» » Металлические конструкции стен

Металлические конструкции стен

19.04.2016

Металлические конструкции стен выполняют с применением стальных или алюминиевых профилированных листов, полимерных или минераловатных утеплителей.
В практике строительства известны три основных варианта конструктивных решений металлических стен: двухслойная стена поэлементной сборки, включающая наружный оцинкованный и окрашенный металлический профилированный лист и теплоизоляцию из прошивного минераловатного мата или самонесущих минераловатных и других трудносгораемых плит; трехслойная стена поэлементной сборки, включающая наружную и внутреннюю обшивки из оцинкованного окрашенного металлического профилированного листа (или внутреннюю обшивку из неметаллических листовых материалов, например асбестоцементных, цементно-стружечных листов) и теплоизоляцию из минераловатных жестких или прошивных матов; трехслойная стена из каркасных или бескаркасных панелей, имеющих металлические обшивки (или внутреннюю обшивку из неметаллических листовых материалов) с минераловатным или пенопластовым утеплителем.
Двухслойные конструкции стен с подвесной теплоизоляцией за рубежом (США, Япония, Швеция) применяют в однопролетных зданиях производственного и складского назначения, в которых не предъявляются высокие требования к эстетике интерьера. Объем их применения в среднем составляет. 10—12% общей площади легких металлических стен. В таких стенах в качестве теплоизоляции используют прошивные, как правило, стекловолокнистые маты плотностью до 50 кг/м3, имеющие со стороны, обращенной в помещение, наклеенный слой пароизоляции из стеклохолста, дублированного алюминиевой фольгой, а с наружной стороны — противоветровой слой, в качестве которого используется обычно перфорированная полиэтиленовая пленка (рис. 10).
Металлические конструкции стен

Американская фирма «Батлер» применяет для стен прошивные маты в виде рулонов длиной 50 и шириной 1—1,5 м, которые раскатывают от цоколя одной стены через конек покрытия до цоколя другой стены. Аналогичные маты изготовляют в Японии, Швеции и других странах.
Рулонная теплоизоляция прижимается наружным профилированным листом в местах крепления его к ветровым ригелям. Стыки между прошивными матами проклеивают самоклеящими лентами или прошивают с помощью специального пистолета для исключения проникания влажного внутреннего воздуха через теплоизоляцию и конденсации его на холодной поверхности металлического профилированного листа. Простота конструктивного решения таких стен обеспечивает их быстрое возведение.
В России осваивается производство аналогичных прошивных минераловатных матов с пароизоляционным и ветрозащитным слоями из пленки на основе нетканых ориентированных материалов.
При использовании в качестве утеплителя самонесущие теплоизоляционные плиты должны иметь фактурный слой из стеклохолста, гипса или других несгораемых облицовок. Минимальный размер плит 1х1,8 м. Для плотного стыкования между собой боковые стороны плит имеют четверти. Стыки между плитами со стороны помещения должны быть проклеены самоклеящейся лентой. Плиты крепят к ветровым ригелям с помощью металлических прижимных планок, на которые навешивают затем снаружи профилированный лист.
В России двухслойные конструкции стен используют только в качестве экспериментальных. Их широкое развитие сдерживается отсутствием производства прошивных матов требуемой номенклатуры и самонесущих теплоизоляционных плит на основе минеральной ваты, перлита и других подобных материалов, отвечающих требованиям пожарной безопасности.
Трехслойные стены поэлементной сборки достаточно широко применяют в строительстве. В таких стенах ветровые ригели фахверка могут быть размещены между обшивками или с внутренней стороны стены. Листы обшивки крепят к ригелям самонарезающими винтами, а между собой комбинированными заклепками. Жесткие минераловатные плиты плотностью 175 кг/м3 размещают в ячейках дополнительного каркаса, выполненного из стальных уголков (рис. 11). Устройство таких стен методом поэлементной сборки, как показал опыт отечественного строительства, характеризуется высокой трудоемкостью, особенно при возведении их в районах с низкими расчетными температурами воздуха. В связи с этим совершенствование таких конструктивных решений идет по пути их монтажа из предварительно укрупненных на строительной площадке монтажных элементов.
Металлические конструкции стен

Стены, утепленные минераловатными плитами, выполняют из собранных на строительной площадке панелей шириной 6 м и длиной 2,4—12 м или из трехслойных панелей шириной 1 или 2 м и длиной 4,2—12 м, изготовляемых на заводе.
В России стены из каркасных панелей имеют вертикальную разрезку, при которой с наибольшей полнотой используется длина профилированного листа.
Из различных вариантов конструктивных решений каркасных панелей наиболее совершенны конструкции ЦНИИПромзданий (рис. 12). Их отличительная особенность — открытый контролируемый стык между панелями, перекрываемый нащельником, а также увеличенная до 2—3 м ширина панели.
Аналогичное конструктивное решение широко используется в практике строительства Швеции, США и других стран.
Панели крепят к ветровым ригелям болтами. Для сокращения расхода тонколистовой стали в качестве внутренней обшивки в трехслойных конструкциях стен могут быть использованы асбестоцементные листы или цементно-стружечные плиты. Однако при этом не достигают общей экономии стали, так как более низкая несущая способность такой обшивки требует меньшего шага элементов каркаса.
Металлические конструкции стен

Из практики зарубежного строительства известны примеры использования каркасных панелей при горизонтальной разрезке стен. Так, акционерное общество «Терясэлементти» (Финляндия) выпускает такие панели длиной 6 или 12 м и шириной 900 мм. Изоляция состоит из основного слоя стекловатной плиты толщиной 125 и дополнительного ветрозащитного слоя толщиной 13, 30, 50, 75, 100 или 125 мм. Таким образом суммарная толщина теплоизоляции может составлять 125, 138, 155, 175, 200, 225 и 250 мм. При этом обеспечивается сопротивление теплопередаче от 1,8 до 5,6 (м2*°С)/Вт.
Обшивки панелей выполнены из оцинкованных и окрашенных пластизолем листов толщиной 0,6 и 0,85 мм соответственно для наружной и внутренней. Для каркаса использованы замкнутые профили из стали толщиной 0,85; 1 или 1,2 мм в зависимости от требуемой несущей способности. Гофры стальных обшивок могут располагаться в вертикальном или горизонтальном направлениях. В последнем случае отпадает необходимость установки сливов в местах стыкования панелей по вертикали и лишь в вертикальных стыках размещаются узкие рейки. Панели крепят к каркасу самонарезающими винтами за выступающую кромку внутренней обшивки.
Металлические конструкции стен

Из всех конструктивных решений металлических стен в наибольшей степени требованиям индустриальности и высокой строительной готовности отвечают стены из бескаркасных панелей типа «сандвич», включающие стальные толщиной 0,6—0,7 мм или алюминиевые толщиной 0,8—1 мм облицовки, соединенные между собой теплоизоляцией из пенополиуретана (рис. 13). Панели навешивают на опорные ригели, располагаемые с шагом 1,8—3,6 м, и крепят к промежуточным ветровым ригелям сквозными болтами за обе обшивки по требованиям пожарной устойчивости. Углы стен образуют специальными угловыми панелями или доборными, получаемыми продольной распиловкой основных панелей. Соединение панелей между собой осуществляется кулачковым или шпунтовым стыком, который уплотняют морозостойкой эластичной прокладкой, а при необходимости дополнительно герметизируют стык тиоколовыми или силиконовыми мастиками.
При всех достоинствах стены из «сандвич»-панелей с пенополиуретановой теплоизоляцией применяют ограниченно из-за горючести утеплителя. Работы по снижению пожарной опасности и расширению области их применения ведутся в двух направлениях. Первое — связано с введением в конструкцию панели между обшивкой и пенополиуретаном дополнительного слоя из несгораемых материалов, например гипсовых листов толщиной 10 мм. Такие панели выпускают в Финляндии, Швеции и США.
Второе направление предусматривает замену сгораемого утеплителя на трудносгораемый или несгораемый. Новые трудносгораемые заливочные пенопласты на основе полиизоциануратных пенополиуретанов, а также фенолформальдегидных типа «Виларес», ПП-150 уже получили практическое применение. В Италии (фирмы «Петипьер» и «Мортео Сопрефин»), а также в ФРГ на высокомеханизированных поточных линиях изготовляют бескаркасные панели длиной 2,4—12 м, шириной 0,6—1 м и толщиной 60, 80, 100 и 120 мм с минераловатной теплоизоляцией. В качестве утеплителя используются ламели, нарезанные из минераловатной плиты плотностью 80—100 кг/м и склеенные между собой таким образом, что их волокна направлены перпендикулярно обшивкам. Соединение обшивок с утеплителем осуществляется с помощью полиуретанового клея или полиэтиленовой пленки, расплавляемой в процессе термообработки и подпрессовки изделия.
При всех конструктивных решениях металлических стен цокольную часть для защиты обшивок от механических повреждений и атмосферных осадков выполняют из железобетонных цокольных панелей или бетонных блоков. В двухслойных стенах во избежание возможного повреждения подвесной теплоизоляции при эксплуатации здания на цоколе устанавливают защитную стенку из асбестоцементных листов или цементно-стружечных плит высотой 1,2—1,3 м.
Область применения всех металлических стен, кроме конструкций из «сандвич»-панелей, ограничена зданиями с сухим и нормальным внутренним температурно-влажностным режимами (табл. 16).
Металлические конструкции стен

Стены с применением стальных профилированных листов рационально использовать в одноэтажных отапливаемых производственных зданиях со стальным каркасом, эксплуатирующихся в неагрессивной или слабоагрессивной внешней или внутренней среде. При средней и сильной агрессии допускается использование стен с обшивками из алюминиевых сплавов при соответствующей антикоррозионной защите. Основные области их применения — крупные промышленные объекты, особенно строящиеся в труднодоступных районах, а также объекты массового строительства, собираемые из конструкций комплектной поставки, где их использование может дать наибольший экономический эффект в результате значительного сокращения сроков строительства и ускорения ввода объекта в эксплуатацию.