Приклад ETAG щодо композитних профілів як конструкційно-теплоізоляційних виробів для будівель

Приклад ETAG щодо композитних профілів як конструкційно-теплоізоляційних виробів для будівель

В часопису журналу WT (див. № 22, стор. 73) розглядалися деякі приклади ETAG, зокрема щодо світлопрозорих систем, а саме Настанова щодо сімейств систем скління на основі конструкційного ізолятора-герметика ETAG 002 Structural Sealant Glazing Systems (“SSGS”) в чотирьох частинах із такими найменуваннями:

1. Підтримувані та безопорні системи.
2. Системи, які включають алюмінієві профілі з покриттям.
3. Системи, які включають профілі з теплоізоляційним бар’єром.
4. Непрозорі скління (Opacified Glazings).



Ця Настанова стосується SSGS як фасадів і покрівель чи їх частин зі склінням, розташованим під кутом до горизонталі в діапазоні від 90° до 7°. Системи класифіковано, по-перше, за ознакою навантаження власною вагою скляного заповнення контурної рами чи безпосереднім спиранням на неї у механічний спосіб (типи І і ІІ), чи за допомогою конструкційного ізолятора-герметика (Structural Seal, надалі – SS), а саме – його зчепленням із поверхнями скла, з одного боку, та профілів з алюмінію чи з неіржавіючої сталі, з іншого (типи ІІІ і ІV). По-друге, класифікація SSGS іде за ознакою застосування пристроїв, які запобігають руйнуванню в разі втрати зчеплення.

Частина 1 Настанови розглядає такі адгезійні поверхні – скло без покриття чи з неорганічним покриттям анодованого алюмінію чи неіржавіючої сталі. Наступні частини стосуються використання скла з органічним покриттям (opacifier, частина 4), алюмінію з покриттям іншим, ніж анодування (частина 2), а також теплоізоляційних бар’єрів у контурних рамах елементів скління (частина 3).

В цій статті ми більш докладно розглянемо основні положення частини 3 Настанови [4] щодо металевих профілів як поясів, які об’єднуються в єдине ціле стінкою з термічного бар’єру, що, таким чином, виконує конструкційнотеплоізоляційну функцію. Зокрема остання зменшує передачу тепла скрізь фасад чи покрівлю та конденсацію вологи на внутрішніх поверхнях профілів. Найбільш поширені варіанти виконання поясів – алюмінієвий сплав, а стінки – поліамідна стрічка. Керівництво не стосується систем, де бар’єр піддається постійним напруженням розтягу в напрямку від пояса до пояса.

Зазвичай настанови (керівництва) щодо ЕТА для виробу або сімейства виробів містять:
— перелік відповідних тлумачних документів, пов’язаних з основними вимогами;
— окремі вимоги, яким виріб має відповідати в межах значення основних вимог;
— методи перевірки (випробувань);
— методику оцінювання та аналізу результатів випробувань;
— процедури перевірки та засвідчення відповідності.

ETAG 002, ч.3 охоплює такі тлумачні документи (ID) та відповідні основні вимоги (ER), які визначено частиною 1:
— пожежна безпека ID 2, ER 2;
— гігієна, здоров’я, навколишнє середовище ID 3, ER 3;
— захист від шуму ID 5, ER 5;
— економія енергії та збереження тепла ID 6, ER 6.

Зв’язок між характеристиками профілів і основною вимогою ER 4 (доповнення до ETAG 002, ч.1, табл.2).

(*)P – профіль з термічним бар’єром; (**)WP – робоча програма з розробки ETAG.

Безпека в експлуатації ID 4, ER 4 (Табл.), за частиною 3, складається зі сприйняття:
— навантажень від ваги закріпленого скла, які можуть призводити до постійних напружень зсуву в горизонтальних та уклінних профілях;
— вітрових навантажень, що діють перпендикулярно фасаду чи покрівлі (позитивний і від’ємний тиск) та можуть призводити до напружень стиску, розтягу, скручування, зсуву та згину в профілях, з ефектом втомлюваності;
— снігових навантажень на покрівлю, що можуть призводити до довготривалих напружень згину, зсуву, стиску в профілях;
— гідротермічних напружень, переважно зсуву на протязі значних періодів часу з ефектом втомлюваності, через вплив температурного (чи волого-температурного) градієнту. Екстремальні температури (ºС), які мають бути враховані щодо бар’єру: низькі - до -20 (для північних країн -40), високі – до +70 для фасадів, до +80 для покрівель.
— Впливу води. SSGS зазвичай мають проектуватися таким чином, щоб попередити контакт бар’єру із застійною водою. Проте він має бути нечутливим до впливу води.

Впливу відносної вологості. Бар’єр має бути нечутливим до постійного впливу високого рівня відносної вологості.



Методи перевірки стосуються основних вимог і ідентифікації виробів.

Щодо експлуатаційної безпеки ER 4 розглядають три типи випробувань за табл.4, а також стійкість у гарячому та вологому середовищі та характеристики після водопоглинання.

Зразки вирізають з репрезентативних профілів, включаючи поверхневе покриття, відповідне до кінцевого призначення виробу. Перед випробуванням зразки витримують щонайменше два дні за температури 23 ± 5 °C в нормальних лабораторних умовах. При застосуванні поліамідних стрічок відносна вологість має бути 50 + 5 %, а термін витримки збільшується мінімум до двох тижнів, щоб гарантувати гігроскопічну рівновагу.

Вимірювання міцності на розтяг і зсув виконується за трьох температур: мінімальної (- 20 ± 2) °C, кімнатної (+ 23 ± 2) °C і максимальної (+ 80 ± 3) чи (+ 70 ± 3) °C. Температура зразків (як цілого) має підтримуватися на протязі випробування.

Визначення міцності на розтяг (Q) проводиться переважно на зразках довжиною 100 мм у кількості 10 шт. для кожної температури. Вони фіксуються в затискачах розривної машини (мал. 1) і навантажуються зі швидкістю від 1 до 5 мм/хв.

Міцність на розтяг дорівнює: Q = Fmax / l, де Fmax – максимальне зусилля у Н; l – довжина зразка у мм.



Для визначення міцності на зсув (Т) розміри та кількість зразків такі ж як і на розтяг. Вони розміщуються у випробувальному пристрої за мал. 2.

Міцність на зсув дорівнює: T= Fmax / l, позначення див. у виразі для Q.

В залежності від призначення і типу геометрії профілю застосовують різні процедури щодо випробувань на старіння. За одним з методів зразок довжиною у півметра розміщують в кліматичній камері з циркуляцією повітря, де він піддається одночасним циклам механічного і термічного навантаження вздовж вісі стрижня. Постійна частина зусилля визначається як функція довжини, а саме (1,00 ± 0,01) Н /мм, а перемінна частина складає чверть від цього значення. Навантаження триває 106 циклів. 2…4 сек. (1 цикл)



Температурні навантаження за денним циклом створюються оточуючим повітрям з точністю ± 5°C.

Після процедури старіння стрижень нарізається, скажімо, на п’ять зразків, які піддаються випробуванням на розтяг і зсув (як розглянуто раніше).

Методика оцінювання та аналізу результатів випробувань щодо придатності виробу для призначеного використання базується на статистичній інтерпретації. В настанові ETAG 002 зазначається, що неможливо визначити всі критерії, зважаючи на різноманітність типів бар’єру, геометрії профілів і рам, навантажень і впливів. Тому потрібен аналіз стосовно кожного конкретного ETA.



Проте досвід експлуатації протягом багатьох років щодо низки бар’єрів за типом, включаючи склонаповнені поліаміди, засвідчує, що рекомендовані критерії забезпечують задовільні результати. Для випробувань міцності на розтяг та зсув обчислюють значення руйнівного напруження, які надають 75% довірчості, що 95% результатів випробувань будуть вищими за це значення, а саме:
Q_{U, 5} = Q_mean - τ * S, де: Q_mean, T_mean – середні значення; τ = 2,10 (для серії з десяти випробувань, за ETAG 002, ч.1, табл. 7);
S – стандартне (середньоквадратичне) відхилення.

Ці характеристичні значення для профілів у складі конструкцій фасадів і покрівель мають бути не менше, ніж 20 Н/мм щодо розтягу і 24 Н/мм щодо зсуву, – за нормальної, низької та високої температури.

Процедури перевірки та засвідчення відповідності насамперед стосуються документування, зокрема, програми випробувань як частини заводського контролю виробництва (FPC – Factory production control). Вона включає вхідний контроль і перевірку кожної партії профілів. Щодо останнього ніякі специфічні випробування з боку власника ЕТА непотрібні. Але він має повідомити про декларацію, надану виробником, яка встановлює, що профілі, поставлені для конкретного проекту, є ідентичні виробу, який визначено в ЕТА.

Технічна документація, що супроводжує декларацію стосовно поставки профілів, має включати висновок із записів випробувань, зібраних під час FPC, який охоплює щонайменше такі результати:
— розміри та поперечні перерізи;
— Т щодо початку та кінця партії і кожних 200 стрижнів;
— Q щодо кожного нового профілю.

У випадку, якщо готові профілі не анодовані і не фарбовані (покриття після монтажу складових металевих профілів з бар’єром), то зразки перед випробуванням кондиціонують на протязі 20 хвилин за температури 200ºС.

М.Л.Гринберг, кандидат технічних наук, аудитор системи сертифікації „УкрСЕПРО”
Орган з сертифікації будівельної продукції „ЦентрСЕПРОбудметал”