Особенности и назначение наружных стен зданий со стальным каркасом

Особенности наружных стен

На конструкцию и тип наружных стен оказывают влияние следующие особенности зданий со стальным каркасом.

В зданиях со стальным каркасом нагрузки воспринимаются колоннами, так что оно не нуждается в несущих наружных стенах. Поэтому предпочтительны легкие стены. В конструкцию стен можно полностью или частично включать колонны.

Следует обращать внимание на положение колонн, размещенных в плоскости наружных стен, позади стен или перед ними.

Для опирания наружных стен могут использоваться наружные колонны, что дает экономию на фасадных стойках.

Наружные стены удобно крепятся к несущим конструкциям с помощью болтовых и сварных соединений.

Ветровые связи с диагональными стержнями решетки оказывают большое влияние на конструкцию наружных стен.

Следует обратить внимание на относительную свободу деформаций наружной стены и несущей конструкции, так как деформации стального каркаса от температурных изменений, вертикальных временных нагрузок и горизонтальных ветровых сил, а также вследствие колебаний из-за ветрового напора в высоких зданиях часто больше, чем при строительстве из тяжелых материалов (железобетон, кирпич).

Допуски в стальном каркасе благодаря точному предварительному изготовлению меньше, чем в конструкциях из других материалов.

Монтаж наружных стен часто можно объединить с монтажом стального каркаса.

Наружные стены (однослойные или многослойные) должны быть обязательно сборными.

Назначение наружных стен

Наряду с ограждением помещений от наружного пространства наружные стены должны выполнять многочисленные функции.

1. Защита от влажности

В самой простой форме это требование понимается как защита от дождя и снега.

Наружная стена должна быть также непроницаема для осадков и при ветровом напоре.

Важная функция наружной стены — защита от конденсата. Зимой теплый и влажный воздух помещений образует в наружных слоях стен конденсат. Если в теплое время года эта влага не успеет высохнуть, то накопление ее в стенах может продолжаться в течение нескольких лет. В результате может начаться разрушение стен из-за замерзания влаги в порах стены. Поэтому зачастую требуется устройство с внутренней стороны наружных стен- сплошной пароизоляции. Наиболее трудными местами являются переходы от наружных стен к кровле.

В очень влажных помещениях с неизбежными выпадениями конденсата на наружных стенах могут быть устроены специальные пористые слои, действующие как накопитель конденсата, которые испаряют накопленную воду в теплый период.

2. Защита от проникания воздуха

В наипростейшей форме это требование понимается только как защита от ветра. В полноценных наружных стенах требуется непроницаемость от ветрового напора.

Желательно также уплотнение стен для защиты от прохождения воздуха изнутри.

3. Теплозащита

Противосолнечная защита путем затенения окон и закрытых плоскостей стен.

Может быть предусмотрена постоянная защита от солнца выступающими экранами (вертикальными или горизонтальными) или облицовкой стеновых плоскостей. Возможна также подвижная защита от солнца — жалюзи и маркизы.

Противосолнечная защита путем отражения лучей от глухих стеновых плоскостей достигается их светлой окраской, а при остекленной поверхности — металлическим напылением.

Важнейшая функция каждой полноценной наружной стены — это изоляция от проникания тепла с ограничением его определенным количеством тепла в единицу времени.

Числовая мера k — в м²·°С·ч/ккал.

Благодаря накоплению тепла в массивных наружных стенах возможно естественное выравнивание температур — летом тепло накапливается за день вследствие солнечной радиации, за ночь оно вновь отдается наружу; зимой тепло, накопленное благодаря отоплению в течение дня, здание отдает также в ночные часы.

Легкие наружные стены могут аккумулировать тепло только в незначительном количестве. Поэтому аккумуляция тепла в фасадах с большой поверхностью остекления имеет лишь ограниченное значение.

4. Звукоизоляция

Защита от шума извне, прежде всего от шума, создаваемого движением уличного транспорта и самолетами.

Звукоизоляция между этажами и помещениями одного этажа. В звукоизолирующих перегородках или перекрытиях внутренние слои легких наружных стен легко проводят звук в соседние помещения.

Поглощение звука во внутренних помещениях с высокими акустическими требованиями.

5. Противопожарная защита

Наружная стена должна оградить здание от переброски огня от этажа к этажу. Официальные требования регулируют в большинстве случаев огнестойкость наружных стен и длину пути переброски огня.

Необходима изоляция внутренней зоны перекрытия, если внутри нее находятся не защищенные от пожара несущие элементы. Эта зона защищена от пожара сверху несущим перекрытием, снизу — подвесным потолком. Наружная стена должна снаружи перекрывать пространство внутри перекрытий.

Конструкция наружной стены должна создавать препятствие переброске огня из внутренних зон перекрытия в верхние этажи, если в этих зонах лежат горючие кабели или воздуховоды, по которым могли бы пройти горячие газы.

6. Статический расчет

Восприятие и передача боковых сил на колонны и перекрытия.

Восприятие и передача ветровых сил (напор и отсос) на несущие конструкции.

Передача собственного веса наружной стены на несущие конструкции.

В порядке исключения: передача нагрузок от перекрытий или покрытий.

Комбинация требуемых свойств

Все качества не всегда необходимы для каждой стены. Самые невысокие требования предъявляются к таким открытым зданиям, как галереи, балконы, перроны, открытые гаражи или такие части здания, как, например, перила как средство, гарантирующее от падения; решетки или легкие экраны как зрительное ограждение помещений.

Дополнительные требования ставятся при проектировании неотапливаемых зданий, например складских помещений: непроницаемость для атмосферных осадков, непроницаемость для ветрового давления, противопожарная защита.

К полностью защищенным отапливаемым зданиям добавляются еще многие требования, среди которых на первом месте требование теплоизоляции.