.

.

Навесные вентилируемые фасадные системы в условиях экстремально низких атмосферных температур, повышенных ветровых и снеговых нагрузок

При строительстве объектов в Арктических районах нужно проводить специальную проверку материалов и архитектурных проектов на способность противостоять климатическим условиям — экстремально низким температурам зимой, повышенным ветровым и снеговым нагрузкам. Не все традиционные стройматериалы годятся для использования в таких условиях- например, пластик при сильных морозах изнашивается в несколько раз быстрее, чем в обычных условиях умеренного климата. Спроектированные объекты нужно проверять "на натуре " — скажем, макеты нужно обкатывать в аэродинамической трубе.


По этой причине  фасады делают максимально простыми, чтобы на них не скапливался снег. Обязательны мощные стеклопакеты. Особую актуальность приобретают в таких условиях энергосберегающие технологии — начиная с теплоизоляции. В условиях Арктики хорошо зарекомендовали себя навесные вентилируемые фасадные системы. С точки зрения теплоснабжения особую важность приобретает замена ветхих теплосетей и эффективная их изоляция, потому что каждое слабое место — это утечка тепла, которого так не хватает, а каждая авария с приостановкой теплоснабжения — это ЧП. Старожилы наверняка помнят аварию на норильской ТЭЦ-1 в ноябре 1994 года, когда половина города в тридцатиградусный мороз осталась без тепла.


В Стратегии национальной безопасности Российской Федерации до 2020 года одним из путей обеспечения безопасности в чрезвычайных ситуациях указано совершенствование и развитие единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера (в том числе территориальных и функциональных сегментов). Анализ аварий металлоконструкций зданий и сооружений, произошедших на территории Северо-Востока России, показывает, что основное количество аварий приходится на несущие конструкции покрытия в виде стальных стропильных ферм и арочные конструкции. Причинами, вызвавшими обрушение стальных стропильных ферм, явились: неучтенные снеговые и снеголедовые накопления, ошибки при проектировании, наличие значительного количества разного рода дефектов и повреждений, некачественное выполнение монтажных узлов, возникновение местных нагрузок, скопление производственной пыли на покрытии, неравномерные осадки фундаментов. Анализ обрушений покрытий сводчатого типа показывает, что основные причины аварий арочных конструкций обусловлены превышением снеговой нагрузкой в некоторых районах нормативных значений, несовпадением фактического распределения снеговой нагрузки с регламентированными схемами нагружения, ошибками при проектировании, низким качеством изготовления металлических арок.


Обобщение материалов аварий и результатов натурных обследований показывает, что для обеспечения надежности рассматриваемых в работе металлических конструкций (стальных ферм и арок) в условиях Севера, первостепенное значение имеет необходимость научно-обоснованной формулировки нормативных требований к снеговой и ветровой нагрузкам. Стремление к унификации в отечественных нормах приводит к тому, что при нормировании снеговых нагрузок в один снеговой район включены территории с весьма большим разбросом снеговых нагрузок вследствие градации интервальных параметров. Согласно метеоданным в некоторых районах Якутии годовые снеговые максимумы превышают расчетные значения веса снегового покрова на земле по строительным нормам в 1,5-2 раза. В отечественных и зарубежных нормах снос снега с покрытия здания определяются весьма приблизительно, а понижающий коэффициент не учитывает климатические условия эксплуатации зданий.

В действующих нормах СНиП 2.01.07-85 использована карта районирования по давлению ветра, составленная почти 50 лет назад. Значительная часть территорий отнесена к малоизученным районам и значения скоростей ветра не представлены. Применение единого значения коэффициента надежности по ветровой нагрузке при переходе от нормативных к их расчетным значениям не позволяет учитывать разброс переменных значений коэффициентов вариаций годовых максимумов, что в итоге приводит к неравной надежности проектируемых конструкций.


В условиях повышения со стороны государства требований к энергоэффективности исключительно остро стоит проблема сокращения потерь тепловой энергии через ограждающие конструкции зданий и сооружений, что особенно актуально для условий Северо-Востока России. В последнее время большинство жилых и общественных зданий с несущим железобетонным каркасом для северных регионов проектируются и строятся с применением различных теплоизоляционных материалов, в том числе с вентилируемыми фасадными системами (ВФС). Многие из них не адаптированы для экстремальных условий и не учитывают особенности Севера. В результате они обладают низкой эксплуатационной надежностью и долговечностью.


Материалы многолетних натурных обследований промышленных зданий с металлическим каркасом, жилых и общественных зданий на северных территориях страны и отмеченные обстоятельства требуют повышения надежности стальных конструкций покрытий и ограждающих конструкций зданий с учетом региональных особенностей, атмосферных нагрузок и воздействий.


Исходя из актуальности проблемы исследования и из предпосылок, изложенных выше, цель работы заключается в комплексном решении и развитии научной и практической проблемы повышения надежности металлических покрытий и ограждающих конструкций зданий в условиях Севера и разработке нормативных требований к проектированию конструкций.