Профили и сплавы подсистемы вентилируемых фасадов: L, омега, T, Z, алюминий и сталь
Сечение, сплав и обработка поверхности определяют жёсткость подсистемы, её деформации и срок службы. Сравните варианты и избегайте пар металлов, которые корродируют.
Профили подсистемы выбирают один раз, и затем они десятилетиями стоят за облицовкой. Сечение, сплав и обработка поверхности определяют жёсткость каркаса, его расширение и срок службы. В статье сравниваются формы профилей, металлы и электрохимические пары, которые незаметно разрушают конструкцию на объекте.
Формы профилей и их задачи
| Форма | Роль | Типовое применение |
|---|---|---|
| L (уголок) | Универсальная вертикальная направляющая | Лёгкая облицовка, кассеты, панельные системы |
| Омега, или шляпный | Основная несущая направляющая с высокой жёсткостью | Кассеты, керамогранит на клямерах |
| T | Удерживает шов между двумя панелями | Видимое крепление на вертикальных швах плитки и плит |
| Z | Горизонтальные направляющие и рейки | HPL и подобная облицовка на горизонтальном слое, перекрёстные схемы |
Практические правила: толщина стенки алюминиевого профиля начинается от 1,2 мм, стального — от 1,0 мм; обычны профили длиной до 6 м; сечение выбирают по расчёту. Профиль, подобранный «на глаз», может пройти проверку по нагрузке и не пройти по жёсткости, потому что прогиб длинной направляющей под ветром монтажник потом видит как волнистый фасад.
Алюминий: 6060 и 6063
Экструдированные профили подсистемы делают из сплавов Al-Mg-Si серии 6xxx. На чертежах встречаются два названия: EN AW-6060 и EN AW-6063, обычно в состоянии T5, T6 или T66. Для этого применения они ведут себя одинаково: хорошая экструдируемость и качество поверхности, умеренная прочность, хорошая коррозионная стойкость в атмосфере. Обозначения из других стран, например АД31, относятся к тому же семейству и примерно соответствуют EN AW-6063; не оставляйте их единственным описанием, потому что инженеру нужны состояние поставки и класс допусков.
Что указать на чертеже:
- сплав и состояние, например EN AW-6060 T66;
- условия поставки и допуски по EN 755;
- поверхность: без покрытия, анодированная или с порошковой окраской, с толщиной слоя, если она нормируется;
- сертификат завода на каждую поставку.
Экономия на неуказанном «алюминиевом профиле» — то, с чего начинаются проблемы: толщина стенки меньше проектной, состояние мягче, и каркас прогибается больше расчётного. Алюминий втрое менее жёсткий, чем сталь (модуль около 70 ГПа против около 210 ГПа), поэтому при том же сечении прогиб в три раза больше, и определяющей часто оказывается жёсткость, а не прочность.
Ни один грузинский норматив не охватывает алюминиевые конструкции. Обычная расчётная база — EN 1999-1-1, а для продукции — EN 755 и EN 573. Согласуйте это с экспертом в начале проекта. Изготовление обычно контролируют по EN 1090.
Обработка поверхности
Алюминий без покрытия сам образует оксидную плёнку и допустим для скрытых каркасов в неагрессивном воздухе. Анодирование или порошковая окраска добавляют защиту там, где профиль виден через открытые швы или воздух солёный. Порошковая окраска должна закрывать торцы реза и отверстия, сделанные на объекте, или их нужно подкрашивать, поскольку именно с голого металла начинается разрушение.
Оцинкованная и нержавеющая сталь
- Оцинкованная сталь с полимерным покрытием. Прочная, жёсткая, с малыми температурными деформациями. Для несущих частей выбирайте цинковое покрытие не менее 275 г/м² и считайте каждую кромку реза и каждое просверленное отверстие слабым местом. Для побережья нужна более толстая система или нержавейка.
- Нержавеющая сталь. Марки A2 и A4 (последняя — для воздействия хлоридов, как на побережье Чёрного моря). Это стандарт для анкеров, заклёпок и саморезов и хороший выбор для кронштейнов на фасаде с толстым утеплителем благодаря низкой теплопроводности.
Сравнение
| Свойство | Алюминий 6060/6063 | Оцинкованная сталь | Нержавеющая A2/A4 |
|---|---|---|---|
| Масса системы | Лёгкая | Средняя | Тяжёлая |
| Температурное расширение, на К | Около 23 × 10⁻⁶ | Около 12 × 10⁻⁶ | Около 16 × 10⁻⁶ |
| Жёсткость (E) | Около 70 ГПа | Около 210 ГПа | Около 200 ГПа |
| Коррозионное поведение | Самопассивируется; чувствителен к контакту с некоторыми металлами и к сильным щелочам | Зависит от покрытия; кромки под угрозой | Лучшее; A4 — для хлоридов |
| Подходит для | Высотных зданий, сейсмических зон, длинных пролётов | Жилых и коммерческих зданий средней высоты | Крепежа, кронштейнов, побережья и агрессивных объектов |
Температурные деформации не малы
Алюминиевый профиль длиной 3 м при перепаде 80 К между холодной ночью и солнечным летним днём удлиняется примерно на 3000 × 23 × 10⁻⁶ × 80 ≈ 5,5 мм. Профиль 6 м смещается примерно на 11 мм. Сталь — примерно вдвое меньше. Поэтому профилю нужны одна неподвижная и скользящие точки и зазор 8–10 мм между соседними профилями в колонне. Крепления облицовки подчиняются той же логике. См. деформационные швы и кронштейны.
Гальванические пары
Когда два разных металла соприкасаются при наличии влаги, корродирует менее благородный. Влажный воздух в зазоре — именно такая среда.
| Пара в контакте | Риск | Мера |
|---|---|---|
| Алюминий с нержавеющей сталью | Низкий в атмосфере, но не нулевой в солёном воздухе | Применять изолирующие шайбы или втулки на заклёпках и болтах |
| Алюминий с оцинкованной сталью | Умеренный; первым уступает цинк | Изолирующая прокладка между кронштейном и профилем |
| Алюминий с простой углеродистой сталью | Высокий | Избегать; не использовать стальные саморезы без покрытия |
| Алюминий с медью или её сплавами | Высокий | Избегать, включая медные отливы, с которых вода стекает на каркас |
| Оцинкованная сталь с нержавеющей | Умеренный, локально на цинке | Изолировать там, где поверхность долго остаётся влажной |
Кроме того, алюминий реагирует с влажным раствором, штукатуркой и бетоном, поэтому каркас не должен с ними непосредственно контактировать. Анкеры — обычное место, где сталь встречается с алюминием; материал анкера и шайбы указывают на чертеже и в спецификации. См. анкеры и основания.
Чек-лист для спецификации
- Форма профиля, сечение и толщина стенки для каждой зоны фасада.
- Сплав и состояние либо марка стали и масса покрытия.
- Длина, зазор в стыке и положение неподвижных и скользящих точек.
- Материал каждого крепежа и изоляция между разнородными металлами.
- Отделка поверхности и обработка кромок реза.
Выбор для грузинского объекта
- Тбилиси и внутренние районы. Алюминий или оцинкованная сталь с подходящим покрытием; крепёж из нержавейки.
- Батуми и побережье. Соль в воздухе ускоряет разрушение. Предпочтительны алюминий с защитной отделкой и крепёж из нержавеющей стали A4 либо нержавеющие кронштейны, с изоляцией каждого контакта разнородных металлов.
- Высотные и сейсмические случаи. Масса важна для сейсмической нагрузки, что говорит в пользу алюминия, но проверяйте жёсткость. В Тбилиси и Кутаиси расчётная интенсивность — 8 баллов по MSK-64, в Батуми — 7.
Какой бы материал ни был выбран, запросите документы на продукцию, требуемые Постановлением Правительства Грузии № 476 от 1 октября 2018 г., и оценку производителя на систему подсистемы. Полная логика выбора облицовки и подсистемы — в разделе выбор системы; чтобы заказать спецификацию подсистемы, пришлите нам чертежи.