Вопросы практика к ГОСТ Р 56707-2015 СФТК

Автор: А.В. Александров, руководитель Департамента теплоизоляционных систем ООО «Инмаксо-Лакра»

ВОПРОСЫ ПРАКТИКА К ГОСТ Р 56707-2015 «Системы фасадные теплоизоляционные композиционные с наружными штукатурными слоями. Общие технические условия»

Постановлением № 18-81 Минстроя РФ в СНиП II-3-79было введено Изменение № 3, которое в несколько раз повысило требования к приведенному термическому сопротивлению ограждающих конструкций. СНиП II-3-79* с Изменением № 3 вступил в действие с 01.09.1996, и именно эту дату можно назвать началом широкого внедрения на территории РФ разнообразных систем фасадного утепления. 

Автор статьи с 1996 г. в течение 14 лет принимал активное участие в продвижении в РФ известной немецкой фасадной системы утепления с тонким наружным штукатурным слоем, а с 2011 г. и по настоящее время связан с аналогичной, но уже российской штукатурной фасадной системой утепления. Поскольку за это время пришлось многократно заниматься сертификацией фасадных систем с различными видами эффективного утеплителя, то можно констатировать, что эволюция нормирования такой системы утепления прошла на глазах автора статьи. Кроме того, довелось за это время провести беседы с ведущими немецкими специалистами по вопросам нормирования, идеологии и монтажа аналогичных систем в Германии.

С 1996 г., когда было выдано первое техническое свидетельство, и по настоящее время основным документом, регламентирующим применение фасадных систем утепления с тонким наружным штукатурным слоем на территории России, по прежнему является техническое свидетельство Минстроя РФ, статус которого, в целях защиты внутреннего рынка страны от необоснованного применения новых материалов, изделий, конструкций и технологий, законодательно был закреплен постановлением № 1636 Правительства РФв 1997 г. С 2010 г. в РФ начинают последовательно вступать в действие национальные стандарты, разработанные Ассоциацией «Наружные фасадные системы» (Ассоциация «Анфас»). Так, ГОСТ Р 53786 впервые вводит термин «системы фасадные теплоизоляционные композиционные (СФТК)». По сути своей он аналогичен европейским названиям наружных фасадных систем утепления с штукатурным слоем, таким как Warmedamm–Verbundsysteme(WDVS) или ExternalThermalInsulationCompositeSystems(ETICS). С точки зрения автора, из трех терминов — СФТК, WDVS и ETICS — наиболее точным по смыслу является термин WDVS, который можно перевести как «теплозащитная связанная система», в котором сделан дополнительный акцент, помимо утепления, на совместную связанную работу всех слоев системы. Далее при сравнении схем нормирования СФТК в ГОСТ Р 56707 и ETAG 004 будет использоваться терминология немецкой WDVS. 

Стандарты Ассоциации «Анфас», вступившие в действие с 2010 по 2015 г., были посвящены вопросам терминов и определений, классификации, нормирования показателей отдельных материалов и компонентов, определения методик измерений для частичных и полных образцов СФТК. И если у автора статьи были дискуссии и несогласие с разработчиками стандарта в основном по величине отдельных количественных показателей, то с выходом стандарта ГОСТ Р 56707 уже появились недоумение и неприятие самой системы нормирования СФТК, тем более что авторы стандарта многократно подчеркивали факт учета европейского опыта нормирования подобных фасадных систем утепления с штукатурными слоями.

В качестве сравнения с ГОСТ Р 56707 выберем европейский стандарт ETAG 004 — Leitlinie fur EuropaischeTechnischeZulassungenfurAu.enseitigeWarmedamm–VerbundsystememitPutzschicht, что можно перевести как «ETAG 004 — Предписания для европейских технических допусков для наружных теплозащитных связанных систем с штукатурным слоем». 

Сравнение проведем (см. рис. 1) по оценке совокупности показателей по прочности сцепления клеевых связок, прочности при растяжении утеплителя, прочности на разрыв верхнего слоя материала ограждающей конструкции, прочности сцепления клеевых связок и финишной штукатурки с бетоном, т. к. все эти показатели в первую очередь влияют на надежность применения СФТК. Все показатели для простоты выбраны только для сухих материалов. Также акцентируем внимание на том, что нормирование некой физической величины, как правило, идет или по классам, или по уровням, или по минимальному значению. 

Рисунок 1 условно разделен на четыре зоны. Зона 1 (синий фон) показывает, как построена схема нормирования WDVS в ETAG 004. Зона 2 (серый фон) дает представление о послойной структуре СФТК. Небольшая зона 1–3 (синий фон) есть область совпадения схем нормирования ETAG 004 и ГОСТ Р 56707. Зона 3 (красный фон) посвящена принятой системе нормирования в ГОСТ Р 56707 с обоснованием ее избыточности, искусственности и принципиального отличия от зоны 1.

Сначала рассмотрим зону 2. Очевидно, что в структуре СФТК можно выделить три основных слоя. Это, прежде всего, эффективный утеплитель (на схеме номер 3). Далее (1) есть ограждающая конструкция здания или сооружения, обычно ее рассматривают как строительное основание (далее — основание), на которое приклеивается, а затем и закрепляется специальными тарельчатыми дюбелями эффективный плитный утеплитель (обоснование термина «критическое основание» см. ниже). 

Третьим слоем (3) выступает декоративно-защитная финишная зернистая цементная или полимерная штукатурка. Все три слоя СФТК связаны между собой клеевыми связками (4) и (5). Это может быть как один универсальный клеевой состав, так и два клеевых состава: первый — на «чистое» приклеивание плит утеплителя к основанию, второй — на базовый слой, который впоследствии армируется щелочестойкой стеклосеткой. 

По структуре СФТК очевидно: система не только выполняет функции теплозащиты, но и (что очень важно) все слои системы прочно связаны (иногда говорят «скреплены») между собой, о чем упоминалось выше. Внешнее воздействие на СФТК, например, знакопеременная ветровая нагрузка, через связанные слои СФТК воспринимается ограждающей конструкцией здания. 

Перейдем к зоне 1 (синий фон). В этой зоне приведен европейский подход к нормированию WDVS по минимальным значениям всех приведенных показателей с точки зрения надежности в соответствии с ETAG 004. Схема нормирования в ETAG 004 изначально привязана к прочности при растяжении перпендикулярно к лицевым поверхностям плиты утеплителя из пенополистирола EPS (ППС). Минимальное значение прочности при растяжении, определяемое по DIN EN1607 (ГОСТ EN1607), согласно abZ/ETA для пластифицированного EPS, ≥0,08 МПа. На практике это означает, что данный количественный показатель фиксируется как обязательное требование к фасадному EPS в общестроительном допуске (Allgemeine Bauaufsichtliche Zulassung, abZ) на применение, имеющем европейское техническое одобрение (ETA), который выдается Институтом строительной техники (DIBt) в Берлине каждому системодержателю WDVS в Германии. Необходимо отметить, что классический EPS для WDVS без предварительного сжатия, в отличие от пластифицированного, согласно DIN4108-10, должен иметь прочность на растяжение ≥0,1 МПа.

Прежде чем идти дальше, зададим разработчикам стандарта ГОСТ Р 56707 вопрос № 1. 

Почему система нормирования была привязана к прочности при растяжении перпендикулярно к лицевым поверхностям плит ППС, а не МВП? 

Так, согласно статистике, например, в Германии примерно на 85 % зданий с WDVS в качестве эффективного утеплителя применен ППС. На 10 % зданий — МВП Ламелла с той же прочностью при растяжении ≥0,08 МПа, и только на 5 % зданий применена МВП высокой плотности, свыше 120 кг/мі. Такая картина в целом характерна для всей Европы, поэтому логично предположить, что в ETAG 004 нормирование было привязано именно к ППС. 

Однако в России статистика совсем другая. На СФТК с МВП высокой плотности в 2016 г. приходится, по разным оценкам, не менее 60–65 % рынка штукатурных систем утепления. Минимальная прочность при растяжении перпендикулярно к лицевым поверхностям для таких плит составляет значительно меньшую величину — ≥0,015 МПа. Для сравнения: согласно ГОСТ 15588 прочность при растяжении фасадного ППС 16Ф для СФТК составляет ≥0,1 МПа. 

Поскольку минимальное нормированное значение прочности при растяжении для EPS ≥0,08 МПа, то логично предположить, что клеевая связка (приклеивание) должна обеспечивать не меньшую прочность сцепления с EPS, а именно ≥0,08 МПа (см. п. 6.1.4.1.3 ETAG 004). Это гарантирует когезионный отрыв по телу EPS. Из тех же соображений, согласно п. 6.1.4.1.1 в ETAG 004, нормируется и минимальная прочность сцепления, ≥0,08 МПа, клеевой связки (базовый слой с сеткой) с EPS. 

Важным моментом является нормирование прочности на отрыв верхнего слоя основания, на которое приклеиваются плиты утеплителя. К сожалению, этот показатель пока никак не описан в нормировании СФТК в России. 

С точки зрения эксплуатации WDVS для таких критических оснований, как, например, блоки из ячеистого бетона с плотностью ниже 600 кг/м., необходимо фиксировать прочность на отрыв верхнего слоя основания на уровне не ниже прочности при растяжении EPS, иначе при некой внешней нагрузке WDVS может оторваться от основания. Такая прочность на отрыв должна быть не ниже прочности при растяжении EPS, а именно ≥0,08 МПа, согласно abZ/ETA (см. рис. 2). Измерение показателя прочности на разрыв верхнего слоя основания проводится с помощью разрывной машины, в т. ч., при необходимости, непосредственно на объекте. 

Клеевая связка (приклеивание) должна обеспечить надежную прочность сцепления EPS со строительным основанием c надежным коэффициентом запаса (см. рис. 1). В п. 5.1.4.1.2 ETAG 004 определены как состав бетонных пластин, так и методика измерения прочности сцепления клеевой связки с пятью такими пластинами. Величина минимальной прочности сцепления определена в п. 6.1.4.1.2 ETAG 004 и составляет ≥0,25 МПа. Это соответствует коэффициенту запаса 0,25/0,08 ~3,13. Зона 1 на рисунке 1 наглядно показывает, что нормирование всех показателей для WDVS проведено по минимальным (!) значениям. 

Теперь перейдем к зонам 1–3 и 3, которые отражают схему нормирования СФТК в ГОСТ Р 56707. Зона 1–3 показывает, в какой мере совпадают схемы нормирования для WDVS в ETAG 004 и СФТК в ГОСТ Р 56707. Минимальное требование по прочности сцепления с ППС, ≥0,1 МПа, для клеевой связки (приклеивание) является правильным, т. к. согласно ГОСТ 15588 прочность при растяжении фасадного непластифицированного пенополистирола марки ППС 16Ф составляет ≥0,1 МПа. 

Вызывает сомнение выбранная минимальная величина прочности сцепления с ППС, ≥0,12 МПа, для клеевой связки (базовый слой с сеткой). Как можно на ППС 16Ф, имеющем фактическую допустимую прочность при растяжении, равную 0,1 МПА, получить при испытаниях путем отрыва клеевой связки прочность сцепления, равную 0,12 МПа? В том же ETAG 004 как клеевая связка (приклеивание), так и клеевая связка (базовый слой с сеткой) имеют одинаковую минимальную прочность сцепления с EPS, ≥0,08 МПа.

И, наконец, рассмотрим зону 3, в которой схема нормирования для СФТК коренным образом отличается от ETAG 004, т. к. в ней разработчики стандарта решили уйти от нормирования по минимальным значениям к классам показателей. 

В связи с этим возникает вопрос № 2.

Если принять, что в СФТК самым слабым звеном с точки зрения надежности по прочности при растяжении под внешней нагрузкой являются плиты ППС, то зачем вводить классы по прочности сцепления для клеевых связок и штукатурки к бетону?

Давайте представим, что некая внешняя нагрузка (например, та же ветровая нагрузка в виде отсоса) превысила прочность при растяжении плит ППС. От отказа СФТК все равно не спасут даже клеевые связки с максимальной прочностью сцепления с бетоном!

По мнению автора статьи, при нормировании нужно было не классы вводить, а определиться с минимальной (!) прочностью сцепления с бетоном клеевых связок с разумным коэффициентом запаса, как это и было сделано в ETAG 004. Из рисунка 1 видно, что клеевые связки, как на приклеивание, так и на базовый слой с сеткой, для СФТК даже по минимальному классу надежности имеют коэффициент запаса, равный 0,5 МПа/0,1 МПа = 5, что почти в 1,6 раза превышает аналогичный коэффициент запаса в ETAG 004, равный 3,13. 

Далее, как дополнение к вопросу № 2, напрашивается вопрос № 3.

Есть ли у авторов ГОСТ Р 56707 обоснование невозможности применения или практически подтвержденные примеры отказа СФТК с минимальной прочностью сцепления, равной 0,5 МПа, для клеевых связок (приклеивание и базовый слой с сеткой) на зданиях нормального и повышенногоуровней ответственности? 

Часто приходилось слышать, что ETAG 004 для Германии, но у них все другое, в том числе и климат. Однако давайте обратимся к действующим российским стандартам. Например, в п. 4.14 ГОСТ 31357 можно найти, что прочность сцепления затвердевших клеевых растворов с бетонным основанием должна быть не ниже 0,5 МПа. А если обратиться к таблице 8 СП 71.13330, то находим, что растворы штукатурные для наружных работ должны иметь прочность сцепления не ниже 0,4 МПа. 

Классы по прочности сцепления для минеральных штукатурок и минеральных клеевых связок (приклеивание и базовый слой), как и классы для прочности на сжатие, прочности на растяжение при изгибе были введены, соответственно, в ГОСТ Р 54358 и ГОСТ Р 54359. Количество классов колеблется от 4 до 5 для всех этих показателей. В п. 4.3 ГОСТ Р 56707 введены 3 класса по надежности: СК0 (повышенный класс), СК1 (нормальный класс) и СК2 (пониженный класс). Далее в п. 4.4 класс СК0 был увязан с повышенным уровнем ответственности зданий и сооружений, СК1 — с нормальным уровнем ответственности, СК2 — с пониженным уровнем ответственности. 

Поскольку уровней ответственности, согласно п. п. 7–10 статьи 4. 384-ФЗ, только три (!), то у авторов стандарта встала проблема выбора только трех показателей для клеевых связок и штукатурок по прочности сцепления, прочности на сжатие, прочности на растяжение при изгибе для таблиц 4, 5, 6 и 7 ГОСТ Р 56707 из 4–5 аналогичных показателей из стандартов ГОСТ Р 54358, ГОСТ Р 54359, ГОСТ Р 55936, ГОСТ Р 55818. 

Такой подход к нормированию привел к появлению в перечисленных выше стандартах по клеевым связкам и штукатуркам для СФТК большого (!) количества потерявших всякий смысл и никому не нужных показателей (см. рис. 1). Это как минимум говорит об отсутствии гармонизации между стандартами. 

Показатели для таблиц 4, 5, 6 и 7 ГОСТ Р 56707 были выбраны по простому принципу: для СК0 — максимальное значение, среднее — для СК1 (иногда и для класса СК2) и минимальное — для СК2. Однако такой подход не всегда представляется верным, т. к. клеевые связки и штукатурки должны быть сбалансированы по отдельным показателям. 

Клеевые связки связывают между собой «мягкий» утеплитель ППС/МВП с жесткими финишными штукатурками и основанием, поэтому такие прочностные характеристики, как прочность на сжатие и изгиб, должны быть сбалансированы. А, например, водопоглощение и диффузия водяного пара являются встречными физическими процессами в ограждающей конструкции. 

Именно баланс между двумя этими процессами определяет величину редиспергируемых полимерных порошков (РПП) в минеральных составах и связующей основы в полимерных составах. 

Еще несколько слов по паропроницаемости СФТК. К сожалению, в ГОСТ Р 56707 были уравнены по расчетному коэффициенту паропроницаемости минеральные клеевые связки и минеральные штукатурки с полимерными клеевыми связками и полимерными штукатурками. Кроме того, был исключен минимальный класс 1 для затвердевших полимерных штукатурок, 0,02 мг/(м · ч · Па), из ГОСТ Р 55818, что превратило его в очередной бесполезный и никому не нужный показатель. 

Это не отвечает как европейскому опыту (тем более что ГОСТ 25898 гармонизирован с аналогичным европейским стандартом ISO 12572:2001), так и протоколам испытаний полимерных штукатурок, которые прошли испытания в НИИСФ и в НИИМосстрой и с которыми автору статьи довелось ознакомиться. 

Давайте для примера обратимся к таблице 1 DIN V 4108-4:2007-06. В этой таблице для минеральных штукатурок на цементном вяжущем приведен диапазон безразмерного коэффициента паропроницаемости, равный 5/35. А для полимерных штукатурок диапазон того же коэффициента паропроницаемости уже равен 50/200. Согласно ГОСТ 25898, безразмерный коэффициент паропроницаемости показывает, во сколько раз паропроницаемость штукатурки хуже паропроницаемости воздуха. 

Разность в диапазонах показывает, что паропроницаемость полимерных штукатурок, как правило, хуже паропроницаемости минеральных штукатурок, то же относится и к клеевым связкам полимерным и минеральным. В п. 5.10 ГОСТ Р 56707 расчет защиты СФТК от переувлажнения с учетом сопротивления паропроницанию СФТК, как и в п. 6.5.1, сопротивление паропроницанию для окрасочных составов предлагается определять по ГОСТ Р 55412. Это требование является нелегитимным, т. к. в ГОСТ Р 55412 паропроницаемость воздушной прослойки между дистиллированной водой и образцом материала в испытательном сосуде взята из недействующего ГОСТ 25898-83. Согласно действующему ГОСТ Р 25898-2012, данный показатель должен рассчитываться по формуле Ширмера или по графику на рисунке А.1 (см. приложение А), что неминуемо приведет к другим результатам испытаний.

Требует обоснования в п. 6.5.1 величина сопротивления паропроницаемости, 0,15 м. · ч · Па/мг, для окрасочных составов. Обычно если приводится сопротивление паропроницаемости, то в обязательном порядке должна быть указана толщина слоя материала, при которой былополучено данное сопротивление паропроницаемости.

В чем смысл, с точки зрения системных показателей для СФТК и общих технических условий, введения в п. 6.5.2 стандарта для окрасочных составов времени и степени высыхания? 

Вопрос № 4 связан с п. 5.7 ГОСТ Р 56707.

Почему отдельные материалы СФТК испытываются и имеют ограничения на водопоглощение в % по массе, тогда как в ГОСТ Р 56707 для СФТК введено ограничение по капиллярному всасыванию влаги не более 0,5 кг/м. за 24 часа? 

В самом п. 5.7 допущена ошибка в размерности капиллярного водопоглощения: вместо 0,5 кг/(м. · ч) за 24 ч надо писать 0,5 кг/м. за 24 ч. 

В стандартах на минеральные и полимерные клеевые связки и штукатурки для СФТК водопоглощение по массе зафиксировано на уровне 15 %. Как увязаны между собой характеристики «водопоглощение по массе, %» и «капиллярное водопоглощение, 0,5 кг/м2 за 24 ч»? Почему в стандартах на отдельные материалы используется первая, а в стандартах по методикам измерений и общих технических условиях для СФТК вторая характеристика? Также следует отметить, что в таблице 3 среди технических показателей для МВП водопоглощение присутствует, а такой важнейший показатель для эксплуатации СФТК, как коэффициент паропроницаемости, отсутствует. 

Отдельно несколько замечаний по ГОСТ Р 55943, который посвящен методам определения и оценкам устойчивости СФТК к климатическим воздействиям. Очевидно, что к моменту написания ГОСТ Р 55943 у авторов стандарта ГОСТ Р 56707 уже созрела схема нормирования по классам надежности с привязкой к уровням ответственности зданий и сооружений. Поэтому и были введены классы устойчивости к климатическим воздействиям КВ0, КВ1 и КВ2, соответственно, с количеством блок-циклов испытаний в климатической камере 50, 75, 100 и 125. 

Отметим, что в стандарте ГОСТ Р 54359 необходимая морозостойкость клеевой связки (приклеивание) должна быть не ниже 50 циклов, а клеевой связи (база с сеткой) — не ниже 75 циклов. ГОСТ Р 54358 определяет минимальное значение морозостойкости для минеральной штукатурки не ниже 50 циклов. Требования по морозостойкости контактной зоны появляются в ГОСТ Р 55818 (полимерные штукатурки) и в ГОСТ Р 55936 (полимерные клеевые, базовые и выравнивающие составы) и зафиксированы на уровне не ниже 75 циклов. 

А как в ETAG 004? Методика климатических испытаний и вид стенда с WDVS описан в п. 5.1.3. Количество циклов климатических воздействий на систему составляет фиксированные 80 циклов. Однако есть принципиальное отличие. Предварительно для утеплителя, клеевых связок и штукатурок определяется капиллярное водопоглощение. И если оно 0,5 кг/м. за 24 часа для клеевой связки (базовый слой) и штукатурки, то фазу «замораживание/оттаивание» климатических испытаний можно не проводить. Именно в этом должен заключаться смысл количественной величины капиллярного водопоглощения, приведенного в п. 5.7 ГОСТ Р 55707. 

В СФТК могут быть применены материалы и с водопоглощением ≥0,5 кг/м. за 24 часа, которые фактически (!) исключены в ГОСТ Р 56707, просто в этом случае фаза «замораживание/оттаивание» должна присутствовать в климатических испытания в обязательном порядке, согласно ETAG 004. 

Спору нет, климатические испытания натурного образца СФТК на стенде нужны, однако, по мнению автора статьи, введение классов КВ0, КВ1 и КВ2 является очередным избыточным нормированием. Правильным шагом было бы ограничить количество циклов климатических воздействий на СФТК и принять его, например, равным 75 циклам. 

Другой вопрос — а сколько у нас в стране аккредитованных лабораторий с соответствующими климатическими камерами, способных обеспечить проведение длительных испытаний крупногабаритного образца СФТК (см. рис 2 и 3 ГОСТ 55943) согласно климатическим циклам А и Б? Для таких случаев и вводят иногда стандарты с отложенным сроком введения в действие, чтобы заказчик и аккредитованная лаборатория были готовы к встрече друг с другом.

Вызывает недоумение трактовка пожарной безопасности СФТК в ГОСТ Р 56707. Так, в п. 5.1 и в таблице 2 п. 5.8 зафиксировано, что любому классу надежности должна соответствовать СФТК исключительно класса конструктивной пожарной опасности К0 согласно ГОСТ 31251. 

Это приводит к вопросу № 5.

Почему для всех классов надежности допустимо использовать СФТК только класса конструктивной пожарной опасности К0?

Прежде всего, согласно ГОСТ 31251, определимся, что по результатам огневых испытаний класс конструктивной пожарной опасности присваивается наружной стене здания (см. подпункт «д» п. 1.4), на которую смонтирована СФТК. Далее системодержатель СФТК должен руководствоваться таблицей 22 123-ФЗс целью определения соответствующего класса конструктивной пожарной опасности здания