Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Дизайн поверхности облицовочных материалов 7
1.1. Концепция поверхности 7
1.2. Классификация облицовочных материалов 16
1.3. Технологии использования облицовочных материалов 25
ГЛАВА 2. Облицовочные материалы в фасадных системах 30
2.1. Принципы исследований и методов расчета облицовочных материалов. 30
2.2. Методика расчета теплозащитных характеристик облицовки НФС 33
2.3. Применение термографического анализа облицовки зданий г.
Иркутска 43
ГЛАВА 3. Проектирование крепления, размещения и фактуры облицовочных материалов 50
3.2. Принципы выбора узлов крепления и расчет анкеров 67
3.3. Проектирование систем крепления облицовки объемной лицевой поверхности 80
3.4. Проектирование графики поверхностей из облицовки с различной геометрией 85
ГЛАВА 4. Практика колористических решений облицовки 90
4.1. Средства и технологии поиска колористических решений 90
4.2. Способы цветовой гармонизации с использованием системы NCS 92
4.3. Примеры колористических решений в г. Иркутске 98
Заключение 108
Список литературных источников 109
- Классификация облицовочных материалов
- Методика расчета теплозащитных характеристик облицовки НФС
- Проектирование систем крепления облицовки объемной лицевой поверхности
- Способы цветовой гармонизации с использованием системы NCS
Классификация облицовочных материалов
Понятие поверхности в технической эстетике не всегда поддается однозначному описанию вследствие фундаментальности такой категории, как поверхность. Вопрос концепции поверхности предполагается начальным в исследовании дизайна поверхности облицовочных материалов, где проведена работа по обобщению знаний о поверхности её классификации морфологических и символических описаний, содержание которых определяется функциональными и эстетическими свойствами поверхности.
Рассмотрение очевидного на первый взгляд понятия поверхности требует исходной констатации того факта, что восприятие любого изделия является исключительно визуальным и тактильным.
Следующим важным фактом можно считать связанные с геометрическими представлениями понятия односвязных поверхностей типа сферической, эллипсоидной, тороидальной и многосвязных поверхностей типа кубической, конической, цилиндрической. Перечисленные поверхности образуют известные геометрические фигуры, формируемые в первом случае одной, а во втором случае несколькими плоскими или искривленными поверхностями. Очевидным следствием сказанного является констатация факта отсутствия различия между понятиями поверхности и формы в их первичности, подчиненности или самостоятельности.
Поэтому фундаментальность понятия поверхности совершенно неотделима от не менее фундаментального понятия форма. Однако, по мнению Раппапорта А.Г. [96], определение или узнавание формы ограничивается только теми формами, которые нам понятны и привычны они присутствуют в нашей жизни, в культуре и в традиции. Случаи невозможности определения формы для так называемых бесформенных предметов оставляют, тем не менее, достаточную свободу для описания их поверхностей. Следуя Раппапорту А.Г. [96] можно попытаться использовать для описания поверхности сформулированную им категориальную парадигму, важную для понимания в дизайне, относящуюся к ее «морфологии», «символике» и «феноменологии».
Морфологическое описание поверхности (неразрывное с формой) должно касаться фиксации всех размерных параметров и конфигурации, существенных для описания поверхности, численных характеристик образующих поверхности материалов, в итоге определяющих стилистику или символику создаваемого изделия. Символическое описание поверхности всегда связано с какой-то культурной традицией и в самом простом случае с формой поверхности (круг, квадрат, звезда и пр.), хотя следует учитывать возможную неоднозначность символики и зависимость от контекста.
Менее определенной и сложно понимаемой является феноменология поверхности, которая позволяет судить о значении поверхности в дизайне, о ее сознательном восприятии, объединяющем морфологическое и символическое описание. Следующая цитата из работы Раппапорта А.Г. позволяет оценить важность феноменологии поверхности в дизайне среды: «В современном дизайне все большее значение приобретает не геометрия вещи, а ее фактура, соответствующая тактильным свойствам предмета – качеству поверхности.
Прежде всего, гладкости или шершавости, способности вызывать определенные ощущения при касании. Эти свойства формы, разумеется, были присущи архитектуре и прикладному искусству всегда. Без феноменологии гладкости, например, немыслимо понимание эстетики полированного металла и камня, стекла и керамики. Но в современном дизайне, как и в современной архитектуре, эти свойства заняли совершенно особое место, вышли на первый план и часто стали более важными, чем традиционные пространственные качества формы.
Несмотря на распространенность такого рода эстетики, построенной на тактильных свойствах гладкости, прозрачности, градиентных переходах света и фактуры, она еще не стала предметом пристального символического и морфологического описания, хотя совершенно очевидна ее связь с пограничными сферами эстетики музыкального звука и шума, света и цвета» [96].
Свойства формы и формообразования в дизайне и архитектуре интересовало многих исследователей, таких как: Гропиуса В., Гутнова А., Глазычева В., Папанека В., Раскина А.М., Сидоренко В.Ф. [38,42,86,97,98,106].
Оставаясь в пределах онтологических представлений о поверхности можно только кратко напомнить о той роли, которую играет понятие поверхности в философии метафизики и постмодернистской теории познания, основанной на идее отсутствия «глубины» объекта. В книге одного из основоположников постмодернизма Жиля Делеза «Логика смысла» [52] определение поверхности многообразно и неотделимо от смысловой нагрузки: «Поверхность ни активна, ни пассивна, она – продукт действий и страданий перемешанных тел. … Вмещая лишь молекулярные слои, поверхность обеспечивает неразрывность и взаимосцепление двух лишенных толщины слоев – внутреннего и внешнего… От поверхности исходит фиктивное поверхностное напряжение в виде силы, проявляющейся на плоскости поверхности» [52]. Кажется, также, вполне осмысленной, хотя и далекой от рассматриваемой в работе темы, содержащаяся в книге сентенция о том, что юмор – искусство поверхности, противопоставленное старой иронии – искусству глубины и высоты.
Поверхность определяет видимое строение материала, проявляя свою фактурность, поэтому можно утверждать, что фактура поверхности характеризуется степенью рельефности и блёскости. Обозначения подобных признаков поверхности приводят к возможности классификации по фактурным признакам.
Методика расчета теплозащитных характеристик облицовки НФС
Кракелюры это дефект глазури. Речь идёт о тонких волосообразных трещинах неравномерной формы, образующих своеобразную паутину.
Необходимо отметить, что эти трещины, хотя и являются исключительно тонкими, нарушают непрерывность глазури, из-за чего нарушается не только эстетический вид поверхности, но и ее водонепроницаемость.
Причиной их возникновения является разность коэффициентов термического расширения черепка и глазури. В определённых условиях температуры и влажности глазурь подвергается растягивающим нагрузкам и, в силу небольшой толщины и особых микроструктурных характеристик, растрескивается.
Данный дефект может проявиться сразу по окончании производственного цикла (в таком случает говорят о «немедленных кракелюрах»), спустя несколько дней после плиточных работ или же через много месяцев эксплуатации (в этом случает говорят о «поздних кракелюрах»). Помимо изначальной предрасположенности глазурованной плитки к кракелюрам, могут способствовать и другие причины, независящие от качества изделия. Например, причиной «поздних кракелюров», ассоциируемых с расширением пористого черепка в присутствие влаги может стать неправильная укладка плитки, а именно недостаточное высыхание цементной основы или слишком высокое содержание цемента в слое, к которому крепится плитка ( 200кг/м3). В обоих случаях усадка воздействует на плитку, провоцируя её колебание и в конечном итоге растрескивание самой хрупкой её части – глазури.
Метод испытания. Метод испытания описывается в стандарте EN ISO 10545-11 и состоит в следующем: 5 образцов целых плиток (естественно, не имеющих кракелюров) помещают в автоклав, в котором уровень давления медленно повышают до 500 кПа (t = 159С), плитка в автоклаве под давлением находится около двух часов. Далее понижают давление до уровня окружающей среды и после охлаждения образцов наносят краситель на поверхность глазури, когда образец впитает красящее вещество остатки удаляют тканью. Поверхность глазури испытуемой плитки осматриваются с целью определения наличия или отсутствия кракелюров. Особое внимание необходимо обратить на то, чтобы не спутать кракелюры с царапинами и трещинами образца.
.Технологии использования облицовочных материалов Навесные фасадные системы (НФС), включая так называемые НФС с воздушным зазором (или вентилируемые фасадные системы) стали широко применяться в последние два десятилетия. Технологии защиты наружных ограждающих конструкций и утеплителя с применением НФС предусматривают наличие декоративной плиты-экрана, образующей между стеной воздушную прослойку. Использование вентилируемых НФС считается одним из наиболее эффективных современных методов утепления и отделки зданий, в поддержании высоких требований к влажностному режиму самой стены и помещений здания в целом. К этому традиционному качеству добавляется их удачное конструктивное совмещение с новыми и разнообразными по структуре теплоизоляционными материалами, которые существенно увеличивают общую энергоэффективность зданий.
В соответствие с Федеральным законом «Об энергосбережении, повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» № 261-ФЗ (ред. от 25.06.2012) происходит внедрение в практику проектирования и строительства теплоэффективных материалов и НФС. Изменение внешнего вида ограждающих конструкций, повышенные требования к теплозащите с целью снижения затрат на отопление зданий обуславливают появление новых представлений о перспективах применения НФС. Это подтверждают исследования компании «Строительная информация» и такими исследователями как Лившиц Д.В., Павлова М.О., Простяков А.В., Литвененко Д.В., Лобова О.И., Ананьева А. И., Немова Д.В. и др. [43,53,55,59,56,65,75, 76, 77,79,85], которые проводят не только мониторинг рынка систем фасадной теплоизоляции, но и рассматривают проблемы и их решения облицовки и конструкций НФС. Ежегодный объем применения НФС с воздушным зазором в России вырос более чем на 14,5 млн. кв. м, а темп прироста рынка составил около 23 %, стоимость же материалов и работ по установке навесных систем теплоизоляции фасадов оценивается в 40,5 млрд рублей [33]. В настоящее время на российском рынке около 240 компаний занимается производством и установкой различных вариантов систем вентилируемых фасадов, как на вновь возводимых зданиях, так и на реконструируемых жилых, общественных и административных зданиях. Ниже дается обзор применения НФС в Иркутске, рассматриваются основные проблемы, возникающие при их производстве, монтаже и эксплуатации.
Навесные фасадные системы в новом строительстве Иркутска. В настоящее время в Иркутске из 157 строительных организаций 34 выполняют работы по установке НФС. Ряд компаний занимается только поставкой составляющих элементов и не заняты их монтажом на объектах: ООО «ПРИОР», «ПРОМСТРОЙКОМПЛЕКТ», ООО «СИБТЕХНОЦЕНТР» и некоторые др. ПРОМСТРОЙКОМПЛЕКТ», ООО «СИБТЕХНОЦЕНТР» и некоторые др. ООО «Фасад-Инжиниринг» является представителем завода «Краспан» на территории Иркутской области, который не только ведет поставки продукции, но и выполняют работы по монтажу НФС.
Проектирование систем крепления облицовки объемной лицевой поверхности
Для того чтобы оценить качество строительного материала, к примеру, облицовку навесных фасадных систем, необходимо провести следующие расчеты: прочностные расчеты подконструкции включая расчеты слабых зон (угловые и зоны проемов), обледенения, ветровую нагрузку, теплотехнический расчет, аэродинамический; так же необходимо проводить механические испытания деталей навесных фасадных систем, их узлов: направляющие профили, кронштейны, удлинители, элементы крепления облицовочного материала, коррозионные испытания, оценка срока службы; проводить исследования на прочностные характеристики облицовки, огневые испытания, радиологические.
В работе проводилось исследование на правильность формы плитки, цель исследования это определение по внешним признакам и на основании не сложных испытаний, определить свойство и выполнить оценку качества глазурованной керамической плитки. Плитка выбиралась для применения внутренней облицовки стен и перегородок.
Существуют определенные типы плиток, основные размеры и технические особенности устанавливаются ГОСТ [20, 30].
Длина и ширина плитки измерялась штангельциркулем по двум граням лицевой поверхности на расстоянии не менее 5 мм с точностью до 0,1 мм. За длину и ширину принималось среднее значение результатов двух измерений. Толщина испытуемой плитки измерялась, также штангельциркулем в четырех местах на расстоянии около 17 мм от середины каждой грани к краю плитки, высота рифлений монтажной поверхности плитки включалась в измерения толщины плитки, все четыре измерения суммировалось и находилось среднее арифметическое значение. Выше приведенный ГОСТ дает указания по отклонениям от нормы по форме, по поверхности, по нанесенному рисунку.
Искривление лицевой поверхности проверялось с помощью металлической линейки положенной на ребро по диагонали плитки, далее с помощью щупа (калибра) определялся зазор вогнутости, а зазор выпуклости определялся с наложением одного конца на выпуклость, а другого на щуп. Для конечной цифры, в результате измерения, принималось самое большое значение.
Косоугольность облицовки измерялось угольником с углом 90о, стороны которого равны сторонам плитки, далее погрешность выявлялась щупом между гранью плитки и угольника, причем, чтобы другая грань угольника равнялась с гранью плитки.
Далее в исследовании определялась характеристика лицевой поверхности плитки. Лицевая поверхность плитки бывает разнообразной, гладкой или рифлёной, многоцветной или однотонной, декоративность плитки достигается методами серографии, набрызга, разно технологией нанесения глазури. Декоративность поверхности плитки должна соответствовать эталонным образцам заявленным производителем. Плитки имитирующие природные текстуры, обычно производятся с неповторяющимся рисунком, в этом случае за эталон берется основной цвет изделия. Характеристика лицевой поверхности определяется по разновидностям дефектов:
Приведенное исследование проводилось визуально на расстоянии 1 м, в помещении с искусственном освещении, определение невидимых трещин выявлялось металлическим предметом на слух. Цвет определялся на эталонном щите, плитка крепилась посреди образцов и оценивалась на расстоянии 1 м, при дневном освещении.
При исследовании применялся штангенциркуль типа ШЦЦ с электронным цифровым отсчетным устройством, для измерения наружных и внутренних размеров, а также для измерения глубин (рисунок 2.1). Толщиномер в измерении применялся лабораторный механический по ГОСТ СССР .
В исследовании за образцы измерений были взяты плитки в количестве 10 штук из разных партий поставки, было выявлено по пять отклонений в среднем в размерах граней плитки на 0,13 мм, соответственно по диагонали плитка отличалась от заявленных размеров на 0,12 мм, диапазон отклонений поверхности на выпуклость и вогнутость колеблется в среднем на 0,14 мм, т.к. плитка была выбрана однотонной, то поверхность так же оценивалась на цветность, где 2 плитки отличались на один тон от эталонного цвета, по дефектам в одной плитке присутствовали мушки, а в другой присутствовал эффект волнистости глазури. По данным результатам можно установить, что плитка обозначенная как I сорт, по факту исследования является плиткой II сорта, это определяет присутствие волнистости глазури, что в регламентации ГОСТ не допустимо.
Способы цветовой гармонизации с использованием системы NCS
Технические особенности облицовочных материалов обуславливают конструктивные системы крепления к стене, которые должны обеспечивать эффективную надежность при совместной работе с материалом стены в период эксплуатации здания.
Крепления облицовочных материалов к стенам здания возможно проклассифицировать следующим образом: 1. Раствор (штукатурка). 2. Рядовая связь облицовочного материала это связи облицовочного слоя с материалом стены специальными прокладками-рядами из облицовки, заходящими в стену (облицовка кирпичем или плитами). 3. На растворе и анкерах . 4. На растворе непосредственно к стене. 5. С помощью конструктивных систем.
Согласно приведенной классификации, можно констатировать факт, что облицовка имеет преимущества по сравнению с декоративной штукатуркой: она более долговечна, выполняется в более короткие сроки, открывает широкие возможности для разнообразия в оформлении фасадов зданий. Но и такую констатацию можно опровергнуть, к примеру появлению новых технологий нанесения огромного количества штукатурных слоев для достижения визуальных эффектов различных поверхностей стен, вплоть до барельефных изображений.
Качество облицованных поверхностей должно удовлетворять следующим требованиям: - облицованные поверхности должны соответствовать нормам проекта по геометрическим цветовым и фактурным особенностям; - облицованные одноцветной керамической или синтетической плиткой поверхности, должны отвечать следующим требованиям: однотонность, а поверхность плит из природного камня - однотонны и иметь должны плавный переход оттенков; - горизонтальные и вертикальные швы должны быть одинаковой ширины; - пространство между основанием стены и облицовочным материалом должно быть полностью заполнено раствором; - облицованная поверхность должна иметь поверхность без трещин, пятен, потеков и высолов раствора. Для крепления облицовочных материалов применяются: раствор (цементно-песчаный, цементно-известково-песчаный); мастика (полимерная, канифольная, перхлорвиниловая, нитроэмалевая); клей (коллоидно-цементный); специальные штучные крепежные детали с применением раствора; специальные штучные крепежные детали; штукатурка на утеплитель. Технология крепления материалов на раствор, мастику и клей. Поверхность стены перед укладкой облицовочного материала должна быть влажной, для достижения эффекта сцепляемости раствора с поверхностью стен. Раствор необходимо наносить на тыльную сторону подготовленной плитки, в таком количестве, чтобы после прижатия плитки к основанию, небольшое количество раствора выступало сверху и по бокам.
Раствор наносится на облицовку ровным слоем на всю поверхность. Слой раствора не должен быть слишком толстым, в норме только что уложенная, но еще не пригнанная плитка должна возвышаться над поверхностью облицовки на 1-2 мм.
Первый ряд плиток начинают укладывать от середины вправо, а затем влево. Плитки каждого последующего ряда укладывают в том же порядке, с поверкой по горизонталям и вертикалям. Ровность и ширина межплиточных швов достигается с помощью пластиковых крестиков для укладки плитки, которые вставляют между углами облицовки. Ширина шва может варьироваться и зависеть от размера строительного материала, цвета, а так же и от самой поверхности стены или дизайна. Стандартная ширина это 3 мм, а если облицовка крупноразмерная то ширина шва может увеличится до 5 мм, в зависимости от функциональности стены.
Когда раствор отвердел, пластмассовые крестики удаляют, а швы заполняют раствором заподлицо с плоскостью облицовки или немного углубляют (в зависимости от проекта). Далее в технологии монтажа плитки на раствор, необходимо затереть швы специальной затиркой с подобранным цветовым оттенком, а не тем же раствором который применялся при укладки плитки.
Мастика — пластическая смесь из вяжущего, тонкомолотого наполнителя и различных добавок. Применяется она для крепления полистирольных плиток, поливинилхлоридных и пластиковых панелей, подробное описание данного материала встречается в учебном пособии авторов Лесовика В.С. и Алфимовой Н.И. [74].
Канифольная мастика состоит из канифоли, скипидара, олифы-оксоль и известковой муки (белого портландцемента). В металлическую ёмкость заливают скипидар и засыпают измельчённую канифоль. Выдерживают раствор 1—2 ч до полного растворения канифоли, периодически помешивая. Раствор можно подогреть до температуры 60 С. Затем, добавляют олифу-оксоль и перемешивают до получения однородного цвета. В последнюю очередь засыпают портландцемент или известняковую муку и перемешивают до получения однородного состава. Мастика характеризуется медленным твердением.
