Оточин В.Е.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ НАРУЖНЫХ СТЕН В МНОГОЭТАЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ *
Аннотация:
в статье рассматриваются применяемые в строительстве современные технологии устройства фасадов зданий. Описывается применение, устройство, а также основные достоинства и недостатки наиболее распространенных в строительной отрасли Российской Федерации многослойных наружных стен. Проведен сравнительный анализ многослойных стен по группам показателей: конструктивным, монтажным, технологическим, экономическим и эксплуатационным.
Ключевые слова:
технологии фасадов, многоэтажная архитектура, энергоэффективность, технологичность
DOI 10.24412/2712-8849-2025-687-2079-2093
Современные фасады играют важную роль в восприятии человеком облика не только здания, но и окружающей городской среды в целом. Фасад здания образуется из множества элементов: наружные стены, окна, декоративные элементы, крыши. Облик фасада, заложенный архитектором, определяет эстетические и объемно-планировочные решения здания. Однако в первую очередь фасад должен нести функциональную нагрузку: защита внутренних помещений от температуры, влаги, солнца и ветра. Этот подход сохранялся во все временя, хотя сами фасады с течением времени менялись порой кардинально.На протяжении последних десятилетий при строительстве многоэтажных зданий получила широкое распространение конструктивная схема из монолитного железобетона, ввиду высоких темпов возведения, широкого спектра объемно-планировочных решений, а также высокой несущей способности. Поэтому многослойные фасады с ненесущими навесными стенами получили широкое распространение.Многослойные наружные стены представляют собой конструктивное решение, включающее в себя несущий слой (обычно это кирпичи, железобетон или газосиликатные блоки), теплоизоляционный материал (минеральную вату, пенополистирол или PIR-плиты) и наружный защитно-декоративный слой (облицовочный кирпич, керамогранит, металлические кассеты, фиброцементные или композитные панели).Основные достоинства использования многослойных наружных стен по сравнению с однослойными заключаются в их высокой энергоэффективности, небольшой толщине и массе, высокой степени огнестойкости, возможности ведения строительно-монтажных работ без ограничений по сезонности. К основным недостаткам можно отнести большую трудоемкость монтажа, высокие требования к квалификации рабочих, сложности при устройстве узлов примыканий конструкций, высокая себестоимость конструкции [1].Наиболее часто в современном строительстве используется следующие типы многослойных наружных стен:- многослойная стена с облицовкой фасада кирпичом «традиционный фасад»,- трехслойные железобетонные панели.- штукатурный фасад или «мокрый фасад»,- навесные вентилируемые фасадные системы.Традиционный фасад (рисунок 1) – трехслойная кирпичная стена, выполняющая одновременно несущую и теплоизоляционную функцию. Несущая стена чаще всего выполняется из газобетонных блоков или силикатных кирпичей. В качестве теплоизоляции используется минеральная вата. Облицовка выполняется из керамического кирпича.Рисунок 1. Традиционный фасад (трехслойная кирпичная стена):1– полнотелый силикатный кирпич толщиной 250 мм,2 – проникающая грунтовка, слой клеевого состава,3 – облицовочный слой из керамическогопустотелого кирпича толщиной 120 мм,4 – наружное утепление плитами из минераловатной плиты«ТЕХНОБЛОК СТАНДАРТ» толщиной 90 мм,5 – гибкие связи,6 – штукатурка на цементно-песчаном растворе.Достоинства традиционных фасадов: доступность материалов, экологичность, возможность работ в любое время года, срок эксплуатации более 50 лет, пожарная безопасность, высокая морозостойкость.Недостатки традиционных фасадов: высокая трудоемкость работ, сильное водопоглощение, большая масса конструкции [2].Фасад из трехслойных железобетонных панелей (рисунок 2) – многослойная стеновая конструкция, состоящая из внутреннего несущего слоя железобетона, среднего слоя эффективного утеплителя и наружного защитно-декоративного слоя из железобетона, выполняющая несущую и теплоизоляционную функцию. Железобетонные панели могут быть навесными или являться частью несущего каркаса здания [3].Рисунок 2. Фасад из трехслойных железобетонных панелей:1 – монолитный железобетон толщиной 100 мм,2 – наружное утепление плитами из минераловатной плиты«ТЕХНОФАС ОПТИМА» толщиной 110 мм,3 – гибкие связи распорки,4 – гибкие связи подвески,5 – монолитный железобетон толщиной 80 мм,6 – облицовочная керамическая плитка толщиной 10 мм.Внутренний и наружный слой железобетона изготавливаются из тяжелого бетона и стальной арматуры. В зависимости от проектных нагрузок определяется класс бетона и армирования. Наружный и внутренние слои соединяются между собой жесткими диагональными связями. Теплоизоляционный слой железобетонных трехслойных панелей выполняется из минеральной ваты или экструдированного пенополистирола.Достоинства трехслойных железобетонных панелей: заводское качество изготовления, высокая прочность, высокая скорость монтажа, высокий показатель энергоэффективности, пожарная безопасность.Недостатки трехслойных железобетонных панелей: типизация и упрощение архитектурно-планировочных решений, масса изделия, сложности при устройстве стыков панелей.Штукатурный фасад (рисунок 3) – многослойная конструкция, состоящая из наружной стены, теплоизоляционного слоя, клеевого состава, пластиковых дюбелей, армирующей сетки и декоративного штукатурного слоя.Рисунок 3. Штукатурный фасад:1 – газобетонный блок толщиной 200 мм,2 – проникающая грунтовка, слой клеевого состава,3 – наружное утепление плитами из минераловатной плиты«ТЕХНОФАС ОПТИМА» толщиной 80 мм,4 – армирующая сетка,5 – кварцевая грунтовка,6 – декоративный штукатурный слой 20 мм,7 – дюбель,8 – штукатурка на цементно-песчаном растворе.В качестве теплоизоляционного слоя в «мокрых фасадах» используются минераловатные и пенополистирольные плиты. Чаще всего используются минераловатные плиты из-за их высоких теплотехнических показателей, негорючести и экологичности. Благодаря внутренней структуре влага свободно проникает через волокна и предотвращает риск выпадения конденсата. Теплоизоляционные плиты крепятся к поверхности стен механическим способом на тарельчатый дюбель или при помощи клеевых составов.Достоинства штукатурного фасада: относительная простота выполнения конструкции, высокая энергоэффективность, устранение мостиков холода, пожарная безопасность.Недостатки штукатурного фасада: сравнительно небольшой срок эксплуатации от 15 до 30 лет, возможность выполнения работ при температуре не ниже +5ºС [4].Навесной вентилируемый фасад (НВФ) (рисунок 4) – многослойная конструкция, состоящая из каркаса из металлических профилей, закрепленного на кронштейнах к наружной стене здания, теплоизоляционного слоя, вентилируемой прослойки и облицовочного слоя.Рисунок 4. Навесной вентилируемый фасад:1 – газобетонные блоки толщиной 200 мм,2 – анкерный дюбель для крепления кронштейна к стене,3 – наружное утепление плитами из минераловатной плиты«ТЕХНОВЕНТ ОПТИМА» толщиной 80 мм,4 – воздушный зазор толщиной 50 мм,5 – кронштейн,6 – ветрозащитная мембрана,7 – направляющая,8 – тарельчатый дюбель,9 – металлические кассеты толщиной 5 мм,10 – штукатурка на цементно-песчаном растворе.Теплоизоляционный слой в навесных вентилируемых фасадах выполняется из минеральной ваты. Вентилируемый воздушный зазор между утеплителем и облицовкой обеспечивает эффективное удаление влаги из утеплителя. Несущий каркас фасада способен нести любой тип облицовки, кроме того, кронштейны системы могут устанавливаться без предварительного выравнивания наружных стен.Достоинства НВФ: высокая энергоэффективность, отсутствие ограничения к сезонности монтажа, нет необходимости выравнивать стены, возможность использования любых облицовочных материалов, наличие вентилируемого зазора для удаления влаги, срок эксплуатации более 50 лет [5].Недостатки НВФ: сложность монтажа системы, слабое нормативное регулирование проектирования, при чрезмерной толщине зазора возможно возникновения гудения и свиста, при неправильном проектировании сниженная огнестойкость конструкции [6].Сравним рассматриваемые выше технологии устройства наружных ограждающих конструкций с целью выявления оптимальных вариантов по группам показателей: теплотехнических, технологических, экономических.Для этого произведем теплотехнический расчёт наружных стен здания по следующим исходным данным:- город строительства – г. Саратов (зона влажности – сухая),- тип помещения – жилое,- расчетная температура внутреннего воздуха tв = 20 °С,- относительная влажность внутреннего воздуха φв = 55%,- продолжительность отопительного периода со среднесуточной температурой наружного воздуха менее 8 °С - Zот = 189 сут,- средняя температура отопительного периода tот = –3,2 °С,- температура наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 tн 0,92 = – 28 °С.Проведем сравнение выбранных вариантов многослойных стеновых конструкций по группам показателей: конструктивным, монтажным, технологическим, экономическим и эксплуатационным.В первую группу показателей выведены конструктивные характеристики (таблица 1).Таблица 1. Сравнительная таблица конструктивных характеристик многослойных стен.Минимальная толщина конструкции составляет 300 мм для вариантов фасадов штукатурного и из трехслойных железобетонных панелей. Самой массивной конструкцией является трехслойная кирпичная стена, с толщиной 460 мм и массой 1 м2 конструкции 597,05 кг. Навесной вентилируемый фасад имеет самую низкую массу 1 м2 конструкции 142,5 кг (с учетом примерного расчета несущий подсистемы) и наилучшие теплотехнические показатели 3,173 м2 ºС/Вт.Во второй группе показателей приведены монтажные характеристики рассматриваемых конструкций (таблица 2).Таблица 2. Сравнительная таблица монтажных характеристик многослойных стен.Во второй группе показателей наибольшую эффективность по возможности вести круглогодичный монтаж показывают навесные вентилируемые фасады и трехслойные железобетонные панели. Однако для монтажа панелей требуются краны и специальный транспорт для перемещения. Штукатурные фасады имеют ряд ограничений к температуре и влажности поверхности, а также к ее качеству. Традиционный фасад из трехслойной кирпичной стены имеет недостатки в виде большого веса и ограничения кладочных работ в зимний период.Расчеты трудоемкости работ производились по нормативно-техническим документам, с учетом перевода нормативных единиц измерения в расчетные. Удельная стоимость устройства 100 м2 конструкции рассчитывалась на основании усредненных показателей рыночных цен на строительно-монтажные работы и материалы на момент 2025 года.В третью группу показателей выведены технологические и экономические характеристики конструкций (таблица 3).Таблица 3. Сравнительная таблица технологических и экономических характеристик многослойных стен.Наиболее трудоемким оказался штукатурный фасад с трудоемкостью выполнения 1 м2 4,41 чел.-ч., при этом его удельная себестоимость устройства наименьшая из представленных и составляет 1 226 352 руб. за 100 м2 конструкции. Самым быстровозводимым вариантом оказался фасад из трехслойных железобетонных панелей с трудоемкостью выполнения 1 м2 0,71 чел.-ч, что быстрее в среднем в 5,6 раз чем другие варианты. При этом стоимость устройства конструкции составляет 1 226 352 руб. за 100 м2 конструкции, что практически одинаково со стоимостью штукатурного фасада. Вариант с использованием трехслойных стен оказался самым усредненным по показателям трудоемкости и стоимости работ. Самым дорогим решением оказался навесной вентилируемый фасад 2 058 192 руб. за 100 м2 конструкции, это обусловлено сложностью и дороговизной возведения подсистемы и облицовки.По указанным критериям в третьей группе показателей самым эффективным оказался вариант с использованием трехслойных железобетонных панелей.В четвертой группе показателей фасадные системы сравниваются по эксплуатационным характеристикам (таблица 4).Таблица 4. Сравнительная таблица эксплуатационных характеристик многослойных стен.Самый короткий срок эксплуатации имеет штукатурный фасад, около 25 лет, однако он один из самых простых в ремонте. Навесные вентилируемые фасады являются самыми ремонтопригодными системами, в то же время их срок службы составляет около 50 лет. Традиционные фасады из кирпича и фасады из железобетонных панелей имеют крайне длительный период эксплуатации до 70 лет, однако имеют недостатки в виде сложности проведения ремонтных работ.По результатам сравнений выявлены основные показатели наружных стен. По большинству показателей, таким как конструктивным, техническим, монтажным и эксплуатационным, лидируют навесные вентилируемые фасады. В то же время по технологическим и экономическим показателям наилучшим решением является использование трехслойных железобетонных панелей.В последнее время наметились основные тренды при проектировании и строительстве многоэтажных домов, основанные на применении навесных вентилируемых фасадов и фасадов из многослойных штукатурных фасадов. К одному из преимуществ использования НВФ можно отнести массовость применения в Российской Федерации (уже более 50% рынка принадлежит вентилируемым фасадам) [7]. Это дает возможность изготовителям, проектным и строительным организациям эффективно проектировать и производить данные системы, основываясь на накопленном опыте.Принимая во внимание востребованность рынка жилья в дальнейшем увеличении темпов строительства, от специалистов строительной отрасли требуется поиск инновационных способов возведения фасадов.
Номер журнала Вестник науки №6 (87) том 3
Ссылка для цитирования:
Оточин В.Е. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ НАРУЖНЫХ СТЕН В МНОГОЭТАЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ // Вестник науки №6 (87) том 3. С. 2079 - 2093. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/24465 (дата обращения: 22.01.2026 г.)
Вестник науки © 2025. 16+