Нередко в частных беседах с представителями строительных и проектных организаций приходится слышать о том, что в условиях российского климата крыша, выполненная из сэндвич-панелей, недолговечна. Напротив, представители производителей кровельных сэндвич-панелей говорят в защиту своей продукции, что это надежное решение. Кто прав? Редакция журнала «Кровли» организовала заочный круглый стол на тему «Проблемы гидроизоляции кровельных сэндвич-панелей» и предложила всем желающим высказаться по вопросам:
1. Какие проблемы возникают при использовании кровельных сэндвич-панелей?
2. Какие существуют пути решения этих проблем?
3. Ваше мнение: какое будущее ожидает сегмент рынка кровельных сэндвич- панелей?
Анатолий Чистяков, зам. генерального директора ФГУП «ЦНИИПРОЕКТЛЕГКОНСТРУКЦИЯ», канд. техн. наук, профессор
Производство кровельных сэндвич-панелей
При использовании в конструкции зданий из ЛМК сэндвич- панелей в качестве кровельного покрытия на территории РФ в условиях сезонных колебаний температур возникает ряд технических проблем, из которых наиболее опасными являются:
• малая фактическая огнестойкость конструкции;
• значительные напряжения и деформации в процессе эксплуатации при температурно-влажностных воздействиях окружающей среды.
Как следствие – появление протечек, мостиков холода и отслоения обшивок от утеплителя. Все это приводит к потере местной устойчивости конструкции кровли.
Особенно опасна горючесть среднего слоя кровельного сэндвича, выполненного из пенопласта. При использовании утеплителя из минеральной ваты – разрушение связей между вертикально ориентированными волокнами в результате их увлажнения.
В первом случае такие распространенные на рынке пенопласты, как полистирол и полиуретан, в условиях пожара выделяют сильнодействующие отравляющие вещества и вносят существенный вклад в распространение пожара.
Во втором – в процессе циклических температурных переходов через точку замерзания воды происходит разрушение блока утеплителя и постепенное выдувание волокон с локальной потерей несущей способности конструкции.
Избежать указанных недостатков можно:
• В первом случае – путем замены полистирольных и полиуретановых утеплителей на резольные и изоциануратные пенопласты с нулевым распространением пламени и отсутствием выделения сильных отравляющих веществ при пожаре.
• Во втором – созданием достаточных уклонов (не менее 15%) и применением частой (до 1,5 м) сетки шагов несущих подкровельных конструкций – прогонов, что, правда, ведет к некоторому удорожанию строительства.
В связи с изложенным, основной областью применения кровельных трехслойных сэндвич-панелей следует считать крутоуклонные покрытия с длиной ската до 12 м. В этом случае можно и нужно избежать устройства стыков панелей поперек ската, а также наличия ендов и внутреннего водосброса.
Александр Сладков, зам. директора «АЗНХ-М»
Целиком и полностью поддерживаю взгляд на применение кровельных сэндвич-панелей А. Чистякова. В зданиях больших площадей и пролетов с малоуклонными кровлями идеальным решением следует считать двухслойные кровельные панели (монопанели) с покрытием из полимерных армированных пленок и жестким несущим профлистом снизу. Наличие верхнего слоя и устойчивых к воздействию УФ-лучей мембран позволяет полностью избежать проблем с протечками в местах примыканий и ендов. В качестве утеплителя в таких панелях уже используются современные пожаробезопасные пенопласты, о которых говорилось выше, что позволяет присвоить таким конструкциям по существующим ГОСТам степень пожароопасности К0. Применение монопанелей, таким образом, соединяет в себе преимущества полной заводской готовности сэндвича и надежности его применения в российских климатическихусловиях.
Александр Беляев, руководитель департамента продаж компонентов «Руукки Рус»
Кровля с использованием панелей с гофрами
Как известно, существует несколько типов кровельных сэндвич-панелей, отличающихся друг от друга по конструктивным признакам, т.е. имеющих различные конструкцию наружного металлического листа и способ соединения этих облицовок по продольным кромкам. Как правило, стык кровельных панелей по нижним облицовкам осуществляется стандартным замком типа «шип-паз», а вот верхние или наружные соединения панелей могут быть осуществлены замками на основе стоячего фальца или посредством нахлеста сопрягаемых гофрированных поверхностей.
Наша компания на заре своей деятельности выпускала кровельную панель только со стоячим фальцем и плоской наружной облицовкой с неглубоким профилированием. Практика использования на различных объектах подобной конструкции кровельных панелей показала крайне низкие ее эксплуатационные характеристики. В этой связи, через некоторое время, мы пришли к выводу о не эффективности кровельных панелей с плоской наружной облицовкой и стоячим фальцем, и поэтому эта панель была полностью снята с производства. Расходы, связанные с реконструкцией и ремонтом кровель, были не оправданы дальнейшим продвижением на рынок этой панели. По этим же причинам отказались от производства подобной кровельной сэндвич- панели и финские производители, компания Paroc. На тот момент альтернативой кровельным сэндвич-панелям оставалось только решение в полистовом варианте сборки кровельного покрытия с использованием двух профилированных листов и минераловатного утеплителя.
Дефекты кровельных панелей с фальцем
Приведу несколько негативных моментов, возникших при эксплуатации кровельных панелей данной конструкции. При закатке фальца используется силиконовый герметик для гидроизоляции соединения, но на строительной площадке всегда присутствует человеческий фактор, и фальцевый шов на протяжении, например, 20 м не всегда удается полностью герметизировать по всей длине, обязательно будут пропуски или так называемые линзы, отсюда начинаются протечки через стыки панелей. Закатка фальца очень трудоемкая операция, требующая аккуратного исполнения всех технологических переходов, использовать ручной труд при этом не эффективно, а специальные механизированные закаточные машины есть не у всех монтажников. Да и при производстве работ с применением механизированных машин было множество отклонений от того, что запроектировано на бумаге: недокатка полногошва, нарушение геометрии соединяемых элементов, разрушение антикоррозионного покрытия наружного листа панелей. Еще один отрицательный аспект, проявляющийся только после весенне-летнего периода эксплуатации, это значительные деформации плоского наружного листа под воздействием перепадов температур, при этом появляются микротрещины в наружной облицовке, которые способствуют проникновению влаги во время осадков в подкровельное пересмотреть концепцию монтажа и конструкцию кровельных сэндвич панелей. В настоящий момент мы имеем конструкцию кровельной панели, воплощающую в себе решение двух концепций: соединение по нижним (внутренним) кромкам, как у стеновой сэндвич-панели с замком Z-Lock, и соединение внешних облицовок, как у профилированного настила посредством нахлеста сопрягаемых гофров. Данная конструкция кровельной панели зарекомендовала себя с самых наилучших сторон как на монтаже, так и при дальнейшей эксплуатации при минимальных затратах. Опыт применения данных панелей нашей компанией насчитывает более 8 лет. Отметим еще два очень важных фактора, которые касаются безотказной эксплуатации кровель на основе сэндвич-панелей, при исполнении которых достигается максимальная эффективность всего покрытия. Первое – на этапе проектирования необходимо просмотреть и просчитать все риски, которые могут возникнуть при монтаже и эксплуатации кровли, все стыки необходимо запроектировать с максимальным обеспечение гидроизоляции и ремонтопригодности, также необходимо уделить внимание технологичности монтажа этих узлов. Если изначально будут запроектированы неэффективные узлы соединений и примыканий кровельных панелей, то и в последующем это сразу отобразится при эксплуатации такой кровли в виде протечек, промерзаний, образования конденсата и т.д. Второе, самое главное, требование – монтажники, выполняющие монтаж кровли, должны непрекословно выполнять все предписания проекта производства строительных работ, технологии сборки и все требования проекта по устройству узлов. Практика показывает, не выполнение, казалось бы, незначительного требования проекта приводит затем к глобальным отказам кровли и к значительным затратам на ремонт. Поэтому от качества проведенного монтажа кровельных панелей зависит дальнейшая безотказная работа всего кровельного покрытия. На строительном рынке кровельные сэндвич-панели в настоящий момент занимают определенную нишу. В свое время кровельные сэндвич-панели вытеснили отсюда кровли с так называемой полистовой сборкой. Но и сейчас на рынке существует своя конкуренция с этим типом кровельного покрытия, а также с мягкими кровлями, имеющими мембрану в качестве Кровля с использованием панелей с гофрами Дефекты кровельных панелей с фальцем пространство. Далее можно перечислять еще достаточно много негативных моментов, связанных с эксплуатацией кровельных сэндвич- панелей, но не будем зря тратить время.
Используя полученный опыт при внедрении на строительный рынок первых кровельных сэндвич-панелей и опыт мировых лидеров в этой области, мы пришли к следующему выводу: чтобы максимально предотвратить возникающие ранее проблемы, связанные с эксплуатацией кровель из сэндвич-панелей, необходимо гидроизоляционного слоя. Но последние в основном используются в плоских кровлях и кровлях с малым уклоном. Кровельные сэндвич-панели нормально эксплуатируются, когда уклон кровли составляет более 5°, поэтому сегмент рынка зданий со скатными кровлями всегда будет повернут в сторону сэндвич-панелей. Думаю, рынок кровельных сэндвич-панелей будет развиваться с увеличением спроса на здания коммерческой недвижимости, имеющих в своей основе скатные кровли.
Виталий Аветиков, менеджер по продажам в Южном федеральном округе компании Kingspan
Главная проблема применения кровельных сэндвич- панелей заключается в выборе материала для их изготовления. Чтобы снизить степень пожарной опасности, применяют панели с теплоизоляционным слоем из минеральной ваты. Однако такое решение крайне недолговечно – как ни старайся, либо на нижнем листе панели будет выпадать конденсат, либо, что еще хуже, влага проникнет в толщу утеплителя, начнет перемерзать. Через одну-две зимы такая кровельная панель расслоится и выйдет из строя. Владельцу здания придется производить замену всей крыши.
Оптимальным решением для обеспечения высоких теплофизических характеристик и долговечности является применение в качестве теплоизоляции пенополиуретана (ППУ) или пенополиизоцианурата (ПИР). Единственной причиной, которая мешает широкому применению сэндвич- панелей с ППУ и ПИР в нашей стране, – отношение служб пожарной безопасности. Компания Kingspan постоянно проводит исследования по усовершенствованию и применению огнезащитных свойств ППУ и ПИР, стремясь к повышению огнестойкости конструкций.
Проблем с гидроизоляцией при грамотном монтаже у таких панелей быть не должно.
Вячеслав Чиркунов, генеральный директор Обнинского завода легких металлических конструкций
При возведении нового производственного здания для нашего завода мне предлагали выполнить крышу из кровельных сэндвич-панелей, однако эта идея была сразу мной отвергнута. Имея многолетний практический опыт строительства зданий из легких металлических конструкций различного назначения и разной сложности, основываясь на печальном опыте моих коллег, с которыми я общался лично, могу сказать однозначно: в условиях российского климата кровельные сэндвич-панели неприменимы. Несмотря на все ухищрения производителей, под воздействием снега и скопившегося льда стыки между панелями быстро расходятся, а сами панели – провисают.
Поэтому для нашего производственного здания была смонтирована кровля методом полистовой сборки из профлиста с утеплителем. Это самое надежное решение для промышленных объектов, дающее дополнительно выигрыш по стоимости. Экономия средств, по сравнению с кровельными сэндвич-панелями, составляет примерно 30%.
Андрей Бызов, ведущий эксперт Steelbuildings.ru Больше ЛМК в России
Специфику проблем применения кровельных сэндвич- панелей я бы разделил на две части.
Первая – это проблемы производственного характера, особенности нынешнего «бережливого» производства. Суть их в том, что заказчик никаким другим способом, как за свои деньги, не может проверить качество изготовления сэндвич- панелей тем или иным производителем. А в режиме экономии средств этот фактор начинает играть с удвоенной силой. Какой клей, какой утеплитель, какая технология? Данные факторы могут проявиться сразу в процессе монтажа или эксплуатации, через 2-3 года. Мне доводилось видеть объект, который возводила известная компания «Омни- Структуре» с применением кровельных сэндвич-панелей. Два года после монтажа они пытались всеми доступными методами и средствами гидроизолировать протекающие швы на кровле. На третий год было принято волевое решение – выполнить сплошную гидроизоляцию, положить дополнительные прогоны сверху и накрыть всю конструкцию еще одним (!) кровельным покрытием – профлистом. Цена вопроса для заказчика мне неизвестна, но, думаю, что он вряд ли был рад увидеть новый счет на оплату работ, которые он, вообще-то, не заказывал изначально. Просто так получилось…
Второй аспект – руки монтажников. Об этом писалось и говорилось многократно, думаю, эта тема неисчерпаема в современном российском строительстве. Как проверить, как поверить? Наша рекомендация всегда одна – выбирайте грамотных партнеров и поставщиков, работайте с профессионалами.
Есть еще одна рекомендация, которую в свое время дружно давали специалисты ведущих пост-советских профильных НИИ. С их точки зрения повальное увлечение кровельными сэндвич-панелями с утеплителем из базальтового волокна таит в себе одну серьезную проблему – отслаивание утеплителя от стального листа и расслоение собственно утеплителя. По их авторитетному мнению, никто из производителей не смог представить панель, которая выдержала бы необходимое количество циклов испытаний «снеговой» нагрузкой. Панели не показывали высокую способность эффективно нести нагрузку на макете в знакопеременном режиме – они расслаивались. В данном случае вопрос о гидроизоляции вообще не стоит.
На сегодняшний день появляются некоторые образцы интересных кровельных типов сэндвич-панелей известных западных производителей с эффективным нижним слоем из профлиста, позволяющим надеяться на удовлетворительные несущие характеристики всей конструкции в целом. Хотелось бы посмотреть на результаты их испытаний.
Самым интересным и правильным решением на сегодняшний день может являться только комплексно проработанная кровельная система, а не новый вид собственно покрытия. Например, старая добрая Баттлеровская кровельная система – MR-24 (США). Ее сейчас поставляет на нашем рынке один известный европейский поставщик, правда, под новым брендом.
Анна Савойская, начальник департамента по развитию и поддержке продукции Группы компаний «Металл Профиль»
В российском климате на кровельные сэндвич-панели, как, впрочем, и на любой другой кровельный материал, воздействует множество факторов: обильные снегопады, проливные дожди, сильные ветра, град.
Классическая кровельная трехслойная сэндвич-панель
Проблемное место кровельных сэндвич-панелей – стыки. Даже если удается добиться хорошей гидроизоляции стыков на стадии монтажа, в процессе эксплуатации термические деформации металла приводят к ослаблению стыков и проникновению влаги в сэндвич-панель снаружи и изнутри помещения. В результате минеральная вата намокает, теряет свои теплоизоляционные свойства, а влага в процессе циклов замораживания-размораживания постепенно будет разрушать сэндвич-панель.
Следующая проблема заключается в том, что кровельные сэндвич-панели, как правило, применяются на скатах с небольшим уклоном. На таких крышах неизбежно скапливается снег, потом он подтаивает, образуются наледи, снеговая нагрузка накапливается…
Зимой разница температур нижнего слоя трехслойной сэндвич-панели (находящегося в теплом помещении) и внешнего (на морозном воздухе) приводит к возникновению в сэндвич- панелях изгибных напряжений, которые складываются с напряжениями от снеговой нагрузки. Зачастую это приводит к деформациям трехслойных кровельных сэндвич-панелей (ТСП): смятию на опорах, прогибу в пролете. Причем такие деформации будут год за годом накапливаться. Не стоит забывать и о такой проблеме, как ползучесть сердечника – ухудшение прочностных характеристик волокнистых материалов со временем.
Смятие сэндвич-панели на опорах воздействует и на саморезы, которыесо временем начинают «вылезать» из ТСП. Из-за этого под прокладку самореза будет проникать влага, накапливаясь в сердечнике ТСП, начнет развиваться процесс коррозии самореза.
Специалистами уже неоднократно предпринимались попытки решить обозначенные проблемы. Например, известны случаи, когда проектировщики закладывали в проект кровельную панель гофрой вниз, «вверх тормашками». В таком случае сэндвич- панель монтируется гладкой поверхностью на улицу, и поверх нее можно уложить гидроизоляционную мембрану либо рулонную битумную гидроизоляцию. Это может обезопасить на какое-то время от протечек, но все равно, никто не знает, насколько долговечной окажется такая конструкция.
Есть еще одна проблема, связанная с применением кровельных сэндвич- панелей, о которой, почему-то, мало говорят. Заключается она в отсутствии в России «официальной» методики расчета и проверки качества изготовления сэндвич-панелей. При выборе толщины панелей проектировщики вынуждены ориентироваться только на результаты испытаний, проводимых производителями. Однако смена производителем поставщика минеральной ваты, металла, клея, или даже просто изменение температуры в цехе или режима нанесения клея, сразу же сказывается на технических характеристиках продукции. В таком случае надо проводить новые испытания, что делают единицы из нескольких сот производителей сэндвич-панелей.
Сейчас кровельные сэндвич-панели еще широко применяются благодаря возможности обеспечить высокую скорость монтажа. Но стоит ли так торопиться, если через несколько лет потребуется замена всей кровельной системы?
На мой взгляд, не стоит возлагать большие надежды на рынок кровельных сэндвич-панелей. За годы их применения накоплен большой негативный опыт – такие крыши текут, обрушаются.
Кровельная конструкция из сэндвич-панели поэлементной сборки «
Металл Профиль»
Компания «Металл Профиль» не закрывает глаза на существующие проблемы кровельных сэндвич-панелей, проводя входной контроль поступающего сырья и полный контроль выпускаемой продукции. Однако, чтобы в корне изменить ситуацию, «Металл Профиль» предлагает инновационное решение – сэндвич-панели поэлементной сборки (СП ПС).
СП ПС состоят из основы – сэндвич- профиля, в полости которого расположена легкая теплоизоляция, терморазделяющих полос, гидроизоляционной мембраны «Тайвек» и наружной облицовки. Сборка панелей происходит непосредственно на строительной площадке в процессе монтажа кровельных конструкций. Их можно использовать как основу под плоскую кровлю, монтировать сверху любое кровельное покрытие (различные виды профлиста, металлочерепицу). Гидроизоляционная мембрана под кровельным покрытием устраняет всякую возможность протечек, а механическое скрепление саморезами всех элементов системы – негативное влияние термических деформаций. Неизменность прочностных характеристик СП ПС не вызывает сомнений, так как их прочностные расчеты делаются по стандартным российским методикам.
Кровли из СП ПС можно устраивать на пролетах более 3 м, а так же на зданиях всех степеней огнестойкости и классов пожарной опасности, что подтверждено натурными испытаниями. Высокие теплотехнические характеристики позволяют применять СП ПС в любом регионе России.