Агрессивность среды: как климат влияет на навесные фасадные системы

Учет климатических условий — ветровых нагрузок, солнечного излучения, влажности, состава и агрессивности атмосферного воздуха очень важен при создании навесных фасадных систем (НФС). Вентилируемые фасады подвергаются усиленному воздействию окружающей среды и при этом выполняют важную защитную функцию для всей постройки.

Факторы риска

На обширных российских просторах учет климатических воздействий на здания и сооружения особенно актуален. Существует даже отдельная научная дисциплина — строительная климатология, которая исследует, как окружающая среда и природные явления воздействуют на строительные объекты, их коммуникации и используемые материалы.

Всего выделяют 4 климатических района с 16-ю подрайонами. По влажностным режимам территория России делится на 3 категории, а по температурным условиям — на целых 8. 
В соответствии с ГОСТом (1), ветровая нагрузка рассчитывается по 8 зонам, в зависимости от силы и частоты воздействия этого природного фактора.

Таким образом, принимая во внимание температуру, силу ветра и другие параметры, подходы к проектированию НФС будут заметно различаться для зданий, расположенных в Сочи, в Москве и во Владивостоке.

Эти процессы регламентированы следующими нормативами: СП-28 «Защита строительных конструкций от коррозии» (2), ГОСТ «Конструкции подоблицовочные вентилируемых навесных фасадных систем и их соединения» (3) и др. 
Ссылка на них есть в своде правил «Системы фасадные навесные вентилируемые» (4)

Все рекомендуемые нормативными документами материалы в достаточной степени исследованы, испытаны и из представленного в документах списка специалисты всегда смогут подобрать нужный.

Более того, по-разному придется подходить к подбору материалов и в зависимости от агрессивности среды: есть неагрессивная, слабо-, средне-, сильно- и особо сильно агрессивная среда.

Для простоты понимания и применения это же деление может производится на следующие категории атмосферы: сельская, городская, городская промышленную и приморская (до 500 м. и ближе 500 метров от моря).

Так, для неагрессивной среды можно применять окрашенную оцинкованную сталь, для слабо- или среднеагрессивной городской среды вполне достаточно иметь ферритную коррозионностойкую сталь (12Х18 или AISI 430), а для приморской атмосферы ближе 500 метров от берега моря уже нужна молибденсодержащая или аустенитная сталь (AISI-316 или AISI-304 соответственно).

В практике DIAT немало объектов, спроектированных для условий повышенной климатической сложности. 
Пример — ЖК Reef Residence в Сочи. Помимо того, что комплекс расположен всего в 50 метрах от моря, зона его строительства относится к 5 ветровому району с силой ветра до 30 м/с. Для сравнения, Москва находится в первом. 

Для ЖК Reef Residence в Сочи специалисты DIAT спроектировали подсистему НФС, изготовленную из коррозионностойкой стали марок AISI 304 и AISI 321. Особое внимание уделялось качеству, антикоррозийным свойствам материалов и усилению скрытых креплений.

Задача осложнялась тем, что для облицовки были выбраны патинированные медные кассеты изумрудного оттенка. 
Чтобы избежать гальванической коррозии на стыке несущей конструкции с финишной фасадной облицовкой и при этом сохранить ветровую устойчивость конструкции, пришлось прибегнуть к нестандартным решениям с элементами дополнительной прочной «вклейки» соприкасающихся деталей.

Нетривиальные подходы в конструктиве НФС были найдены и для облицовки юрским мрамором кафедрального собора Рождества Христова в Южно-Сахалинске. 

Здесь специалистам пришлось дополнительно учитывать сложный температурный режим эксплуатации НФС, сейсмическую активность региона и большой вес облицовочного материала.

Сбор данных: актуализировать и систематизировать

Если специфика приморского климата и зависящие от него особенности проектирования навесных фасадов, вполне прозрачны и понятны, то вопрос определения степени агрессивности городской и особенно промышленной среды остаются открытыми.

Действующий СП регламентирует агрессивность атмосферы в соответствии с наличием и количеством целого списка соединений в воздухе. Предполагается, что определением этих соединений должны заниматься специализированные лаборатории, но реально их нет даже в Гидрометеобюро, которое, по идее и призвано оценивать статистику ветров и осадков, агрессивность среды, в которой живут люди.

В районе Челябинского металлургического комбината я лично видел черный снег с синим отливом, а возле одного из заводов, который выпускает растворители, невозможно было дышать. Это бесспорно указывает на агрессивную атмосферу. Но узнать, какая она и какие именно соединения присутствуют в воздухе, достаточно сложно. Поэтому и корректное проектирование НФС для таких районов будет проблематичным.

В идеале, характеристики атмосферы задаются в техническом задании на проектирование. При невозможности точно определить состав воздуха, всегда есть риск, что Заказчик из соображений экономии укажет в документах «неагрессивную атмосферу». Дело в том, что, чем жестче реальные условия эксплуатации НФС, тем дороже получается конструкция.

Но это вопрос надежности, на которой экономить не стоит.

В советское время была проделана огромная работа, по определению и ранжированию ветровых, снеговых, сейсмических и химически агрессивных районов.
И, поскольку получить ответы на официальные запросы по характеристикам атмосферы сейчас затруднительно, проектировщики до сих пор пользуются старыми данными, но не факт, что они актуальны и на сегодняшний день.

Насколько мне известно, подобных масштабных изысканий сейчас не ведется. А исследования НИТУ МИСиС, проведенные в 2016-2017 годах по запросу Министерства строительства и ставшие основой для разработки уже упомянутого выше ГОСТа «Конструкции подоблицовочные вентилируемых НФС и их соединения» (3) , отвечают лишь на часть вопросов.

Остается надеяться, что эта работа, столь необходимая для грамотного проектирования зданий и НФС, будет продолжена.

Примечания: 
 1 — ГОСТ Р 56728—2015 «Методика определения ветровых нагрузок на ограждающие конструкции»
2 — СП 28.13330.2017 «Защита строительных конструкций от коррозии»
3 — ГОСТ Р 70071-2022 «Конструкции подоблицовочные вентилируемых навесных фасадных систем и их соединения»
4 — СП 522.1325800.2023 «Системы фасадные навесные вентилируемые»