Стальной характер

Популярность каркасного домостроения в России продолжает расширяться. Особенно быстро растет спрос на дома, собираемые на стройплощадке в кратчайшие сроки. Соответственно увеличивается и количество технологий, обеспечивающих быструю сборку. Одна из новинок - дома с каркасом из металлических профилей

Популярность каркасного домостроения в России продолжает расширяться. Особенно быстро растет спрос на дома, собираемые на стройплощадке в кратчайшие сроки. Соответственно увеличивается и количество технологий, обеспечивающих быструю сборку. Одна из новинок - дома с каркасом из металлических профилей

Стальной характер
Каркасные технологии строительства жилья получили широкое распространение во многом благодаря применению метода prefabricated houses (возведение сборных типовых зданий, изготовленных заводским способом и рассчитанных на быструю сборку на строительной площадке). Использование данного метода позволило повысить качество строительства и при этом максимально упростить процесс сборки, снизить затраты на него и сократить сроки сооружения дома (более подробно см. "ИВД", 2011, N 2). Одна из разновидностей этого метода - строительство домов из легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК). Сегодня оно популярно и востребовано во всем мире.

Стальной характер 1 Стальной характер 2 Стальной характер 3

Фундамент сделали свайно-ростверковый с монолитной армированной плитой: диаметр свай - 350мм (шаг - 1,5м), сечение ростверка - 400x400мм (1), толщина плиты - 120мм (2)

Стальной характер 4 Стальной характер 5 Стальной характер 6

Каркасные панели изготовляли на столе рядом с площадкой и поднимали на фундамент (3). Между собой панели соединяли саморезами со сверлом, усиливая соединение пластинами (4). Дополнительную жесткость каркасу придали перекрещивающиеся металлические ленты (5) и полоки-распорки (6)

Суть идеи

По технологии воз ведения зданий из ЛСТК прочный металлический каркас дома создают из рамных конструкций (строители для краткости называют их панелями). Они собраны из легких стальных профилей, похожих на те, которые применяют для монтажа листов гипсокартона. Профили изготовлены из тонколистовой оцинкованной низколегированной стали толщиной 0,6-3,5мм и имеют C- или П-образное сечение. Их высота - 100-300мм. Собранный из панелей каркас утепляют и обшивают.

Стальной характер План первого этажа экспликация первого этажа

1. Прихожая 9м2
2. Гостиная 37м2
3. Холл 8м2
4. Столовая 27м2
5. Санузел 9м2
6. Котельная 9м2
7. Кухня 13,5м2
8. Спальня 19,5м2

Стальной характер План второго этажа экспликация второго этажа

1. Холл 7м2
2. Кабинет 15м2
3. Ванная 12м2
4. Спальня 24м2
5. Гардеробная 13,5м2
6. Спальня 33м2
7. Гардеробная 19,5м2

Как утверждают специалисты, эта технология родилась на стыке строительства и машиностроения. Именно использование машиностроительных методов обеспечило ей высокую эффективность и популярность. Она возникла в 50-х гг. ХХ в. в Канаде, откуда проникла сначала в США, а затем в Европу. Там ее существенно доработали и улучшили специалисты из стран Скандинавии. Для России строительство с применением ЛСТК - это пока новинка, еще не нашедшая своего массового потребителя.

Не станет ли стальной профиль "мостиком холода"? С ответа на этот вопрос мы и начнем данную статью, посвященную строительству дома общей площадью 256м2. Его возвела в Подмосковье фирма "Простор" по методике, разработанной строительным холдингом "ИНСИ" (обе - Россия).

Мнение специалиста

Если говорить о недостатках системы ЛСТК, то, по сути, надо говорить о недостатках металла, в данном случае оцинкованной стали. Аони известны: низкая огнестойкость металлических конструкций (не путать с горючестью), высокая теплопроводность и склонность к коррозии, которая особенно опасна для тонкостенных профилей. Но эти недостатки хорошо известны производителям ЛСТК, и они стараются или по крайней мере должны стараться компенсировать их технологическими приемами: использовать огнезащитные и антикоррозионные покрытия, устраивать терморазрывы ит.д. От дельно хотелось бы сказать о «простоте» сборки зданий с каркасом из ЛСТК. Такие утверждения опасны, поскольку приводят к тому, что за возведение домов берутся «специалисты», не имеющие представления об этой технологии. Между тем строительство с применением ЛСТК требует специальной подготовки, знания особенностей применения таких конструкций, ведь ошибки монтажа и нарушение технологии сборки могут приводить даже к разрушению конструкций. На мой взгляд, для внедрения технологии полезно организовать сеть учебных центров наподобие созданных фирмой «КНАУФ» для продвижения систем сухого строительства.

Андрей Пустовгар, руководитель научно-образовательного центра
«Новые строительные технологии и материалы» МГСУ

Термопрофиль

Раньше сталь редко использовали в конструкциях наружных стен из-за ее высокой теплопроводности, которая способствовала образованию «мостиков холода», буквально рассекающих стену и вызывающих потери значительного количества тепла. Кроме того, из-за них внутренняя поверхность стены промерзает и на ней выпадает конденсат.

Вдомах, построенных по технологии ЛСТК, промерзание конструкций практически исключено, поскольку при возведении наружных стен используют так называемые термопрофили. Это элементы, в широкой полке которых в шахматном порядке делают сквозные отверстия, вытянутые вдоль профиля. Ширину, длину и расположение отверстий и перемычек между ними рассчитывают так, чтобы многократно увеличить путь теплового потока и за счет этого снизить теплопотери.

Прикрепление ЛСТК к фундаменту

Стальной характер 8 Стальной характер 7 Когда каркас стен первого этажа был полностью собран, строители промерили диагонали дома и каждого помещения в от дельности, выровняли конструкции и только после этого прикрепили их к выложенной по периметру монолитной плиты выравнивающей ленте из кирпича. Для этого в профиле и ленте высверлили отверстия (7), в которые установили анкерные болты (8)

Перфорация также значительно улучшает звукоизоляционные свойства термопрофиля и снижает вес последнего (масса 1м2 несущего стального каркаса составляет 30-45кг), а значит, и вес собранного из него дома (масса 1м2 площади готового здания в среднем равна 150кг). Это позволяет возводить дома по технологии ЛСТК на облегченных фундаментах. Поскольку для создания каркаса используют тонкостенный профиль, отдельные элементы скрепляют между собой самосверлящими саморезами, что значительно упрощает процесс.

Стальной характер 9 Стальной характер 10 Стальной характер 11 Стальной характер 12

По периметру каркасных стен первого этажа закрепили П-образный обвязочный профиль (9), он будет прикрывать торцы балок перекрытия и удерживать их. Далее с шагом 60 см установили сами балки из С-образного профиля (10). Чтобы они не скручивались при эксплуатации, к ним с определенным шагом прикрепили полки-распорки (11), создав таким образом решетку перекрытия (12).

Стальной характер 13 Стальной характер 14 Стальной характер 15

По периметру решетки междуэтажного перекрытия смонтировали временные мостки из досок и приступили к установке каркасных панелей стен второго этажа (13). Процесс их монтажа был практически аналогичен описанному выше, но если панели стен первого этажа крепили временными деревянными раскосами к земле, то панели второго этажа такими же раскосами крепили к перекрытию.
Технологии создания междуэтажного (14) и чердачного (15) перекрытий абсолютно идентичны, но чердачное перекрытие сделали не плоским, а ступенчатым, что позволило увеличить высоту потолка в холле второго этажа и хозяйской спальне.

Состав системы

При строительстве дома из ЛСТК создают три системы: стеновую, перекрытий и стропильную. Первая включает внешние стены (для них используют только термопрофиль), внутренние несущие стены (могут применять как термопрофиль, так и сплошной профиль) и перегородки (сплошной профиль). Шаг стоек в этих конструкциях определяется действующей нагрузкой и обычно составляет 60см, что соответствует ширине плит утеплителя, закладываемого внутрь каркаса. Приведенное сопротивление теплопередаче внешних стен (их толщина варьируется в диапазоне 150-300мм) с учетом возможности дополнительного утепления снаружи или изнутри дома может достигать 6мС/Вт и даже более. Свнутренней стороны металлоконструкции, как правило, обшивают гипсокартонными листами.

Вкачестве фасадной отделки используют кирпич, камень, вагонку, профлист, кассеты, панели, сайдинг идр. Технически достижимый предел огнестойкости конструкции - REI 90 (СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений»). Здания из ЛСТК относятся к II категории общей пожарозащиты по ГОСТ 30247.0-94 и 30247.1-94.

Система перекрытий также состоит из несущих конструкций, изготовленных из стальных профилей без перфорации, которые устанавливают с шагом 60см. Высота балок определяется проектным расчетом (максимальная длина пролета, перекрываемого С-образными балками высотой 300мм, составляет 8м). Поверх балок можно уложить настил из фанеры, ОСП-плит и других подобных материалов. Есть и другие варианты: смонтировать профилированный стальной настил и прикрыть его сверху гипсоволокнистыми плитами для пола или превратить в основание под бетонную «стяжку». Потолок, как правило, подшивают гипсокартонными листами, прикрепляемыми к нижнему поясу балок по обрешетке.

Стропильная система - это несущие стропильные или ферменные конструкции из тех же стальных оцинкованных профилей. Ширина перекрываемых с их помощью пролетов может достигать 14 и даже 20м, что позволяет архитекторам максимально использовать внутреннее пространство и выполнять оригинальную планировку. "А как же проблема точки росы?" - спросит технически подкованный читатель. Как и в любой другой каркасной конструкции, точка росы будет находиться внутри наружной стены, и при значительном снижении уличной температуры в этом месте может появляться влага. Именно поэтому очень важно обеспечить отвод водяных паров из этой конструкции на улицу. Вметаллокаркасных домах данную проблему можно решить только путем грамотного устройства утепленных внешних стен здания: изнутри их необходимо защитить от проникновения влаги пароизоляционной пленкой, снаружи - ветрои гидроизоляционным материалом. Последний должен беспрепятственно выпускать содержащуюся в панелях влагу наружу. Между этим материалом и наружной обшивкой обязательно устраивают вентилируемый зазор, в котором создаются условия для возникновения воздушной тяги (поднимающийся по зазору поток воздуха будет уносить с собой водяные пары).

Маленькая хитрость процесса сборки

Стальной характер 17 Стальной характер 16 Стандартный шаг стоек каркаса - 60см. Если внешние размеры дома не кратны этому шагу, то некоторые стойки в панели оказываются расположены близко друг к другу (16), и в таких случаях утеплитель между ними закладывают на стадии сборки. Заранее закладывают его и в «балки» над оконными и дверными проемами (17).

Путь к успеху

Чтобы быстро и недорого построить дом из термопрофиля, нужно сделать следующие основные шаги.
Шаг 1 - проектирование. Не думайте, что можно приобрести на рынке требуемое количество металлопрофиля, самостоятельно распилить его на заготовки нужного размера, а потом собрать из них задуманную конструкцию. Необходимый для этого профиль в свободную продажу не поступает. Но даже если вы его где-то достанете, в процессе строительства рискуете буквально утонуть в обрезках металла... и расходах.

Правильный путь - иной. Застройщик обращается в фирму, выпускающую профили для ЛСТК, или к ее дилеру, занимающемуся возведением зданий, и специалисты проектируют ему жилье, применяя специальную программу. Одновременно они готовят 3D-визуализацию дома и документацию, необходимую для его производства и последующей сборки (срок составляет 10-15 дней). Если не хочется платить за проектирование (от 100руб./м2), можно воспользоваться одним из стандартных проектов, имеющихся у компании. Но в любом проекте стены и перекрытия будут разбиты на отдельные панели, из которых станут собирать общую конструкцию.

Отметим, что при разбивке каркаса на панели опытный проектировщик руководствуется не только конструктивными требованиями, но и условиями сборки на стройплощадке. Если ее будут выполнять вручную (это наиболее экономичный вариант), максимальный размер панели не должен превышать 6x3м, а масса - 200кг.

Стальной характер 18 Стальной характер 19 Стальной характер 20

Приступая к изготовлению фронтонов (18) и стропильной конструкции, строители решили для повышения безопасности работ отказаться от создания временных мостков и уложили на чердачное перекрытие сплошной настил из водостойкой фанеры (19, 20). Монтаж кровли продлится всего неделю, и даже если все это время будет идти дождь, фанера не успеет размокнуть.

Стальной характер 21 Стальной характер 22 Стальной характер 23 Стальной характер 24

В расчете на то, что хозяева дома когда-нибудь захотят превратить чердак в мансарду, стропильную конструкцию создали из перфорированных профилей (21), и только поддерживающие стропила стойки (они расположены внутри помещения чердака) сделали сплошными. Взоне конька стропила скрепили саморезами, усилив соединение металлическими накладками на болтах (22).
Поверх стропил (23) уложили полотна паропроницаемого гидроизоляционного материала (24), который прижали обрешеткой из так называемого шляпного профиля (название продиктовано формой), а затем к ней прикрепили кровельный настил - металлочерепицу.

Шаг 2 - производство. Получив от проектировщика всю документацию в электронном виде, заводпроизводитель на автоматической линии в считанные дни (срок исполнения зависит от количества поступивших заказов) произведет набор профилей желаемой конфигурации и длины с точностью до 1мм. (Профили изготовляют непрерывным методом и сразу нарезают на элементы требуемой длины, что обеспечивает отсутствие отходов.) На предприятии также нанесут на каждый элемент необходимую для сборки маркировку, которая позволит быстро отыскивать нужные детали и безошибочно вести монтаж. Высокая точность изготовления профилей облегчит работу тем, кто будет собирать конструкцию, и станет гарантией того, что стены, перегородки и перекрытия не придется дополнительно выравнивать.

Не следует думать, что профили разных производителей неотличимы друг от друга. Одни компании выпускают профили без дополнительных отверстий (предполагается наружная прокладка коммуникаций), другие уже при изготовлении делают в профилях углубления (пуклевку) и отверстия для установки саморезов или болтов, а третьи помимо этого выполняют в них и отверстия для прокладки инженерных коммуникаций внутри стен.

Некоторые производители сразу на заводе собирают из профилей стеновые панели и фермы перекрытий. Такой способ может значительно сократить сроки сборки дома. Однако специалисты предупреждают, что заводская сборка каркаса панелей целесообразна только тогда, когда предприятие расположено достаточно близко к стройплощадке. Впротивном случае этот метод оказывается невыгодным, так как основная часть кузова автомобиля, перевозящего панели, заполнена... воздухом (не забудьте, что панели решетчатые). Ктому же есть вероятность, что при разгрузке понадобится автокран. Аесли доставляют набор профилей, кузов заполнен ими плотно - до предела грузоподъемности машины. При этом разгружать профили можно (и нужно!) вручную.

Стальной характер 25 Стальной характер 26 Стальной характер 27 Стальной характер 28

Каркасные стены дома обтянули ветроизоляционным материалом Jutavek 85 (25), прикрепив его к каркасу саморезами с широкой шляпкой. Затем стены обшили стальным сайдингом (26, 27), который неплотно прилегает к панелям, что и обеспечивает их достаточную вентиляцию под обшивкой даже без монтажа обрешетки из профилей. Свесы подшили стальными софитами (28).

Шаг 3 - строительство. Доставленные на стройплощадку элементы металлокаркаса выгружают, и строители практически сразу приступают к его сборке. Вкомплект поставки, как правило, входят все необходимые соединительные элементы и пластины, а также набор саморезов, болтов и прочего крепежа (специалисты советуют не приобретать метизы на ближайшем рынке: их качество должно быть гарантировано заводом-изготовителем).

Каркас панелей собирают либо на ровном деревянном столе (лучше, если над ним есть крыша), устанавливаемом рядом с фундаментом, либо непосредственно на фундаменте (если это монолитная плита). Существует два пути сборки. Первый - смонтировать весь необходимый комплект панелей, а затем последовательно устанавливать их на место. Второй - разделить бригаду на две части: одна будет собирать панели, другая - монтировать собранные. Если участок застройки невелик, лучше выбрать второй путь.

Влюбом случае скорость сборки очень высока: при наличии продуманных чертежей бригада из четырех человек может полностью собрать каркас дома площадью 150-200м2 за 2-3 нед. Для этого им понадобится только электродрель или шуруповерт. Более подробно монтаж металлокаркасного дома показан на фотографиях и описан в подписях к ним. Добавить следует лишь одно: стыкуя панели, строители обязательно прокладывали между ними ленты вспененного полиэтилена толщиной 5мм. Этот материал не только уплотняет стыки, но и служит виброзащитой, а также снижает уровень передачи каркасом структурных шумов.

Иеще один важный момент. На сайтах некоторых производителей профилей можно прочитать примерно следующее: "Сборка конструкций из ЛСТК напоминает игру в конструктор для взрослых, и вы легко справитесь с этой задачей, даже не имея опыта". Не верьте! Собрать садовый домик размером 4x3м вы, возможно, сумеете. Но сборкой дома большей площади должны заниматься профессионалы, знающие нюансы монтажа ЛСТК.

Варианты наружной отделки металлокаркасного дома

Помимо перечисленного ранее для наружной отделки металлокаркасных домов как нельзя лучше подходят облицовочные материалы, которые в последнее время поступают на наш рынок из Японии. Это, например, фиброцементные фасадные панели толщиной 14-16мм, выпускаемые фирмами Kmew и Nichiha. Панели Kmew имеют множество цветов и фактур (под камень, кирпич, декоративную штукатурку ит.п.). Кроме того, в состав их покрытия входит фотокатализатор TiO2, который расщепляет вредные соединения азота и серы, содержащиеся в выхлопных газах автомобилей и промышленных выбросах, до неопасных для человека ионов. Панели Nichiha обладают свойством самоочистки поверхности. Обращает на себя внимание металлический сайдинг Asahi tostem и IG Kogyo, имитирующий природный камень, кирпич, штукатурку, вагонку и пластиковый сайдинг. Его цветовая гамма близка к натуральным тонам, поэтому от деланные поверхности выглядят очень естественно. Акерамические фасадные панели под дерево, выпускаемые фирмой Konoshima, помогут сделать ваш дом неот личимым от деревянного.

Стальной характер 29 Стальной характер 30 Стальной характер 31

Подытожим

Попробуем взвесить все плюсы и минусы рассматриваемой технологии строительства из ЛСТК. Начнем с ее преимуществ.
1. Доступная цена (от 5900руб. за 1м2).
2. Эффективное энергосбережение, низкие эксплуатационные затраты.
3. Всесезонный быстрый монтаж.
4. Возможность строительства зданий без применения тяжелой грузоподъемной техники.
5. Широкие архитектурные возможности и различные области применения:

  • возведение домов (высотой до четырех этажей);
  • реконструкция или надстройка зданий (в том числе ослабленных);
  • устройство внутренних и наружных несущих стен, перегородок, перекрытий, кровельных систем ит.п.
    6. Возможность использования облегченного фундамента.
    7. Экологичность (применяемые материалы могут быть переработаны).
    8. Сейсмостойкость (это преимущество всех каркасных конструкций).
    9. Заземлив конструкцию в нескольких местах, можно создать систему выравнивания электрических потенциалов.

    Стальной характер 32 Стальной характер 33

    В полости между стойками каркаса в три слоя уложили "Термоплиты 037" KNAUF Insulation толщиной 50мм (32). Технология их укладки такая же, как при утеплении деревянного каркаса: края плит поджимали и заправляли в полость, после чего утеплитель расправлялся - полки профиля будут надежно удерживать его от «выползания». Утеплитель защитили от проникновения влаги изнутри дома слоем пароизоляции (33).

    Стальной характер 34 Стальной характер 35 Стальной характер 36

    Пластиковые окна в домах с каркасом из металлопрофилей монтируют по стандартной схеме: раму выравнивают с помощью подкладных пластинок (34), закрепляют мощными саморезами (35), а затем зазор между ней и металлопрофилем запенивают. Снаружи оконный проем оформляют металлическими откосами и от ливом (36), препятствующими попаданию дождевой влаги под обшивку.

    Также отметим ряд недостатков.
    1. При значительном увеличении нагрузки (например, из-за большого количества выпавшего снега) тонкий металл может начать деформироваться и "гулять", что приведет к отслаиванию элементов внутренней отделки.
    2. При транспортировке или сборке всегда существует риск повредить защитное цинковое покрытие, что может вызвать коррозию.
    3. Под воздействием содержащегося в воздухе кислорода цинковое покрытие постепенно истончается. Врезультате возможны общая коррозия и, как результат, ослабление прочности конструкции. Именно время "жизни" цинкового покрытия, определяемое его исходной толщиной и качеством нанесения, ограничивает срок эксплуатации домов из ЛСТК: для профиля с покрытием, содержащим 120 г цинка на 1м2, - 50 лет, 275 г цинка на 1м2, - 100 лет.
    4. Существуют некоторые ограничения в применении. Например, металлопрофиль не следует использовать для устройства консольных балок - опор балкона, один конец которых находится на улице, где зимой температура отрицательная, а другой - внутри помещения, где она положительная. Втаком случае прилегающая к балкону часть перекрытия начнет промерзать.

    Инженерные коммуникации

    Чтобы установить на каркасной стене радиаторы, монтажники на время сняли с нее пароизоляцию и прикрепили к каркасу прочные деревянные элементы, а затем вновь уложили пленку (37). От прокладки труб и кабелей внутри каркасных стен было решено отказаться - их смонтировали поверх пароизоляции (38). Затем к каркасу стены прикрепили стальные профили обрешетки (обычно используется так называемый шляпный профиль) и уже к ним - листы гипсокартона. Трубы системы естественной вытяжной вентиляции расположены внутри каркасных перегородок и видны только на чердаке (39).

    Стальной характер 37 Стальной характер 38 Стальной характер 39

    Мы познакомили вас с технологией возведения зданий из ЛСТК. Аподходит ли вам данный способ строительства, решайте сами.

    Редакция благодарит фирму «Простор» за помощь в подготовке материала.

    Укрупненный расчет стоимости* обустройства дома общей площадью 256м2, аналогичного представленному

    Наименование работ Кол-во Цена, руб. Стоимость, руб.
    ФУНДАМЕНТ, СТЕНЫ, ПЕРЕГОРОДКИ, ПЕРЕКРЫТИЯ, КРОВЛЯ
    Планировка, разработка и выемка грунта 25м3 500 12 500
    Устройство свайного фундамента, ж/б ростверка 7,2м3 7500 54 000
    Устройство плит монолитных железобетонных 25,2м3 7500 189 000
    Кладка выравнивающей ленты из кирпича - 16x400 6400
    Сборка каркасных стен и перегородок компл. - 455 900
    Изоляция стен, перекрытий и покрытий утеплителем компл. - 82 500
    Сборка элементов крыши, устройство кровли компл. - 63 000
    Устройство гидро- и пароизоляции компл. - 19 600
    Монтаж водосточной системы компл. - 11 900
    Монтаж оконных и дверных блоков компл. - 75 000
    Электромонтажные и сантехнические работы компл. - 199 600
    Фасадные работы компл. - 98 000
    ВСЕГО 1 267 400
    Применяемые материалы по разделу
    Монтажный комплект дома (каркас) компл. - 911 800
    Крепежные элементы компл. - 46 000
    Бетон, песок, арматура, кирпич, опалубка и т. д. компл. - 220 600
    Пиломатериал обрезной компл. - 20 800
    Фанера водостойкая компл. - 36 400
    Паро- и гидрозащитные пленки компл. - 39 200
    Утеплитель минераловатный компл. - 165 000
    Металлический профилированный лист компл. - 126 000
    Водосточная система (труба, желоб, колено, хомуты) компл. - 23 800
    Сайдинг, комплектующие элементы компл. - 196 000
    Оконные и дверные блоки, лестница компл. - 200 000
    Гипсоволокнистый лист 1134м2 - 79 300
    Сантехническое и электрооборудование компл. - 204 000
    ВСЕГО 2 268 900