Стены
Легкие навесные стены, не являясь несущей конструкцией, имеют одно назначение — ограждать помещения от атмосферных воздействий. Применение эффективных утеплителей и тонких листовых облицовок позволяет при малой массе навесных стен обеспечивать их высокие теплозащитные свойства, а изготовление их без мокрых процессов обусловливает удовлетворительный влажностный режим помещений с первых дней эксплуатации зданий. Применение легких навесных стен в центральных, промышленно развитых районах страны обусловлено прежде всего их высокими архитектурно-эстетическими достоинствами и свидетельствует о том, что, несмотря на определенные эксплуатационные недостатки (вызванные отступлением от требований при производстве и монтаже стен, а также отсутствием регулярного ухода за ними), в целом эти ограждения характеризуются достаточно высокими эксплуатационными показателями [5]. В центральных районах используются преимущественно каркасные легкие стены, они применены в зданиях Комитета стандартов, мер и измерительных приборов, СЭВ, Гидропроекта в Москве, Института научно-технической информации в Киеве, гостиниц «Латвия» в Риге, «Турист» в Вильнюсе и др..
Проверка теплотехнических свойств и воздухопроницаемости навесных стен 25-этажного здания «Гидропроекта», выполненных из панелей с раздельным каркасом, двойным раздельным остеклением и утеплителем из пеностекла, установила, что в зимний период температура внутренней поверхности наружных ограждений здания находится в пределах параметров, исключающих образование конденсата. Перепад температур между воздухом в помещениях и внутренней поверхностью ограждений не превышал 4—5° С (при допустимом по СНиПу перепаде 8° С). В отдельных стыках имела место повышенная инфильтрация воздуха из-за некачественного уплотнения, что и было устранено.
Навесные стены из каркасных панелей высотой в два этажа использованы в здании Института научно-технической информации в Киеве. Каркас панелей, имеющих размеры 2,8X7,2 м, выполнен из алюминиевых прессованных профилей, остекление из стеклопакетов. Глухие участки панелей облицованы с внешней стороны стемалитом, с внутренней — древесностружечной плитой. В качестве утеплителя применены полужесткие минераловатные плиты. Стыки между панелями заполнены минеральной ватой и закрыты алюминиевыми защитно-декоративными элементами. Навесные стены этого здания имеют удовлетворительные теплотехнические показатели. Исключение составляют оконные створки, выполненные из одинарных алюминиевых профилей.
В целом легкие навесные стены зданий, эксплуатируемых в центральных районах страны, характеризуются высокими изоляционными свойствами. Толщина стен с утеплителем из пеностекла, полужестких минераловатных плит, фенольно-резольного пенопласта ФРП-1 составляет примерно 100—120 мм, что позволяет уменьшить кубатуру здания (без изменения площади помещений) и соответственно расход материалов. При прочих равных условиях это способствует снижению стоимости 1 м 2 зданий.
В зданиях, возведенных на Крайнем Севере, в основном применяются легкие панели, состоящие из двух наружных алюминиевых листов толщиной 0,8—1,5 мм, между которыми находится утеплитель (полистирольные пенопласты ПСБ, ПСБ-С фенольные ФРП-1, виларес-5 или полиуретановые ППУ-ЭС, ППУ-308, плотностью 35— 80 кг/м 3 ); такие панели в большинстве случаев имеют обрамляющие ребра. В условиях Крайнего Севера применение легких панелей резко сокращает их толщину-до 150 мм, а значит, и массу (толщина легкобетонных стен достигает 600 мм, кирпичных — 770 мм).
Стеновые панели размерами 1,3×3,5 м и 1,3×4,5 м с облицовками из алюминиевого листа толщиной 1,5 мм, с обрамляющими ребрами, воспринимающими поперечные нагрузки, из бакелизированной фанеры толщиной 10 мм и утеплителем из пенополиуретана использованы в одноэтажных жилых домах Северной радиорелейной линии (пос. Амдерма, Диксон, Черский, Тикси и др.). Всего здесь сооружено 120 производственных и жилых зданий. Обследования наружных ограждений этих зданий в пос. Амдерма и Диксон при температуре наружного воздуха минус 35—41° С и скорости воздуха 6—8 м/с (абсолютные минимумы — 53° С и 50 м/с) показали, что промерзаний межпанельных стыков и светопрозрачных заполнений (выполненных из двух однокамерных стеклопакетов из оргстекла) не было. Однако вследствие повышенной теплопроводности ребер обрамления панелей и повышенной воздухопроницаемости стыков (некачественной их заделки) в некоторых местах температура на внутренней поверхности стен снижалась на 2—4° С по сравнению со средней температурой.
Повышенная воздухопроницаемость стыков может привести к неудовлетворительному температурному режиму внутри здания даже при высоких теплотехнических свойствах легких панелей. В этой связи большое значение приобретает качество изготовления и монтажа легких конструкций. По данным службы эксплуатации, повышенная воздухопроницаемость окон рассматриваемых зданий отмечалась лишь при сильных ветрах и температуре ниже минус 35° С. Применение в качестве утеплителя панелей сгораемого пенополиуретана привело к тому, что в некоторых зданиях для обеспечения огнезащиты стеновые панели изнутри были подклеены минераловатными плитами и облицованы линкрустом.
Наружные облицовки панелей и анодированных алюминиевых листов в зданиях, эксплуатируемых на Крайнем Севере, находятся в удовлетворительном состоянии. Однако применение в этих условиях облицовок, окрашенных пентафталевыми эмалями (здание мерзлотной станции ЛенЗНИИЭПа в Амдерме и др.) приводит к тому, что в процессе эксплуатации краска отслаивается и панели теряют свой первоначальный эстетический вид. В жаркие дни лета, когда алюминиевые облицовки сильно нагреваются, это приводит к деформациям легких трехслойных панелей.
Общежитие на 40 человек со стенами из алюминиевых панелей возведено в Магадане. Панели представляют собой слоистую конструкцию, состоящую из двух алюминиевых мелкогофрированных обшивок толщиной 1 — 1,5 мм, среднего слоя из пенопласта ПСБ-С, объемной массой 60—40 кг/м 3 , обрамления из бакелизированной фанеры толщиной 10 мм и алюминиевых профилей. Обшивки соединены со средним слоем каучуковым клеем 88-Н. Опыт эксплуатации этого здания показывает, что в зимних, наиболее сложных, условиях наружные ограждения обеспечивают требуемый температурно-влажностный режим помещений.
Несмотря на то что изготовление рассмотренных стеновых панелей велось полукустарными способами, они характеризуются удовлетворительными эксплуатационными и эстетическими качествами.
Источник
Навесная стена
Навесной стеной называют наружную стену здания, которая выполнена из легких панелей, которые опираются на каркас здания.
Стеновые навесные панели могут быть многослойными и однослойными, бескаркасными и каркасными, а также простеночными, «на комнату», ленточными. Это позволяет проектировщику иметь широкие архитектурные возможности. Форма и размеры сборных элементов у навесных стен зависят от шага конструкций несущего остова сооружения, грузоподъемности монтажных механизмов, жесткостью панелей и их транспортабельностью.
Существуют различные варианты «разрезки» (членения) внешних несущих ограждений в многоэтажных зданиях на сборные элементы. Как правило, чтобы повысить степень заводской готовности двери и окна включают в панели укрупненные. Между панелями швы обыкновенно совмещают с осями несущих поперечных стен и с уровнями перекрытий либо стоек каркаса. Такие панели размером на квартиру (несколько комнат) либо на одну комнату. Существует мелкосборный вариант членения этого типа – это довольно распространенные за границей панели, высота которой может быть в этаж с дверью или окнами, однако небольшой ширины (от 1,8м до 1,2м).
Благодаря системе разрезки стен на сборные прямоугольные элементы, которые в своем составе не имеют дверных и оконных проемов, значительно упрощается технология их изготовления, однако увеличивается трудоемкость работ непосредственно на строительной площадке. Горизонтальное расположение этих панелей создает ленточную систему фасадов. При вертикальном членении используется членение с подоконными вставками (пилястровая разрезка).
Источник
Навесные светопрозрачные фасады: основные типы
Навесными светопрозрачными фасадами (навесными наружными стенами) в широком понимании называют ненесущие ограждающие конструкции здания, которые «висят» на несущем каркасе здания подобно занавесу или шторе. Поэтому в англоязычной технической литературе эти стены так и называют «curtain wall». Навесные фасады не только преобразили внешний облик городов, но и изменили весь комплекс технических характеристик зданий, особенно с точки зрения энергосбережения и обеспечения комфорта для людей. Концепция навесных стен остается одной из самых устойчивых концепций современной теории архитектуры и поэтому с конца 19-го века ненесущие фасады являются основой практически всех модернистских архитектурных течений [1].
Светопрозрачные фасадные конструкции
ГОСТ 33079–2014 определяет светопрозрачные фасадные конструкции как «наружные ненесущие стены, состоящие из каркаса, крепежных элементов, уплотнителей и светопрозрачного и/или непрозрачного заполнения». Ниже наряду с термином «светопрозрачная фасадная конструкция» будем для краткости применять также такие выражения как «светопрозрачный фасад», «навесная стена» и просто «фасад».
Словами «светопрозрачный» и «стена» светопрозрачные навесные фасады отделяются от навесных вентилируемых фасадов, которые также являются навесными, но не являются светопрозрачными и не являются стенами.
В самом общем понимании светопрозрачная фасадная конструкция — это рамная конструкция, которая может включать большое разнообразие материалов, форм и функций. Не смотря на множество внешних форм и видов, в основе большинства светопрозрачных навесных стен лежат одни и те же фундаментальные конструкционные принципы (рисунок 1).
 |
Рисунок 1 — Типичная светопрозрачная фасадная конструкция [2]
Основными компонентами навесных светопрозрачных фасадов являются вертикальные стойки, горизонтальные ригели, панели заполнения и элементы крепления. Стойки и ригели, которые обычно изготавливают из прессованных алюминиевых профилей, образуют несущий каркас навесного фасада. Этот каркас является аналогом несущего каркаса здания из колонн и балок.
Стойки, как правило, устанавливают вертикально от одного этажа до следующего этажа с горизонтальными ригелями между смежными стойками. Таким образом, стойки и ригели образуют каркас, в который устанавливаются панели заполнения — стеклянные, металлические, каменные, а также из других материалов.
Заполнение
Наиболее часто в фасадном каркасе устанавливают заполнение из стекла, обычно с помощью резиновых уплотнителей или силиконовых герметиков (рисунок 2), а также иногда с помощью точечных крепежных элементов (рисунок 3).
 |
Рисунок 2 — Остекление стоечно-ригельного фасада:
по горизонтали — декоративная крышка, по вертикали — структурный силиконовый герметик [1]
 |
Рисунок 3 — Остекление, поддерживаемое точечными креплениями из нержавеющей стали [1]
Металлические или каменные панели заполнения могут потребовать дополнительных крепежных элементов, чтобы поддерживать значительный вес этих панелей.
Панели заполнения подразделяют на прозрачные и непрозрачные. Прозрачные панели — это в основном изделия из стекла, непрозрачные панели — из стекла, металла, камня, терракоты и других материалов, сзади которых обычно располагается воздушная полость, герметичный короб и тепловая изоляция.
Кронштейны крепления
Вся конструкция из стоечно-ригельного каркаса и панелей заполнения прикрепляется к несущей строительной конструкции системой кронштейнов. Типичными кронштейнами навесного фасада являются стальные уголки или швеллеры (см. рисунок 1) со специальными мерами по защите их от коррозии. Эти кронштейны передают ветровые и статические нагрузки от навесного фасада на несущий строительный каркас. Система крепления навесной стены позволяют компенсировать отклонения от номинальных размеров, как несущей конструкции, так и самого навесного фасада путем регулировки в трех измерениях (осях x, y и z).
Стандартные и специальные системы навесных стен
Системы навесных стен можно классифицировать как стандартные и специальные. Большинство производителей навесных стен предлагают стандартные системы, различные компоненты которых можно просто выбрать из каталога. Эти системы имеют заранее проработанные узлы, которые прошли все необходимые испытания. Такие системы обычно являются более дешевыми. Обычно они имеют возможность выбора типов своих компонентов по конструкции стеклопакетов, несущей способности стоек и ригелей, свойствам материалов заполнения и т. д. Стандартные системы обычно выбирают для маломасштабных или малобюджетных проектов или для навесных стен без особых уникальных характеристик или эстетических требований.
Для уникальных зданий с крупным финансированием разрабатывают специальные системы, чтобы обеспечить специфические технические требования или особое эстетическое выражение. Специальные системы требуют обширных испытаний и контроля качества как в ходе проектирования, так и в процессе строительства. В отличии от них стандартные системы уже прошли полный цикл необходимых испытаний и поэтому требуют только ограниченного объема испытаний и проверок в процессе строительства.
Кроме того, что навесные стены подразделяются на стандартные и специальные, они еще классифицируются по методу их изготовления и монтажа. Хотя встречаются и смешанные системы, большинство навесных стен относятся к двум основным категориям: ригельно-стоечные фасады и модульные фасады.
Стоечно-ригельные системы
В стоечно-ригельных фасадах отдельные детали монтируются одна за другой — стойка за стойкой, ригель за ригелем — непосредственно на строительной площадке (рисунок 4).
 |
Рисунок 4 — Монтаж стоечно-ригельного навесного светопрозрачного фасада [1]
Сначала вертикальные стойки закрепляют на несущей конструкции здания, затем между ними устанавливают ригели и в конце — панели заполнения вместе с другими вспомогательными деталями, такими как устройства для затенения или декоративные детали. Большинство стоечно-ригельных систем являются стандартизированными, готовыми комплектами деталей, которые всегда доступны для поставки со склада. Это обеспечивает им относительно низкую стоимость по сравнению со специальными, часто уникальными, системами. Другим преимуществом стоечно-ригельных систем является низкая стоимость их доставки на строительную площадку, так все ее компоненты легко и компактно упаковываются и могут доставляться на место отдельно.
Основной недостаток стоечно-ригельных систем вытекает из метода их монтажа на строительной площадке, а именно, более медленным темпом работ, большой долей стоимости рабочей силы и повышенного потенциала для проблем с качеством и точностью выполнения работ, по сравнению с заводской сборкой. Поэтому стоечно-ригельные навесные стены обычно ограничиваются зданиями малой и средней высоты.
Модульные системы
Модульные системы навесных стен состоят из готовых модулей, которые собираются в контролируемых заводских условиях и затем доставляются на строительную площадку (рисунок 5). Типичная модульная единица навесного фасада имеет ширину от 1,2 до 3 метров и высоту в один или два этажа с креплением за каждое междуэтажное перекрытие или несущие балки.
 |
Рисунок 5 — Монтаж модульной светопрозрачной навесной стены [1]
Каждая модульная фасадная панель прибывает на строительную площадку уже полностью застекленной и готовой к монтажу. Поэтому монтажные работы на строительной площадке сводятся к минимуму. К преимуществам модульных систем относится также более жесткий контроль качества в процессе изготовления и более быстрый монтаж на стене здания. Кроме того, модульные системы обладают большей способностью компенсировать перемещения здания под воздействием прогибов, ветровых нагрузок и температурного расширения-сокращения.
К недостаткам модульных систем относится более высокая стоимость их доставки на строительную площадку и необходимость последовательного монтажа. Дело в том, что смежные стеновые модули соединяются друг с другом специальными замками (см. ниже рисунок 8) и поэтому должны монтироваться в особой последовательности, тогда как стоечно-ригельные системы позволяют монтировать стены более свободно. Модульные фасадные системы обычно выбирают для высотных и очень больших зданий, а также в некоторых случаях при строительстве малоэтажных зданий при наличии достаточного финансирования.
Алюминиевые профили для навесных стен
Различия в методах монтажа между двумя этими системами становятся понятными при сравнении деталей их конструкции. Вертикальные и горизонтальные элементы каркаса в обоих типах конструкции состоят из прессованных алюминиевых профилей, которые проходят вертикально от одного этажа до другого на расстоянии около 1,5 м. Типичное заполнение проемов в обоих случаях — это однокамерные стеклопакеты. Алюминий как строительный материал обладает высоким отношением прочность/вес, что очень важно для создания легких ограждающих конструкций здания. Кроме того, алюминий хорошо воспринимает различные виды защитно-декоративных покрытий, такие как окраска (жидкая и порошковая) и анодирование.
Главное преимущество алюминия заключается в том, что легко поддается экструзии. Этот процесс заключается в том, что нагретый алюминий продавливается через специальные матрицы с образованием профилей со сложным сечением. Стойки и ригели стоечно-ригельных систем прессуются в виде прямоугольных коробчатых профилей со специальными пазами для установки уплотнителей. Вертикальные стойки закрепляют кронштейнами к междуэтажным перекрытиям, а уже на них устанавливают горизонтальные ригели.
В образовавшиеся проемы устанавливают стеклопакеты и прикрепляют их к стоечно-ригельному каркасу специальными прижимными планками винтами-саморезами. Давление, которое передается от прижимных планок на стеклопакеты через уплотнители, обеспечивает их надежное крепление к алюминиевому каркасу. Прижимная планка обычно отделяется от стойки и ригеля пластиковым или резиновым терморазрывом, чтобы снизить потери тепла в зимнее время. Снаружи на прижимную планку обычно устанавливается самозащелкивающаяся крышка, которая также представляет из себя алюминиевый профиль. Эта крышка скрывает детали крепления прижимной планки и обеспечивает каркасу декоративный вид (рисунок 6).
 |
Рисунок 6 — Состав стоечно-ригельного светопрозрачного навесного фасада [2]
Вертикальная стойка в стоечно-ригельной системе — это один цельный профиль (рисунок 7). В отличие от него в модульном фасаде вертикальный элемент состоит из двух смежных элементов соседних модулей, которые образуют замковое соединение (рисунок 8). Иногда такую вертикальную стойку называют динамической потому, что она позволяет некоторое относительное перемещение между смежными модулями под воздействием температурного расширения или сокращения. Это дает модульной системе в целом большую гибкость по сравнению со стоечно-ригельной системой.
 |
Рисунок 7 – Поперечное сечение стоечно-ригельного светопрозрачного навесного фасада [1]
 |
Рисунок 8 — Поперечное сечение
модульного светопрозрачного навесного фасада [1]
Герметизация стыков
Чтобы обеспечить герметичность стыков между двумя модулями применяют уплотнители. Вариант модульной стены, который показан на рисунке 9, включает так называемое структурное остекление, когда стеклопакет «вклеивается» в свою раму с помощью высокопрочного силиконового герметика вместо уплотнителя, прижимной планки и крышки, как это показано на рисунке 9. Структурное остекление дает декоративный эффект непрерывной плоской стеклянной поверхности за счет минимума видимых алюминиевых профилей.
Известно, что при применении силиконовых герметиков необходима высокая культура производства и жесткий контроль качества. Поэтому структурное остекление применяют в основном только при применении модульных систем навесных стен, которые изготавливаются в контролируемых заводских условиях. По этой причине применение структурного остекления для стоечно-ригельных систем, которые полностью монтируются в условиях строительной площадки весьма ограничено, но, тем не менее, применяется (см. например, рисунок 2).
Необходимо отметить, что модульные системы могут также применять более традиционные методы остекления с прижимной планкой и наружной крышкой. Материалом для рамных элементов большинства навесных стен являются прессованные алюминиевые профили из сплавов 6060 и 6063, однако в специальных системах навесных стен возможно применение и других материалов, например, нержавеющих сталей.
Источники:
1. Scott Murray, Contemporary Curtain Wall Architecture, Princeton Architecture Press, New York, 2009.
2. ГОСТ 33079–2014 — Конструкции фасадные светопрозрачные навесные. Классификация. Термины и определения.
ООО «Алюком»
г. Москва, ул. Нагатинская, д. 16, стр. 9, офис 2-5
Тел.: +7 (495) 268 0444
E-mail: info@alucom.ru
Производство и склад: Калужская обл., г. Малоярославец, ул. Калужская, 64.
Источник