Кронштейны навесного фасада: точечные мосты χ и потери тепла

Кронштейн вентфасада это точечный мост, его потери задает χ, Вт/°C: в нашем примере 2,03 шт/м² при χ 0,0083 дают добавку 0,0168 Вт/(м²·°C) к R₀пр стены (расчет урока самоучителя, СП 230 изм. 2).

Возьмите одеяло и пробейте его насквозь гвоздем: вокруг гвоздя станет холодно, хотя одеяло толстое. Кронштейн вентфасада работает так же: это стальной или алюминиевый уголок, который идет через всю вату к стене и несет облицовку, а тепло уходит по металлу мимо утеплителя. Мера потерь одного кронштейна называется χ (хи), Вт/°C. Ниже: как χ попадает в приведенное сопротивление стены R₀пр, что про кронштейны написано в СП 230, что показал наш расчет, и когда таблиц не хватает и кронштейн нужно считать.

Коротко#

χ показывает, сколько ватт лишнего уходит через один кронштейн на каждый градус разности температур.
В R₀пр стены кронштейны входят слагаемым «число на квадратный метр умножить на χ». В нашем примере 2,03 шт/м² при χ 0,0083 дают 0,0168 Вт/(м²·°C).
СП 230 (изм. 2) дает χ по материалу (нержавеющая сталь, оцинкованная сталь, алюминий), сечению кронштейна, сопротивлению утеплителя, теплопроводности основания и термомосту под кронштейном.
Наш χ кронштейна 0,0083 это оценка снизу, у системы Краспан 0,024. В примере Краспана кронштейны на блоках и железобетоне уносят 17 % всего потока через стену.
СП 50 требует при расчете поля учитывать связь кронштейна с направляющими, а термопрокладку учитывать только по лабораторным данным.

Что такое точечный мост и χ#

Точечный мост это отдельный элемент, который прорезает утеплитель: кронштейн, анкер, дюбель. Его потери задают числом χ на одну штуку, а не на метр длины, как у линейного узла (общий разбор мостиков холода: тепловые мосты).

Как получить χ: считают два одинаковых куска стены, с кронштейном и без него. Разница потоков, деленная на разницу температур, и есть χ. В наших уроках разница температур 43 °C, формула из урока 6: χ = (Q с кронштейном − Q без кронштейна) / 43. СП 50.13330.2024 в приложении Г описывает то же: потери находят сравнением потока через узел с элементом и через тот же узел без него.

Сколько кронштейнов на квадратный метр и как χ входит в R₀пр#

Приведенное сопротивление стены с кронштейнами считают по формуле (Г.1) приложения Г СП 50.13330.2024:

1 / R₀пр = Σ aᵢ · Uᵢ + Σ lⱼ · ψⱼ + Σ nₖ · χₖ

Здесь nₖ это число точечных элементов k-го вида на квадратный метр стены, шт/м², χₖ это удельные потери одного такого элемента, Вт/°C. Подробно про R₀пр: приведенное сопротивление.

Число кронштейнов на квадратный метр считает проектировщик по схеме крепления: делите единицу на площадь ячейки, которая приходится на один кронштейн. Для ячейки 700 × 700 мм (0,49 м²) выходит 2,04 шт/м², в примере производителя 2,03 шт/м².

Таблица 1. Вклад точечных элементов в 1/R₀пр (урок 9 самоучителя и урок 6)

№	Элемент	n, шт/м²	χ, Вт/°C	Вклад n × χ, Вт/(м²·°C)
1	Дюбель в штукатурном фасаде (наш расчет)	8,0	0,0017	0,0134
2	Кронштейн вентфасада (наш расчет, оценка снизу)	2,03	0,0083	0,0168
3	Кронштейн из оцинкованной стали, пример Краспан	2,03	0,024	0,048
4	Тарельчатый анкер с защищенной головкой, пример Краспан	10,4	0,002	-

Вклад дюбелей в строке 1 посчитан по неокругленному χ, поэтому 8,0 · 0,0017 дает чуть больше, чем напечатанные в уроке 9 0,0134.

Кронштейнов втрое меньше, чем дюбелей, зато у каждого стали в 14 раз больше и она идет через всю вату. Поэтому R₀пр всей стены в нашем примере у обоих фасадов одинаковое, 2,23 при норме 2,93: меньшее число кронштейнов компенсирует их больший χ (урок 9). Ровная часть вентфасада при α наружной поверхности 12 дает 0,2635 Вт/(м²·°C): наружный воздух касается прослойки, и СП 50.13330.2024 для таких стен принимает α 12 (таблица 6, строка 3). У Краспана R₀пр стены 2,97 при коэффициенте однородности 0,67.

Что дает СП 230: таблицы χ для кронштейнов#

Изменение № 2 к СП 230.1325800.2015 изложило раздел Г.9 «Узлы навесных фасадных систем» заново, и его таблицы Г.69-Г.104 заменили таблицы изм. 1. Параметры: сопротивление утеплителя Rут, теплопроводность основания λо, материал кронштейна и средняя площадь его сечения в слое утеплителя. Сечение берут плоскостью по середине толщины утеплителя. Таблицы применяют при толщине основания от 100 до 350 мм. Если утеплителя в системе нет, влияние кронштейнов в R₀пр не учитывают.

Таблица 2. Что есть в таблицах СП 230 (изм. 2, раздел Г.9)

№	Материал кронштейна	Сечение, мм²	Таблицы	Термомост под кронштейном
5	Коррозионно-стойкая сталь	120, 300, 600, 1000	Г.69-Г.80	без термомоста, 0,08, 0,16
6	Оцинкованная сталь	120, 300, 600, 1000	Г.81-Г.92	без термомоста, 0,08, 0,16
7	Алюминий	120, 300, 600, 1000	Г.93-Г.104	без термомоста, 0,08, 0,16
8	Стальная направляющая в утеплителе (ψ, Вт/(м·°C))	по числу кронштейнов 1, 1,33, 1,67, 3,33 шт/м	Г.105-Г.108	паронитовая прокладка 2 мм учтена

Значения в таблицах даны для Rут 1,5, 3,0 и 6,0 и для λо 0,2, 0,6 и 1,8. Термомост задан термическим сопротивлением 0,08 или 0,16 м²·°C/Вт. Для сравнения материалов и влияния термомоста возьмем строку Rут 3,0 при λо 0,6.

Таблица 3. χ, Вт/°C, СП 230 (изм. 2): Rут 3,0, λо 0,6

№	Кронштейн	Таблицы	Без термомоста	Термомост 0,08	Термомост 0,16
9	Коррозионно-стойкая сталь, 120 мм²	Г.69-Г.71	0,012	0,011	0,011
10	Коррозионно-стойкая сталь, 300 мм²	Г.72-Г.74	0,022	0,019	0,017
11	Оцинкованная сталь, 300 мм²	Г.84-Г.86	0,042	0,030	0,025
12	Алюминий, 300 мм²	Г.96-Г.98	0,051	0,038	0,032
13	Алюминий, 600 мм²	Г.99-Г.101	0,087	0,053	0,044

В самих таблицах написано: потери всех кронштейнов из коррозионно-стойкой стали невелики и мало зависят от других параметров. Алюминий проводит тепло лучше стали: при том же сечении 300 мм² у алюминия 0,051 по СП 230.1325800.2015, у оцинкованной стали 0,042.

Наш расчет урока и таблицы СП 230#

В уроке 6 мы посчитали свой кронштейн: стальная лапка 3 × 60 × 100 мм, под ней пластиковая прокладка толщиной 4 мм, стальная стойка сечением 172 мм² через всю вату 150 мм (λ 0,045) к кладке 250 мм (λ 0,81), α наружной поверхности 12. Поток с кронштейном 5,843 Вт, без него 5,487 Вт, разница 0,357 Вт, χ = 0,357 / 43 = 0,0083 Вт/°C.

Модель фрагмента стены в Temper-3D: снаружи слой минеральной ваты, за ним кирпичная кладка — Рис. 1. Модель в Temper-3D: фрагмент стены 700 × 700 мм целиком, снаружи вата 150 мм (оранжевая), за ней кладка 250 мм (синяя). Кронштейн внутри ваты, снаружи виден только торец стойки. Открыть модель в Temper-3D в том же ракурсе.

Модель фрагмента стены в Temper-3D без слоя ваты: на кирпичной кладке стоит кронштейн, стойка идет от стены наружу — Рис. 2. Тот же ракурс, вата скрыта, чтобы был виден кронштейн на кладке. Открыть модель в Temper-3D в том же ракурсе.

Кронштейн из модели крупно: лапка с пластиковой прокладкой и стойка — Рис. 3. Сам кронштейн крупно: лапка 60 × 100 мм, под ней прокладка (красная), от лапки идет стойка 4 × 43 мм длиной 143 мм. Открыть в Temper-3D в том же ракурсе.

Разрез фрагмента стены по оси кронштейна, материалы: вата, кладка, стальная стойка, лапка и пластиковая прокладка — Рис. 4. Разрез по оси кронштейна, материалы: слева улица и вата, справа кладка и комната. Следующий снимок (рис. 5) сделан с того же места, на нем поле температуры. Открыть этот разрез в Temper-3D в том же ракурсе.

Поле температуры в разрезе стены по кронштейну: стальная стойка проводит тепло сквозь вату, точками подписаны температуры стойки, кладки и поверхностей — Рис. 5. Расчет Temper-3D: разрез фрагмента стены по оси кронштейна. Слева улица, слева направо: вата 150 мм, кладка. Стальная стойка идет сквозь всю вату и выносит тепло наружу; каждая полоса цвета это около 2 °C. Точками подписаны температуры из этого расчета: конец стойки снаружи +4,9 °C при −22,1 °C на вате рядом, кладка под лапкой +11,9 °C при +15,0 °C вдали от кронштейна. Открыть этот расчет в Temper-3D в том же ракурсе.

Оба расчета можно открыть в Temper-3D прямо здесь: фрагмент стены 700 × 700 мм с кронштейном и тот же фрагмент без него.

Готовый расчет: фрагмент стены с кронштейном (урок 6)

frs 7.4 name "крепление, кронштейн вентфасада"

materials params
1  lambda 0.81   desc "кирпич"
2  lambda 0.045  desc "минеральная вата"
4  lambda 0.25   desc "пластик"
5  lambda 58     desc "сталь"

materials objects
2  cuboid  -150,  0,  0    0,700,700
1  cuboid     0,  0,  0  250,700,700
4  cuboid    -4,320,300    0,380,400
5  cuboid    -7,320,300   -4,380,400
5  cuboid  -150,348,328   -7,352,371

ambients
1  t -23  alpha 12  side -X
2  t 20   alpha 8.7  points  250,350,350
3  adiabat  default

Готовый расчет: тот же фрагмент без кронштейна

frs 7.4 name "крепление, кронштейн вентфасада"

materials params
1  lambda 0.81   desc "кирпич"
2  lambda 0.045  desc "минеральная вата"

materials objects
2  cuboid  -150,0,0    0,700,700
1  cuboid     0,0,0  250,700,700

ambients
1  t -23  alpha 12  side -X
2  t 20   alpha 8.7  points  250,350,350
3  adiabat  default

Числа абзаца выше это результат расчета этих двух моделей: поток на входе 5,843 Вт и 5,487 Вт. Самое теплое место наружной поверхности у модели с кронштейном +4,9 °C (конец стойки), у ровной стены наружная поверхность −22,1 °C: так выглядит точечный мост на поле температуры.

Таблица 4. χ кронштейна: наш расчет, пример Краспан и таблицы СП 230

№	Источник	Что это	χ, Вт/°C
14	Наш расчет, урок 6	сталь, 172 мм², прокладка 4 мм, без болта и облицовки	0,0083
15	Краспан, В. Н. Воробьев, 2017	оцинкованная сталь, 170 мм²	0,024
16	СП 230, таблица Г.81	оцинкованная сталь, 120 мм², без термомоста, Rут 3,0, λо 0,2 / 0,6 / 1,8	0,013 / 0,023 / 0,030
17	СП 230, таблица Г.84	оцинкованная сталь, 300 мм², без термомоста, Rут 3,0, λо 0,2 / 0,6 / 1,8	0,020 / 0,042 / 0,063

Наш χ в 2,9 раза ниже, чем у Краспан, и ниже всех значений таблиц Г.81 и Г.84 СП 230.1325800.2015 для Rут 3,0. Причина в самой модели: болт, которым лапка прикручена к кирпичу, и облицовка в ней не заданы, поэтому это оценка снизу. СП 50 к тому же требует учитывать связь кронштейна с направляющими, а в модели ее нет. С Краспаном χ в уроке не сверяют, а берут порядок величины. Подгонять число под таблицу мы не стали.

Какая доля потерь стены идет через кронштейны#

В нашем примере кронштейны добавляют к потерям стены (U при α 12) 6,5 %, дюбели в штукатурном фасаде 4,0 % к U ровной стены при 6,15 шт/м² (урок 6); в стене целиком при 8,0 шт/м² дюбели дают 3,0 % потока фасада (урок 9). Это две разные базы, числа сравнивать между собой нельзя. Для сравнения, в примере СП 50 через узлы и крепления идет 27 % потока, и запас ровной стены съедают именно они.

Таблица 5. Куда уходит тепло в стене целиком (штукатурный фасад, урок 9) и у системы Краспан

№	Часть	Доля потока через фасад, %
18	Ровная часть (ригель и кладка)	59,3
19	Окна (откосы)	18,7
20	Балконные плиты	18,2
21	Дюбели (8,0 шт/м²)	3,0
22	Углы	0,8
23	Кронштейны Краспан на блоках и железобетоне (вентфасад)	17
24	Анкеры Краспан (вентфасад)	7,2

Доли первых пяти строк даны к потоку всего фасада (стена из урока 9, база не та, что в уроке 6, где дюбели 4,0 % к U ровной стены). Первые пять строк это штукатурная стена из урока 9, последние две это пример Краспан для вентфасада, это разные стены. Долю нашего кронштейна в потоке вентфасада целиком в уроках не считали: известны вклад 0,0168 и R₀пр стены 2,23.

Что дает термопрокладка#

Термопрокладка это пластик под лапкой кронштейна, чтобы мост был слабее. В таблицах СП 230 для нее отдельные столбцы. У оцинкованного кронштейна 300 мм² при Rут 3,0 и λо 0,6 по СП 230.1325800.2015 прокладка с сопротивлением 0,08 снижает χ с 0,042 до 0,030, с сопротивлением 0,16 до 0,025 (оцинкованная сталь в таблице 3 выше). У тонкого кронштейна из коррозионно-стойкой стали 120 мм² прокладка почти ничего не меняет: 0,012 по СП 230.1325800.2015, 0,011 и 0,011 (первая строка той же таблицы 3). У алюминия 600 мм² разница большая: 0,087 по СП 230.1325800.2015 без прокладки и 0,044 с сопротивлением 0,16 (последняя строка).

Есть оговорка в самой норме. По СП 50.13330.2024 (п. 5.4) термомост между кронштейном и основанием учитывают в расчете только при наличии лабораторных данных о его средней теплопроводности. Если протокола нет, прокладку в R₀пр засчитывать нельзя. Свой расчет урока с прокладкой и без нее по числам кронштейна отдельно не сравнивали.

Когда таблицы мало: свой кронштейн и расчет#

Таблицы СП 230 задают кронштейн материалом и средней площадью сечения. Этого мало, если:

кронштейн с нестандартной формой, ребрами, вырезами или прокладкой с другим сопротивлением, чем 0,08 и 0,16: такой элемент в таблицы не вошел, а характеристики элементов, не вошедших в таблицы, по общему тексту приложения Г СП 230 (изм. 1) должны быть известны производителю и поставщику изделий и попадать в технические свидетельства или альбомы типовых узлов;
нужен учет болта и облицовки, которых нет в нашей модели урока, и связи кронштейна с направляющей: так требует п. 5.4 СП 50.13330.2024;
система с горизонтальной направляющей в утеплителе: у нее свои таблицы ψ (СП 230.1325800.2015, таблицы Г.105-Г.108), а кронштейны только подводят тепло к направляющей;
прокладка с лабораторной теплопроводностью: чтобы учесть ее по СП 50, эти данные надо подставить в расчет поля.

Что считает Temper-3D сейчас#

χ кронштейна, собранного кубоидами и плоскими фигурами на толщину (сталь, алюминий, нержавеющая сталь задаются λ материала); косые элементы в записи модели не задаются;
болт, облицовка, направляющая и прокладка с заданной λ задаются телами, но примера с ними у нас нет, он ждет расчета;
температуру основания под кронштейном.

Чего пока нет: вентилируемого зазора по расходу воздуха (сейчас зазор упрощен, как в СП 50: α наружной поверхности 12, облицовка не учитывается) и сборки R₀пр здания из узлов прямо в веб-приложении.

Посчитать в Temper-3D#

Модель кронштейна стоит выше на этой странице: раскройте «Готовый расчет», и откроется окно Temper-3D с этим фрагментом стены и его полем температуры; текст модели там же, на вкладке «FRS». Сечение стойки, материал, толщина прокладки и ваты меняются правкой нескольких чисел.

Расчеты, по которым сверены числа этой страницы, открываются в Temper-3D в новом окне: с кронштейном, сталь, без кронштейна, со стойкой из алюминия.

Производитель фасадной системы? χ своего кронштейна можно посчитать в Temper-3D: начните с урока 6 и онлайн-версии программы. Вопросы можно написать нам: контакты.

Как считают χ: урок 6, крепления и кронштейн
Как χ собирается в стену целиком: урок 9, стена целиком
О программе

Нормы и связанные страницы#

Частые вопросы

Сколько тепла теряется через кронштейны вентфасада?

В нашем примере кронштейны добавляют к потерям стены 6,5 %, а в примере Краспан кронштейны на блоках и железобетоне дают 17 % всего потока через стену. Ваш случай зависит от χ кронштейна и числа кронштейнов на квадратный метр: n × χ в формуле (Г.1).

Учитывать ли термопрокладку в расчете?

По СП 50.13330.2024 (п. 5.4) термомост между кронштейном и основанием учитывают только при лабораторных данных о его теплопроводности. В таблицах СП 230 (изм. 2) есть столбцы для термомоста 0,08 и 0,16.

Где взять χ кронштейна?

Из таблиц Г.69-Г.104 СП 230 (изм. 2) по материалу, сечению, Rут и λо основания, а для своего кронштейна или своей прокладки из расчета температурного поля.

Алюминий или сталь: что теплее?

Сталь. При сечении 300 мм², Rут 3,0 и λо 0,6 без термомоста у оцинкованной стали 0,042, у алюминия 0,051. В нашей модели стойка из алюминия дала χ 0,0095 против 0,0083 у стали.

Сколько кронштейнов считать на квадратный метр?

Считает проектировщик по схеме крепления. В примере производителя 2,03 шт/м².

Учитывается ли направляющая?

Да: при расчете поля узла установки кронштейна СП 50.13330.2024 (п. 5.4) требует учитывать связь кронштейна с наружным металлическим каркасом (направляющими).