КОНСТРУКЦИИ МАЛОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ ПО ТЕХНОЛОГИЯМ ЛСТК

Аннотация. В статье рассмотрена технология легкой стальной тонкостенной конструкции, а также актуальность использования данной технологии в современном строительстве. Изучена небольшая историческая справка появления ЛСТК, с причиной появления данной конструкции. Представлены основные методы возведения зданий из ЛСТК на строительной площадке. В работе рассмотрены основные достоинства при строительстве по технологии ЛСТК, такие как скорость строительства, устойчивость к нагрузкам, невысокая энергозатратность, экологичность, также представлены другие достоинства. В статье также перечислены проблемы, возникающие при строительстве – коррозия стали, небольшой срок эксплуатации, отсутствие общепринятых норм по проектированию конструкций по технологии ЛСТК, дополнительно раскрыты остальные проблемы, которые необходимо учитывать. В статье также упоминается организация по внедрению современных методов строительства – НАМИКС (национальное агентства малоэтажного и коттеджного строительства).

Ключевые слова: конструкция, малоэтажные здания, технологии.

Введение: В современном мире человек все больше нуждается в качественном и доступном жилье, это ведет к созданию новых высокоэффективных технологий в строительстве, которые отличаются меньшей энергозатратностью и сложностью монтажа, что позволяет в разы увеличить скорость возведения здания с меньшей стоимостью. Современное домостроение с использованием системы из стальных тонкостенных конструкций набирает обороты с недавних времен, это происходит за счет того, что предложенная конструкция многофункциональна, применима при возведении зданий различного направления и объема. Принцип технологии заключается в использовании стальных оцинкованных профилей в основном несущем каркасе здания, после чего данный каркас обшивается профнастилом, а также стеновыми панелями. Такой принцип работы позволяет решить проблему домостроительства за относительно небольшие траты, и за короткий срок.

Актуальность: технология ЛСТК в настоящее время является актуальной и развивается благодаря большому перечню достоинств стальной конструкции. Несмотря на недостатки ЛСТК, она, в первую очередь, является основой для складских и производственных зданий. В условиях малой энергозатратности, когда необходимо за короткий промежуток времени возвести здание большой квадратурой технология ЛСТК справляется с поставленными целями, при этом затрагивая меньшее число рабочих и строительной технике на площадке. С помощью данной технологии решается вопрос быстрого домостроения.

Основная часть: Примеры методов строительства быстровозводимых зданий – СИП и ЛСТК технологии, первая из них выполняется из структурных изолированных панелей, вторая – легкой стальной тонкостенной конструкции. Возведение представленными выше методами обладает большими преимуществами, относительно других технологий: позволяет сократить срок возведения здания, облегчая сборку и монтаж на объекте, обладает высокими прочностными характеристиками. По технологии ЛСТК здания возводятся не более 6 этажей, это немного ограничивает высоту, но, с другой стороны, дает большое пространство для создания различных проектов (малоэтажное строительство, возведение наружных ограждений и мансард) [1].

Для продвижения современных конструктивных решений стен в России была создана организация НАМИКС - национальное агентство малоэтажного и коттеджного строительства. Данная организация занимается активной работой по внедрению энергоэффективных и экологичных технологий строительства (Велокс, Экодом, ЛСТК) [2, с. 19]. Энегоэффективные здания могут быть различного назначения с различными утеплителями [3].

Рисунок 1. Пример состава готовой ЛСТК панели

В 50-х годах XX века Канада и Америка сталкивается с проблемой защиты деревянных конструкций от огня, когда не было достаточных мер по увеличению огнестойкости здания. В те годы на территории данных стран строили каркасные деревянные дома. С решения этой проблемы и начинается история применения технологии ЛСТК. Англия – страна, где появились первые жилые дома из легких стальных тонкостенных конструкций. В направлении жилой застройки в России данная конструкция начала пользоваться интересом сравнительно недавно. На сегодняшний день можно выделить 3 основных метода возведения здания из ЛСТК [4].

Таблица 1.

Методы возведения здания из ЛСТК

Важно подобрать оптимальный способ возведения по технологии ЛСТК, который будет подходить под конкретную задачу. При возведении зданий с помощью такого варианта необходимо учитывать множество факторов для того, чтобы правильно рассчитать проект каркаса. Для достижения требуемых параметров эксплуатации и несущей способности инженер проводит некоторые расчеты (например, теплотехнический или на количество естественного света и др.), после чего опирается на следующие параметры: шаг конструкции несущих элементов; значения снеговой и ветровой нагрузки; высота этажа; анализы всех проведенных расчетов; последний параметр – требования по архитектуре и теплотехнике наружных стен определенного региона. При строительстве по технологии ЛСТК значительно возрастают теплотехнические свойства стеновой панели, это достигается за счет расположенных в шахматной порядке сквозных прорезей на профилях. В соединении профилей не принимает участие сварка. Рассмотрим основные достоинства технологии ЛСТК [5].

Таблица 2.

Основные достоинства ЛСТК

Рисунок 2. Разновидности профилей ЛСТК

Несмотря на большое количество достоинств, существует ряд проблем при строительстве малоэтажных домов по технологии ЛСТК. Первая, она же самая большая проблема – это отсутствие общепризнанных норм для конструирования и расчета ЛСТК. В России до сих пор нет подобранной методики проектирования, единственный общепризнанный документ на сегодняшний день – стандарт Австралии, Северной Америки, а также нормы Европы. Вторая проблема – шум. Происходит практически беспрепятственное распространение звука по воздуху – слышно все крики, громкие разговоры (воздушный шум), также в процессе высоких механических колебаний стальной конструкции вибрации передаются через пол и потолок (ударный шум). Существуют методы пространственного поглощения лишних звуков – установка плавающих потолков, облицовка стен материалами различной пористости, благодаря которой звук поглощается. Третья проблема – теплопроводность стальных элементов. Некоторые из них образуют мостики холода и на внутренней стороне стены образуется конденсат. В настоящее время нет мер по решению данной проблемы. Малому снижению теплопроводности способствуют использование термопрофилей. Четвертая проблема – малая огнестойкость, она решается облицовкой ЛСТК гипсокартоном, оштукатуриванием, напылением и окраской материалами, обладающими огнестойкими способностями. Использование ЛСТК в агрессивных средах является пятой проблемой, есть специалисты, которые советуют использование данной технологии только не в агрессивных средах, иначе необходимо проводить комплекс антикоррозийных мероприятий. Производители часто обозначают, что срок службы стали 50 лет. Однако, при пренебрежении защиты стали от коррозии срок службы варьируется от 1.5 до 2 лет.  Такой же, сравнительно небольшой, срок службы имеют узловые соединения – пятая проблема.

Шестая – герметичность. Инфракрасная камера фиксирует утечки тепловой энергии в стальных домах. Одно из решений – уплотнение слоя пароизоляции (полностью вопрос данная мера не решает). Заключительная, седьмая проблема – это частое нарушение технологии строительства для того, чтобы решить данную проблему необходимо осуществлять авторский надзор и контроль качества. Иногда из-за нарушения технологии строительства, время эксплуатации здания уменьшается в несколько раз [6].

Рисунок 3. Узел соединения фермы и колонны ЛСТК:

1-колонна металлического каркаса, 2-нижний пояс стропильной фермы, 3-верхний пояс стропильной фермы, 4-раскос, 5-узловая фасонка, 6- Z-образный профиль  (кровельный), 7- Z-образный профиль (стеновой), 8-болт (по расчету)

Рисунок 4. Узлы соединения стропильной балки и колонн ЛСТК:

1-несущая колонна, 2-стропильная балка, 3- Z-образный профиль (кровельный), 4- Z-образный профиль (стеновой), 5-болт (по расчету), 6-соединительная фасонка

Вывод: на основе информации, представленной в данной статье, можно сделать вывод о том, что использование легкого стального каркаса при возведении домов малой этажности эффективно и имеет все причины для дальнейшего развития. Этот факт доказывают особенности в работе с технологией ЛСТК, такие как снижение энергопотребления, относительно строительства с применениями других технологий, сокращение сроков введения в эксплуатацию здания. Технология ЛСТК и дальше будет развиваться, находя новые возможности строительных решений.