Поликарбонат – легкий и прочный современный материал, незаменимый для создания светопрозрачных конструкций – куполов, козырьков, навесов любого размера, а также теплиц. Монтаж его имеет ряд особенностей – поликарбонат отличается высоким коэффициентом термического расширения, а значит, крепление материала должно давать листам поликарбоната некоторый «простор», но при этом быть надежным и герметичным. Современное решение проблемы — замковые (модульные) системы крепления. Они имеют малый ассортимент комплектующих, монтируются при необходимости без выхода рабочих на скользкую поверхность, а также без применения машин и механизмов.
Появление поликарбонатных панелей около тридцати лет назад сразу поставило перед производителями задачу создания соответствующих технологий монтажа. Разработки шли и идут по двум направлениям:
• для обычных плоских листов создаются фиксирующие профили из поликарбоната, алюминия и стали, продумываются варианты их сочетания;
• разрабатываются специальные замковые системы.
Замковая система состоит из поликарбонатных панелей в виде лотка шириной 600 мм, длиной до 12 000 мм, с U–образным замковым соединительным элементом (поставляется как одно целое с панелью или отдельно), закладных деталей из нержавеющей стали (фастенеров), торцевого профиля, торцевых заглушек. В комплект входят также самоклеящаяся лента и шурупы.
Установка поликарбонатных панелей на металлокаркас производится с помощью закладной детали (фастенера), которая фиксирует состыкованные панели на поверхность прогонов двумя саморезами с плоской пресс-шайбой.
Очень важно, чтобы система была смонтирована идеально ровно. Огромную важность здесь приобретает качество сборки несущих конструкций. Прежде чем приступить к монтажу, следует тщательно выровнять углы под 90°, наметить горизонтали и вертикали.
Открытые кромки панелей необходимо защитить от попадания влаги и пыли во внутренние полости. Также требуется предусмотреть отвод конденсата из внутреннего пространства панели. Для этих целей используется специальная алюминиевая лента-скотч с перфорацией (для нижних торцов) и без перфорации (для верхних). В целом мембранная лента работает лучше, если ее использовать и сверху, и снизу панели. Но стоимость такой ленты высока и многие пытаются сэкономить, используя для верхних торцов ленту без перфорации. Поверх ленты устанавливаются торцевые П-образные металлические профили, которые защищают мембранную ленту от повреждения, создают жесткий, ровный край и скрывают легкие огрехи монтажа. Прилегание обеспечивается плотностью посадки на панель.
При использовании торцевых профилей требуется учитывать процессы расширения-сжатия материалов. В случае с профилем из пластика больше шансов, что его «сорвет», чем в случае с элементом из металла.
Торцы элемента, который фиксирует панели между собой (коннектора), закрываются заглушками, которые входят в стандартные комплектации систем. Доборные элементы могут быть изготовлены в рамках разработки конкретной проектной документации. Масса 1 м2 замковой системы – не более 4 кг, время монтажа — минимальное.
В собранном виде покрытие представляет собой единую мембрану, не имеющую сквозных отверстий*.
на поверхности листа поликарбоната в процессе температурных расширений.
Монтаж с помощью фиксирующих профилей
Этот вариант монтажа плоских листов осуществляется с помощью соединительных поликарбонатных или алюминиевых профилей, которые должны лежать на опоре по всей длине. Профили фиксируются на несущей конструкции различными крепежными элементами – их шаг принимается согласно расчетам. В случае, если метизы ставятся реже, чем требуется, возможно снижение несущей способности покрытия, вплоть до его разрушения (разрыв саморезов, смятие поликарбоната в местах крепления и тому подобные неприятности), в арочных конструкциях — коробление листов. С другой стороны, установка метизов чаще, чем это необходимо, неоправданно повышает сметную стоимость, увеличивает количество отверстий в покрытии и усугубляет деформации, вызванные термическим расширением панелей. Слабым местом такой конструкции является уплотнитель: в случае, когда его герметичность нарушается, – нарушается целостность всей конструкции.
Замковые (модульные) системы
Замковые (модульные) системы можно условно разделить на три группы: «шип-паз» (рис. 1), «с нижним замком» (рис. 2), «с верхним замком» (рис. 3).
Замковые системы типа «шип-паз»
Ширина панелей «шип-паз» у разных производителей варьируется от 0,3 до 0,5 м. Максимальная толщина – 50 мм. Данная система может применяться при скате кровли более 30° (рис. 4), однако основное применение – вертикальное остекление.
Панели с защелкой «шип-паз» широко используются не только при сооружении кровель и фасадов новых объектов, но и при реконструкции старых, в первую очередь — производственных помещений, где панели заменяют деформированное старое однослойное стекло с защитными сетками в фасадных лентах, зенитных фонарях и фонарях дневного света. Используя для остекления панели из поликарбоната, можно значительно уменьшить затраты на энергоносители, так как обладающие низким коэффициентом теплопроводности (например, 1,2 Вт/м2•K у 40-миллиметровых панелей).
Строение панелей позволяет создать светопрозрачную ленту с очень тонкими уплотнительными швами (силикон, резина). Отсутствие широкого соединительного профиля между панелями увеличивает объем проникающего дневного света. Такая система остекления выдерживает эксплуатацию в диапазоне температур от – 40 до +120 °С.
При большой ширине пролетов (более 2 м) системы крепятся откосными анкерами, которые вставляются во внутреннюю канавку между панелями во время их монтажа.
Системы «с нижним замком»
В системах «с нижним замком» нижний профиль является несущим и выполнен из стальной профильной трубы круглого или прямоугольного сечения, покрытой особым полимерным материалом, который защищает металл от коррозии. Профиль может быть также изготовлен из алюминия (как на рис. 5 а,б).
Максимальный шаг прогонов скатной кровли зависит от материала из которого изготовлен профиль-защелка, а также от толщины поликарбонатной панели.
Системы с верхним замком
В случае «с верхним замком», который является лишь фиксирующим, с успехом применяется профиль из поликарбоната (как на рис. 3 и 6а). Применение алюминиевого профиля (Рис. 6б) позволяет усилить конструкцию и увеличить шаг обрешетки.
Достоинства замковых систем
Устройство замковых систем, в принципе, напоминает строение фальцевых соединений, поэтому и достоинства их похожи. Замковые системы обеспечивают создание монолитного, герметичного, энергосберегающего светопрозрачного покрытия, причем как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. Такие системы эксплуатируются за рубежом более 20 лет, в России – более 10. Необходимо отметить их высокие теплотехнические характеристики — замковая система толщиной 25 мм, состоящая из семи слоев, «теплее» почти на треть, чем стеклопакет с газонаполнением и спецстеклом. Применение таких конструкций позволяет снизить металлоемкость объекта, поскольку поликарбонат — материал легкий.
Разумное соотношение цены и качества, свойственное замковым системам, важно, в первую очередь, для промышленных зданий, которые зачастую на четверть состоят из прозрачных конструкций. Применять дорогостоящие «теплые» системы из стекла предприятия часто не в состоянии, а современные технологические процессы требуют наличия постоянного внутрицехового микроклимата. Тем более что использование поликарбоната позволяет отказаться от применения дорогостоящей специальной техники и обеспечивает безопасность работ (по сравнению со стеклом).
Вопрос применения поликарбонатных замковых систем актуален также на объектах, где большую часть дневного времени требуется естественное освещение: в помещениях административно-торговых комплексов, рынков,
на спортивных сооружениях, многоярусных гаражах, сельскохозяйственных объектах. В частном строительстве «замки» применяются для возведения светопрозрачных кровель для зимних садов, бассейнов, мансардных этажей, навесов, беседок.
Если сравнивать замковые системы с обычным поликарбонатом, то в итоге применение систем экономичнее за счет экономии на металлокаркасе и сокращения сроков монтажа.
В заключение отметим, что подобные системы выпускает ограниченное количество компаний в Израиле, США и Европе. В России данные системы
в настоящее время не производятся и подделки пока не выявились.
Олег Океанов, генеральный директор ООО «Вестинстрой»
В обычных условиях для модульных систем касание прогонов, без нагрузки, минимально. Температурное расширение поликарбоната срывает толстенные болты, т.e. никакая «самоклейка» работать так не сможет. А вот окраска прогона в светлые тона со стороны примыкания поликарбоната позволит избежать локального перегрева панели.
* Сквозное крепление с помощью термошайбы допустимо только внизу ската, а так называемой «нулевой» точке. «Движение» панелей в процессе терморасширение всегда происходит вверх, в сторону конька. Если закрепить термошайбой материал вверху, то со временем шайбу «срежет» и возникнут протечки.
Татьяна Войтух, коммерческий директор компании Rodeca
Температурное расширение
Рассчитывается по формуле: коэффициент температурного расширения поликарбоната (0,065) умножается на значение перепада температур в регионе (80 °С) и на длину панели.
Снеговая нагрузка
Одной из главных проблем, которая тормозит распространение замковых систем, применение их на крупных объектах, является отсутствие нормативной документации. Например, при расчете снеговых нагрузок многие торгующие организации используют рекомендации европейских производителей, которые до недавнего времени ориентировались на цифру в 75 кг/м2. В последние годы, в связи с изменением климата, нормативы по снеговым нагрузкам стали ужесточать, и сейчас в расчеты закладывают 120 кг/м2. Для сравнения: в Центральном регионе, согласно нормативным документам, – 180 кг/м2.
В результате нередко применялся шаг обрешетки, неприменимый для климата средней полосы России.
Шаг обрешетки
Как уже говорилось выше, предоставляемые производителем таблицы для расчета шага обрешетки исходят из меньших, чем требуется для России, нагрузок. Поэтому при использовании замковых систем в России требуется перерасчет.
Олег Океанов, генеральный директор ООО «Вестинстрой»
Расширение поликарбоната происходит во все стороны, и без разницы где фиксировать панель. При корректном монтаже направление расширения можно выбрать. Мы термошайб не применяем в принципе. Во Франции, например, модули крепят через пластину по верхнему торцу панели и прикрывают нащельником. Что касается снеговой нагрузки, то в последнее время таблицы, предоставляемые производителями, учитывают до 150-250 кг/м2. Честный продавец всегда порекомендует корректный шаг обрешетки. Все остальное — на совести заказчика. Можно создать конструкции и под 350 кг/м2.
Статья подготовлена по материалам компаний: Rodeca, «Вестинстрой», UMC, «ДП-Строй», «Полимер Про»
«Кровли», № 2 (21) 2009