Навесные стены
В наше время легкие стальные тонкостенные конструкции являются инновационным строительством, позволяющим в кратчайшие сроки возводить жилые дома. Профиль ГПО может выполнять функцию профильной основы для фасадных навесных стен, благо цена на омега профиль позволяет использовать этот материал существенного удорожания общей сметы на строительство.
Ранее применялось иное решение - навесные стены из алюминиевых унифицированных панелей, весьма сходных по монтажу и внешнему виду, но, как мы увидим далее, имеющих свои недостатки.
В настоящее время (речь идет о 1980 годе) применяются навесные стены из алюминия, имеющие разнообразные архитектурно-композиционные решения благодаря широкому использованию профилированных облицовок, ритма защитно-декоративных элементов из алюминия, введения цвета в композицию фасадов и др. Однако установлено, что для решения одних и тех же архитектурно-композиционных задач во многих случаях использовались различные типы стен. Такое положение было возможным, когда для каждого отдельного здания проектировались и производились алюминиевые навесные стены индивидуально. В настоящий момент эти конструкции должны выпускаться на специализированных предприятиях в массовом количестве. Поэтому особую роль приобретает всесторонний анализ навесных стен из алюминия с целью выявления наиболее целесообразного их типа. При этом сажным является выбор архитектурно-конструктивных решений алюминиевых стен, которые не снижали бы архитектурно-композиционные возможности, а наоборот, позволили бы добиться максимальной вариантности архитектурных решений фасадов зданий на основе изделий заводского производства.
Анализ опыта применения навесных стен из алюминия позволил установить, что 8 настоящее время в отечественной строительной практике получили наиболее широкое распространение навесные стены из алюминия следующих типов: монтируемые из отдельных (линейных) элементов, монтируемые из рамных элементов, панельные стены. Были проведены комплексное исследование и сравнительный анализ различных показателей навесных стен из алюминия с учетом их архитектурно-композиционных возможностей. Сравнение различных типов стен позволило в конечном счете рекомендовать для производства на отечественных специализированных предприятиях решения алюминиевых конструкций, удовлетворяющих эксплуатационным и экономическим требованиям и, главное, позволяющих использовать их архитекторами для разнообразия композиций фасадов зданий. Исследованиями, в частности, установлено, что при обеспечении навесными стенами из алюминия защитных функций (теплозащиты, воздухо- и водонепроницаемости, звукоизоляции и огнестойкости), а также функций связи внутреннего пространства с внешней средой (естественного освещения, ультрафиолетового облучения, инсоляции и визуальной связи) каких-либо преимуществ, обусловленных конструктивными особенностями, у стен, монтируемых из линейных, рамных элементов или панелей полной заводской готовности, не имеется.
Проведенные исследования показали, что основные эксплуатационные недостатки стен из линейных элементов как в зимний, так и в летний период связаны с наличием большого числа стыков и соединений, заделываемых в построечных условиях. Длина стыков и соединений, заделываемых в построечных условиях стен из линейных элементов, превышает длину стыков и соединений рамных и панельных стен. Наиболее сложным режимом эксплуатации навесных стен из линейных элементов является режим холодного времени года. Данные службы эксплуатации свидетельствуют о том, что при сильном понижении температуры наружного воздуха (до —20 С) наблюдалось переохлаждение некоторых внутренних помещений, в особенности угловых. Кроме того, в нескольких помещениях на внутренней поверхности остекления наблюдались случаи выпадения конденсата. Изучение условий работы навесных стен из линейных элементов в зимнее время показало также, что уже через несколько лет после введения зданий в эксплуатацию в некоторых случаях герметизирующие и теплоизоляционные материалы начинают разрушаться. Неравномерность деформации линейных элементов навесных стен происходит вследствие стесненных условий при смещении отдельных элементов в узлах сопряжения, вызванных превышением допусков при монтаже конструкций. Это в некоторых случаях ведет к разрушению наружных облицовок.
Самый распространенный метод обеспечения возможности этих смещений заключается в применении болтовых креплений и деталей с овальными или вытянутыми отверстиями. Обследованиями установлено, что в навесных стенах из рамных элементов, в особенности из незамкнутых рам, как и в стенах из линейных элементов, вследствие несоблюдения требуемых допусков при монтаже конструкций могут возникать очаги продувания и промерзания в зимний период эксплуатации.
Натурные обследования панельных навесных стен из алюминия позволили установить, что в зимних, т. е. наиболее сложных, условиях эксплуатации (которые для стен из линейных и рамных элементов во многих случаях становятся критическими) панельные стены характеризуются достаточно высокими водо- и воздухозащитными качествами, в том числе в условиях Крайнего Севера.
Конструкции межпанельных стыков, как и стыков между замкнутыми рамными элементами, позволяют легко компенсировать разницу линейных размеров панелей, что исключает возникновение шумового эффекта. Используемые в строительной практике дренирующие межпанельные стыки с применением водонепроницаемой и герметичной изоляции позволяют устранить попадание влаги на внутреннюю поверхность ограждений с помощью дренажных отверстий.
Для сравнения эксплуатационных качеств основных типов стен в одинаковых условиях производились зимние и летние натурные обследования навесных стен. Натурные обследования панельных стен в различных зданиях выявили некоторые недостатки применяемых в настоящее время конструкций. В частности, установлено, что в тех случаях, когда оконные блоки панелей доукомплектовывались в построечных условиях, им присущи некоторые недостатки стен из рамных элементов (продувание и попадание влаги в стыки между светопрозрачным заполнением и каркасом панелей). Тем не менее сравнение эксплуатационных качеств применяемых в настоящее время основных типов навесных стен показывает, что в целом панельные стены в большей степени, чем остальные, защищают внутренние помещения от продувания, промерзания, попадания влаги внутрь помещений, исключают шум и т. д. Одним из критериев при сравнении основных типов навесных стен из алюминия является технологичность возведения, включающая изготовление, транспортировку и монтаж. Результаты сравнения показали, что стены из линейных элементов по сравнению с рамными и панельными стенами характеризуются пониженным расходом алюминия. При изготовлении стеновых конструкций из линейных элементов экономия на 1 м- ограждения составляет 0,79 кг.
Учитывая, что в настоящее время первостепенное значение для условий индустриального строительства имеет максимальное сокращение количества работ в построечных условиях, следует считать, что по технологичности возведения наиболее рациональными являются панельные стены.
Особо важным при сравнении различных типов навесных стен из алюминия явилось сравнение их архитектурно-композиционных возможностей. При сравнении архитектурно-композиционных возможностей стен из линейных элементов, рам и панелей более целесообразно рассмотреть основные архитектурно-композиционные приемы их членения в пределах первичных композиционных построений.
Членение навесных стен, расположенных с внешней стороны несущих конструкций, создается преимущественно с помощью основных конструкционных элементов, которые могут располагаться вертикально, горизонтально, в виде решетки, со смещением по вертикали и по горизонтали.
Одним из наиболее распространенных приемов членения навесных стен из алюминия является вертикальное членение. Такое членение в стенах из линейных элементов создается с помощью вертикальных линейных элементов, которые имеют значительный вынос из плоскости стены. Вертикальное членение рамных и панельных стен может создаваться с помощью вертикальных элементов каркаса рам или панелей, а также вертикальных защитно-декоративных элементов стычов. Вертикальные элементы каркаса рам или панелей «на этаж», как и вертикальные основные линейные элементы, воспринимают нагрузки от ветра и собственного веса. Поэтому решение их с большим выносом по отношению к плоскости стены чем горизонтальных, является также оправданным. Кроме вертикального навесные стены могут иметь горизонтальное членение. Горизонтальное членение навесных стен из линейных элементов создается горизонтальными линейными элементами, имеющими значительный вынос из плоскости стены, и элементами глухого заполнения. Горизонтальное членение рамных или панельных стен может создаваться с помощью выступающих горизонтальных элементов каркаса рам или панелей, а также горизонтальных защитно-декоративных элементов стыков.
В рамных элементах и панелях полосовой разрезки горизонтальные элементы каркаса являются основными и воспринимают основные усилия от ветра и собственного веса конструкций. Следует отметить также, что горизонтальное членение основных типов навесных стен из алюминия усиливается при использовании наружных солнцезащитных устройств в виде горизонтальных козырьков.
Навесные стены из алюминия могут иметь также членение в виде решетки из элементов одинакового сечения. Членение в виде решетки рамных и панельных стен достигается применением рам или панелей с вертикальными и горизонтальными элементами каркаса одинакового сечения а также вертикальных и горизонтальных защитно-декоративных элементов стыков, равно выступающих из плоскости стены и имеющих подобную конфигурацию. Для устранения определенной монотонности и создания вариантных композиционных решений фасадов зданий, кроме постоянного ритма глухих и светопрозрачных участков стен, получил распространение скользящий ритм таких участков. Скользящий ритм достигается взаимным смещением глухих участков стен в смежных рядах по высоте и длине.
Таким образом все основные типы навесных стен из алюминия обладают равными возможностями в создании членения фасадов. Однако следует отметить что навесные стены, монтируемые из линейных элементов, позволяют, кроме того достичь необходимую прорисовку фасадов благодаря отсутствию дублирования элементов каркаса стен, которое имеет место в рамных и панельных стенах. Эта особенность навесных стен должна быть учтено при выборе их архитектурного решения для массового использования. Такой архитектурно-композиционный прием может быть использован в отдельных зданиях для достижения индивидуальных композиционных решений фасадов.
Комплексный учет и сравнительная оценка архитектурно-строительных качеств стен из линейных, рамных элементов и панелей полной заводской готовности дали возможность установить, что навесные стены из алюминия, предназначенные для широкого применения в отечественной строительной практике, не могут быть решены лишь на основе использования панельных конструкций. Проведенные исследования показали, что для создания максимальной вариантности архитектурно-композиционных решений навесных стен из алюминия необходимо решать такие стены в виде архитектурной системы конструкций, позволяющей в зависимости от конкретного архитектурно-композиционного решения фасадов зданий применять стены, монтируемые из линейных элементов или панелей заводской готовности. Производство конструкций навесных стен из алюминия на основе элементов, позволяющих применять стены из линейных рамных элементов и панелей заводской готовности, дает возможность архитекторам применять алюминиевые индустриальные конструкции как для отдельных уникальных зданий, так и для зданий массового строительства, являющихся композиционными акцентами в системе застройки.
Архитектор В. Москалев
С использванием материалов из журнала «Архитектура СССР», № 6 1980 г.
