Конструкция стен из каркаса из ЛСТК
К главным особенностям каркасных зданий можно отнести разделение функций в конструкции несущей основы и ограждающей (облицовочной) отделке. Каркас из ЛСТК-профиля выполняет несущую функцию, а ограждающие на себя берет отделка из утеплителя, который комбинируется с ветроизоляциоными, гидро- и парозащитными материалами. Подобное распределение функций позволяет делать каркасные дома из ЛСТК намного теплее. Для чего достаточно изменить толщину слоя или сам материал утеплителя, а не вносить какие-либо изменения в состав несущей конструкции металлокаркаса.
При рассмотрении стена дома в детальном разрезе будет выглядеть как слоеный пирог, имеющий следующие слои от внутренних к фасадным (наружным):
- обшивка с внутренней стороны;
- слой пароизоляции;
- несущий каркас с проемами заполняемыми утеплителем;
- слой ветрозащитной мембраны;
- наружная (внешняя) обшивка металлокаркаса;
- декоративная облицовка фасада (по желанию клиента).
Детально рассмотрим элементы наполнения дома из ЛСТК-профиля по слоям
Металлокаркас стены
Металлокаркас является конструктивной основой дома. Основание всего строения из ЛСТК-профиля выполняет каркас из металла, обшиваемый по обе стороны листовыми или же погонажными материалами. Металлокаркас принимает на себя нагрузку всех элементов, которые расположены выше уровня фундамента, поэтому его несущую способность рассчитывают проектировщики, учитывая статические и динамические нагрузки, могущие возникать по отношению к зданию в целом.
Слой утепляющего материала
Утеплитель является значимым элементом каркасной конструкции, потому важно подбирать качественный наполнитель, способный быть максимально эффективным в течение полного срока службы каркасной конструкции. Поскольку хороший утеплитель позволяет экономить на отоплении, за счет коэффициента энергосбережения.
Существующие утеплители делятся на два основных вида: органические и неорганические (к.п. минеральные). Классическая теплоизоляция стен и перекрытий подходит и для домов каркасного типа. С одинаковым успехом можно применить волокнистые утеплители типа минеральной (базальтовой) ваты или стекловолокна. Преимущество данных утеплителей в том, что в отличие от органических, они относятся к категории негорючих материалов.
Выбор органического утеплителя подчиняется ряду критериев предъявляемых к нему требований. Подобный утеплитель должен быть гидрофобизирован (не впитывает влагу), обладать эластичностью и упругостью, отлично сохранять исходный размер и форму в процессе всего срока эксплуатации, быть устойчивым к гниению.
Ветрозащита домов из ЛСТК-профиля
Чтобы утеплитель хорошо сохранял тепло внутри здания, необходимо с внешних сторон (фасады) защитить его специальной ветрозащитной пленкой, либо влагостойким гипсокартоном (ГКЛВ) или с прямой кромкой (ГКЛВ-А-ПК) в один слой. Прямое назначение ветрозащиты – как сохранять тепло внутри здания, так и препятствовать разрушению слоя утеплителя и защищать его от воздействия атмосферных явлений. Функция ветрозащитного слоя в том, чтобы не пропускать воздух и влагу снаружи, но и не препятствовать выходу водяного пара изнутри, то есть данный слой должен обладать паропроницаемостью и воздухонепроницаемостью. Такие свойства присущи современным мембранным материалам. Мембранные пленки гидро- и ветрозащитные укладывают по поверхности утеплителя, а между наружной обшивкой и слоем ветрозащиты оставляют зазор, что позволяет свободно выходить влажному воздуху без образования конденсата внутри.
Изнутри утеплитель защищают пароизоляцией, которая препятствует образованию конденсата на слое утеплителя и элементах металлоконструкции из ЛСТК, что часто происходит в холодное время года ввиду перепадов температуры внутри и вне помещения. Внутренний слой пароизоляции не пропускает воздух и пар.
Внутренняя обшивка зданий из ЛСТК
Как правило, в качестве внутренней обшивки для каркасных конструкций из ЛСТК используют гипсокартон (нормой толщины 9,5 мм). По стандарту внутреннюю обшивку делают двухслойной. Для первого слоя используют обычные листы с прямой кромкой (ГКЛ-А-ПК). Второй слой, лицевая облицовка, выходящая в помещение, отделывается обычными листами с утоненной лицевой кромкой (ГКЛ-А-УК).
Листы гипсокартона к металлическому каркасу строения из ЛСТК крепят с помощью прокалывающихся или самосверлящимися шурупами (саморезы) диаметром 4,2 или же 4,8 мм, обязательно с потайной головкой. Монтировать однослойную обшивку и первый слой двухслойной внутренней обшивки рекомендуется шурупами со стандартом длины в 25 мм, при шаге их размещения в 200 мм. В некоторых случаях, при креплении первого слоя в двухслойной обшивке, шаг шурупов можно увеличить до 600 мм. В таком случае, при наличии двойной обшивки, листы второго слоя ставят в разбежку, для чего смещают вертикальный шов на пол-листа, т.е. на расстояние 600 мм. Аналогично в разбежку выполняется обшивка и по горизонтальным стыкам. Листы первого слоя внутренней обшивки и наружной обшивки крепятся саморезами к подкладкам из оцинкованных стальных полос. Дополнительно, между сегментами внутренней обшивки, для обеспечения пароизоляции, укладывается мембрана Tyvek (DUPONT) толщиной всего в 0,13 мм. Сами полотнища кладут внахлест шириной в 200 мм, а пленку выпускают со всех четырех кромок панели. На стыках пленку проклеивают клейкой лентой, что обеспечивает надежное соединение с изоляцией пола, потолка и в местах углового схождения.
Заметим, что гипсокартон служит прекрасной основой для покраски, оклейки обоями или отделки тонкослойной декоративной штукатуркой. А сам процесс внутренней отделки каркасного дома из ЛСТК существенно облегчен благодаря идеально ровной поверхности стен и точному схождению панелей на стыках.
Внешняя обшивка здания из ЛСТК
В целях повышения уровня защиты металлокаркаса из ЛСТК от влаги и атмосферных (ветровых) нагрузок, в т.ч. чтобы придать ему большую жесткость с наружной стороны, внешнюю сторону стен по выбору заказчика можно обшить вагонкой, влагостойкими фанерой либо древесной композиционной плитой т.н. ориентированно-стружечная плита (OSB). По своим физико-техническим свойствам внешняя (наружная) обшивка должна обладать устойчивостью к воздействию негативных факторов атмосферного влияния, быть достаточно прочной и стойкой к возможным механическим воздействиям. По технологии наружная обшивка каркасных домов крепится на незначительном расстоянии от опорных стоек каркасной конструкции, для обеспечения эффективного проветривания каркаса и слоя утеплителя. Требуемый вентиляционный зазор, оставляемый между облицовкой и панелями, должен быть около 40 мм.
Каркасное здание, возведенное по технологии ЛСТК, дает владельцам широчайшие возможности в оформлении декоративно-прикладной наружной отделки. Например, фасадные части стен могут быть облицованы декоративным кирпичом. Обычно используют облицовочный кирпич или клинкерную плитку имеющую дизайн оформления «под камень», «под кирпич» и прочие. К категории традиционных материалов для обшивки каркасного дома из ЛСТК относятся деревянная вагонка или сайдинг виниловой вагонкой. В последние годы наиболее популярным материалом при наружной облицовке фасадов стала виниловая вагонка (виниловый сайдинг). Нарядный фасад, имеющий облицовку подобным сайдингом, в дальнейшем не доставляет владельцам здания хлопот по содержанию и ремонту, а в будущем не потребует лишних затрат.
Источник
Металлические конструкции. Том 2. Конструкции зданий
1.3. Конструкции каркасных стен и витражи
1.3.1. Металлические стены
По способу устройства металлические стены (со стальными или алюминиевыми обшивками) делят на стены послойной (построечной) сборки (рис. 1.25, а) и панельные стены (рис. 1.25, б).
Стена послойной сборки представляет собой многослойную конструкцию, состоящую из наружной и внутренней обшивок в виде стальных профилированных листов, среднего теплоизоляционного слоя из минераловатных плит, слоя пароизоляции из полиэтиленовой пленки (с внутренней стороны стены) и противоветрового барьера (из двух слоев мешочной бумаги), для предохранения связующего от выветривания (с наружной стороны стены).
Важная особенность конструкций послойной сборки — отсутствие в них стыков на всю толщину стены, неизбежных для панельных конструкций, и возможность обеспечения непрерывности утеплителя, особенно если он из двух слоев, укладываемых с перевязкой швов. Другим немаловажным обстоятельством является возможность использования в стенах послойной сборки широкого ассортимента утеплителей, менее дорогих и дефицитных, чем применяемых для теплоизоляции панельных стен. При послойной сборке стен проще решаются примыкания их к проемам и карнизам,
образования углов. Расширяются возможности эстетического оформления фасадов за счет использования различных профилей металлических листов желаемой фактуры и цвета.
Для стен послойной сборки могут быть выделены конструкции ригельного (см. рис. 1.25, а) и безригельного (рис. 1.26, а) типов. В первом из них ригели каркаса здания могут располагаться в толще стены — между наружной и внутренней обшивками (рис. 1.26, б) либо у ее внутренней поверхности (см. рис. 1.25, а). При благоприятных климатических условиях стойки и ригели каркаса стен можно делать выносными, т.е. располагать их с наружной стороны стены.
В большинстве случаев для стен послойной сборки наружную и внутреннюю обшивки делают металлическими. Наряду с этим имеются конструкции с односторонней (наружной) металлической обшивкой, в которых для внутренней части стены используют листы или плиты из других материалов, обладающие свойствами тепловой и звуковой изоляции, офактуренные с внутренней стороны или позволяющие выполнять высококачественную отделку поверхности (рис. 1.26, б).
Стеновые панели состоят из двух облицовочных листов, между которыми помещен эффективный утеплитель (рис. 1.27). Облицовочные листы делают из профилированной оцинкованной стали или алюминиевых сплавов. Рядовые панели имеют ширину 1 м и высоту от 2,4 до 7,2 м с градацией 300 мм. Для углов зданий изготовляют специальные угловые панели.
Для крепления панелей между колоннами устанавливают горизонтальные стальные ригели, которые по назначению делят на рядовые, опорные, стыковые и цокольные (см. рис. 1.27, д. ж). Ригели воспринимают ветровую нагрузку, а опорные, кроме того, вес панелей. Расстояние между ригелями по высоте назначают от 1,8 до 3,6 м в зависимости от размеров окон, а также по расчету на ветровую нагрузку.
Панели крепят к ригелям самонарезающими болтами d = 8 мм. Стыки между панелями заполняют прокладками из эластичного материала.
Цоколь стен на высоту не менее 0,9 м делают из легкобетонных панелей.
Источник
Стены из металлических панелей
Конструкции стен из трехслойных металлических панелей применяются при строительстве объектов самого разного назначения – промышленных, административных, спортивных, торговых и др. Они широко применяются при строительстве объектов автосервиса, моек, автозаправочных станций, складов; идеально подходят для возведения холодильных систем различного объема, где особенно важны такие качества панелей как отличная теплоизоляция и высокая устойчивость к поглощению влаги.
Несущей конструкцией здания, на которую монтируются легкие трехслойные панели, могут быть деревянные, металлические или железобетонные каркасы, а также внутренние поперечные стены и перекрытия.
Применение стен из металлических панелей обеспечивает:
— высокую технологичность изготовления;
— простоту и сжатые сроки монтажа;
— малый вес конструкций;
— возможность демонтажа с сохранением панелями своих свойств;
— низкие эксплуатационные затраты;
— гигиеничность поверхности и простоту поддержания чистоты;
— богатый выбор отделки и цветовой гаммы;
— вариантность архитектурно-композиционного решения фасадов зданий (рис. 24.12).
Рис. 24.12. Варианты решений наружных стен зданий из трехслойных металлических панелей
Форма и размеры панелей обуславливаются главным образом способом разрезки (членения) стены на панели (рис. 24.13). Наиболее распространенным способом разрезки является разрезка по вертикали. Такой вариант применяется для зданий малой этажности и позволяет использовать панели цельными на всю высоту здания без их стыкования.
Рис. 24.13. Основные способы разрезки стен на панели: а – по вертикали; б, в – по вертикали и горизонтали
Если высота здания относительно велика, наряду с разрезкой стены по вертикали применяют разрезку и по горизонтали, располагая горизонтальные линии разрезки в уровне междуэтажных перекрытий (рис. 24.13 б). В зданиях с ленточным остеклением преимущественное применение находит горизонтальная разрезка (рис. 24.13 в).
В угловой части здания разрезку производят либо непосредственно по угловому ребру, либо отступя от него на некоторое расстояние. Второй способ предпочтительнее, так как обеспечивает неразрезность стены в углу и, следовательно, более надежную герметизацию в этом месте, но вызывает потребность в специальных угловых панелях.’
Металлические панели представляют собой трехслойную конструкцию, состоящую из утеплителя, расположенного посередине, и двух облицовочных листов. По виду среднего слоя (утеплителя) все стеновые панели разделяют на две группы; панели с закладным утеплителем (рис. 24.14); панели с приформованным (припененным) утеплителем к обшивкам (рис. 24.15). В панелях первой группы в качестве утеплителя применяются плиты из минеральной ваты, а в панелях второй группы – жесткий пенополистирол или пенополиуретан, получаемые путем вспенивания заливочной композиции непосредственно в полости между обшивками.
Рис. 24.14. Трехслойные панели толщиной 60-200 мм с закладным утеплителем из минераловатных плит и приклеенными обшивками различного профиля
Рис. 24.15. Трехслойные металлические панели с заливочным утеплителем: 1 – металлическая облицовка; 2 – пенополиуретан; 3 – закладной элемент из полистирола длиной 200 мм, шаг 600 мм
Для теплоизоляции панелей применяют самозатухающийся пенополистирол плотностью 15. 25 кг/м 3 с использованием антипиренов, что делает пенополистирол трудносгораемым материалом. Полиуретановая пена – это нераспространяющий огонь материал с плотностью 40. 45 кг/м 3 , изготовленный по технологии выпрыска смеси химических веществ между обшивками панелей.
Теплотехнические характеристики пенополистирола и пенополиуретана превышают характеристики минеральной ваты. Этим объясняется меньшая толщина панелей с указанными утеплителями и, соответственно, их меньший вес по сравнению с панелями, в которых применяется минераловатный утеплитель.
Применение минеральной ваты оправдано для зданий с повышенными требованиями по пожарной безопасности. В настоящее время применяются жесткие плиты из минеральной тонковолокнистой ваты на основе базальтового волокна плотностью не менее 100 кг/м 3 . При менее плотном утеплителе панели получаются недостаточно жесткими. Нередко утеплитель располагают таким образом, чтобы его волокна были перпендикулярны листам обшивки (поперечноориентированные волокна), для чего минеральная плита режется на полосы (ламели), которые приклеиваются к обшивкам. Используется высококачественный клей на полиуретановой основе. Этим обеспечиваются достаточно высокие прочностные характеристики панелей.
В качестве металлических обшивок стеновых панелей применяют стальные листы толщиной 0,7. 1,0 мм с антикоррозионным покрытием (оцинкованные) и дополнительными полимерными покрытиями (пурал, пластизоль и др.). Листы могут быть: гладкими (ровными); с накаткой в виде узких полос, вдавленных внутрь панели; волнистыми; профилированными (см. рис. 24.14 и 24.15). Гладкие листы наружной обшивки могут иметь декоративное покрытие, наносимое с применением клеевого связующего с металлом на основе эпоксидного компаунда; используется фракция декоративной каменной крошки 1. 3 мм.
Современное технологическое оборудование позволяет изготавливать трехслойные панели любой длины (высоты). Однако по условиям обеспечения необходимой жесткости при транспортировании и монтаже длину панелей ограничивают величиной 12. 14 м.
Ширина стеновых панелей, как показывает мировой опыт, принимается не более 1,2 м. Такой предел объясняется главным образом ограниченной шириной стандартных металлических листов, из которых изготавливают обшивки, а также условиями поточного производства и возможностью монтажа стен без применения тяжелого кранового оборудования.
Толщина панелей принимается от 50 до 300 мм. Расчет толщины производится в зависимости от вида утеплителя, требуемого сопротивления теплопередаче, ветровых нагрузок и величины пролета (расстояния между элементами несущего каркаса).
Для повышения жесткостных характеристик выпускаются каркасные стеновые изделия (рис. 24.16). Панели с несгораемым утеплителем из стеклянного штапельного волокна представляют собой трехслойную конструкцию, состоящую из металлического каркаса, облицованного с двух сторон металлическими профилированными листами с высотой гофров 10. 22 мм. Облицовка выполняется из стали толщиной 0,5. 0,7 мм и крепится к каркасу из стального гнутого профиля через термоизолирующие прокладки при помощи специальных заклепок и самонарезающих винтов (саморезов). Панели изготавливаются с монтажной шириной 1,1 м, длиной от 1,5 до 6 м, толщиной 50. 150 мм по утеплителю.
Рис. 24.16. Металлическая стеновая каркасная панель: 1 – панель; 2 – поперечные ребра каркаса; 3 – продольные ребра каркаса; 4 – теплоизоляционная прокладка; 5 – утеплитель; 6 – полиэтиленовая пленка; 7 – самонарезающий винт
В зависимости от назначения здания облицовка трехслойных панелей может быть выполнена из алюминия, нержавеющей стали, а также из фанеры, гипсокартонных листов (ГКЛ), цементно-стружечных плит (ЦСП), древесно-стружечных плит (ДСП), асбестоцементных листов и т.п. Например, если при строительстве офисного здания предполагается дальнейшая отделка стен обоями, разумно использовать трехслойные панели, облицованные снаружи сталью, а с внутренней стороны – гипсокартонном.
Выпускаются панели с противопожарной защитой, в которых между утеплителем и стальным листом вводится слой из гипсокартонной плиты, а также панели с огнезащитными покрытиями, которые под воздействием тепла вспениваются, образуя теплоизолирующий слой в несколько сантиметров.
Способы соединения панелей. Соединения трехслойных стеновых панелей выполняются с соблюдением тех же требований, которые предъявляются к соединениям любых других панелей: простота монтажа, прочность, непродуваемость, влагонепроницаемость, непромерзаемость, сохранение герметичности при температурных изменениях, эстетичный вид. Наибольшее значение представляют способы соединения, применяемые при вертикальной разрезке стен, поскольку такая разрезка является самой распространенной.
Опыт показывает, что вертикальные стыки панелей выполняют чаще всего в шпунт. При таком соединении на одной боковой грани панели создается паз, на другой – гребень (выступ). Смежные панели соединяют путем введения гребня одной панели в паз другой. На рис. 24.17 представлены несколько вариантов соединений в шпунт, применяемые в России и других странах. Герметичность такого рода стыков обеспечивается применением различных эластичных прокладок – из пенопласта, пенополиэтилена, пенополиуретана и других материалов.
Рис. 24.17. Способы соединения панелей в шпунт: а – «ОНДАТЕРМ» (Франция); б – «ЛЮКСАЛОН» (Голландия); в – «СОМАТЕРМ» (Италия); г – «ТИССЕН-ТЕРМОВАНД» (Германия); д, е – «ЦНИИПСК» (Россия); ж – «ЦНИИСК»(Россия); 1 – обшивка; 2 – утеплитель; 3 – элемент обрамления из пластмассового профиля; 4 – эластичная прокладка; 5 – обрамление из ПВХ-полосы; 6 – профиль из ПВХ; 7 – зажим; 8 – горизонтальный элемент стенового каркаса; 9 – самонарезающий винт; 10 – утеплитель из минваты или пенополиуретана; 11 – мастика; 12 – болт
Варианты способа соединения панелей впритык показаны на рис. 24.18. Для данного способа характерно применение специальных стыковочных элементов, уплотнителей, нащельников, стяжных болтов.
Рис. 24.18. Соединения панелей впритык: а – «ЦНИИПСК» (Россия); б – «ЦНИИСК» (Россия); в – «ЭРНСТ» (Германия); г – «МАТ» (Венгрия); 1 – обшивка; 2 – утеплитель; 3 – стыковой элемент; 4 – пористая резина на мастике; 5 – уплотнитель; 6 – нащельник толщиной 2-3 мм; 7 – нащельник толщиной 0,7 мм; 8 – стяжной болт; 9 – элемент каркаса; 10 – обрамление из стеклопластикового профиля
В случае применения панелей с обрамлением, например, из полос бакелизированной фанеры, может быть принят стык фланцевого типа (рис. 24.19). Такие стыки панелей широко и успешно применялись в северных районах страны при строительстве зданий технического назначения.
Рис. 24.19. Вертикальный стык панелей фланцевого типа: 1 – металлическая обшивка; 2 – заливочный утеплитель; 3 – обрамление из бакелизированной фанеры; 4 – заклепка; 5 – нащельник; 6 – оцинкованный болт; 7 – металлическая прокладка; 8 – уплотнитель
Горизонтальные стыки панелей показаны на рис. 24.20. Их характерной особенностью является применение нащельников из тонколистового металла, закрывающих доступ к среднему слою (утеплителю) в торцах панелей, полиэтиленовой пленки, защищающей материал утеплителя от увлажнения. Плотное прижатие нащельников к торцам обеспечивается благодаря упругости уплотняющих прокладок. Наружные нащельники одновременно служат для отвода дождевой воды.
Рис. 24.20. Горизонтальные стыки панелей: 1 – металлические обшивки; 2 – утеплитель; 3 – полиэтиленовая пленка; 4 – уплотнительная прокладка; 5 – нащельник (слив); 6 – уплотняющая мастика; 7 – ригель фахверка; 8 – болт; 9 – крепежный уголок
Узлы сопряжений стеновых панелей с утеплителем из минваты между собой, а также примыкания к другим конструктивным элементам зданий, представлены на рис. 24.21.
Рис. 24.21. Узлы наружного ограждения с применением навесных трехслойных металлических панелей с утеплителем из минеральной ваты: А – горизонтальный стык панелей; Б – примыкание к стене из других материалов; В – примыкание к кровельной плите со свесом; Г – то же, без свеса; Д – то же, с образованием парапета; Е – примыкание к цоколю; Ж – вертикальный стык панелей (горизонтальный монтаж); 3 – угловое сопряжение (горизонтальный монтаж); И – примыкание к кровельной плите; К – примыкание к стене; Л – примыкание к окну; М – примыкание к кровле сверху; Н – примыкание к кровельной плите снизу; 1 – панель стеновая; 2 – нащельник; 3 – самосверлящий шуруп; 4 – минвата; 5 – уплотнительная лента; 6 – герметик силиконовый; 7 – прогон; 8 – труба 100х50 мм; 9 – стена; 10 – маска панели; 11 – плита кровельная; 12 – лист оцинкованный; 13 – упорный уголок; 14 – цоколь; 15 – колонна; 16 – вытяжная заклепка; 17 – окно
Источник