Захист стін від дощу стратегії, класифікація, типологія
При проектуванні зовнішньої оболонки будівлі, яка надійно захищає її від дощу, необхідно враховувати такі основні фактори:
Кліматична зона, в якій розташована будівля
Річне випадання опадів
Рівень захисту стін від прямого потрапляння дощу
Заплановане застосування будівлі (рівень внутрішньої вологості)
Вимоги до теплозахисту будівлі
Нижче наведено огляд стратегій, типології та класифікації зовнішніх стін щодо методів та принципів захисту їх від дощової води. Він виконаний з урахуванням матеріалів канадських досліджень [1-3]. Кліматичні та погодні умови України та Канади багато в чому схожі.
1. Типологія зовнішніх стін
На малюнку 1 представлені основні типи зовнішніх стін, які відрізняються методами захисту від дощу. Більшість цих типів виникли з багаторічного практичного досвіду внаслідок численних спроб і помилок. Інноваційні типи стін із дощовими бар'єрами виникли останні десятиліття.
 |
Рисунок 1 — Типи зовнішніх стін із різною стратегією захисту від дощу [1]
2. Абсолютні та неабсолютні дощові бар'єри
Початковою та первинною класифікацією стін є поділ їх на абсолютні та неабсолютні дощові бар'єри. Абсолютний бар'єр зупиняє будь-яке проникнення води по єдиній площині, так само як абсолютний повітряний бар'єр запобігає будь-якому проникненню повітря. Прикладами абсолютних дощових бар'єрів є, наприклад, світлопрозорі фасади з алюмінію і скла, а також система зовнішньої обробки, яка складається з термоізоляційної панелі, армуючого покриття і дуже стійкого до води захисно-декоративного.зовнішнього покриття.
Оскільки дуже важко побудувати і підтримувати абсолютно водонепроникну стіну, більшість стін проектуються і зводяться як неабсолютні дощові бар'єри. До неабсолютних дощових бар'єрів належать традиційні масивні стіни та стіни з так званим «дощовим екраном», наприклад, навісні вентильовані фасади.
3. Водяний буфер
У традиційних цегляних та кам'яних будинках застосовується стратегія накопичення вологи в стінах у дощовий період часу, а потім їх висушування у сухий період часу. Таким чином, монолітні цегляні фасади були не тільки частиною конструкції, що несе, але також водяним буфером. Доки ємності цього водяного буфера було достатньо, щоб зберігати вологу, що накопичилася, а волога не завдавала стіні шкоди, вважалося, що вона виконує свою функцію.
Недоліками цієї стратегії є:
потрібна велика кількість будівельних матеріалів та багато праці, щоб зводити такі стіни;
низька ефективність теплозахисту будівлі та
відсутність повітронепроникного бар'єру.
Довговічність стіни та управління вологою досягалося за рахунок низької теплової ефективності та температурного комфорту.
 |
Малюнок 2 - Стіни типу "водяний буфер" або накопичувальні стіни [2]
4. Абсолютний дощовий бар'єр
Практика показала, що стратегія «абсолютної герметизації» стін або «лицьової герметизації» стін не виправдовує своєї назви, хіба що вони не розташовані в посушливих кліматичних зонах. Неминучі дефекти будівельних матеріалів і неможливість 100% якості будівельних робіт дають велику ймовірність того, що абсолютний бар'єр не буде абсолютним. Він обов'язково матиме непорушності,які виявляться чи під час їх будівництва, чи під час їх експлуатації. Тому підтримання абсолютних бар'єрів у робочому стані протягом заданого терміну служби є неприйнятно дорогим. Стіни типу "абсолютний бар'єр" або "лицьова герметизація" принципово не мають засобів для дренажу води, яка випадково проникла у стіну. Тому такі стіни не застосовують у будинках, які мають високі вимоги до захисту від кліматичних впливів.
Щоб забезпечувати захист будівлі від проникнення води та повітря абсолютні бар'єри або лицьова герметизація повинні мати ретельну герметизацію стиків за допомогою герметиків або ущільнювачів. Цей підхід застосовується до таких будівельних елементів, як вікна та двері, які виготовляються в заводських умовах під жорстким наглядом служб контролю якості. Герметичність з'єднань між таким абсолютним компонентом (вікном) і отвором у стіні будівлі також дуже сильно залежить від якості виконання робіт і довговічності матеріалів, що застосовуються.
 |
Малюнок 3 - Стіни з "абсолютною" герметизацією [2]
5. Стіни з дощовим екраном (стіни з дренажем)
Ці стіни контролюють проникнення дощу шляхом дренажу та висушування всієї води, яка пройшла крізь дощовий екран, наприклад, між панелями зовнішнього облицювання, і потрапила всередину стіни. Ці стіни також відносяться до систем неабсолютного дощового бар'єру, які припускають, що частина дощової води проникає через зовнішню поверхню фасаду (рисунок 4).
 |
Малюнок 4 - Стіни з дощовим екраном [2]
У цих стінах для запобігання подальшому руху води, яка проникала за зовнішній дощовий екран, всередину стіни зазвичай застосовують додаткові механізми,такі як розрив капілярного руху води, накопичення води та багаторазові дренажні площини.
5.1. Роль повітряного зазору
Зазор між дощовим екраном — зовнішнім облицюванням та утеплювачем, який також називають повітряним прошарком та повітряною порожниною, забезпечує розрив капілярного руху води всередину стіни, а також прямий прохід вниз для гравітаційного дренажу та шлях для повітряного потоку, що вентилює.
Невеликий зазор це все, що потрібно для забезпечення дренажу. Мінімальна ширина цього зазору, яка застосовується для малоповерхових будинків з дерев'яним облицюванням (обшивкою), становить близько 1,5-2,0 мм або навіть менше. Сам собою дренаж не вимагає широкого зазору і збільшення ширини зазору практично нічого не дає для його поліпшення.
Однак ширший зазор може забезпечувати більш інтенсивний рух повітря та покращувати видалення вологи, а також давати можливість укладатися у допуски розмірів несучої стіни, наприклад цегляної кладки, особливо при реконструкції старих будівель.
Повітряні зазори позаду зовнішнього облицювання по інтенсивності руху повітря та наявності вентиляційних отворів мають таку класифікацію (рисунок 5):
- слабко вентильовані (vented)
- добре вентильовані (ventilated)
- вентильовані з модерацією тиску (pressure moderated).
 |
Малюнок 5 - Стіни з внутрішнім дренажем [3]
5.2. Слабо вентильований (невентильований) зазор
Стіни із слабким вентилюванням не мають вентиляційних отворів на виході із зазору. Це слабке вентилювання, яке можна називати провітрюванням, що забезпечує видалення незначної кількості води, яка залишилася після дренажу. Такі зазори застосовують у сухому чи помірномукліматі, в основному для малоповерхових будівель.
5.3. Добре вентильований зазор
Для вентилювання зазору в цегляній кладці роблять спеціальні отвори у вигляді «пропущеної» цегли. У дерев'яному облицювання внахлест вентилювання відбувається саме собою завдяки особливостям конструкції через отвори та щілини між планками.
Наявність отворів внизу та вгорі зазору забезпечує більш інтенсивний обмін повітря зазору із зовнішнім повітрям. Чим більший потік повітря, який проходить через зазор і чим більший обсяг самого зазору, тим більше вологого повітря та водяної пари виходить через нього назовні. Добре вентильована стіна допомагатиме висушуванню матеріалів, суміжних із зазором та самого облицювання, забезпечуючи тим самим механізм для видалення води через облицювання, яке не пішло через дренажні канали.
5.4. Вентильований зазор з модерацією тиску
Звичайні вентильовані повітряні зазори можуть добре працювати при облицюванні малоповерхових будівель, але пропускати надто багато води та вологого повітря через облицювання на верхніх поверхах багатоповерхових будівель, які піддаються впливу сильнішого вітру.
Концепція дощових екранів з вирівнюванням тиску полягає в тому, щоб створити за зовнішнім облицюванням повітряні порожнини для вирівнювання тиску. Для цього весь повітряний зазор поділяється на окремі секції. При поривах вітру тиск повітря усередині цих секцій швидко зростає і майже порівнюється із зовнішнім тиском. Це виключає або знижує рушійну силу для проникнення води - різницю тиску зовні та всередині облицювання.
Дослідження показують, що практично повне вирівнювання тиску досягається рідко. Тому часто замість терміна "вирівнювання тиску" застосовують термін "модерація тиску".Вважається, що навіть часткове вирівнювання (модерація) тиску дає зниження кількості води, що проникає за зовнішнє облицювання, особливо на верхніх поверхах багатоповерхових будівель.
6. Вибір типу стіни для захисту від дощу
Основними факторами при виборі типу стін та її матеріалів щодо захисту їх від дощу є кліматична зона, в якій знаходиться будівля, річна кількість опадів та рівень захисту стін будівлі від прямого влучення дощу. Потенціал стіни до накопичення вологи та своєчасного її висушування повинен бути вищим, ніж її потенціал до надмірного намокання та пошкодження матеріалів від впливу вологи.
Джерела: 1. https://buildingscience.com/documents/digests/bsd030-rain-control-theory 2. http://www.civil.uwaterloo.ca/beg/Downloads/rain%20control.PDF 3. https://www.wbdg.org/resources/building-enclosure-design-principles-and-strategies
ТОВ «Алюком» р. Москва, вул. Нагатинська, 16, стор 9, офіс 2-5
Виробництво та склад: Калузька обл., м. Малоярославець, вул. Калузька, 64.