Потенциал быстровозводимых технологий в коммерческом строительстве
Потенциал быстровозводимых технологий в коммерческом строительстве
При возведении объектов промышленного назначения на первый план выходят такие критерии, как долговечность и рентабельность (за счет скорости строительства). При этом традиционно высокими остаются требования к санитарно-гигиеническим характеристикам и надежности.
Аппетит приходит во время строительства
Долговечность объектов обеспечивается благодаря использованию материалов ограждающих конструкций, обладающих высокой стойкостью к агрессивному воздействию индустриальных сред. Рентабельность, то есть быстрая окупаемость проекта, достигается за счет применения быстровозводимых технологий, которые существенно сокращают время строительства.
Обе задачи успешно решаются, если возводить промышленные объекты с использованием так называемых трехслойных сэндвич-панелей (ТСП). Они представляют собой жесткую конструкцию из двух стальных облицовок с полимерным покрытием, заполненных минераловатным или пенополиуретановым теплоизолятором. При этом ТСП обеспечивают промышленным объектам ряд важных характеристик. Прежде всего, благодаря наличию негорючего утеплителя (минеральной ваты) постройки становятся пожаробезопасными, что особенно важно для производственных объектов. Кроме этого, достигается хорошая теплоизоляция (панель толщиной80 ммэквивалентна метровой стене из кирпича). Тем более что толщину теплоизоляционного слоя можно варьировать в пределах от 50 до250 мм. При ее правильном подборе для конкретной климатической зоны достигается оптимальная энергоэффективность постройки, что ведет к снижению эксплуатационных затрат. При этом сами ТСП сконструированы таким образом, чтобы минимизировать вероятность появления так называемых «мостиков холода», поэтому они свободно могут применяться в любом географическом регионе при рабочих температурах от –65 ºC до +75 ºC. Кроме того, утеплитель обеспечивает высокий уровень звукоизоляции производственных помещений.
Не менее важна и технологичность строительного процесса. Ведь ТСП можно легко монтировать на металлическом или железобетонном каркасе при помощи специального крепежа. Между собой они скрепляются герметизируемыми замками, препятствующими попаданию влаги в утеплитель.
Долговечность обеспечивается благодаря нанесению на стальную облицовку ТСП стойких к внешним воздействиям полимерных покрытий для оцинкованной стали, обеспечивающих качественную антикоррозионную и механическую защиту металла. Например, ТСП Industrium с облицовками из стали с покрытием Colorcoat HPS200 Ultra™ производства Tata Steel (Великобритания) обладают повышенной устойчивостью к агрессивным факторам внешнего воздействия. Коррозионная стойкость покрытия по классификации европейского стандарта EN10169-2 была определена как «очень высокая» (категория RC5), что свидетельствует о применимости сэндвич-панелей в любых условиях, в т. ч. в индустриальной и морской среде, в условиях повышенного загрязнения и влажности, а также для строительства в береговой зоне. Гарантия производителя на сталь с покрытием Colorcoat HPS200 Ultra™ составляет до 25 лет.
Помимо этого, полимерные покрытия позволяют индустриальным зданиям длительное время сохранять привлекательный внешний вид, что особенно важно теперь, когда внимание принято обращать не только на конструктив, но и на внешний вид производственных объектов.
Поскольку ТСП не требуют определенной температуры или влажности окружающей среды во время монтажа, возведение индустриальных построек может осуществляться круглогодично. Таким образом, трехслойные сэндвич-панели обеспечивают оптимизацию времени и стоимости строительства при соблюдении всех технических условий.
Фасадный аспект
К быстровозводимым фасадным технологиям принято относить и использование так называемых навесных вентилируемых фасадов (НВФ). В этом случае к несущим стенам здания с помощью кронштейнов крепится «чехол» на металлическом каркасе. Снаружи на каркас навешивается облицовка из различных материалов — от профлиста до керамогранита. Непосредственно на стену крепится слой теплоизоляции, отделенный от облицовки воздушным зазором. Система может быть смонтирована как на новое, так и на реконструируемое здание. В последнем случае не потребуется какая-либо перестройка или ремонт ограждающих конструкций. При этом НВФ выполняет двойную функцию: он защищает постройку от неблагоприятного воздействия внешних факторов и значительно улучшает ее теплотехнические характеристики, заменяя собой капитальную стену внушительной толщины.
Лучшей основой для навесного фасада являются бетонные и кирпичные стены. Возможно также крепление фасадов на некоторые виды блочных стен. Однако всегда необходимо проводить испытания на вырыв крепежных элементов. Кроме того, следует аккуратно соблюдать технологию монтажа. Так, для сверления отверстий под дюбели в кирпичной стене (в отличие от бетонной) не следует использовать перфоратор — только дрель. Отверстия при этом не должны сверлиться ближе, чем в25 ммк ложковому шву кладки, и ближе60 мм— к тычковому шву, а также не ближе100 ммот края стены или от соседнего отверстия. Разумеется, не допускается сверление отверстий в самих швах.
Несущим скелетом любого НВФ является подконструкция, которая и передает нагрузку от облицовки на стену самого здания. Это необходимо, чтобы невзирая ни на погодные факторы, ни на механические воздействия облицовка надежно держалась в течение многих лет эксплуатации. Поэтому при выборе подконструкции особенно важен грамотный расчет и использование качественных материалов. Ключевым элементом здесь являются кронштейны. Соединяя облицовку с несущей стеной, они образуют «мостики холода». Чем больше суммарная площадь поперечного сечения кронштейнов, тем больше теплопотери здания через НВФ. А поскольку площадь сечения кронштейнов обратно пропорциональна их несущей способности, логично использовать стальные кронштейны, а не алюминиевые. Впрочем, дело здесь не только, а иногда и не столько в теплоизоляционных свойствах фасада.
Облегченная алюминиевая подконструкция обладает одним недостатком, способным перечеркнуть все ее возможные достоинства: алюминий и его сплавы начинают «течь», т. е. теряют несущую способность, при относительно невысоких для пожара температурах.
Конструкционную прочность алюминий теряет уже примерно при 250–300 °C. При 650–700 °C алюминиевые элементы расплавятся окончательно, и жидкий металл начнет капать, поджигая всё, что находится ниже. А ведь при сильном пожаре температура в подфасадном пространстве в некоторых случаях может достигать 1000–1200 °C. Для сравнения: сталь плавится при 1450–1520 °C. С этой точки зрения предпочтительным выбором для подсистемы навесных фасадов многие специалисты считают оцинкованную сталь с порошковой окраской.
Эксплуатационные качества НВФ в не меньшей степени зависят и от оптимального выбора теплоизоляционного материала. Сейчас предпочтительным вариантом теплоизоляции считаются гидрофобизированные плиты из минеральной ваты на основе базальтового волокна. К их основным характеристикам относят негорючесть, высокие теплоизолирующие свойства, стабильность размеров после монтажа и долговечность. К тому же этот материал обладает выгодным соотношением цены и качества. В ходу у строителей продолжает оставаться и минвата из стекловолокна. Причина в том, что ее стоимость ниже, чем у базальтовой. Но есть и серьезный недостаток — стекловолокно имеет более высокое по сравнению с базальтовой ватой водопоглощение и поэтому при монтаже требует более серьезной гидрозащиты.
Пенополистирол может применяться в фасадных системах зданий с нормальным влажностным режимом во внутренних помещениях, к которым не предъявляются повышенные требования пожарной безопасности. То есть он не подойдет, например, для жилых и общественных зданий. Любая теплоизоляция нуждается в эффективной ветрозащите и защите от увлажнения, которое может свести на нет его теплоизоляционные свойства.
Оптимальным вариантом многие эксперты считают использование гидро-, ветрозащитной мембраны. Она пропускает наружу водяные пары, но при этом не пропускает наружную влагу к утеплителю. Кроме того, применение мембран способствует улучшению теплоизоляционных характеристик фасада. Как показали проведенные компанией Du Pont климатические испытания фрагментов ограждающих конструкций, использование некоторых марок мембраны позволяет на 15% увеличить сопротивление фасада теплопередаче. Также испытания показали, что в случае использования мембраны в комбинации с легким утеплителем плотностью 14 кг/м3 теплоизоляционные свойства фасада оказываются выше, чем при использовании вчетверо более плотного утеплителя без мембраны. Таким образом, мембрана позволяет существенно облегчить фасадную конструкцию и добиться дополнительного экономического эффекта.
Самым заметным элементом НВФ, который определяет общий внешний вид объекта, без сомнения, выступает фасадная облицовка. Уже довольно давно на отечественном рынке пользуется широкой популярностью керамогранит. Этот ударопрочный материал обладает стойкостью к воздействию УФ-излучения, при этом не горюч и визуально привлекателен. Тем не менее, в последние годы доля керамогранита на рынке имеет тенденцию к снижению. Его начинают теснить некоторые новые материалы, обладающие меньшим весом и большей прочностью. Хотя керамогранит и относится к недорогим материалам, но его большой вес требует усиления фасадной подсистемы, что ведет к удорожанию конструкции в целом и сводит на нет весь эффект экономии. Не лучшим выбором этот материал будет и для регионов с повышенной сейсмической активностью, на которые приходится почти четверть территории России. Даже при несильном землетрясении керамогранит легко превращается в осколки, которые представляют серьезную угрозу жизни людей, а также сохранности припаркованных рядом со зданием автомобилей. Наконец, керамогранит может оказаться опасен и при тушении пожаров, поскольку удерживается на фасаде с помощью кляммеров — пружинных защелок. Представить себе возможные последствия обрушения с большой высоты плиток весом 8–9 кг каждая в зону эвакуации людей нетрудно.
Еще один популярный в России облицовочный материал — это алюминиевые композитные панели. Однако на практике к их использованию следует относиться с большой осторожностью. Как показали испытания, проведенные ФГУ ВНИИПО МЧС России, некоторые типы композитных панелей имеют в своем составе слой полиэтилена, который уже на 6–8 минутах после начала пожара начинает выделять газообразные продукты горения, а затем и вовсе воспламеняется, что сопровождается обильным выделением горящих капель расплава. При этом коэффициент дымообразования полиэтиленового наполнителя относит его к группе Д3, а саму панель — к группе Д2, а по горючести и воспламеняемости — к группе Г4[1].
Полностью пожаробезопасны облицовки из стали с полимерным покрытием, которая относится к негорючим материалам. Однако это далеко не единственное ее достоинство.
Например, современные стальные облицовки не просто имеют широчайшую цветовую палитру, но могут имитировать практически любые натуральные материалы (камень, дерево, медь). Их геометрия также весьма разнообразна. Это и технологичный стеновой профнастил, и сайдинг, и фасадные кассеты, относящиеся к облицовкам премиум-сегмента ввиду своей уникальной геометрии и завершенной структуры, и гораздо более демократичные по стоимости, но не менее привлекательные линеарные панели.
В 2012 г. было налажено производство линеарных панелей Primepanel®, не имеющих аналогов в своей ценовой категории и по качеству вплотную приближающихся к значительно более дорогостоящим фасадным кассетам. Добиться подобного результата удалось благодаря использованию уникального оборудования финской компании Formia. Точную геометрию стальной фасадной панели обеспечивают 27 пар формирующих ее валов, а мощная распрямляющая установка снимает остаточные напряжения в металле и исключает эффект «линзы», с которым до сих пор не могут справиться большинство производителей. Кроме того, оборудование позволяет выпускать не только гладкие, но и рифленые панели с волнистой поверхностью.
Следует также отметить, что любые разновидности стальных облицовок для НВФ подходят для использования в сейсмически активных районах. Например, испытания показали, что металлическая фасадная кассета выдерживает землетрясение до 9-ти баллов.
Однако помимо сейсмоопасности существуют и другие «региональные» проблемы, которые предъявляют определенные требования к фасадным облицовкам. В частности, это относится к строительству в береговой зоне, где фасады зданий подвергаются воздействию более интенсивного УФ излучения, а также агрессивной атмосферной среды, что обусловлено повышенной влажностью, а в приморских районах еще и наличием в воздухе солевой взвеси и мелких фракций песка, перемещаемых ветром. При строительстве в прибрежной зоне использовать незащищенный металл нельзя. Нержавейка — дорогое удовольствие. Более целесообразно применение оцинкованного профилированного проката с современными полимерными покрытиями.
В подобных случаях хорошим решением будет, например, облицовка из стали с покрытием Colorcoat Prisma™ производства TATA Steel (Великобритания). Покрытие толщиной 50 мкм на основе полиуретана имеет в своей основе слой нанесенного на сталь сплава Galvalloy® (95% цинка и 5% алюминия, 275 г/м2). Далее следуют защитный грунтовочный слой и финишное покрытие (полимерная краска с полиамидными гранулами), которое и находится в непосредственном контакте с внешней средой.
Еще большую толщину — 200 мкм — имеет покрытие Colorcoat HPS200™ Ultra. Здесь также присутствуют слой из сплава Galvalloy и усиленное полимерное покрытие. При определении стойкости покрытия к коррозии, истиранию и ультрафиолету образцы подвергались самым суровым испытаниям — погружению в морскую воду на 5 000 часов с предварительно сделанными надрезами, 12-недельному непрерывному облучению УФ А-лучами и ряду других серьезных воздействий. По результатам теста было выявлено, что сталь с таким покрытием выдерживает любые требования по коррозионной стойкости (класс выше RC4), что делает ее применение в строительстве экономически эффективным и оправданным.
Не уступают полиуретановым по своим качествам и современные покрытия на основе поливинилиденфторида (PVDF). Последние разработки позволили существенно повысить эксплуатационные характеристики этого материала. Например, матовое покрытие PVDF MATT производства Ruukki (Финляндия) при номинальной толщине всего в 27 мкм (20 мкм покрытие лицевой стороны и 7 мкм грунтовка) может эксплуатироваться в широком диапазоне температур — от +110 °Cдо –60 °C, обладает превосходными свойствами формуемости покрытия при отрицательных температурах до –10 °C и допустимым радиусом гиба 1Т. Устойчивость покрытия к коррозии также высока (класс RC4). При этом PVDF MATT обладает минимальным глянцем — всего 3–5 единиц по шкале Gardner 60°, оно не дает бликов, практически не выгорает и не выцветает на солнце (класс устойчивости к ультрафиолету RUV4, как и у покрытий на основе полиуретана).
По материалам ГК «Металл Профиль»
[1]Группы горючести и дымообразования, исключающие возможность использования относящихся к ним материалов в жилищном и гражданском строительстве.
| Автор: по материалам редакции Дата: 04.04.2013 Журнал Стройпрофиль 106 Рубрика: металлические конструкции Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |