Faţade ventilate

2. Faţade cu strat de aer ventilat şi parament opac

Sistemul cunoscut sub numele de faţadă ventilată este o soluţie complexă multistrat care a fost dezvoltată pentru a proteja clădirea la acţiunea combinată a factorilor climatici (vânt, ploaie, variaţii de temperatură, radiaţie solară). în acelaşi timp, sistemul oferă caracteristici estetice de înalt nivel, asociate cu indiscutabile calităţi de protecţie termică şi izolare acustică. Caracteristic acestor structuri este prezenţa unui strat de aer între stratul de izolaţie termică şi ecranul de protecţie, aer care este pus în mişcare prin “efectul de coş”

combinat cu acţiunea vântului

In plus, faţadele ventilate mai prezintă următoarele avantaje:Menţinerea materialului termoizolant în condiţii optime de umiditate datorită mişcării aerului în cavitatea existentă între placajul exterior şi stratul izolant;Eliminarea apei de construcţie prezentă în zidărie sau beton;Reducerea fluxului de căldură dinspre exterior spre interior în condiţii de vară şi reducerea în consecinţă a necesarului de energie pentru climatizare, având în vedere faptul că suprafaţa exterioară a unei faţade orientate sud poate să ajungă la 80o C;Reducerea pierderilor de căldură în timpul iernii datorită faptului că placajul exterior protejează de vânt structura peretelui exterior, iar stratul de aer serveşte ca un acumulator de căldură adiţional; astfel costurile pentru încălzire pot fi reduse cu cca. 30 % faţă de o faţadă compactă cu aceeaşi alcătuire;Creşterea indicelui de reducţie sonoră cu 15 dB faţă de soluţiile tradiţionale de faţadă;Deschiderea către o varietate practic nelimitată de tratare arhitecturală a faţadelor prin folosirea diferitelor tipuri de materiale în diverse culori, forme şi mărimi; Asigurarea posibilităţii de utilizare a materialelor de culoare închisă fără a exista riscul de creştere a temperaturii interioare datorită absorbţiei radiaţiei solare.

Fig. 1.6 Profilul de temperatură în interiorul structurii de faţadă ventilată pe timp de vară (a) şi iarnă (b)

O mai bună hidroizolare. Faţada ventilată acţionează ca o „coajă protectoare” împiedicând pătrunderea umezelii în stratul suport dar şi în stratul termoizolator. Orice posibilă umezeală e condusă afară prin ventilare. „Faţada respiră”. Vaporii rezultaţi din utilizarea clădirii la interior penetrează pereţii exteriori şi tind să migreze afară. Termoizolaţia poroasă protejată la exterior cu o folie cerată permite ieşirea vaporilor dar opreşte intrarea umezelii în termoizolaţie.

O mai bună protecţie acustică.Izolarea sonoră asigurată de o faţadă

ventilată este superioară unei soluţii clasice de închidere la faţadă, deoarece undele sonore sunt reflectate în mare parte de placajul faţadei si absorbite de stratul termoizolator. Se obţine astfel o reducere a nivelului de zgomot la spaţiul interior de până la 7 dB.

Protecţie la foc.Componentele metalice ale sistemului de fixare împreună cu termoizolaţia şi placajul de faţadă rezistent la foc formează o faţadă foarte bine protejată de foc.

Dilatare liberă.Aceste sisteme de faţadă ventilată permit dilatarea libera a componentelor acesteia, evitându-se astfel apariţia de fisuri ca urmare a variaţiilor de temperatură şi micşorând implicit cheltuielile de întretinere.

Aspectul exterior.Este decis de proiectant sau de

beneficiar nefiind necesară o compatibilitate între placajul de faţadă şi materialul din care sunt facuţi pereţii . Sistemele permit utilizarea unei multitudini de materiale de faţadă, într-o largă gamă dimensională, posibilitatile de exprimare arhitecturate fiind extrem de ample.

ELEMENTE CONSTITUTIVE ALE UNEI FAŢADE VENTILATE

SUPRAFAŢA SUPORT; ELEMENTE DE FIXARE; STRUCTURA SECUNDARĂ; PROTECŢIA TERMICĂ; SPAŢIU DE VENTILAŢIE; PLACAJUL EXTERIOR;

Suprafaţa suport este reprezentată de peretii exteriori ai cladirii pe care urmează sa fie montată o faţadă ventilată. Aceasta suprafaţă poate fi:

- închideri exterioare etanşe:diafragme de beton armat, lemn, metal, zidărie;- închideri exterioare neetanşe(goluri):

Elementele de fixare Plăcile pentru fatade ventilate se pot fixa dupa o tehnologie de

montaj uscat – cu prinderi vizibile sau ascunse – sau prin lipire cu adezivi speciali.

Prinderea se face pe o substructura, care asigura corectarea abaterilor de la planeitate sau verticalitate.

Elemente de fixare:A. 1. console tip L; 2. console spaţiale.

B. 1. puncte fixe(preiau si forţele gravitaţionale- greutatea faţadei); 2. puncte mobile(preiau forţele de presiune/ sucţiune din vânt)

Substructura(structura secundară) se compune, de la caz la caz, din: • Profile principale de sectiune „L” sau „T”

• Profile secundare sectiune speciala, eventual• Console• Agrafe• Suruburi de prindere profile• Dibluri cu suruburi de fixare

• FIXAREA CU NITURIFixarea are loc in puncte de dilatare/alunecare.

• FIXAREA PRIN LIPIREFixarea are loc prin lipire cu adeziv special.Adezivul se aplica numai pe elementele verticale de structura, pentru a asigura ventilatia posterioara a placarii de fatada.

• FIXAREA CU AGRAFE ASCUNSEFixarea se face cu ancore si agrafe agatate si fixate pe o retea de profile secundare orizontale din aluminiu.

Fixare cu nituri Fixare prin lipire

Structură secundară verticală

Structură secundară orizontală

Protecţia termică.Poate fi realizat din:• Vată minerală bazaltică;• Polistiren expandat;• Polistiren extrudat.

Spaţiu de ventilare.Strat de aer ventilat – componenta unui element de construcţie prin care se permite circulația aerului prin tiraj termic şi/sau vânt şi care are drept scop principal evacuarea vaporilor de apă în exces spre mediul ambiant.Stratul de aer ventilat trebuie să:

1) aibă o grosime rezonabilă – recomandabil 2 - 5 cm, cu excepția pereților din zidărie cu strat de aer, la care grosimea stratului de aer poate fi până la maxim 120mm.

2) aibă găuri/fante puse în legatură cu atmosfera exterioară, amplasate la partea inferioară şi superioară a faţadei, exceptie făcand cazurile în care stratul/straturile amplasate între stratul de aer ventilat şi exteriorul faţadei prezintă rosturi deschise sau perforaţii:

Placajul exterior.A. Sisteme continui

Tencuieli umede şi subţiria) termosisteme;b) Dublare cu sub-structură.

B. Sisteme discontinuia) Panouri/stripuri metalice;b) Casete multistrat metalice;c) Plăci piatră naturală;d) Plăci piatră artificială;

1. Plăci ceramice;2. Plăci gresie.

e) Plăci compozite1) HPL(celulozice);2) Fibrociment Eternit;3) Fibrolemnoase.

f) Plăci materiale plastice

Fig.1.5 - Alcătuirea faţadei ventilate opace: a- secţiune orizontală;b- perete portant din zidărie; c- perete portant din beton armat; 1- perete portant; 2 –

izolaţie termică; 3- element de închidere; 4- strat de aer ventilat; 5- element de fixare; 6- element de îmbinare între

panouri; 7- planşeu; 8- montant

a.Faţade ventilate cu parament din piatră naturală

In principiu o faţadă cu strat de aer ventilat include următoarele componente:

panouri de placare din piatră naturală, zonă de ventilare, strat de termoizolaţie, elemente de ancorare şi fixare a panourilor de placare pe diferite structuri exterioare zidurilor portante

Tipuri de elemente de fixare: cepuri, cepuri cu filet, clame profilate şi console ş.a. Rosturile dintre panouri sunt necesare în cazul diferenţelor de temperatură sau acţiunilor statice/dinamice. Un placaj din piatră pentru faţadă are nevoie, în general, de rosturi deschise de 8-10 mm.

Fixarea panourilor trebuie să asigure transferul forţelor rezultate din greutatea proprie şi încărcările din vânt către elementele portante ale structurii. În mod normal, fiecare panou este ancorat de 3 sau 4 elemente de fixare, al căror aranjament geometric garantează că fiecare panou este ţinut în poziţie.

b. Fatade ventilate din plăci ceramice

Faţadele din placaj ceramic au în componenta o foaie/strat exterior din placi ceramice ce trebuie sa fie în permanenta conectat cu structura portanta. Încărcările principale sunt cele provenite din greutatea proprie (aceste încărcări sunt distribuite pe etaje) şi încărcările din vânt. Fixările şi modul de ancorare a placajelor ceramice se face astfel încât să satisfacă două cerinţe: descărcarea forţelor din greutatea proprie şi vânt către structura de rezistenţă a clădirii să nu fie afectată, flexibilitate suficientă pentru a acomoda eventualele mişcări ale foilor.

Există o diferenţă între rosturile verticale şi cele orizontale (grosime 10-20 mm) fiind sigilate cu un material elastic permanent. Rosturile orizontale trebuie să ia în considerare şi înălţimea clădirii (până la 12 m înălţime clădire nu e necesar un rost orizontal, pentru clădiri mai înalte trebuie prevăzut câte un rost la fiecare 9 m). Un strat de aer poate fi ventilat prin intermediul rosturilor verticale deschise.

Sisteme moderne de realizare a faţadelor cu apareiaj din plăci ceramice.

Posibilităţi de realizare a apareiajului la faţade din plăci ceramice

Faţade ventilate cu apareiaj din beton

Betonul este un material durabil, uşor de prelucrat şi utilizat în construcţii, iar în combinaţie cu oţelul oferă şi o capacitate portantă ridicată. Astfel, din punct de vedere structural, betonul armat este des folosit la elementele portante ale clădirii, fiind uşor de prefabricat. Soluţiile de utilizare a betonului la faţade sunt mai puţin răspândite. Efectele estetice ce se pot fi obţinute sunt: -beton lis corectat, -beton prefabricat aparent, -panouri reconstituite din piatră, -zidărie din beton, -plăci de beton.

Fig. 1.12. Faţade ventilate cu apareiaj din beton1- perete portant; 2- izolaţie termică; 3- strat de aer ventilat; 4- panou exterior din beton; 5- clemă de

fixare a panoului de faţadă; 6- clemă de compresiune; 7- pivot

Faţade ventilate cu apareiaj lemn

Lemnul este un material natural ce poate fi reciclat în totalitate.

Datorită structurii poroase, lemnul de construcţie cu densitate medie are proprietăţi termoizolante foarte bune. Lemnul poate fi folosit pentru a produce materiale de placaj în format mic (şindrilă, plăci), dar şi panouri medii sau mari. În ultima perioadă au fost introduse multe produse pe bază de lemn, optimizate sub formă

-de plăci (cu dimensiuni uşor de utilizat în construcţii, rezistenţă sporită, finisaj îmbunătăţit);

-produse bazate pe răşini sintetice, placaje de 3 sau 5, plăci laminate furniruite (LVL, SVL), plăci conglomerate, MDF, OSB, WPC ş.a.

Suprafaţa finită a lemnului trebuie tratată datorită efectelor nocive ale radiaţiilor ultraviolete, infiltraţiilor, microorganismelor. Tratamentul poate fi chimic şi/sau biologic. Suprafeţele pot fi tratate în mai multe variante: impregnare, smălţuire, lăcuire, vopsire, ceruire, tratare a elementelor din lemn cu uleiuri speciale, căptuşiri cu diverse materiale.

Fig.1. 13 Realizarea apareiajului din lemn la faţade ventilate

Faţade ventilate cu apareiaj din mase plastice

Funcţie de modul de fabricare există mai multe tipuri de materiale plastice: -termoplastice, -elastomeri, -plastic termorigid.

Ele pot fi realizate prin unul dintre următoarele procese: -polimerizare, -policondensare şi -poliadiţionare.

Materialele plastice au următoarele proprietăţi: - rezistenţă la întindere, compresiune şi abraziune, - transparenţă reglabilă,- rezistenţă în timp, - elasticitate, - densitate mică, - stabilitate termică adecvată, - conductivitate termică scăzută şi izolare electrică ridicată, - coeficient scăzut de absorbţie a apei, - rezistenţă crescută la factori chimici, - fabricare uşoară, calitate superioară a suprafeţelor finite ce pot

fi vopsite. -Un factor important care trebuie luat în considerare este

rezistenţa scăzută la foc.

Fig. 1.14 Produse din mase plastice utilizate la faţade ventilate

Faţade cortină

Faţadele cortină maschează structura de rezistenţă, panourile trecând prin faţa planşeelor, peretele exterior fiind asemănător cu o cortină.

Există două sisteme de prindere a panourilor:•direct de planşee, cu ajutorul unor dispozitive de fixare;•pe rigle verticale, pe rigle orizontale sau pe rigle amplasate pe ambele direcţii.

Poziţia stâlpilor faţă de panourile de faţadă poate fi în spatele acestora, la limită, retraşi sau în dreptul panourilor.

ClasificareMateriale utilizate sunt: granit, ardezie, ceramică, piatra naturală, aluminiu, oţel,

sticlă.

Din punctul de vedere al configuraţiei sistemului structural propriu, acesta poate fi alcătuit astfel:

• cu elemente dispuse într-o compoziţie în care se distinge o dominantă verticală;• cu elemente dispuse într-o compoziţie în care se distinge o dominantă orizontală;• cu elemente dispuse într-o compoziţie (alcătuire) rectangulară.

Ţinând seama de posibilitatea prevederii unor panouri mobile, pot exista:• pereţi cortină cu panouri fixe, vitrate şi/sau opace;• pereţi cortină, care pe lângă panourile fixe, conţin şi panouri mobile (ferestre

şi uşi).

Sistemele de pereţi cortină au în alcătuirea lor următoarele componente :

• sistemul structural propriu constituit din montanţi (elemente verticale) şi rigle distanţier/traverse (elemente orizontale);

•panouri montate pe sistemul structural propriu şi care pot fi: panouri transparente din sticlă (fixe sau mobile), sau panouri opace;

• dispoztive de prindere, fixare, etanşare şi finisare (piese speciale, garnituri şi chituri);

• geamuri termoizolante.

Faţade “double skin”

Faţadele „double skin” sunt faţade ventilate cu apareiaj din sticlă. Utilizarea sticlei în arhitectura faţadelor a permis crearea impresiei de dematerializare şi transparenţă a acestora, dar totodată a impus şi perfecţionarea tehnicilor de fixare şi a adezivilor.

Utilizarea faţadelor de sticlă creează o puternică legătură intre ambientul exterior si cel interior.