Ограждающие конструкции жилых зданий с применением стеновых панелей на деревянном каркасе

В последние годы за рубежом в строительстве жилых и административных зданий широко используются комбинированные технологии строительства (КТС) — несущие стены и перекрытия изготавливаются из железобетона, а ограждающие конструкции — с применением стеновых панелей на деревянном каркасе.

Стеновые панели, как правило, монтируются непосредственно между железобетонными элементами строящихся зданий. В окончательном виде ограждающие конструкции зданий с применением стеновых панелей на деревянном каркасе могут иметь наружное утепление, вентилируемый зазор и облицовку декоративными панелями или плитами.

Зарубежный опыт возведения жилых зданий с применением КТС выявил ряд основных преимуществ, достигаемых при применении стеновых панелей на деревянном каркасе в составе ограждающей конструкции здания взамен традиционных материалов — бетона, газобетона и кирпича, в частности:

•  малое эксплуатационное энергопотребление здания;
•  высокие экологические характеристики;
•  увеличение жилой площади за счет уменьшения толщины стены;
•  сокращение сроков строительства;
•  снижение стоимости строительства жилого дома.

Учитывая эти преимущества и изучив зарубежный опыт, ООО ДСК «Славянский» в 2009 г. приступило к разработке и исследованию конструкций стеновых панелей на деревянном каркасе и узлов их крепления к железобетонным элементам здания для использования в составе многослойных ограждающих конструкций жилых зданий. Отдельные этапы работ выполнялись с привлечением ученых и специалистов Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета (СПб ГАСУ), научно-исследовательского института строительной физики (НИИСФ) и Всероссийского научно-исследовательского института противопожарной обороны (ФГУ ВНИИПО) МЧС России.

В результате разработаны конструкции ненесущих поэтажно опертых стеновых панелей с каркасом из древесины, заполненных негорючим минераловатным утеплителем и обшитых листовыми материалами, например, цементно-стружечными плитами; группа горючести — не ниже Г1.

Панели изготавливаются глухими или с проемами. Каркас панелей состоит из деревянных вертикальных стоек и горизонтальных элементов (верхний и нижний пояса, перемычки над и под оконными и дверными проемами). Для выполнения основных деталей каркаса панелей используются деревянные заготовки влажностью 12–16% и толщиной не менее 40 мм, изготавливаемые из пиломатериалов хвойных пород (сосны или ели) не ниже 3-го сорта по ГОСТ 8486-86. Ширина заготовок определяется статическими и теплофизическими расчетами. Все поверхности деревянных деталей каркаса обрабатываются антисептиком. Нижний и верхний пояса, а также боковые стойки каркаса имеют снаружи гидроизоляцию. В качестве гидроизоляции используются обмазочные или укрывные материалы строительного назначения. В качестве утеплителя применяются минераловатные плиты из сырьевой смеси на основе горных пород базальтовой группы.

Поверхность древесины в оконных и дверных проемах имеет конструктивную огнезащиту, выполняемую из тех же листовых материалов, которые используются для обшивок панелей. С внутренней стороны панели располагается пароизоляционный слой, например, из полиэтиленовой пленки толщиной не менее 200 мкм.

Панели могут изготавливаться с установленными оконными и/или дверными блоками, с внутренними откосами и подоконными досками.

Панели предназначаются для использования в составе многослойных ограждающих конструкции зданий и сооружений из железобетона с наружным утеплением и вентилируемым фасадом.

Вентилируемый фасад зданий выполняется из навесной системы с воздушным зазором, каркасом из стальных или алюминиевых профилей с между-этажным креплением к железобетонным перекрытиям здания, с облицовкой основной плоскости фасада плитами из керамогранита, фиброцемента или других облицовочных материалов.

Применение панелей возможно также в составе многослойных ограждающих конструкций с облицовкой кирпичной кладкой на относе, с гибкими связями с железобетонным каркасом здания и с каркасом стеновых панелей.

При монтаже панели заводятся частично за наружную грань несущих конструкций здания (торцов поперечных стен и междуэтажных перекрытий) с расстоянием не менее чем на 6 см по деревянному каркасу. Устанавливаются панели на междуэтажные железобетонные перекрытия через пластиковые прокладки с обеспечением зазоров 10–20 мм сверху и внизу панели и зазоров 10–30 мм по боковым граням панели с железобетонными стенами. Крепление панелей производится с помощью металлических оцинкованных усиленных уголков, закрепленных к железобетонным перекрытиям с помощью анкеров.

Стеновые панели и узлы их крепления прошли испытания на динамические нагрузки и на ветровые нагрузки, действующие в период строительства и до полного устройства ограждающей конструкции здания. При энергии удара 120 Дж и 250 Дж поверхности внутренних обшивок оставались целыми, без трещин, в узлах крепления деформаций не происходило. Испытания на ветровые нагрузки показали надежность панелей и узлов их крепления для зданий высотой до 75 м.

После установки и закрепления панели производится заделка монтажных зазоров между панелями и железобетонными конструкциями теплоизоляционными материалами и герметиками строительного назначения. Герметизация швов со стороны помещения является паронепроницаемой.

При обустройстве фасада на железобетонных перекрытиях с помощью стальных анкеров закрепляются кронштейны для крепления вертикальных направляющих навесной системы и производится наружное утепление выступающих наружу торцов железобетонных элементов здания и наружных обшивок стеновых панелей. Затем монтируется навесная система и облицовка — керамогранитные плиты.

Для выполнения пожарных требований по периметру оконных и дверных проемов устанавливаются противопожарные короба, элементы которых изготовлены из стали с антикоррозионным покрытием толщиной не менее 0,55 мм. Короб формируется из отдельных элементов при монтаже фасада и является противопожарной отсечкой.

Стеновые панели на деревянном каркасе изготавливаются на современном полуавтоматическом оборудовании немецкой фирмы Weinmann производительностью до 100 панелей в смену.

Стеновые панели заводского изготовления внедрены в составе ограждающих конструкций жилых зданий с наружным утеплением и вентилируемым фасадом, облицованным керамогранитом, при строительстве жилого комплекса «Славянка» в г. Пушкин (Санкт-Петербург). В настоящее время с применением стеновых панелей производства ДСК «Славянский» построено и сдано в эксплуатацию более 500 тыс. кв. м.

Ограждающие конструкции с применением стеновых панелей испытывались на сопротивление теплопередаче (по ГОСТ 26254-84), на звукоизоляцию (по ГОСТ 27296-87), на пожарную опасность (по ГОСТ 31251-2009, ГОСТ 30403-96) и на огнестойкость (по ГОСТ 30247.1). Стеновые панели на деревянном каркасе получили положительную оценку государственной экспертизы.

В настоящее время стеновые панели изготавливаются по стандарту организации. Для широкого внедрения стеновых панелей в Российской Федерации ООО ДСК «Славянский», СПб ГАСУ и Региональный институт окна разрабатывают национальный стандарт ГОСТ Р «Панели стеновые наружные на деревянном каркасе для зданий и сооружений из железобетона».