Фасадные работы и требования к внешнему виду зданий: семь раз отмерь – один заплати

5.1.4. Общие требования и порядок проектирования вентилируемых фасадных конструкций

Проектная документация на НФС для конкретного объекта разрабатывается на основе технического задания на проектирование, которое подготавливается в соответствии "Положением о составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию" и утверждается в установленном порядке.

Рекомендуемая форма технического задания на проектирование НФС приведена в приложении 5.1.1. (приложении А СП 522.1325800.2023).

Для реконструируемых зданий техническое задание на проектирование дополнительно должно содержать акт обследования наружных стен здания, где указываются техническое состояние фасадов, данные о несущей способности стен и о величине отклонений отдельных участков.

При проектировании несущих конструкций НФС необходимо выполнять расчет по предельным состояниям в соответствии с требованиями ГОСТ 27751, СП 16.13330, СП 64.13330, СП 128.13330.

Несущие конструкции НФС для каждого конкретного здания следует рассчитывать на нагрузки и воздействия и их сочетания согласно требованиям СП 20.13330, в том числе на нагрузки от двустороннего обледенения облицовки.

Расчет должен быть проведен для всех участков здания с учетом различных конструктивных решений НФС.

Проектирование и расчет элементов НФС на площадках с сейсмичностью 7 баллов и более следует выполнять в соответствии с СП 14.13330.

Теплотехнические расчеты необходимо выполнять в соответствии с СП 50.13330.

Оценку коррозионной стойкости элементов металлического каркаса НФС проводят в соответствии с СП 28.13330, ГОСТ Р 70071.

Оценку влияния температурных воздействий и термических деформаций на рамный каркас НФС, закладные детали и облицовочные элементы определяют согласно СП 128.13330, СП 16.13330.

Основными эксплуатационно-техническими характеристиками НФС являются:

пожарная безопасность;

устойчивость к нагрузкам и воздействиям (снеговой, ветровой и т.д.);

долговечность и коррозионная стойкость;

сейсмостойкость;

эксплуатационная безопасность.

Долговечность НФС, включая элементы и комплектующие, должна быть не менее расчетного срока службы здания и сооружения по ГОСТ 27751.

Допускается использовать элементы НФС с меньшим расчетным сроком службы при условии возможности их замены или подтверждения технического состояния НФС согласно ГОСТ 27751. Необходимые указания и технические решения должны быть внесены в проектную и рабочую документацию, а также в инструкцию по эксплуатации.

При проектировании следует предусматривать устройства и механизмы для обслуживания и ремонта НФС, если без них доступ к элементам конструкций невозможен.

5.1.5. Состав работ и порядок проектирования фасадных конструкций

Настоящий раздел соответствует Приложению “Б” Свода правил 522.1325800.2023 «Системы фасадные навесные вентилируемые».

Состав работ и порядок проектирования фасадных конструкций включает:

1. Анализ архитектурных решений фасадов объекта проектирования. Классификация типов поверхностей по общим признакам, выявление и формализация их линий пересечения. Предварительный выбор типа конструкций.

2. Анализ обеспечения требований энергоэффективности. Выполнение предварительного теплотехнического расчета наружной ограждающей конструкции.

3. Определение нагрузок и воздействий на проектируемые фасадные конструкции, их сочетаний, расчетных случаев; определение зон для последующей оценки несущей способности. Определение (уточнение) аэродинамических коэффициентов.

4. Разработка рациональных схем раскладки облицовочных материалов, определение типа крепления облицовочных изделий, проведение оценки прочности облицовочного материала.

5. Определение конструктивной схемы несущего каркаса фасадной конструкции, характеристик материала элементов направляющих и кронштейнов, расчетных поперечных сечений и узлов соединений. Проведение прочностных расчетов, корректировка технических решений навесной фасадной конструкции.

Проведение оценки коррозионной стойкости элементов фасадной конструкции для условия последующей эксплуатации.

6. Анализ конструктивных решений наружных стеновых ограждающих конструкций. Определение усилий, возникающих в узлах крепления кронштейнов. Подбор и расчет узлов крепления кронштейнов несущего каркаса фасадной конструкции к строительному основанию.

7. Разработка комплекта рабочей документации для ведения и контроля строительно-монтажных работ (комплект рабочей документации должен содержать рабочие чертежи, организационно-технологическую документацию в объеме, обеспечивающем возведение конструкций в соответствии с проектными решениями).

8. Оценка соответствия технических решений рабочей документации требованиям по пожарной безопасности.

5.1.6. Правила проектирования НФС

Общие сведения

При проектировании фасадных конструкций зданий и сооружений следует применять конструктивные решения, изделия и материалы, обеспечивающие требуемую несущую способность, долговечность, пожаробезопасность, теплотехнические характеристики конструкций и температурно-влажностный режим помещений.

Задачами проектирования НФС являются:

определение параметров и характеристик, обеспечивающих соблюдение требований по безопасности и эксплуатационной надежности;

определение конструктивного исполнения фасадной конструкции с разработкой комплекта рабочей документации.

Состав работ и порядок проектирования НФС приведены в пункте 5.1.5. и приложении 5.1.2 (в приложениях Б и В СП Свода правил 522.1325800.2023 соответственно).

Основные эксплуатационные нагрузки

Нагрузки и воздействия на фасадные конструкции назначаются с учетом климатического района (подрайона) строительства по СП 131.13330. К основным эксплуатационным нагрузкам при проектировании следует относить:

климатические (ветровые, снеговые, температурные и гололедные);

нагрузки от собственного веса облицовочных элементов, элементов несущего каркаса.

Иные нагрузки и воздействия, в том числе особые, учет которых необходим при проектировании фасадных конструкций, должны быть указаны в техническом задании на проектирование.

Основные требования к конструкциям

При проектировании фасадных конструкций следует:

применять оптимальные конструктивные схемы (бескаркасная, комбинированная, рамная или стержневая несущие конструкции НФС), сечения элементов и марки сплавов;

учитывать технические возможности изготовителей элементов конструкций и монтажных организаций.

При проектировании несущих каркасов фасадных конструкций следует учитывать требования:

СП 16.13330, СП 260.1325800 – для стальных конструкций, включая конструкции из коррозионностойкой стали;

СП 128.13330 -для конструкций из алюминиевых сплавов.

Все стержневые (линейные) элементы конструкций по напряженно-деформируемому состоянию (НДС) следует разделять на четыре класса.

1-й класс – НДС, при котором напряжения по всей площади сечения не превышают расчетных |σ| < Ry(R) (упругое состояние сечения);

2-й класс – НДС, при котором в одной части сечения |σ| < Ry(R), а в другой |σ| = Ry(R) (упруго-пластическое состояние сечения);

3-й класс – НДС, при котором по всей площади сечения |σ| = Ry(R) (пластическое состояние сечения);

– 4-й класс – НДС, при котором часть сжатого элемента поперечного сечения теряет местную устойчивость при уровне напряжений ниже расчетных значений |σ| < Ry(R).

Все поперечные сечения элементов, изготавливаемые из стальных тонкостенных гнутых профилей или алюминиевых гнутых и прессованных профилей, следует проверять на принадлежность к 4-му классу НДС, и, при его подтверждении, проводить расчет профилей по 4-му классу НДС. В тех случаях, когда сечение отвечает параметрам обеспечения устойчивости (по отношению ширины пластинки или размера краевого элемента жесткости к толщине пластинки, в соответствии с пп 7.1.1, 7.1.3, 7.2.7 СП 522.1325800.2023), профиль следует рассчитывать по 1-му классу НДС.

При расчете элементов конструкций каркасов НФС следует учитывать коэффициенты надежности по нагрузкам и материалу, а также коэффициенты условий работы и коэффициент надежности по ответственности сооружения (элемента сооружения) в соответствии с указаниями СП 260.1325800, СП 128.13330 и ГОСТ 27751.

Для обеспечения прочности несущих конструкций в расчетах следует применять нормативные и расчетные нагрузки и сопротивления. Коэффициенты надежности по нагрузкам γf и материалу γm представляют собой отношения:

γf = Р/Рп  γm = Rn/R, где:

– Рп и Rn - нормативная нагрузка и нормативное сопротивление, определяемые по ГОСТ 27751, ГОСТ 14918, ГОСТ 16523, СП 20.13330, СП 16.13330, СП 128.13330;

– Р и R – расчетная нагрузка и расчетное сопротивление, представляющие собой максимальную нагрузку и минимальное сопротивление (в вероятностно-статистическом смысле) за срок службы несущих конструкций.

Уровень ответственности зданий и сооружений, а также численные значения коэффициента надежности по ответственности устанавливаются лицом, осуществляющим подготовку проектной документации по согласованию с застройщиком (техническим заказчиком), в техническом задании на проектирование, но не ниже значений, приведенных в ГОСТ 27751.

Собираемость конструкций должна обеспечиваться точностью изготовления элементов фасадных конструкций и облицовочных изделий.

Класс точности изготовления элементов конструкций, изделий, сборочных единиц следует устанавливать в проектной документации.

Допустимые отклонения элементов конструкций от номинальных геометрических размеров, положения отверстий должны быть указаны:

в рабочей документации при разработке комплекта рабочих чертежей;

в стандартах или технических условиях на применяемую продукцию.

Требования по обеспечению надежности

Принятые проектные решения должны быть обоснованы результатами расчетов несущей системы в целом, а также ее конструктивных элементов и соединений. Расчетные ситуации должны учитывать все виды нагрузок и воздействий, их наиболее неблагоприятные сочетания, включая климатические. При необходимости расчеты выполняют на основании данных экспериментальных исследований.

При проведении расчетов необходимо учитывать следующие виды предельных состояний, при которых фасадная конструкция не удовлетворяет эксплуатационным требованиям:

потеря способности конструкции сопротивляться внешним воздействиям, характеризующаяся разрушением фасадной конструкции, фрагментов, соединений, в том числе прогрессирующее разрушение в результате локальных повреждений;

деформации и другие повреждения, характеризующиеся потерей формы, местными локальными изменениями формы, трещинообразованием, приводящими к необходимости прекращения дальнейшей эксплуатации объектов вследствие угрозы жизни и (или) причинения вреда жизни и здоровью людей, окружающей среде и близко расположенным зданиям и сооружениям.

Определяющий вид предельного состояния устанавливается с учетом конструктивных решений фасадной конструкции, применяемых облицовочных изделий и материалов.

Техническую оценку проектных решений, для которых не определены требования настоящего свода правил, следует выполнять по результатам экспериментальных исследований по специально разработанной программе.

При проектировании необходимо учитывать отрицательный эффект влияния на конструкции условий агрессивной среды (попеременное замораживание и оттаивание, наличие реагентов, воздействие морской воды и выбросов промышленных производств и т.д.) в соответствии с СП 28.13330.

Принятые проектные и конструктивные решения должны быть обоснованы результатами расчета по предельным состояниям несущей системы в целом, а также ее конструктивных элементов и соединений. При необходимости расчеты выполняют на основании данных экспериментальных исследований. Расчетные положения должны учитывать все аварийные (неблагоприятные) ситуации, которые могут произойти во время строительства и эксплуатации.

К аварийным ситуациям относят:

изменения климатических (снеговых, ветровых, температурных, гололедных) и сейсмических нагрузок за срок службы сооружения;

изменение расчетных сечений элементов каркаса с учетом коррозионных потерь;

снижение расчетного сопротивления стали и алюминиевых сплавов по пределу текучести и изменению механических характеристик материала за срок службы сооружения;

скорость коррозии в зависимости от формы сечения элемента и места его расположения (в открытой атмосфере, отапливаемом здании и др.), а также от вида агрессивных сред;

воздействия опасных природных процессов и явлений, а также техногенные воздействия.

Особые конструктивные требования

При проектировании фасадных конструкций все каркасы, образующие плоские конструкции из вертикальных и горизонтальных направляющих, крепежных планок, следует разделять деформационными швами на отдельные блоки площадью, определяемой по результатам расчета в соответствии с требованиями СП 385.1325800. Рекомендуется совмещать швы в несущем каркасе фасадной конструкции с температурными швами здания, швами в облицовке с архитектурным оформлением фасада в виде пилонов, карнизов, балконов и т.п.

При формировании деформационных швов следует выполнять требования по величине температурного зазора. Размер зазора определяют расчетом, при отсутствии расчета – в соответствии с таблицей 5.1.6.1.

Таблица 5.1.6.1

Вид металла каркаса

Схему крепления вертикальных направляющих следует подбирать с учетом вида облицовочного материала. При устройстве облицовочного слоя из листовых материалов, керамогранитных плит предпочтение следует отдавать схеме с размещением несущего кронштейна (если он предусмотрен конструкцией) в верхней части направляющей, чтобы собственный вес конструкции с облицовкой и возможный гололед создавали в сечениях вертикальных направляющих растягивающие напряжения. В каркасных зданиях схему крепления следует предусматривать с обязательным закреплением не менее одного кронштейна к несущим железобетонным конструкциям (в пределах одной направляющей).

При использовании кронштейнов с вылетом консоли более 350 мм (с учетом удлинителя) необходимо проверить консоль на общую устойчивость от сжимающей и изгибающей нагрузок, пятку кронштейна на прочность от изгибающей нагрузки и, при необходимости, предусмотреть мероприятия по усилению кронштейнов.

5.1.7. Порядок проведения и оценка результатов обследования строительного основания под монтаж НФС

Настоящий раздел соответствует Приложению “К” Свода правил 522.1325800.2023 «Системы фасадные навесные вентилируемые». Порядок проведения и оценки результатов обследования строительного основания под монтаж НФС включает следующее:

1. Обследование технического состояния наружных стен следует проводить в три этапа:

подготовка к проведению обследования;

предварительное (визуальное) обследование;

детальное (инструментальное) обследование.

2. Обследование начинают с подготовительных работ, которые проводят в целях ознакомления с объектом обследования, его объемно-планировочным и конструктивным решением, сбора и анализа проектно-технической документации, составления программы работ с застройщиком (техническим заказчиком), разработки технического задания.

3. Результатом проведения подготовительных работ является получение следующих материалов:

техническое задание на обследование;

проектная документация на здание;

информация, о перестройках, реконструкциях, капитальном ремонте и т.п.;

инвентаризационные поэтажные планы и технический паспорт на здание;

акты осмотров наружных стен, в том числе ведомости дефектов;

акты и отчеты по ранее проведенным обследованиям.

На основе полученных материалов:

а) устанавливают:

авторов проекта;

год разработки проекта;

время возведения здания;

конструктивную схему здания;

сведения о примененных в проекте конструкциях наружных стен;

геометрические размеры здания, элементов и конструкций;

расчетную схему наружных стен;

проектные нагрузки;

характер внешних воздействий на конструкции наружных стен;

данные об окружающей среде;

характеристики материалов, из которых выполнены конструкции наружных стен;

документы оценки соответствия и паспорта на примененные изделия и материалы;

имевшие место замены и отклонения от проекта;

выявленные при эксплуатации дефекты, повреждения наружных стен и т.п.;

б) составляют программу, в которой указывают:

перечень подлежащих обследованию конструкций наружных стен;

места и методы инструментальных измерений и испытаний;

места вскрытия и отбора проб материалов для исследования образцов в лабораторных условиях;

перечень необходимых поверочных расчетов и т.п.

4. Предварительное (визуальное) обследование проводят в целях предварительной оценки технического состояния конструкции наружных стен по внешним признакам, определения необходимости в проведении детального (инструментального) обследования и уточнения программы работ. При этом выполняют сплошное визуальное обследование конструкций наружных стен здания с выявлением дефектов и повреждений по внешним признакам с необходимыми измерениями и их фиксацией.

Результатами предварительного (визуального) обследования являются:

схемы и ведомости дефектов и повреждений с фиксацией их мест и характера;

описания, фотографии дефектов участков;

проверка наличия характерных деформаций конструкций наружных стен;

установление аварийных участков;

уточненная схема мест вскрытий и зондирования конструкций;

предварительная оценка технического состояния конструкций наружных стен, определяемая по степени повреждений и характерным признакам дефектов.

Выявленная картина дефектов и повреждений конструкций наружных стен позволяет установить причины их появления и может быть достаточной для оценки технического состояния конструкций. Если результатов визуального обследования для оценки технического состояния конструкций недостаточно, проводят детальное (инструментальное) обследование.

Если при визуальном обследовании обнаружены дефекты и повреждения, снижающие прочность и эксплуатационные качества наружных стен, выполняют детальное (инструментальное) обследование, которое включает:

инструментальное определение параметров дефектов и повреждений;

определение фактических характеристик материалов несущих конструкций наружных стен и их элементов;

измерение параметров эксплуатационной среды;

определение фактических эксплуатационных нагрузок и воздействий, действующих на обследуемые конструкции наружных стен;

определение расчетных усилий в несущих конструкциях стен, воспринимающих эксплуатационные нагрузки;

поверочный расчет несущей способности конструкций наружных стен по результатам обследования;

результаты испытаний с определением фактических значений и возможности последующей эксплуатации элементов НФС по действующим или разработанным программам испытаний;

анализ причин возникновения дефектов и повреждений в конструкциях;

составление итогового документа (заключения) с выводами по результатам обследования.

Заключение по итогам обследования технического состояния наружных стен включает:

оценку технического состояния (категорию технического состояния);

материалы, обосновывающие принятую категорию технического состояния наружных стен;

обоснование наиболее вероятных причин возникновения дефектов и повреждений в конструкциях;

техническое задание мероприятий по утеплению, восстановлению и усилению конструкций наружных стен.