CC BY
55
УДК
Н.А. Сташевская, А.П. Минина, N.A. Stashevskaya, A.P. Minina,
К.Е. Ковалева, Няня Сулейман K. E. Kovaleva, Gnagna Souleymane
Российский университет дружбы Peoples' friendship University of
народов, Москва, Россия Russia, Moscow, Russia
ВЛИЯНИЕ МЕТОДА МОНТАЖА СТЕНОВЫХ СЭНДВИЧ-ПАНЕЛЕИ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗДАНИЙ
INFLUENCE OF METHODS OF INSTALLATION OF WALL SANDWICH PANELS ON THE PERFORMANCE OF BUILDINGS
Z
H Û -I H
D CD
Аннотация
Наблюдается значительный рост строительства быстровозводимых зданий. В статье приведены результаты исследования влияния технологии монтажа сэндвич-панелей на эксплуатационные характеристики зданий.
Ключевые слова: сэндвич-панели, технологии монтажа, строповка, эксплуатируемые здания, тепловые потери, эксплуатационные затраты.
Abstract
There is a significant increase in the construction of prefabricated buildings. The article presents the results of the study of the influence of technology of installation of sandwich panels on the performance of buildings.
Keywords: sandwich panels, installation technologies, slinging, operated buildings, heat losses, operating costs.
В современной строительной проектной практике пришли к необходимости проектирования зданий с учетом всех этапов жизненного цикла зданий. Как известно, жизненный цикл зданий — это время от инвестиционного замысла целесообразности их возведения до момента выведения объекта из эксплуатации для ликвидации. Хорошо известны [1] закономерности изменения эксплуатационных затрат в зависимости от этапа жизненного цикла здания (рис. 1).
Представленные данные позволяют наглядно продемонстрировать влияние принятых проектных решений на эксплуатационные затраты в период выполнения строительно-монтажных работ (Тсм ), в период нормальной эксплуатации здания (Тэкс) и в период повышенного износа элементов здания (Тизн).
<
ей ш
ей
О *
ш
X
и
0
1
<и
d га
S га н i о z
п
I Ï
Z s
с £
< i со
s
* <
ü S cû ^
Ш
3 !a
í s ^ «
< i К
N
л I- го о. 1-
го ф л --------- -1 ---------V —
X I о
=г го
> с; с
О
Тсмр Тэкс Тизн
Рис. 1. Распределение эксплуатационных затрат на протяжении жизненного
цикла здания
В настоящее время в России доля вновь возводимых зданий и сооружений на основе легких металлических конструкций со стеновым ограждением из сэндвич-панелей составляет порядка 10%, в Европе и США — 40-60%. Созданная производственная база позволяет обеспечить выпуск достаточного количества несущих и ограждающих конструкций таких зданий во всем мире. В связи с этим большой интерес представляет исследование влияния технологии монтажа сэндвич-панелей на характеристики зданий непосредственно в процессе их эксплуатации.
Сэндвич-панели представляют собой трехслойную строительную конструкцию, состоящую из внешних обшивок и внутреннего теплоизоляционного слоя между ними (рис.2).
Рис. 2. Конструкция сэндвич-панели
V
V
Наиболее часто применяются сэндвич-панели с наружными металлическими обшивками. В качестве утеплителя используют минеральную вату, стекловолокно, пенополиуретан (ППУ), пенополиизоцианурат (РШ), пенополистирол.
Сэндвич-панели имеют многочисленные преимущества перед другими стеновыми конструкциями:
V низкая теплопроводность стенового ограждения;
малый вес панели. Как следствие не требуется установка массивного фундамента;
высокая влагостойкость стенового ограждения. В условиях эксплуатации это означает, что нет условий для развития грибка. Даже при нарушении герметичности панелей, поглощение влаги материалом составляет не более 3%;
индустриальность монтажа. Это позволяет ускорить процесс возведения зданий;
снижение сметной стоимости строительства до 30% за счет снижения затрат на транспортировку, устройство фундамента и их монтаж.
Благодаря перечисленным преимуществам производство и использование в строительстве сэндвич-панелей с каждым годом растет.
В настоящее время сэндвич-панели применяют при возведении зданий следующего назначения:
V спортивные сооружения; ледовые сооружения;
промышленные здания (производственные цеха, склады); здания холодильников и морозильников;
здания с повышенными санитарно-гигиеническими требованиями (в том числе медицинского назначения).
V
V
V
V
V
V
г
м
а
м Э СО
<
со ш
с; <
со
о *
ш
X 2 со о
X
ф
с
га *
га н х
0
1 *
1
2 £ □ £
< 1 В?"
< X * <
СО
ш
Рис. 3. Динамика импорта и экспорта сэндвич-панелей в России в 2011 — 1пол. 2018гг., тыс. м2
ш я
м й £
2 I
Практически любое малоэтажное строение может иметь ограждающие конструкции, смонтированные из сэндвич-панелей, начиная от автомойки и заканчивая крупным супермаркетом. Панели этого типа используют также при утеплении и реконструкции эксплуатируемых зданий и помещений.
Сэндвич-панели популярны не только в России, но и во всем мире. Активное развитие бизнеса в этой сфере приводит к улучшению качества и разнообразию продукции. Графики на рис.3 — рис.5 показывают динамику импорта и экспорта сэндвич-панелей [2].
1 НПО/
н экспорт в импорт
2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 1 пол. 1 пол. 2017 2018
Рис. 4. Соотношение импорта и экспорта в общей структуре внешнеторгового оборота сэндвич-панелей в России в 2011 — 1пол. 2018гг., %
Рис. 5. Распределение экспорта сэндвич-панелей по данным таможенных органов России за 2016 — 2018гг., т
Анализ приведенных данных показывает, что за 7 лет экспорт сэндвич-панелей российского производства вырос на 50%.
В связи с нарастающей динамикой применения легкого металлического ограждения на основе сэндвич-панелей есть необходимость в совершенствовании технологий их монтажа. Применяемые технологии монтажа зависят от разрезки зданий. Существует вертикальная и горизонтальная разрезки [3, 4] (рис. 6).
Рис. 6. Схема разрезки зданий а — горизонтальная; б — вертикальная
03
г
м
О _|
м Э СО
Для снижения затрат на стадии строительства и эксплуатации зданий на основе сэндвич-панелей необходимо выбрать оптимальную технологию их монтажа. Несоблюдение технологий при монтаже может привести к тому, что по окончании монтажных работ сэндвич-панели утрачивают прочность, безопасность и нарушается их внешний вид. Только при применении разработанных технологий, поверхность сэндвич-панели не подвергается царапинам и вмятинам.
Определяющее влияние на характер и объем эксплуатационных затрат оказывает энергоэффективность зданий, одной из основных составляющих которой является стабильность теплотехнических характеристик ограждающих конструкций. Очень часто непрофессионализм монтажной группы, несоблюдение технологии монтажа приводит к возникновению дефектов, в результате которых, снижаются теплотехнические свойства конструкции (рис 7, 8).
Особо ответственным элементом монтажных работ является строповка конструкции. Разработаны несколько технологий строповки конструкции [5, 6].
Механический захват со сквозным сверлением панели. Данный метод рекомендуется при вертикальном монтаже. Механический захват крепится к панелям с помощью сквозного сверления. Просверливание отверстий должно быть произведено максимально точно, чтобы было обеспечено расположение скрепляющего
<
со ш
со
о
ш
X
и
0
1
(и
Б
га *
га н I
о
п
1 I
2 5:
С £
< I
СО
§
* < ей
ш
3 £
а б
Рис. 8. Дефекты стыковых соединений, возникшие при монтаже а — цифровой снимок; б — инфракрасный снимок
штифта строго перпендикулярно металлической поверхности (рис. 9). Отверстия, оставшиеся после удаления захвата, закрывают крепежными элементами или фасонными отделочными элементами.
После удаления захвата нарушается целостность панели, что приводит к появлению «мостиков холода» и, как следствие, увеличение тепловых потерь эксплуатируемых зданий.
Механический захват, устанавливаемый в замок панели. Этот метод, в отличие от предыдущего, рекомендуется при горизонтальном монтаже. В процессе используются два специальных механических захвата, которые одновременно устанавливаются в продольную кромку панели — крепление непосредственно в их замки (рис. 10). Для предотвращения непредвиденного падения панели при подъеме с помощью механических захватов, используются страховочные ремни (текстильные стропы), обхватывающие поднимаемую панель. Их снятие происходит перед установкой панели в проектное положение, после чего монтируемая панель удерживается только механическими захватами.
Рис. 9. Схема механического захвата со сквозным сверлением панели
03
г
м
О _|
м Э СО
аб Рис. 10. Механический захват, устанавливаемый в замок панели а — схема строповки; б — установка механического захвата
Неправильное расположение и смещение сэндвич-панелей может привести к деформации замков. Чтобы этого не произошло, перед началом перемещения панелей, их устанавливают строго вертикально на прокладки, размещенные по всей длине. При неправильном использовании захвата возможно обмятие под болтами и саморезами, деформация обшивки в торцах и по краям. Это приводит к снижению теплоизолирующей способности ограждения в процессе эксплуатации здания.
<
со ш
со
о
ш
X
и
0
1
(и
Б
га *
га н I
о
п
1 I
2 5:
С £
< I
СО
§
* < ей
ш
3 £
Строповка панели с помощью захвата-струбцины. Строповка панелей производится на специальной площадке, находящейся в непосредственной близости от монтажной захватки. К сэндвич-панели на расстоянии 1/4 — 1/5 длины от торцов присоединяют зажимы-струбцины (рис. 11). Центр прижимной пластины располагают не ближе 150 мм от края панели. Оттяжки из капронового троса длиной 6м присоединяют (привязывают) к краям панели, что требуется для её стабилизации при перемещении к месту монтажа. Процесс поднятия происходит плавно, без рывков, вращения и раскачивания. Применяют данный способ при горизонтальной раскладке. Способ экономичен и чаще используется в строительстве частных домов, т.к. приспособления рассчитаны на подъем элементов не более 200 килограмм шириной до 20 сантиметров. Наличие рычага и оси осуществляет равномерную нагрузку по захвату. Прокладки не позволяют деформироваться поверхности панели.
аб Рис.11. Строповка сэндвич-панели захватом-струбциной а — схема строповки; б -захват-струбцина
При применении захвата-струбцины усилие одностороннего прижима должно быть не менее 70% от суммарной массы панели. Можно избежать опасность повреждения панели увеличив площадь резиновой накладки.
Строповка панели двухветвевым стропом с помощью вакуумных захватов. Строповка панели при горизонтальной и вертикальной раскладке может выполняться двухветвевым стропом с помощью вакуумных захватов. Для подстраховки вакуумного механизма захват снабжают страховочным ремнем из текстильной ткани, который надевают на панель (рис. 12, 13).
В местах установки захватов с поверхности панели удаляется защитная полиэтиленовая пленка, поверхность панели очищается от грязи и пыли, а в зимний период также от наледи и снега. Для равномерного распределения нагрузки по всем присоскам между ребрами жесткости (в центре транспортируемого материала) сэндвич-панели устанавливаются специализированные вакуумные присоски и направляющие. Количество установленных присосок может быть от 1 до 12-ти, в зависимости от веса конструкции.
аб Рис. 12. Строповка сэндвич-панелей при горизонтальной раскладке
а — схема строповки; б — монтаж панели
Рис. 13. Строповка сэндвич-панелей при вертикальной раскладке а — схема строповки; б — монтаж панели
Механизм способен изменять ориентацию во время использования (вращение на 360 градусов). Присоски не оставляют повреждений на поверхности, обеспечивая сохранность конструкции. В момент переноса и фиксации сэндвич-панели с уверенностью можно утверждать, что панель будет доставлена без сдвигов и колебаний. Высокая скорость монтажа дает возможность установить от 500 до 800 кв. м. в день.
Существенным минусом метода является его цена. Строповка панелей с помощью вакуумных захватов является самым дорогим способом. Высокую стоимость самого прибора дополняет требование наличия специального привода и электроэнергии для эксплуатации данного механизма.
Подводя итоги вышесказанного, можно сделать вывод, что самый эффективный, быстрый, надежный и безопасный метод подъема стеновых сэндвич-пане-
03
г
м
О _|
м Э СО
<
со ш
со
О *
ш
X
и
0
1
(и
Б
га *
га н I
о
п
1 I
2 5:
С £
< I
СО
§
* < ° г
Сй
ш
3 £
г г
лей при монтаже — строповка панелей двухветвевым стропом с помощью вакуумных захватов. Данный способ дает уверенность в отсутствии сдвига и колебаниях панели в момент ее фиксации и переноски. Благодаря возможности переноса панели к месту монтажа прямо из стопки, без предшествующей подготовки, отмечается существенная экономия времени и места под разгрузку. Присоски обеспечивают сохранность поверхности, не оставляют повреждений и не деформируют профильные листы сэндвич-панелей в точке захвата. Но эксплуатационные затраты в период выполнения строительно-монтажных работ при применении строповки панелей двухветвевым стропом с помощью вакуумных захватов возрастают. Поэтому, для снижения эксплуатационных затрат в период выполнения строительно-монтажных работ при малоэтажном частном строительстве рекомендуется применять технологию с применением строповки панели с помощью зажима-струбцины.
Применение этого метода не допускает нарушения целостности панелей, что не приводит к нарушению теплоизолирующей способности эксплуатируемого стенового ограждения и увеличению эксплуатационных затрат в период нормальной эксплуатации здания.
Литература
1. Афанасьев А.А., Матвеев Е.П. Реконструкция жилых зданий. Часть I Технологии восстановления эксплуатационной надежности жилых зданий. М, 2008.
2. Исследование INFOLine «Рынок сэндвич-панелей России» — [Электронный ресурс]. URL: http://infoNne.spb.ru/shop/issledovaniya-rynkov/page.php?ID=158326&sphrase_ id=198914
3. Никольский М.С. Рациональные решения строительства быстровозводимых кот-
теджей на основе деревянных панелей // Строительство: новые технологии, новое оборудование. М.: 2011. — №2. — С.32-36.
4. Казаков Ю.Н. Новые зарубежные строительные технологии / Ю.Н. Иванов, Ю. Е. Рафальский. СПб., 2007. — С. 176.
5. Сычев С.А. Ускоренный монтаж мансард из унифицированных сэндвич-панелей / С. А. Сычев // Жилищное строительство. 2008. — № 6. — С. 6-8. — (ВАК).
6. Адам Ф.М. «Особенности монтажа быстровозводимых зданий». М., 2001.
Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:
Сташевская Н.А., Минина А.П., Ковалева К.Е., Няня Сулейман. Влияние метода монтажа стеновых сэндвич-панелей на эксплуатационные характеристики зданий. — Системные технологии. — 2019. — № 30. — С. 23—32.
История статьи:
Дата поступления в редакцию 13.02.19 Дата принятия к печати 15.02.19
