4. СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОНСТРУКЦИЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СТЕН

1. Стены послойной сборки

К конструкциям стен послойной сборки и панельных стен предъявляют технологическое требование сохранения защитно-декоративных покрытий металла. Степень соответствия различных конструкций этому требованию относится к важнейшим критериям сравнительной их оценки. Связано это с тем, что даже единичные глубокие царапины или небольшие отслоения покрытия резко снижают защищенность всего листа от коррозии. Такие дефекты недопустимы и с архитектурной точки зрения. Простые и лаконичные решения фасадов, свойственные металлическим стенам, должны иметь высокое качество поверхностей и их однородность. Наличие же указанных дефектов на таких фасадах особенно заметно и недопустимо ухудшает облик здания.

За рубежом поставщики металла с покрытиями и изделий из него не только несут ответственность за качество изготовленной продукции, но нередко отвечают и за сохранение ее качества при доставке своей продукции заказчикам. Ответственность эта различна, но по многим контрактам она выражается в том, что покупатель может даже при небольших повреждениях покрытия не оплачивать стоимость металла. Для предохранения покрытия металла от повреждений после нанесения покрытия на рулон последний покрывают обычно предохранительным слоем воска. Рулоны металла и профилированные листы транспортируют в упаковке. Металл с покрытием часто профилируют вместе с полимерной пленкой, которой его укрывают по мере сматывания с рулона. В результате пленка плотно облегает металл по всему профилю, предохраняя его покрытие от повреждений при укладке листов в стопу, последующей транспортировке и других операциях.

Группа английских фирм, производящих профилированные листы с покрытием «Колеркот», в технической документации указывает, что при обработке металла с покрытием следует избегать лишних перемещений, не допускать скольжения одного листа по другому; отпрофилированные листы надо убирать со стана по наклонному спуску, покрытому ковром или линолеумом. В документации содержатся многочисленные указания о мерах предосторожности в обращении с металлом, имеющим покрытие. Шведская фирма «Стора Коппарберг Домнарвет» рекомендует с целью предотвращения повреждения покрытий пользоваться для обработки металла полированными и хромированными инструментами.

В зарубежной практике прибывшие на стройку листы с покрытиями монтируют в проектное положение обычно непосредственно из заводской тары, чтобы избежать промежуточных положений, в которых они могут быть повреждены. Поэтому же, видимо, ни в одной стране не изготовляют из листов с покрытиями каких-либо укрупненных элементов — картин или каркасных панелей — ни в построечных, ни в заводских условиях.

Конструкции стен послойной сборки из укрупненных элементов применялись в отечественной практике, когда для них использовался металл, покрытый только цинком, и покраска его производилась в основном на стройках, по завершении переработки листов (укрупнения). После организации заводской защитно-декоративной отделки рулонированного металла, переработка которого должна быть минимальной, эти конструкции значительно уступают стенам полистовой сборки в отношении сохранения покрытий металла. Кроме того, стены из укрупненных элементов обычно более металлоемки. Если для конструкций полистовой сборки расход металла с учетом ригелей составляет на 1 м² в среднем 23,9 кг (без погонажных деталей), то для стен из укрупненных элементов здания отделения отделки горячекатаных рулонов Череповецкого металлургического завода он равнялся 49 кг, а стана «2000» на том же заводе — 37,6 кг. Такая разница объясняется, с одной стороны, усложнением крепления укрупненных элементов к каркасу здания, из-за чего в их рамы вводились обычно стойки и другие элементы, которых нет в конструкциях полистовой сборки. С другой стороны, дополнительный расход металла связан с необходимостью закрепления сравнительно мелкоразмерных минераловатных плит. Даже при более рациональной конструкции по сравнению с принятой для череповецких объектов расход металла на стены из укрупненных элементов будет выше, чем на стены полистовой сборки. Так, на конструкции из укрупненных элементов, одобренные для применения в строительстве (альбом с шифром 374-74), расход металла (без погонажных деталей) по сравнению с конструкцией полистовой сборки выше на 11% и не исключено, что при внедрении таких конструкций эта разница возрастет.

Для сравнения конструкций по приведенным затратам можно воспользоваться расчетными показателями, полученными в Научно-исследовательском институте экономики строительства [1]. При рассмотрении конструкций стен из различных материалов установлено, что в районах со средними экономическими и природными условиями приведенные затраты на 1 м² конструкции укрупнительной сборки выше на 3,5 руб., или на 10— 15%, чем приведенные затраты на конструкции стен полистовой сборки. Это связано, видимо, с большей металлоемкостью стен укрупнительной сборки.

Что касается трудовых затрат, то по конструкциям полистовой сборки имеются некоторые зарубежные показатели. Так, несколько французских фирм указывают, что на устройство 100 м² ограждающей части стен (без подготовительных работ и монтажа ригелей) затрачивается в среднем 32 чел.-ч. Близкая к этой цифра — 40 чел.-ч была определена ЦНИИпромзданий также из материалов американской фирмы «Батлер». Эти данные относятся к «глухим» стенам (без проемов) небольшой и средней высоты. Если с учетом подготовительных и других работ указанные трудовые затраты возрастают (для «глухих» стен) даже в 2 раза, то и тогда они довольно близки к трудоемкости монтажа стен из железобетонных панелей (включающей устройство «столиков», креплений, герметизацию стыков и прочее) и существенно меньше суммарных затрат труда на изготовление и монтаж этих традиционных конструкций.

Трудоемкость же конструкций укрупнительной сборки составила на строительстве Челябинского завода профилированного настила (по данным треста Оргтехстрой Главюжуралстроя) 1,9 чел.-ч/м², из которых 1,55 чел.-ч на укрупнение и 0,35 чел.-ч — на монтаж, а на строительстве стана «2000» Череповецкого металлургического завода (по данным Ленинградского Промстройпроекта) — 3,76 чел.-ч/м², в том числе 3,5 чел.-ч на укрупнение и 0,26 чел.-ч — на монтаж.

Из сказанного видно, что сравнивать по трудоемкости конструкции полистовой и укрупнительной сборки пока трудно, так как эти показатели даже по натурным данным могут определяться за рубежом и у нас по- разному. Представляется, однако, вероятным, что при надлежащей организации производства и труда трудоемкость конструкций укрупнительной сборки может быть ниже на 20—30%, чем полистовой. Однако стены полистовой сборки имеют более важные преимущества, при которых лучше обеспечиваются требующиеся качества конструкций, меньшая металлоемкость и более низкие приведенные затраты.

Сравнивая два вида конструкций полистовой сборки — ригельную (см. рис. 5) и безригельную (см. рис. 7), можно предполагать что обе они найдут широкое применение в соответствии со своими особенностями. С эксплуатационной точки зрения достоинством безригельной конструкции является то, что она образует плоскую (негофрированную) внутреннюю поверхность стены. Эту конструкцию желательно применять в зданиях, в которых к наружным стенам примыкает много внутренних конструкций или требуется подвешивать к ним легкие трубопроводы и другие устройства, либо необходима повышенная чистота, с частой пылеуборкой. В то же время внутренние профили безригельной конструкции, устанавливаемые горизонтально, могут ставиться и в ригельной конструкции — вертикально, также создавая гладкую плоскость стены, но такое использование их не логично и не экономично, так как при таких профилях можно обойтись без ригелей. В безригельных конструкциях меньше влияние теплопроводных включений (крепежных изделий), поскольку они не выходят на внутреннюю поверхность стены.

Со строительно-технологической точки зрения в безригельной конструкции привлекательна ее однородность — она состоит только из листовых элементов. Кроме того, она благоприятна для использования удобного в работе утеплителя — минераловатных рулонированных матов.

В безригельной конструкции внутренняя обшивка работает под давлением ветра на пролет, равный расстоянию между пристенными колоннами. В зарубежной практике это расстояние находится в пределах 5 м, причем для внутренней обшивки принимают листы такой же толщины, как для наружной (0,75—0,8 мм). Так как в отечественном строительстве унифицированный шаг колонн равен 6 м, то для внутренней обшивки безригельной стены требуется более толстый лист. Поэтому при равной, практически, общей металлоемкости ригельной и безригельной конструкций для последней требуется больше на 10—20% тонколистовой стали, которая дефицитнее и имеет большую стоимость, чем сортовой прокат.

Сравнивая утепленные стены полистовой сборки, имеющие металлические обшивки с обеих сторон или с одной, необходимо рассмотреть и оценить свойства конкретного материала, используемого для внутренней обшивки (при наружной металлической обшивке). Неметаллический материал для внутренней обшивки должен обладать многими свойствами, присущими металлу (огнестойкостью, влагостойкостью, паронепроницаемостью, долговечностью, достаточной прочностью) и в то же время иметь низкую теплопроводность — обладать теплоизоляционными свойствами. При этом обшивка должна быть легкой, удобной для крепления к ригелям и для всех других строительных операций. Поскольку листы или плиты из такого материала могут иметь лишь небольшую толщину, при которой утепление и герметизация стыков между ними затруднительны, то желательно, чтобы их физико-технические свойства и стоимость позволяли делать внутреннюю обшивку стен двухслойной — с перекрытием стыков одного слоя листами (плитами) другого.

Попытки некоторых организаций применить в проектах и в строительстве для внутренней части стен плиты из фибролита, перлитопластбетона или других сравнительно легких бетонов не дали положительных результатов. Свойственная любым таким плитам неровность поверхностей не обеспечила их плотного прилегания как при плоских сопрягаемых кромках, так и при наличии на них «четвертей». Трудоемкие мероприятия по герметизации и утеплению стыков оказались не эффективными, так как могли выполняться только изнутри. Сказались сравнительно небольшая толщина плит, большое протяжение стыков и невозможность достаточного контроля. Ставить такие плиты в два слоя было нельзя, так как очень усложнялись их крепления, конструкция стен становилась тяжелой, увеличивался расход металла на ригели и конструкция в целом была экономически нецелесообразной. В результате стены построенных объектов оказались неудовлетворительными в теплотехническом отношении — проницаемыми для паров изнутри и холодного или разогретого воздуха снаружи, кроме того, температура на многих участках внутренней поверхности была близка к внешней.

В зарубежной практике в условиях мягкого климата и для зданий с невысокими. требованиями к среде в помещениях для внутренних поверхностей стен иногда используют материал типа легковесного фибролита, имеющего хорошую структуру и поверхности высокого качества. В некоторых случаях применяют различные листы на древесноволокнистой основе. Но для зданий со средними и повышенными эксплуатационными требованиями к стенам материалы такого рода считаются, видимо, неподходящими, так как они не обладают рядом важных свойств, присущих металлу. В связи с этим в большинстве случаев металл используют как для наружной, так и для внутренней обшивки стен. Однако следует признать, что двухслойные стены с неметаллической внутренней обшивкой, благодаря меньшему расходу металла и затратам труда, могут в будущем получить широкое применение, если будут найдены подходящие материалы и обеспечена организация их производства.

Арон Шаевич Дехтяр
Облегченные конструкции металлических стен промышленных зданий
1979