на крайни покрития
Етап 1 - Проверка на основата:
Подготовката на основата е важен етап подсигуряващ по-лесно бързо и сигурно изпълнение на СМР (стоително монтажни работи) по монтажа на ETICS, като същевременно не се нарушават други детайли от сградата. Бихме ги разделили на следните няколко операции които се изпълняват по отделно при необходимост:
- Отстраняване на мръсни води по фасадата
- Отстраняване на неравности по фасадата-липсващите части, отвори и фуги се запълват с хастарна мазилка
- При наличие на изцветили соли по зида, сухата основа се издрасква, без използване на вода
- При наличие на лишеи по фасадата отстраняването им е задължително
- Облепване на дограмата и всички детайли по сградата, които остават видими след изпълнението на крайните покрития
Етап 2 - Подвеждане (замерване на фасадата) на основата:
Подвеждането на фасадата се изпълнява чрез полагане на алуминиев цокълен профил (цокълна шина с водооткап). Нейният размер се подбира съобразно дебелината на полаганата топлоизолация. Правилното подвеждане на фасадата е предпоставка за последващото качествено изпълнение.
Етап 3 - Технология на лепене на фасадната изолация:
Лепилната смес за залепване на топлоизолационните плочи на ETICS обикновено е на циментова основа с добавки от кварцов пясък и полимерни подобрители. Тя се приготвя за работа според инструкциите на нейната опаковка. Опаковките обикновено са с тегло 25кг.
Нанасяне на лепилото върху изолационните плочи
Съществуват два основни начина
- 1-ви начин- лепилото се нанася под формата на непрекъсната рамка с 2-3 топки в средата (най-често срещания в практиката вариант), като не се допуска нанасяне на лепило по кантовете на топлоизолационните плочи с цел избягване на термични мостове. При този метод се покриват с лепило около 40% от площта на изолационната плоча. Обира по-големи неравности .При фасадните каменни вати се нанася тънък слой лепило преди полагането на канта и топките с цел по добра адхезия между двата материала. Стъпката може да се пропусне ако плочите са грундирани с дълбоко проникващ груд в процеса на тяхната изработка.
- 2-ри начин- лепилото се полага с назъбена маламашка по цялата площ изолационната плоскост (прилага се при равни фасадни повърхнини, спестява от разхода на лепило)
Лепенето на плочите се извършва по метода на подреждане на тухли в фасадна зидария т.е. с разминаване по кантовете, като се съблюдава около ръбовете на прозорците да се полагат цели плоскости. Реди се отдолу нагоре. Задължително е да се упомене, че не се оставят фуги между изолационните плочи, когато това е неизбежно то те се запълват с изолционен материал, а не с лепило или шпакловка! При ръбовете изолационните плочи се разминават. Всичко това се прави с цел разпределение на физическите напрежения породени от температурните разширения на фасадата през годишните сезони. Така се избягват евентуални напуквания.
.jpg)
Етап 4 - Допълнително механично укрепване (дюбелиране):
След 2 до 3 дни след залепването на изолационните плочи на ETICS повърхността е готова за допълнителното укрепване. Според някои упътвания за монтаж на фасадни топлоизолационни системи (с произход Германия и Австрия) не необходимо допълнително дюбелиране за фасади с височина до 10м. Ние бихме се съгласили с това само за сгради с приключили процеси на слягане на фасадните и фундаментни конструктивни елементи и малка височина. За всички останали случаи укрепването е задължително! Преди пристъпване към тази операция е необходимо да се отстранят чрез шлайфане всички неравности и ръбове по изолираната фасада. Дюбелите за укрепване на изолации се делят основно на такива с пирон (пластмасов за EPS или метален за каменна вата) предназначени за стени с решетъчни тухли и дюбели без пирон за бетонови стени.
.jpg)
Основни изисквания при разпробиване на отворите за дюбелите:
- за решетъчни тухли 5-6см, (по възможност да се разпробива във фугите между тухлите)
- за газобетон 5см
- бетон 4см
Брой на дюбелите според типа категория на фасадите
| Ветрови категории на дюбелиране | Категория на фасадите I-самотни планински къщи; II-планински сгради в населени места; III-сгради в средни и големи градове |
||||||||
| I | II | III | |||||||
| Височина | |||||||||
| Km/h | Под 10м | От 10 до 25м |
От 25 до 50м |
Под 10м | От 10 до 20м | От 25 до 50м | От 10 до 25м | От 10 до 25м | От 25 до 50м |
| Под 85 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
| 85 до 115 | 8 | 10 | 12 | 8 | 8 | 10 | 6 | 8 | 10 |
| 115 до135 | 10 | х | х | 10 | 12 | х | 8 | 10 | 12 |
| Х – според нормите на местата означени с “х” не се разрешава такова строителство. | |||||||||
Схеми на дюбелиране за ETICS с EPS-F и каменна фасадна вата- с 6 дюбела/м2 и 8 дюбела/м2 по страниците за по-висока ветроустойчивост.
Етап 5 - Оформяне на детайли от топлоизолационната система – видове профили:
Полагат се ъгловите и водооткапващите профили, прави се диагонално армиране със стъклотекстилна мрежа по ръбовете на дограмата, обработват се всички отвори.
Водооткапващ профил
Дилатационен профил
PVC ъглов профил
Етап 6 - Армирана шпакловка:
С назъбена маламашка (10-12мм) се нанася се равномерен слой шпакловъчна смес върху изолационните плочи, като се започва от горната част на сградата при ширина на вертикалната ивица около1,10м. Следва полагане на стъклотекстилната мрежа за армиране, като тя се притиска към шпакловката с маламашка, целта е разтворът да я покрие напълно като и тя да попадне в средата му. Припокрокриването на различните слоеве мрежа трябва да бъде минимум 10см.
Етап 7 - Полагане на крайни декоративни покрития:
Фасадното декоративно покритие е естетически най-важната част от всяка една ETICS. То придава завършен вид на всяка фасада, като същевременно различните видове фасадни покрития допринасят според архитектурното решение за уникалността на сградата. Според техния физикохимичен състав при ETICS различаваме три типа фасадни покрития, а именно:
Фасадни декоративни мазилки
Фасадни бои (препоръчително върху минерални сухи мазилки)
Облицовъчни плочи (клинкер, камък, гранитогрес)
За първите два вида покрития (декоративни мазилки, фасадни бои) подготовката на основата и нанасянето са идентични. След окончателното изсъхване на армираната шпакловка, което става някъде след около 4 денонощия се пристъпва към нанасянето на фасадния грунд. Неговият състав съответства на състава на полаганото покритие боя или мазилка (акрилни, акрил-силикатни, акрил-силиконови и акрил-силикат-силиконови), като някои производители предлагат и универсални грундове за всички свои декоративни покрития. Нанасянето се извършва с четка или фасаден валяк, като идеята е грундът да проникне колкото се може по надълбоко във фасадната шпакловка. Грундирането улеснява самото полагане на фасадната мазилка или боя, като по този начин се подобрява адхезията (свързването между двата материала) на декоративното покритие с основата. Самият грунд може да бъде бял на цвят, безцветен или тониран с тона на декоративното покритие. Това се прави с цел по-качествено покриване на третираната повърхност.
За фасадните декоративни мазилки съществуват няколко правила, които всеки строителен предприемач и строителен работник следва да спазва:
- минималната дебелина на слоя мазилка трябва да бъде 1,5мм – с цел осигуряване на достатъчна защита срещу влага и механично увреждане
- Наситеност на цвета – HBW>30% (HBW - коефицент на светлочуствителност при цветовете който отразява степентта на рефлектиране на цветовия тон между долната граница на цветовия тон на черният цвят (той е =0) и горната точка на белия цвят (той е =100) измерва се в проценти) - За избягване на силно прегряване на повърхността и последващи от това напуквания вследствие на термични напрежения. При акрил-силикатните, акрил-силиконовите и акрил-силикат-силиконовите мазилки HBW>30%, а при акрилните HBW>25%.
Полагане на декоративни мазилки
- грундиране не по рано от 4 дни след полагане на шпакловката;
- полагане на мазилката 24 часа след грундиране, като нанасянето на материала е основно ръчно или по-рядко машинно, като оформянето на стуктурата на мазилката е само ръчно;
- температура на въздуха и строителното тяло минимум + 5°С;
- да се избягва полагане при пряко слънчево греене и силен вярър;
- една фасада се измазва винаги от ръб до ръб, непрекъснато отгоре-надолу;
- препоръчва се работа по двойки, като броя на изпълнителите да се съобразява с големината на фасадата;
Полагане на фасадни облицовъчни плочи:
Тук разделяме облицовъчни плочи на два основни вида:
- Фасаден клинкер
- Облицовъчни плочи от камък или гранитогрес
Прилагаме методика на монтаж на фасаден клинкер на руски език. Фасадни декоративни покрития:
Както вече посочихме основните видове фасадни декоративни покрития са декоративните мазилки, фасадните бои и облицовъчните покрития (камък, гранитогрес, фасаден клинкер).
Декоративни мазилки:
Появили са се първо в Европа, като първите сведения за този тип фасадни декоративни покрития датират от 1893 година когато в немската провинция Бавария е произведена първата благородна мазилка. Фасадните мазилки се разделят на два основни вида, а именно сухи (благородни, минерални) и пастообразни. Първите са на основата на бял цимент, сухи полимерни добавки и ограничен нюанс сухи пигменти. Преди полагане се приготвят с вода в подходяща пропорция и строителен миксер. Евтини са но за сметка на това сравнително нетрайни и силно водопоглъщащи. Препоръчително е да се покрият с фасадна боя (най-добре на силиконова основа).
Основното при всички пастообразни мазилки е това че в състава на всички видове присъства акрилатна дисперсия (емулсия) и различни по големина фракции камъчета (доломитни частици, естествено и изкуствено оцветени фракции камък). Съставът на различните видове се различава един от друг основно по допълнително добавените към дисперсията адитиви, които подчертават или намаляват едно или друго свойство на декоративните мазилки.
Видове пастообразни мазилки според сътава им:
1. Акрил-полимерни – Свързващо вещество – акрилна дисперсия; ефект - образува филм. Това са най-разпространените пастообразни мазилки в практиката. Тонират се в най-много цветове в сравнение с останалите видове.
- + ниска водопоглъщаща способност
- + водоотблъскващи са
- + еластичност и неподатливост на деформации на основата
- + разнообразно тониране
- - по-слабо паропропускливи са от останалите
- - стареят по-бързо от останалите
- - натрупват замърсвявания
2. Акрил-силикатни – Свързващо вещество – акрилна дисперсия с добавка на калиево водно стъкло; ефект - силикатизиране и образуване филм. Тонират се в строго определени цветове поради ограниченията на състава им. Подходящи са сгради с високо влагосъдържание на околната среда и ETICS с изолационен материал каменна фасадна вата. Техните основни предимста и недостатъци са:
- + много висока паропропускливост
- + водоотблъскващи са
- + висока алкалност
- + голяма UV устойчивост
- + силна устойчивост на замърсяване с микроорганизми
- - тонират се основно в светли и по-ограничени като брой нюанси
- - по-скъпи са от акрил-полимерните мазилки
3. Акрил-силиконови – Свързващо вещество – акрилна дисперсия с добавка на силиконова смола; ефект - омрежаване и образуване филм. Тонират се в строго определени цветове. Подходящи са сгради с ETICS с изолационен материал EPS. Техните основни предимста и недостатъци са:
- + висока паропропускливост
- + изключително водоотблъскващи са
- + висока стабилност на цвета на покритието
- + силна устойчивост на замърсяване
- + голяма UV устойчивост
- - по-скъпи са и от акрил-полимерните мазилки и от акрил-силикатните мазилки
4. Акрил-силикат-силиконови – Свързващо вещество – акрилна дисперсия с добавка на силиконова смола и калиево водно стъкло; ефект – омрежаване, силикатизиране и образуване филм. Търси се като ефект най-доброто от силикатните и силиконовите мазилки. Подходящи са сгради с ETICS с изолационен материал EPS. Техните основни предимста и недостатъци са:
- + много висока паропропускливост
- + изключително водоотблъскващи са
- + висока стабилност на цвета на покритието
- + устойчивост на замърсявания от микроорганизми
- + силна устойчивост на замърсяване
- + голяма UV устойчивост
- - по-скъпи са и от акрил-полимерните мазилки и от акрил-силикатните мазилки
Видове пастообразни мазилки според вида и структирата им:
Можем да ги разделим на мозаечни и структурни:
- Мозаечни мазилки: те са смес на акрилатна дисперсия с естествено оцветени камъчета, съществуват в различни фракции и цветове. Основното им поле на прилагане е в цокълните части на сградите, поради тяхната повърхностна якост и неизбледняване на цветовете им при експлоатацията.
- Структурни мазилки: Те от своя страна могат да бъдат акрилни, акрил-силикатни, акрил-силиконови и акрил-силикат-силиконови по състав. По форма различаваме основно два типа:
- Влачени (тип „дървояд“): с фракция 2,00 мм, 2,5 мм и 3,0 мм
- Драскани (тип „камъчета“): с фракци 1,00 мм (неподходящ за ETICS), 1,5 мм, 2,0 мм, 2,5 мм и 3,00 мм
Фасадни бои – за фасадните бои казахме вече достатъчно по-горе
Облицовъчни покрития (камък, гранитогрес, фасаден клинкер)
Облицовките за фасади с ETICS са най-различни по цвят и форма, най -важното което трябва да се има предвид е, че те са значително по-тежки от декоративните мазилки и за целта още при предварителното проектиране и планиране на всеки строителен обект трябва да се заложи носеща метална мрежа при каменните и гранитогресните облицовки или допълнително армиране и дюбелиране при клинкерните плочки. За камъка и гранитогреса смятаме да не влизаме в подробности, ще кажем няколко думи в повече за клинкерните плочки. Технологията на този тип керамични плочки (а фасадни тухли за декоративна зидария – вариант на вентилирана фасадна система) датира от преди повече от 150 години от Германия. Тя е близка до технологията на производство на керамични тухли т.е. входящият материал е глина. Крайният продукт клинкерната плочка е материал с висока устойчивост на метеорологичните промени и изключително дълъг експплоатационен живот.
