Навесная стена что это
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.
Несмотря на то что изготовление рассмотренных стеновых панелей велось полукустарными способами, они характеризуются удовлетворительными эксплуатационными и эстетическими качествами.
Навесная стена (архитектура)
Навесные стены отличаются от систем витрин в том, что они рассчитаны на перекрытие нескольких этажей с учетом таких проектных требований, как: тепловое расширение и сжатие; колебание и движение здания ; водозабор; и тепловая эффективность для экономичного отопления, охлаждения и освещения в здании.
СОДЕРЖАНИЕ
История [ править ]
Здания давно строятся так, что внешние стены здания выдерживают нагрузку всей конструкции. Развитие и широкое использование конструкционной стали, а затем и железобетона позволило относительно небольшим колоннам выдерживать большие нагрузки; следовательно, внешние стены зданий больше не требовались для структурной поддержки. Наружные стены могут быть ненесущими и, следовательно, намного легче и открытыми, чем несущие стены из кирпичной кладки прошлого. Это уступило место более широкому использованию стекла в качестве внешнего фасада, и родилась современная навесная стена.
В 1970-х годах началось широкое использование алюминиевых профилей для изготовления стоек. Алюминиевые сплавы обладают уникальным преимуществом, заключающимся в том, что их можно легко экструдировать в практически любую форму, необходимую для дизайна и эстетических целей. Сегодня сложность дизайна и доступные формы практически безграничны. Можно с легкостью спроектировать и изготовить нестандартные формы. Omni San Diego Hotel занавес стена в Калифорнии (разработанный JMI Realty, разработанном архитектурной фирма Hornberger и Worstel, является примером унифицированной системы занавес стены с интегрированными зонтами. [3]
Системы и принципы [ править ]
Системы палок [ править ]
Подавляющее большинство навесных стен первого этажа устанавливаются в виде длинных отрезков (называемых стержнями ) между этажами по вертикали и между вертикальными элементами по горизонтали. Элементы каркаса могут быть изготовлены в магазине, но установка и остекление обычно выполняются на строительной площадке.
Лестничные системы [ править ]
Очень похожая на палочную систему, лестничная система имеет стойки, которые можно разделить, а затем либо защелкнуть, либо прикрутить вместе, состоящие из полукорпуса и пластины. Это позволяет изготавливать секции навесной стены в магазине, эффективно сокращая время, затрачиваемое на установку системы на месте. Недостатками использования такой системы являются снижение конструктивных характеристик и видимые линии стыков по длине каждой стойки.
Единичные системы [ править ]
Модульные навесные стены предполагают заводское изготовление и сборку панелей и могут включать заводское остекление. Эти готовые блоки устанавливаются на конструкцию здания, образуя ограждение здания. Модульная навесная стена имеет следующие преимущества: скорость; более низкие затраты на установку в полевых условиях; и контроль качества в помещении с контролируемым микроклиматом. Экономические выгоды обычно реализуются на крупных проектах или в областях с высокой производительностью труда в полевых условиях.
Принцип защиты от дождя [ править ]
Общая черта технологии навесных стен, принцип защиты от дождя предполагает, что равновесие давления воздуха между внешней и внутренней стороной «завесы от дождя» предотвращает проникновение воды в здание. Например, стекло захватывается между внутренней и внешней прокладками в пространстве, называемом фальцем остекления. Фальц остекления вентилируется наружу, так что давление на внутреннюю и внешнюю стороны внешней прокладки одинаковое. Когда давление на эту прокладку одинаковое, вода не может проходить через стыки или дефекты прокладки.
Проблемы дизайна [ править ]
Система навесных стен должна быть спроектирована так, чтобы выдерживать все нагрузки, накладываемые на нее, а также предотвращать проникновение воздуха и воды в ограждающую конструкцию здания.
Нагрузки [ править ]
Нагрузки на навесную стену передаются на конструкцию здания через анкеры, которые прикрепляют стойки к зданию.
Статическая нагрузка определяется как вес элементов конструкции и постоянных элементов конструкции. [4] В случае навесных стен эта нагрузка складывается из веса стоек, анкеров и других структурных компонентов навесной стены, а также веса заполняющего материала. Дополнительные статические нагрузки, накладываемые на навесную стену, могут включать в себя солнцезащитные навесы или указатели, прикрепленные к навесной стене.
Сейсмические нагрузки в системе навесных стен ограничиваются межэтажным сносом здания во время землетрясения. В большинстве ситуаций навесная стена способна естественным образом противостоять сейсмическим и ветровым колебаниям здания из-за наличия пространства между заполнением остекления и стойкой. В ходе испытаний стандартные системы навесных стен обычно способны выдерживать относительное перемещение пола до трех дюймов (75 мм) без разрушения стекла или утечки воды.
Снеговые нагрузки и временные нагрузки обычно не являются проблемой для навесных стен, поскольку навесные стены проектируются вертикальными или слегка наклонными. Если наклон стены превышает 20 градусов или около того, эти нагрузки, возможно, необходимо учитывать. [6]
Проникновение в воздух [ править ]
Водопроницаемость [ править ]
Проникновение воды определяется как вода, проходящая снаружи здания во внутреннюю часть системы навесных стен. Иногда, в зависимости от строительных спецификаций, небольшое количество контролируемой воды внутри считается приемлемым. Контролируемое проникновение воды определяется как вода, которая проникает за пределы самой внутренней вертикальной плоскости испытуемого образца, но имеет спроектированные средства отвода обратно наружу. Добровольные спецификации AAMA допускают контролируемое проникновение воды, в то время как основной метод испытаний ASTM E1105 определяет такое проникновение воды как отказ. Чтобы проверить способность навесной стены противостоять проникновению воды в полевых условиях, система стойки для распыления воды ASTM E1105 размещается на внешней стороне испытываемого образца, и к системе прикладывается положительный перепад давления воздуха. Эта установка имитирует дождь из ветра на навесной стене, чтобы проверить полевые характеристики продукта и установки.Полевой контроль качества и проверки на предмет проникновения воды стали нормой, поскольку строители и установщики применяют такие программы качества, чтобы помочь уменьшить количество судебных исков о повреждении воды против их работы.
Отклонение [ править ]
Одним из недостатков использования алюминия для стоек является то, что его модуль упругости примерно в три раза меньше модуля упругости стали. Это означает, что прогиб в три раза больше.в алюминиевой стойке по сравнению с аналогичным стальным профилем при заданной нагрузке. Строительные спецификации устанавливают пределы прогиба для перпендикулярных (вызванных ветром) и плоскостных (вызванных статической нагрузкой) прогибов. Эти пределы прогиба не устанавливаются из-за прочностных характеристик стоек. Скорее, они предназначены для ограничения прогиба стекла (которое может разбиться при чрезмерном отклонении) и для предотвращения выпадения стекла из кармана в стойке. Пределы прогиба также необходимы для управления движением внутри навесной стены. Конструкция здания может быть такой, что рядом со стойкой расположена стена, и чрезмерный прогиб может привести к тому, что стойка соприкоснется со стеной и вызовет повреждение. Кроме того, если прогиб стены весьма заметен, общественное мнение может вызвать чрезмерное беспокойство по поводу того, что стена недостаточно прочная.
Пределы прогиба обычно выражаются как расстояние между точками крепления, деленное на постоянное число. Предел прогиба L / 175 является обычным в спецификациях навесных стен, основываясь на опыте определения пределов прогиба, которые вряд ли приведут к повреждению стекла, удерживаемого стойкой. Скажем, данная навесная стена закреплена на высоте пола 12 футов (144 дюйма). Допустимое отклонение тогда будет 144/175 = 0,823 дюйма, что означает, что стена может отклоняться внутрь или наружу максимум на 0,823 дюйма при максимальном давлении ветра. Однако для некоторых панелей требуются более строгие ограничения движения или, конечно, такие, которые запрещают движение, подобное крутящему моменту.
Сила [ править ]
Температурные критерии [ править ]
В областях перемычки предусмотрена жесткая изоляция для обеспечения более высокого R-значения в этих местах.
Заполнения [ править ]
Заполнение относится к большим панелям, которые вставляются в навесную стену между стойками. Заполнения обычно стеклянные, но могут состоять практически из любого внешнего элемента здания. Некоторые распространенные заполнения включают металлические панели, жалюзи и фотоэлектрические панели.
Стекло [ править ]
Тканевый шпон [ править ]
Каменный шпон [ править ]
Панели [ править ]
Жалюзи [ править ]
Окна и форточки [ править ]
В большинстве случаев остекление навесных стен является фиксированным, то есть нет доступа к внешней части здания, кроме как через двери. Тем не менее, окна или вентиляционные отверстия также могут быть застеклены в систему навесных стен, чтобы обеспечить необходимую вентиляцию или работающие окна. Окно почти любого типа может быть вписано в систему навесных стен.
Пожарная безопасность [ править ]
Панели остекления для пожарных часто требуются для вентиляции и аварийного доступа снаружи. Выдвижные панели, как правило, представляют собой полностью закаленное стекло, что позволяет полностью разбить панель на мелкие части и относительно безопасно удалить ее из проема.
Обслуживание и ремонт [ править ]
Навесные стены и герметики по периметру требуют ухода, чтобы продлить срок службы. Срок службы герметиков по периметру, правильно спроектированных и установленных, составляет от 10 до 15 лет. Удаление и замена герметиков по периметру требует тщательной подготовки поверхности и соответствующей детализации.
Навесные стены из нержавеющей стали не требуют покрытий, а поверхности с тиснением, а не с абразивной обработкой, сохраняют свой первоначальный вид на неопределенный срок без очистки или другого ухода. Некоторые матовые покрытия из нержавеющей стали с особой текстурой являются гидрофобными и устойчивы к переносимым по воздуху и дождевым веществам. [10] Это было ценно на юго-западе Америки и на Ближнем Востоке для предотвращения попадания пыли, а также предотвращения образования пятен от копоти и дыма в загрязненных городских районах.
Системы навесных стен отличаются от систем витрин в том, что они спроектированы для перекрытия нескольких этажей, принимая во внимание раскачивание и движение здания в дополнение к таким конструктивным требованиям, как тепловое расширение и сжатие; сейсмостойкость, водоотведение; и тепловая эффективность для экономичного отопления, охлаждения и внутреннего освещения.
СОДЕРЖАНИЕ
История
Развитие и широкое использование конструкционной стали, а затем и железобетона позволило относительно небольшим колоннам выдерживать большие нагрузки. Наружные стены могут быть ненесущими и, следовательно, более легкими и открытыми, чем несущие стены прошлого. Это уступило место более широкому использованию стекла в качестве внешнего фасада, и родилась современная навесная стена.
В 1970-х годах началось широкое использование алюминиевых профилей для изготовления стоек. Алюминиевые сплавы обладают уникальным преимуществом, заключающимся в том, что их можно легко экструдировать в практически любую форму, необходимую для дизайна и эстетических целей. Сегодня сложность конструкции и доступные формы практически безграничны. Можно относительно легко разработать и изготовить нестандартные формы. Omni San Diego Hotel занавес стена в Калифорнии, разработанный архитектурной фирма Hornberger и Worstel и разработанный JMI Realty, является примером унифицированной системы занавес стены с интегрированными зонтами.
Системы и принципы
Системы стиков
Подавляющее большинство навесных стен первого этажа устанавливаются в виде длинных отрезков (называемых стержнями ) между этажами по вертикали и между вертикальными элементами по горизонтали. Элементы каркаса могут быть изготовлены в магазине, но установка и остекление обычно выполняются на строительной площадке.
Лестничные системы
Очень похожая на палочную систему, лестничная система имеет стойки, которые можно разделить, а затем либо защелкнуть, либо прикрутить вместе, состоящие из полукорпуса и пластины. Это позволяет изготавливать секции навесной стены в магазине, эффективно сокращая время, затрачиваемое на установку системы на месте. Недостатками использования такой системы являются снижение конструктивных характеристик и видимые линии стыков по длине каждой стойки.
Унитарные системы
Модульные навесные стены предполагают заводское изготовление и сборку панелей и могут включать заводское остекление. Эти готовые блоки устанавливаются на конструкцию здания, образуя ограждение здания. Модульная навесная стена имеет следующие преимущества: скорость; более низкие затраты на установку в полевых условиях; и контроль качества в помещении с контролируемым микроклиматом. Экономические выгоды обычно реализуются на крупных проектах или в областях с высокой производительностью труда в полевых условиях.
Принцип защиты от дождя
Общая черта технологии навесных стен, принцип защиты от дождя предполагает, что равновесие давления воздуха между внешней и внутренней стороной «завесы от дождя» предотвращает проникновение воды в здание. Например, стекло захватывается между внутренней и внешней прокладками в пространстве, называемом фальцем остекления. Фальц остекления вентилируется наружу, так что давление на внутреннюю и внешнюю стороны внешней прокладки одинаковое. Когда давление на эту прокладку одинаковое, вода не может проходить через стыки или дефекты прокладки.
Проблемы дизайна
Система навесных стен должна быть спроектирована так, чтобы выдерживать все нагрузки, накладываемые на нее, а также предотвращать проникновение воздуха и воды в ограждающую конструкцию здания.
Нагрузки
Нагрузки на навесную стену передаются на конструкцию здания через анкеры, которые прикрепляют стойки к зданию.
Статическая нагрузка определяется как вес элементов конструкции и постоянных элементов конструкции. В случае навесных стен эта нагрузка складывается из веса стоек, анкеров и других конструктивных элементов навесной стены, а также веса заполняющего материала. Дополнительные статические нагрузки, накладываемые на навесную стену, могут включать в себя солнцезащитные навесы или указатели, прикрепленные к навесной стене.
Сейсмические нагрузки в системе навесных стен ограничиваются межэтажным сносом здания во время землетрясения. В большинстве ситуаций навесная стена способна естественным образом противостоять сейсмическим и ветровым колебаниям здания из-за наличия пространства между заполнением остекления и стойкой. В ходе испытаний стандартные системы навесных стен обычно способны выдерживать относительное перемещение пола до трех дюймов (75 мм) без разрушения стекла или утечки воды.
Снеговые нагрузки и временные нагрузки обычно не являются проблемой для навесных стен, поскольку навесные стены проектируются вертикальными или слегка наклонными. Если наклон стены превышает 20 градусов или около того, эти нагрузки, возможно, необходимо учитывать.
Проникновение воздуха
Проникновение воды
Прогиб
Одним из недостатков использования алюминия для стоек является то, что его модуль упругости примерно в три раза меньше модуля упругости стали. Это приводит к увеличению прогиба алюминиевой стойки в три раза по сравнению с аналогичным стальным профилем при данной нагрузке. Строительные спецификации устанавливают пределы прогиба для перпендикулярных (вызванных ветром) и плоскостных (вызванных статической нагрузкой) прогибов. Эти пределы прогиба не устанавливаются из-за прочностных характеристик стоек. Скорее, они предназначены для ограничения прогиба стекла (которое может разбиться при чрезмерном отклонении) и для предотвращения выпадения стекла из кармана в стойке. Пределы прогиба также необходимы для управления движением внутри навесной стены. Конструкция здания может быть такой, что рядом со стойкой расположена стена, и чрезмерный прогиб может привести к тому, что стойка соприкоснется со стеной и вызовет повреждение. Кроме того, если прогиб стены весьма заметен, общественное мнение может вызвать чрезмерное беспокойство по поводу того, что стена недостаточно прочная.
Пределы прогиба обычно выражаются как расстояние между точками крепления, деленное на постоянное число. Предел прогиба L / 175 является обычным в спецификациях навесных стен, основываясь на опыте определения пределов прогиба, которые вряд ли приведут к повреждению стекла, удерживаемого стойкой. Скажем, данная навесная стена закреплена на высоте пола 12 футов (144 дюйма). Допустимое отклонение тогда будет 144/175 = 0,823 дюйма, что означает, что стена может отклоняться внутрь или наружу максимум на 0,823 дюйма при максимальном давлении ветра. Однако для некоторых панелей требуются более строгие ограничения движения или, конечно, такие, которые запрещают движение, подобное крутящему моменту.
Тепловые критерии
В областях перемычки предусмотрена жесткая изоляция для обеспечения более высокого R-значения в этих местах.
Заполнения
Заполнение относится к большим панелям, которые вставляются в навесную стену между стойками. Заполнения обычно стеклянные, но могут состоять практически из любого внешнего элемента здания. Некоторые распространенные заполнения включают металлические панели, жалюзи и фотоэлектрические панели.
Стакан
Тканевый шпон
Каменный шпон
Панели
Жалюзи
Окна и форточки
В большинстве случаев остекление навесных стен является фиксированным, что означает, что доступ к внешней части здания возможен только через двери. Тем не менее, окна или вентиляционные отверстия также могут быть застеклены в систему навесных стен, чтобы обеспечить необходимую вентиляцию или работающие окна. Окно практически любого типа может быть вписано в систему навесных стен.
Пожарная безопасность
Панели остекления для пожарных часто требуются для вентиляции и аварийного доступа снаружи. Выдвижные панели, как правило, представляют собой полностью закаленное стекло, что позволяет полностью разбить панель на мелкие части и относительно безопасно удалить ее из проема.
Обслуживание и ремонт
Навесные стены и герметики по периметру требуют ухода, чтобы продлить срок службы. Срок службы герметиков по периметру, правильно спроектированных и установленных, составляет от 10 до 15 лет. Удаление и замена герметиков по периметру требует тщательной подготовки поверхности и соответствующей детализации.
Навесные стены из нержавеющей стали не требуют покрытий, а поверхности с тиснением, а не с абразивной обработкой, сохраняют свой первоначальный вид на неопределенный срок без очистки или другого ухода. Некоторые матовые поверхности из нержавеющей стали с особой текстурой являются гидрофобными и устойчивы к переносимым по воздуху и дождевым загрязнителям. Это было ценно на юго-западе Америки и на Ближнем Востоке для предотвращения попадания пыли, а также предотвращения образования пятен от сажи и дыма в загрязненных городских районах.