Быстромонтируемые здания (БМЗ) являются наиболее подходящим типом сооружений для складских и логистических комплексов, производственных цехов и зданий, автосалонов и СТО, сооружений сельхоз назначения, а также для ряда малоэтажных зданий другого назначения. В основе технологии строительства быстровозводимых зданий из легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК) заложено использование каркасов из стальных оцинкованных облегченных профилей повышенной жесткости, в том числе профилей с повышенным термосопротивлением. Укрупненные каркасы стеновых панелей и фермы доставляются на объект и монтируются в проектное положение без использования «тяжелой» грузоподъемной техники. Затем выполняются фасадная облицовка и монтаж кровли, заполняются заранее оформленные дверные и оконные проемы. Таким образом, каркас наружных несущих стен и контур наружного ограждения небольшого зания монтируются бригадой 4-6 человек за 2-3 дня. Утепление выполняется из эффективных утеплителей изнутри и не зависит от погодных условий. Внутренняя отделка наружных несущих стен, полы и внутренние перегородки выполняются из местных материалов в зависимости от финансовых возможностей и пожеланий Заказчика.
Данная технология строительства была разработана еще в 50-х годах 20 столетия, и сегодня это хорошо развитая и проверенная технология, оптимальная для строительства малоэтажных зданий, пригодная для использования в различных климатических районах.
Планировочные и конструктивные возможности каркасных строений из стальных оцинкованных профилей, позволяют на основе единого модуля проектировать здания различного назначения и объема:
- одно и двухэтажные коттеджи в бюджетном варианте, как альтернатива традиционному многоэтажному домостроению и соответственно быстровозводимые поселки из них;
- индивидуальное коттеджное строительство;
- быстровозводимые жилые общественные и промышленные здания до трех этажей включительно. Например, двухэтажные здания, шириной до 18м, с сеткой колонн 6х6м. Такие сооружения могут использоваться под торговые предприятия, административные и медицинские объекты, промышленные здания.
Что ждет заказчик от таких зданий, какие требования должны удовлетворять современные конструкции?
- Долговечность и прочность.
- Высокие теплотехнические показатели.
- Экологическая чистота.
- Простота, точность и скорость сборки.
- Экономичность.
- Многовариантность использования конструкций.
Система легких стальных оцинкованных профилей является гибкой универсальной строительной системой, которая может комбинироваться с любыми традиционными конструкциями и технологиями, при этом добавляя свои преимущества к этим конструкциям.
Несущие и самонесущие наружные стены зданий состоят из:
- перфорированных металлических оцинкованных профилей, изготовленных из полосы тонколистовой стали толщиной 0,8 – 1,5 мм, соединенных между собой винтами-саморезами в плоскости панели. Вертикальные стойки, горизонтальные лонжи соединительные элементы создают каркас здания;
- эффективного утеплителя (например - минераловатные стекловолокнистые либо базальтовые плиты), плотно уложенного между стойками. Утеплитель должен быть негорючий, экологически безопасный и обеспечивать высокие теплофизические параметры стены;
- гипсокартонных листов обшивки с внутренней и наружной стороны стены (возможно применение вагонки «Блокхаус», ОСБ и других материалов);
- пароизоляционных и диффузионных пленок;
- наружной облицовка, выполненной по принципу "вентилируемого фасада", воздушный зазор обеспечивает проветривание утеплителя.
В данной системе широкое применение нашли следующие облицовочные фасадные системы:
- Облицовочный кирпич.
- Деревянная вагонка или "блок-хаус".
- Виниловый или металлический сайдинг.
- Панели, имитирующие камень, кирпич.
- Фасадные кассеты и системы «вентилируемых» фасадов.
- Большеформатные листы (например, система "АКВА"-панели производства "КНАУФ"). С облицовкой мелкоштучными отделочными материалами.
Кроме прочности и надежности наружные стены рассчитываются на соответствие СНиП 11-3-79* по сопротивлению теплопередаче. Приведенное сопротивление теплопередаче учитывает толщину и качество утеплителя, а также коэффициент теплотехнической однородности конструкции. Теплотехническая однородность конструкции зависит от толщины металла несущих профилей, шага (расстояния) между вертикальными стойками стен и от высоты стены
Конструкции междуэтажных и чердачных перекрытий выполняются из стальных оцинкованных тонкостенных профилей.
Несущие конструкции междуэтажного перекрытия изготавливаются из легких стальных C или Z образных профилей толщиной 2-3 мм и высотой 150 - 200 мм, установленных с шагом 600 мм. Перекрытия с С - образными 200/2,0 балками перекрывают пролет до 4,2 м. При увеличении сечения балки перекрываемый пролет увеличивается до 6 м. Отверстия для инженерных коммуникаций должны быть проделаны в несущих профилях перед сборкой конструкций.
По верху балок межкуэтажных перекрытий укладываются профилированный стальной настил, который развязывает верхний пояс балок из их плоскости, служит основанием под полы. Настил прикрепляется к бортовым балкам и к балкам перекрытия самонарезающими винтами. Полы из гипсоволокнистых листов устраиваются в соответствии с указаниями СП 55-102-2001 "Конструкции с применением гипсоволокнистых листов", а подшивные потолки - по СП 55-101-2000 "Ограждающие конструкции с применением гипсокартонных листов".
Основание пола образуют 2 слоя влагостойких гипсоволокнистых листов (ГВЛВ) или OSB -3. Крепление листов выполняется шурупами.
Полы межкуэтажных перекрытий предпочтительно выполнять из рулонных или крупноразмерных изделий, например, из линолеума, паркетного ламината, ковролина и т. п. в зависимости от предъявляемых.
Подвесной потолок включает металлическую обрешетку из профиля ПО-40, закрепленную к нижнему поясу балок с помощью кляммеров, обшивку из двух слоев гипсокартонных листов и слой звукоизоляции из минераловатных плит.
Описанная конструкция обеспечивает величину индекса звукоизоляции воздушного шума RW = 52…53 дБ и может применяться в жилых зданиях категорий Б и В, в общежитиях, гостиницах и административных зданиях.
Чердачное перекрытие включает стальной каркас, диагональные связи, подшивной потолок из гипсокартонных листов, теплоизоляционный слой из минераловатных плит. Каркас перекрытия включает балки выполненные из термопрофиля (150х0,8 или 200х0,8мм), закрепленные к стенам, прогоны из термопрофилей (150x0,8 или 200х0,8 мм), идущие с шагом 600мм, и обрешетку по нижним поясам прогонов из шляпного профиля. Чердачное перекрытие всегда расположено ниже несущих конструкций, будь то стропильные фермы или балки покрытия.
Толщина утеплителя принимается исходя из требуемого сопротивления теплопередаче чердачного перекрытия.
Несущие конструкции покрытия состоят из стропильных ферм или балок, изготавливаемых из тонкостенной оцинкованной стали. Применение гнутых профилей из тонкого листового металла в стропильных системах пролетом 6-15 м позволяет снизить расход стали до минимума.
По технологии ЛСТК проектируются и изготавливаются конструкции мансардного типа, что позволяет эффективно использовать чердачное пространство. Стропильные фермы покрытия предпочтительнее изготавливать в заводских условиях в виде отдельных отправочных марок, которые собираются на строительной площадке, перед подъемом на место. Это дает возможность быстро смонтировать конструкцию, если крыша возводится одновременно с монтажом каркаса стен и перекрытий.
По стропильным несущим конструкциям устраивается обрешетка из профиля ПО-40 для опирания и крепления кровельных листов. Несущая конструкция покрытия располагается в холодной зоне над утепленным чердачным перекрытием. Решения узлов соединения несущих конструкций и чердачного перекрытия исключают появление "мостиков холода". При устройстве мансард теплоизоляция и внутренняя облицовка также выполняется по типу чердачного перекрытия и включает стальной каркас из термопрофилей, диагональные связи, подшивной потолок из 2-х слоев гипсокартонных листов толщиной 10 мм, теплоизоляционный слой из минераловатных плит.
В качестве кровельных картин используются листовые гнутые профили ПГФ 25-500-0,5 (0,6) (ТУ ПГФ 26-500-001-21464809-2006) для верхнего слоя покрытия.
Преимущества использования новой технологии строительства.
- Легкость несущих и ограждающих конструкций из ЛСТК влечет за собой снижение веса здания – снижаются затраты на устройство фундамента - вполне подойдет фундамент мелкого заложения (монолитная плита) или фундамент на буронабивных сваях. Для такой строительной системы уместно применение систем "теплый пол" в качестве системы обогрева помещений, т.к. малый расход энергии для поддержания заданной температуры из-за прекрасных теплофизических параметров стен и потолка.
- Благодаря легкости каждого элемента, точному размеру, маркировке и продуманным чертежам КМД, сборка каркаса на строительной площадке напоминает сборку детского конструктора, только с "недетскими" размерами и нагрузками. Бригада из 3-4-х человек может собрать полностью каркас дома площадью 150-200 кв. метров за 2-3 недели. Для сборки всех элементов здания необходимо иметь только шуруповерт. Все элементы соединяются при помощи самосверлящих шурупов.
- Экономия на этапе монтажа здания - полное отсутствие кранов или каких- либо грузоподъемных механизмов на всем этапе установки каркасов стен, кровли, перегородок. Но этот фактор может стать первым по значимости, если место строительства удалено от дорог, или при экстремальной ситуации нужно быстро и качественно собрать "коробку" в минимальные сроки.
- Легкие эффективные стены с системой "вентилируемого фасада" - это не просто причуда, это веление времени. После ужесточения требований СНиПа по теплотехнике применение технологии ЛСТК позволяет реально сэкономить на стоимости строительных материалов для ограждающих конструкций. Так, например, стеновая панель толщиной 150 мм может заменить кирпичную стену толщиной 1000 мм.
- Использование качественной теплоизоляции в стенах и потолочных перекрытиях - скрытый фактор экономии. Скрытый потому, что его влияние хозяин начинает осознавать не сразу, а по мере оплаты текущих платежей за энергоносители. Конструкция стен системы ЛСТК позволяет устроить из ограждающих конструкций "термос", который в закрытом состоянии может хранить тепло до 2-3 суток, не требуя дополнительного отопления. И чем дальше углубляется проблема энергетической нестабильности, тем важнее становится этот фактор при принятии решения о применении этого типа строительных конструкций.
- Еще один фактор экономии, который вряд ли можно найти в других строительных системах - многовариантность отделки фасадов (или систем внешней отделки стен здания). Все фасадные решения в технологии ЛСТК базируются на принципе "вентилируемого фасада" - между "сэндвичем" наружной стены и внешним "экраном" существует воздушный зазор, который дает возможность проветривать утеплитель и создает прекрасные возможности для санации воздуха изнутри помещений. Экономия при этом в том, что нет необходимости использовать дорогие строительные материалы для отделки - вполне подойдет вариант деревянной вагонки в сочетании с декоративной кирпичной кладкой или виниловый сайдинг в комбинации с элементами каменной стены. Но даже, если сегодня не хватило финансов для устройства фасада, о котором мечтал - не беда, все это можно будет сделать со временем.
- Такая "мелочь", как абсолютная точность внутренних стен, перегородок и потолков может быть оценена теми, кто видел кирпичные стены перед "выравниванием" раствором или дополнительной системой сухой штукатурки. При использовании подобной технологии нет таких проблем и нет затрат времени и материалов на дополнительные отделочные работы.
- Свободная планировка внутреннего пространства дома - об этом мечтает каждый архитектор и заказчик. Конструкции в технологии ЛСТК позволяют устраивать чердачное перекрытие легкими фермами (балками) пролетом до 9-12 метров. Кроме того - свободная планировка внутреннего пространства дает возможность расположить помещения так, чтобы уменьшить теплопотери и сократить затраты на энергоносители.
- Комплектность поставки - еще один фактор экономии средств и времени. Предложение может также включать в себя строительные и отделочные работы.
- Экономия времени на каждом этапе строительства - еще один фактор реальной экономии. Применение этой технологии легкосборного домостроения позволяет существенно снизить стоимость обслуживания кредита на строительство по сравнению с традиционными способами строительства.
- Меняя объемное решение зданий, колористику, детали и фрагменты окон, дверей, веранд, вертикальную планировку и благоустройство, малые формы и озеленение, можно создавать интересные архитектурные решения отдельных кварталов или целых поселков.
Различные технологии сборки элементов зданий.
При использовании этой технологии в строительстве можно выделить три основных способа изготовления и монтажа конструкций по степени завершенности (готовности) конструктивных элементов.
Способ №1. Сборка на строительной площадке. Элементы здания доставляются на строительную площадку в виде нарезанных и замаркированных профилей. Бригада строителей производит на ровной поверхности "укрупнительную" сборку отправочных марок (стен, ферм, перегородок и т.д.) при помощи шуруповерта и винтов-саморезов. После укрупнительной сборки элементы подаются на монтажное место вручную (без крана), закрепляются в проектное положение, утепляются при помощи минераловатных плит (или других эффективных утеплителей) и зашиваются изнутри листами гипсокартона. Вес каждого элемента не превышает 90-100 кг. Окна и двери поставляются на стройплощадку отдельно и встраиваются в панели стен.
Способ №2. "Мини-завод" на строительной площадке. Элементы здания доставляются на строительную площадку в виде нарезанных и замаркированных профилей. На строительной площадке организовывается рабочий пост, оборудованный для предварительной укрупнительной сборки панелей и других элементов. Обычно это рабочее место оборудовано защитным тентом, электрическим освещением, оборудованием для склепывания профилей, инструментами для резки минплиты и гипсокартона. Одна бригада рабочих производит укрупнительную сборку элементов, утепляет панели стен, зашивает изнутри гипсокартон, вторая бригада при этом доставляет собранную панель к месту монтажа, поднимает деталь при помощи грузоподъемного механизма, закрепляет их в проектном положении и между собой. После установки стеновых панелей в них встраиваются окна и двери. Вес элементов увеличивается. Сроки монтажа сокращаются.
Способ №3. Полная заводская готовность панелей. Все нарезанные и замаркированные профили собираются в конструкцию стен (ферм и т.п.) на заводе с применением автоматического инструмента и в теплых условиях. Панели стен оборудуются окнами и дверями, внутрь панелей могут закладываться электрические кабеля, разводка низковольтного оборудования и т.п. Панели утепляются, на внутреннюю сторону прикрепляются листы гипсокартона. На наружную поверхность стен могут крепиться облицовочные панели, сайдинг, фасадные системы. На строительной площадке при помощи крана все элементы устанавливаются в проектное положение, закрепляются к фундаментам и между собой. Монтаж зданий очень быстрый, качество сборки панелей гарантировано технологией конвейерного "автомобильного" производства. Проблемы логистики, транспортировки, применения грузоподъемных механизмов должных быть учтены при строительном планировании.
На строительной площадке остается только соединить элементы в единый блок при помощи самосверлящих шурупов. Процесс сборки простой и быстрый, не требует высококвалифицированных монтажников, так как напоминает процесс сборки детского конструктора. Для сборки конструкций ЛСТК применяются соединительные элементы высокого качества - саморезы компании HILTI.