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/м³ с использованием антипиренов, что делает пенополистирол трудносгораемым материалом. Полиуретановая пена – это нераспространяющий огонь материал с плотностью 40...45 кг/м³, 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/м³. 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