|
MAIN PAGE
> Back to contents
Architecture and design
Reference:
Aliev S.A.
Cladding panel material as the basis for the typological variety of hinged facade systems
// Architecture and design.
2020. № 1.
P. 1-14.
DOI: 10.7256/2585-7789.2020.1.35714 URL: https://en.nbpublish.com/library_read_article.php?id=35714
Cladding panel material as the basis for the typological variety of hinged facade systems
Aliev Semur Asif ogly
External Doctoral Candidate, the department of Building Engineering and Real Estate Expertise, Siberian Federal University
660130, Russia, Krasnoyarskii krai, g. Krasnoyarsk, ul. Slovtsova, 8
|
semyr.aliev97@yandex.ru
|
|
 |
|
DOI: 10.7256/2585-7789.2020.1.35714
Received:
15-05-2021
Published:
18-06-2021
Abstract:
The article discusses the variety of facing panels of hinged façade systems. Typological classification was made on the basis of a variety of materials used for facing panels. The author identifies 6 groups of materials: clay, wood, cement, titanium dioxide, metal, special components. Analysis is conducted on the 18 names of facing panels according to the following characteristics: cladding material, exterior, image application technology, weight in kg / m2, attachment, durability, and manufacturer. The article determines 6 criteria and 2 requirements for ventilated facades. Based on the typology of the material, the author outlines advantages and disadvantages of certain types of facing panels. The article determines the criteria and requirements set for ventilated facades. Leaning on the provided typology of material, the advantages and disadvantages of individual types of facing panels for hinged façade systems are indicated. The relevance of this research is substantiated by the growing need for modern technologies and means to make buildings look architectural and expressive due to an assortment of combinations of facing materials in hinged ventilated systems. The study reveals a wide variety of characteristics and types of facing panels. The market offer fully reflects the modern production technology capabilities with regards to construction materials. Despite a number of restrictions imposed by the normative acts, facing panels fully meet all the requirements, as the construct of hinged façade panels in general. Thus, is safe to say that facing panels fully satisfy the market demand. Titanium dioxide panels purify the air, which is in line with the current environmental trends contributing to emission reduction and environmental cleanup.
Keywords:
hinged facade systems, HFS, hinged ventilated facade, facing materials, panels, Flexbrick, Ccflex, UPM ProFi, titanium dioxide, metall
This article written in Russian. You can find original text of the article here
.
Введение
Разнообразие и технологические возможности фасадных отделочных (облицовочных) материалов во многом определяют качество современной архитектуры. На рубеже 20 и 21 века появилось много новых материалов с уникальными свойствами по сравнению с традиционными отделочными материалами, такими как кирпич, дерево, бетон. Помимо развития материалов появилась новая система усовершенствование фасада в виде навесных фасадных систем (НФС), состоящих из подконструкции, теплоизоляции (при необходимости), ветрозащитной мембраны (при необходимости), наружной облицовки. Современные фасадные панели, применяемые в качестве наружной облицовки НФС и представленные на строительном рынке широким многообразием, являются объектом настоящего исследования.
В настоящее время российские и зарубежные компании ведут разработки по производству различных декоративных панелей и облицовочных материалов.
Актуальность исследования обусловлена все возрастающей потребностью в разнообразии современных возможностей и средств для придания зданиям архитектурно-выразительного вида за счет широких комбинаций облицовочных материалов в навесных вентилируемых системах.
Цель исследования состоит в определении и содержательной оценке многообразия и удовлетворении спроса навесных вентилируемых систем исходя из материалов облицовочных панелей для применения в зданиях различного назначения.
Задачи исследования:
- выявить типологию навесных вентилируемых систем исходя из материалов облицовочных панелей;
- определить критерии, предъявляемые к вентилируемым фасадам;
- определить требования, предъявляемые к вентилируемым фасадам;
- выявить достоинства и недостатки отдельных типов навесных вентилируемых систем исходя из материалов облицовочных панелей.
Методами исследования являются сравнительный и ситуационный анализ. Систематизация выполнена по материалам, входящих в состав облицовочных панелей навесных фасадных систем. Выделены шесть групп материалов: глиняные, деревянные, цементные, диоксид титана, металл, особые составляющие.
Рисунок 1 – Классификация облицовочных панелей по входящему в состав материалу
Облицовочные панели из глины включают в свой состав одноименный обоженный компонент. Такие панели изготовлены из природного материала (глины) с различными примесями для предания необходимого цвета. Они обладают эстетикой и могут имитировать любой цвет и отделочные материалы (стекло, древесина, камень и т.д.). Такие панели могут применяться в любом здании, при этом облают немалым весом, поэтому крепление должно быть рассчитано на соответствующую нагрузку. К преимуществам таких панелей относят высокую огнестойкость, низкую гигроскопичность, стойкость к температурным перепадам.
Таблица 1 – Облицовочные панели, состоящие из глины
|
Вид покрытий
|
Материал
|
Картина
|
Технология
нанесения изображения
|
Вес плит, кг/м2
|
Крепление
|
Срок службы, лет
|
Произво-
дители
|
|
Керамический материал Flexbrick
|
обоженная глина скрепленная металлической проволокой
|
эмаль, стекло, древесина, камень, сталь, синтетика
|
пигмент добавляется при производстве глин
|
 ,
|
невидимое
|
20
|
PieraEcocerámica и Cerámica Malpesa (Испания)
|
|
Керамическая плитка Ccflex
|
глина, нанесенной с добавлением полимерных вяжующих
|
кирпичные, плиточные, матовые и
глянцевые, известняковую или песчаниковую.
|
запекание с последующим нанесением прозрачного эластичного защитного
слоя
|
4-5
|
невидимое
|
20
|
DEGUSSA AG. (Германия)
|
|
Терракотовая керамика
|
обожженной глины специальных пород, воды и глазури (не всегда).
|
натуральную матовую поверхность и глазурованную, однородный оттенок или фактуру, имитирующую натуральный камень
|
разнообразные цвета, которые зависят от сорта используемых глиняных масс.
|
от 35
|
невидимое и видимое
|
10
|
российские (одна фирма «Терракот»)и зарубежные
|
|
Керамогранит
|
шликера
|
матовая, полированная, полуполированная.
|
окислы металлов к придают широкую палитру текстур
|
21-30
|
невидимое и видимое
|
25
|
российские и зарубежные
|
Рисунок 2 – Терракотовая керамика
Аналогичным природным материалом служит дерево. Точнее, такие панели содержат в своем составе измельченные волонка древесины. Панели имитируют натуральное дерево с высокой долговечностью до 30 лет, устойчивостью к влаге, биологическим воздействиям, к огню. UPM ProFi в основном создают эффект деревянного сайдинга и применяются в домах малой и средней этажности в качестве облицовки вентилируемого фасада. HPL же может применяться в высотных зданиях, многоквартирных домах, коттеджах.
Таблица 2 – Облицовочные панели, состоящие из дерева
|
Вид покрытий
|
Материал
|
Картина
|
Технология
нанесения изображения
|
Вес плит, кг/м2
|
Крепление
|
Срок службы, лет
|
Произво-
дители
|
|
Древесно-полимерный композит
UPM ProFi
|
целлюлозные волокна и чистые пластиковые полимеры
|
осенне-коричневый, каштаново- коричневый,
каменно серый, черное ночное небл, серебристо-зеленый, солнечно- бежевый, снежно-голубой, мраморно- белый
|
колеры в составе придают изделию необходимый цвет
|
14-20
|
невидимое
|
15-20
|
UPM ProFi
(Финлянди, Германии и США)
|
|
HPL (High Pressure Laminate)п анели
|
древесных волокон и термореактивных смол
|
цветные, имитация различных пород дерева
|
окраска смолы в желаемый цвет
|
13,5-14
|
невидимое и видимое
|
50
|
российские и зарубежные
|
Отдельную группу составляют материалы, включающие в свой состав цемент с добавками. Эти материалы обладают прочностью, долговечностью, легкостью, стойкость к химикатам, воздействиям биологического и климатического характера, к огню. Они также имеют широкую палитру цветов. Но существенным недостатком является большой вес по сравнению с другими панелями. С этим связаны серьезные требования к конструкции крепления, способной выдержать соответствующий вес. Такие панели могут применяться в высотных зданиях, многоквартирных домах. Отдельно выделяются стеклофиброцементные панели. Они востребованы при реконструкции исторических построек, а также при новом строительстве зданий в зонах охраны памятников архитектуры исторических городов.
Рисунок 3 – UPM ProFi
Таблица 3 – Облицовочные панели, состоящие из цемента
|
Вид покрытий
|
Материал
|
Картина
|
Технология
нанесения изображения
|
Вес плит, кг/м2
|
Крепление
|
Срок службы, лет
|
Произво-
дители
|
|
Фиброцементные панели
|
цемент с включением гидравлических добавок и армирующих волокон
|
имитация: камня, кирпича, дерева каменную крошку штукатурку однотонное окрашивание
|
окрашивание гладкой либо текстурной краской
|
17,5
|
невидимое и видимое
|
50
|
российские и зарубежные
|
|
Стеклофиброцементные панели
|
стеклянное или стеклопластиковое волокно, мелкодисперсный высококачественный цемент
|
эмитация текстуры природного камня или дерева
|
введение красящих ингридиентов и разноцветной фибры в бетонный раствор
|
От 14 до 22
|
невидимое и видимое
|
25
|
российские и зарубежные
|
|
Агломератная плитка
|
смеси каменной крошки разного размера и цементного раствора
|
агат, балтика, белый кварц, бирюза, желтый кварц, зеленый гранит, сахара, макслахтинский камень, орех и др.
|
техника сквозного окрашивания, техника «смальтирования»
|
32 и выше
|
невидимое и видимое
|
20 и выше
|
российские и зарубежные
|
Панели, включающие в свой состав диоксида титана, обладают экологически активными свойствами и могут самоочищаться от грязи и очищать окружающий воздух. Основной материал этих панелей может быть различным (глина, цемент и др), но обязательно в состав входит диоксид титана. Они стойки к ультрафиолетовому излучению, нейтрализуют бактерии и вредные химические соединения. Недостатком таких панелей является дороговизна, т.к. производятся за рубежом, нет отечественных производителей. Могут применяться в любом здании без каких-либо ограничений.
Рисунок 4 – Стеклофиброцементные панели
Таблица 4 – Облицовочные панели, состоящие из диоксида титана
|
Вид покрытий
|
Материал
|
Картина
|
Технология
нанесения изображения
|
Вес плит, кг/м2
|
Крепление
|
Срок службы, лет
|
Произво-
дители
|
|
Самоочищающиеся стеклянные фасады
|
тоже, что и при производстве стекол и диоксид титана
|
разные оттенки стекла
|
красящие ионы,
осаждением коллоидов нанометрового размера и др.
|
от 15 до 80
|
невидимое и видимое
|
20
|
зарубежные
|
|
Самоочищающиеся фасады из керамической плитки
|
обоженная глина и диоксид титана
|
оттенки белого (слоновая кость, однотонный белый, абсолютно белый)
|
от диоксид титана приобретается белый цвет
|
25
|
невидимое и видимое
|
20
|
зарубежные
|
|
Самоочищающиеся фасады из спеченной каменной плитки
|
гранит, кремнезем и диоксид титана
|
более 50 различных
|
пигмент добавляется при производстве глин
|
7-30
|
невидимое и видимое
|
20
|
зарубежные
|
|
Самоочищающиеся бетонные фасады
|
мелкозернистый бетон на цементном вяжущем и песке с металлической фиброй, добавка наночастиц диоксида титана
|
более 50 различных
|
в раствор добавляют красители
|
10-12
|
невидимое и видимое
|
20
|
зарубежные
|
Рисунок 5 – Стеклофиброцементные панели
На рынке широко представлены материалы из металла. Основной материал – это, обычно, алюминий, железо или сталь. Среди таких панелей выделяются перфорированные, позволяющие реализовать любой задуманный художественный образ фасада в виде точечного рисунка на металлическом листе. Такие панели легкие, прочные, устойчивы к коррозии, пластичны и экологичны, обладают широким спектром цветов.
Таблица 5 – Облицовочные панели, состоящие из металла
|
Вид покрытий
|
Материал
|
Картина
|
Технология
нанесения изображения
|
Вес плит, кг/м2
|
Крепление
|
Срок службы, лет
|
Произво-
дители
|
|
Перфорированные
панели
|
алюминия, стали, оцинкованного железа
|
рельефные, однотонные и цветные, с рисунком
|
нанесение рисунка или узора на плиту специальным оборудованием
|
7-11
|
невидимое и видимое
|
25
|
российские и зарубежные
|
|
Линеарные панели
|
стальной или алюминиевого прокат, защитно-декоративное покрытие
|
RAL:
эмитация клен, сосна, мореный дуб, белый камень
|
на защитно-декоративном покрытие наносится нужная краска
|
5,5-5,7
|
невидимое и видимое
|
25-50
|
российские и зарубежные
|
|
Алюминиевые композитные панели
|
два листа алюминия, между которыми заключен слой полиэтилена или гидроксида алюминия со смолой, защитный слой полиэстера или смеси поливинилиденфторида и акрила (PVDF)
|
палитра RAL, серия: глянец, матовые, кварц, камень, дерево, зеркало, металлик, хамелеон, жемчуг
|
PVDF и смолы LDPE с использованием Al(OH) 3, Coil Coating
|
5,5-8,5
|
невидимое и видимое
|
50
|
российские и зарубежные
|
Рисунок 6 – Перфорированные панели
Наконец, материалы, состоящие из особых составляющих. К ним относят фотоэлектрические модули и медиафасады. Первые могут генерировать энергию, обладают эстетикой, вторые же могут транслировать любое изображение. Вес таких панелей большой, но существенным недостатком является дороговизна и сложный монтаж. Фотоэлектрические модули применимы преимущественно в солнечных районах, медиафасады применяются чаще в ночное время суток в независимости от вида здания и его географического положения.
Таблица 6 – Облицовочные панели, состоящие из особых составляющих
|
Вид покрытий
|
Материал
|
Картина
|
Технология
нанесения изображения
|
Вес плит, кг/м2
|
Крепление
|
Срок службы, лет
|
Произво-
дители
|
|
Фотоэлектрические модули
|
кремниевая пластина, заламинированную между двумя закаленными стеклами
|
палитра RAL, возможность нанесения любых изображений и текстур
|
от цвета стекла
|
19 и выше
|
невидимое
|
30-50
|
зарубежные
|
|
Медиафасады
|
светодиоды, платы, блоа питания, охлаждающего элемента и приемной карты.
|
любая
|
от светодиода
|
16 и выше
|
невидимое
|
от 10 и выше
|
российские и зарубежные
|
Рисунок 7 – Фотоэлектрические модули
Как показывают результаты исследования (см. таблицы 1-6), содержательные характеристики облицовочных панелей имеют широкое разнообразие. Материалом могут служить как натуральные материалы, так и искусственные. Могут использоваться отходы промышленности (например, этикетки при производстве панелей UPM ProFi). Введение диоксида титана в состав некоторых панелей даёт им свойства самоочищения от пыли, грязи, очистки окружающего воздуха.
Получаемые изображения безграничны. Многие панели обладают широкой палитрой цветов. Другие имитируют требуемую текстуру и фактуру поверхности панелей. Панели могут сымитировать исторический фасад любого материала.
Широкое разнообразие визуального результата предопределено (1) современными технологиями нанесения, «набивкой» изображений на поверхности панелей, а также включением в состав материала панелей разнообразных составляющих – пигментов, красящих добавок, смол.
Вес плит может быть различным. Могут быть сверхлегкие панели – обычно они металлические, так и тяжелые – обычно они изготовлены из природного каменного материала.
Крепление может быть видимым или невидимым. Для повышения эстетических свойств используют скрытое крепление, оно не видно на фасаде. Также следуем заметить, что видимое крепление также можно визуально скрыть.
Срок службы панелей тоже бывает разный: варьируется от 10 до 50 лет. Зависит от вида качества покрытия, технологии, материала, используемых разными производителями.
Производителями могут быть как российские, так и зарубежные. Многие новейшие материалы не производятся в России, но имеют очень хорошие перспективы открытия новых производств и применения.
Определение критерий и требований, предъявляемых к вентилируемым фасадам
Критерии, предъявляемые к НФС:
(1) энергосбережение – НФС предназначены для снижения затрат на отопление, уменьшению потерь здания; здания с НФС регламентируются требованиями СП 50.13330 и приказом Минстроя России № 1550;
(2) вентилируемость – величина воздушной прослойкой рекомендуется применять не менее 20 мм, оптимальное значение между 20 и 50 мм, большее не имеет смысла – это нужно для циркуляции воздушного потока с целью выноса влаги с толщи стены;
(3) эстетичность – облицовочные панели своим многообразием цвета и фактур могут удовлетворить любые дизайнерские решения;
(4) конструктивная безопасность – материал элементов подконструкций регламентирован требованиями ГОСТ Р 58154-2018, расчет конструкции должен удовлетворять ГОСТ Р 58883-2020;
(5) круглогодичный монтаж – возможность проводить монтажные работы любое время года;
(6) долговечность – за счет разделения функции облицовки, утеплителя и несущей конструкции достигается полная защита здания от неблагоприятных погодных факторов; сокращается количество циклов замерзания-оттаивания несущей стены.
Требования, предъявляемые к НФС:
(1) экологическая безопасность – материалы, применяемые в НФС не должны вредить окружающей среде; среди облицовочных панелей выделена отдельна группа материалов с диоксидом титана, который очищают окружающую среду.
(2) пожарная безопасность – для предотвращения пожара утеплитель должен быть негорячий (класс НГ), должны применяться при необходимости противопожарные рассечки и короба для отсечения пожара –требования регламентированы ГОСТ 31251-2008 и ГОСТ 30244-94.
Выводы
В результате исследования выделено 6 систем облицовочных панелей исходя из входящих в них материалов: глиняные, деревянные, цементные, из диоксида титана, металла, особых составляющих. Исходя из разнообразия материалов отдельные типы облицовочных панелей имеют достоинства и недостатки. Так, металлические панели обладают самым легким весом среди всех остальных, а из цемента – самым большим. Все типы облицовочных панелей обладают широкой цветовой палитрой, некоторые способны имитировать разнообразные материалы. Обобщены критерии, предъявляемым к вентилируемым фасадам – к ним относятся: энергосбережение, вентилируемость, эстетичность, конструктивная безопасность, круглогодичный монтаж, долговечность. Среди требований, предъявляемых к вентилируемым фасадам выделены: экологическая безопасность, пожарная безопасность.
Заключение
Исследование выявило широкое многообразие характеристик и типов облицовочных панелей. Предложение рынка полностью отражает современные возможности технологии производства строительных материалов. Несмотря на ряд ограничений, вызванных нормативными актами, облицовочные панели полностью удовлетворяют всем требованиям, как конструкция НФС в целом. Можно смело утверждать, что облицовочные панели полностью удовлетворяют спросу на рынке. Панели с диоксидом титана очищают окружающих воздух, что полностью отражает современные тенденции и удовлетворяет требования в снижении выбросов и очистке окружающей среды.
References
1. Federal'nyi zakon № 73-FZ «Ob ob''ektakh kul'turnogo naslediya (pamyatnikakh istorii i kul'tury) narodov Rossiiskoi Federatsii». M., 2002.
2. Flexbrick, the revolution of ceramic surfaces. A new way of using an age-old material [Electronic resource] .– Accessmode : https://www.archiproducts.com/ru/%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8/flexbrick-the-revolution-of-ceramic-surfaces_44099.
3. Filonenko N.S. K voprosu primeneniya gibkoi keramiki v otdelke fasadov zdanii // Problemy tekhnogennoi bezopasnosti i ustoichivogo razvitiya. Tambov. 2015 Vyp. VI. S. 196–199 [Elektronnyi resurs]. – Rezhim dostupa : https://elibrary.ru/item.asp?id=23261697.
4. Deking iz drevesno-plastikovogo kompozita ot UPM ProFi [Elektronnyi resurs].-Rezhim dostupa: https://www.jaf-rus.ru/produkte/terrasse/wpc/upm.
5. Serikova G.A. Sovremennye otdelochnye materialy. Vidy, svoistva, primenenie: prakticheskoe rukovodstvo. M.: RIPOL-klassik, 2011. 64 s.
6. Kolesova E.N. Navesnoi ventiliruemyi fasad: klassifikatsiya elementov, vkhodyashchikh v ego sostav, i problemy, svyazannye s proektirovaniem vozdushnogo zazora // Vestnik Permskogo natsional'nogo issledovatel'skogo politekhnicheskogo universiteta. Stroitel'stvo i arkhitektura. 2016. T. 7, № 2. S. 22–28.
7. Fraint M.A. Razrabotka fotokataliticheskogo betona dlya ochistki atmosfernogo vozdukha i obosnovanie ekologicheskoi bezopasnosti stroitel'nykh konstruktsii na ego osnove: diss. … kand. tekhnich. nauk. M.: Mosk. gos. stroit. un-t, 2016. 105 s.
8. Filonenko N.S. K voprosu primeneniya gibkoi keramiki v otdelke fasadov zdanii // Problemy tekhnogennoi bezopasnosti i ustoichivogo razvitiya. Tambov. 2015. Vyp. VI. S. 196–199 [Elektronnyi resurs]. – Rezhim dostupa : https://elibrary.ru/item.asp?id=23261697.
9. Tolstoi A.D., Lesovik V.S., Kovaleva I.A. Vysokoprochnye dekorativnye kompleksy s organo-mineral'nymi dobavkami // Issledovatel'skii zhurnal prikladnykh nauk. 2014. T. 9. № 10 S. 680–683.
10. Photocatalytic self-cleaning facades in architectural design [Elektronnyi resurs].-Rezhim dostupa: https://www.researchgate.net/publication/330953031_Photocatalytic_self-cleaning_facades_in_architectural_design.
11. Sistemy navesnykh ventiliruemykh fasadov [Elektronnyi resurs].-Rezhim dostupa: http://ronson-group.ru/systems/
12. Chto takoe terrakotovaya plitka (terrakota) i kakikh vidov ona byvaet? [Elektronnyi resurs].-Rezhim dostupa: http://stroyres.net/keramicheskie-materialyi/plitka/terrakota/chto-eto-takoe-vidyi-osobennosti.html#i-4
13. Chto takoe mediafasad i iz chego on sostoit [Elektronnyi resurs].-Rezhim dostupa: https://gmgroup.ru/info/chto-takoe-mediafasad-i-iz-chego-on-sostoit/
14. Media Façade [Elektronnyi resurs].-Rezhim dostupa https://www.architonic.com/en/story/susanne-fritz-media-facade/7000408
15. Fotoelektricheskie fasadnye sistemy [Elektronnyi resurs].-Rezhim dostupa: https://www.hevelsolar.com/facade/
16. Perforirovannye fasadnye paneli reshayut mnozhestvo arkhitekturnykh zadach: tekhnicheskikh i dekorativnykh. [Elektronnyi resurs].-Rezhim dostupa: https://archi.ru/tech/47897/perforaciya-chast1
17. NATURAL STONE FINISHES [Elektronnyi resurs].-Rezhim dostupa: https://www1.bca.gov.sg/docs/default-source/docs-corp-buildsg/quality/natural-stone-finishes.pdf?sfvrsn=6f12eca9_4
Link to this article
You can simply select and copy link from below text field.
|
|
