Рис. 5
Кровельная конструкция со светопропускающим заполнением из акрила (CAODURO).
Рис. 6
Конструкция со светопропускающим заполнением из ПВХ (ONDEX, концерн SOLVAY)
Рис. 7
Примеры применения поликарбоната:
А - POLYGAL
Рис.7
Примеры применения поликарбоната:
Б - CAODURO
Рис. 8
Конструктивный узел (по материалам фирмы POLYGAL).
Одним из первых материалов, на который упал взгляд конструкторов в поисках
альтернативы стеклу, был полиметилметакрилат (акрил), в просторечии именуемый
органическим стеклом. Акрил был изобретен немецкими учеными в 1933 году. Это
абсолютно бесцветный материал, который выдерживает большой механический вес,
а, самое главное, легок в обработке и замечательно поддается горячему формованию.
Помимо монолитных листов, в которых сказывается высокая эластичность материала,
стали также применять листы структурированные, в поперечном сечении представляющие
собой ряд воздухом наполненных каналов, разделенных тонкими перегородками. В
таком решении имеется сразу три плюса: листы стали заметно легче, значительно
улучшились теплоизоляционные свойства воздушных каналов, поперечные перегородки
стали одновременно исполнять роль продольных ребер жесткости, позволив тем самым
достичь очень высокой конструктивной прочности материала по отношению к его
весу (и облегчить тем самым конструкцию несущих элементов). Еще одним достоинством
акрила стал высокий уровень пропускания им ультрафиолетовых лучей, благодаря
чему возможно загорать под естественными солнечными лучами в помещениях, закрытых
прозрачной кровлей из структурированного акрила. В свое время это обусловило
широкое применение подобных перекрытий в конструкциях разного рода естественных
соляриев и бассейнов.
Но все же свойства акрила не во всем удовлетворяли проектировщиков - это заставляло
продолжать поиски других полимерных материалов. В середине 70-х годов был изобретен
поликарбонат, который открыл новые возможности в применении полимерных материалов.
Используются в строительстве также и полимерные материалы из ПВХ.
Поликарбонат представляет собой полимер, свойства и стабильность которого позволяют
отнести его к пластическим материалам инженерного класса. Его физико-механические
качества остаются неизменными в гораздо более широком, чем у акрила, диапазоне
температур (от -45°С до +120°С), а ударная стойкость поликарбоната выше, чем
стекла, в сто раз и выше, чем акрила, почти в десять раз.
В современном строительстве поликарбонат применяется в двух видах - в виде
монолитных и структурированных листов различной толщины.
Монолитный поликарбонат редко используется в горизонтальных перекрытиях (он
слишком дорог для этого), но является идеальным материалом, из которого путем
горячего формования получают элементы криволинейной формы. Это различные купола
с круглым, квадратным или прямоугольным основанием, протяженные модульные световые
фонари с неограниченной длиной и отдельные секции огромных куполов, достигающие
8-10 м в диаметре (легко транспортируемые и собираемые).
Современные технологии позволяют изготавливать изделия из монолитного поликарбоната
с ребрами жесткости, что делает их пригодными для самонесущих перекрытий. В
этом случае необходимость в применении металлического каркаса отпадает, благодаря
чему отсутствуют "мостики холода" и возможность выпадения конденсата.
Структурированные листы (порой именуемые сотовыми или ячеистыми) - это наиболее
распространенный вид поликарбоната, применяемый в строительной индустрии сегодня,
в основном используемый в горизонтальных либо арочных перекрытиях - крышах,
навесах, зенитных фонарях и т.д.
Структурированные поликарбонатные листы производят методом экструзии, при этом
происходит плавление гранул и выдавливание полученной массы через особое устройство,
форма которого определяет строение и конструкцию листа.
К основным достоинствам структурированных поликарбонатных листов относятся:
малый удельный вес (от 1,5 до 3,5 кг/м2), что позволяет проектировать легкие
конструкции с большим количеством дизайнерских возможностей и удешевляет стоимость
покрытия;
высокие теплоизоляционные свойства (коэффициент приведенного сопротивления
теплопередаче составляет 0,36 - 0, 57 м2С/Вт);
высокая ударная прочность (к примеру, в районе Флориды с сильными ветрами
такие листы применяются для покрытия зданий и предохраняют их от летящих предметов);
высокая несущая способность (до 250 кг/м2 при шаге обрешетки 1-2 м), которая
сохраняется в температурном режиме от -40°С до +120°С;
прозрачность;
гибкость, позволяющая легко изготавливать арочные перекрытия;
высокая химическая стойкость;
долговечность (гарантированный срок службы - 10-12 лет);
низкая горючесть.
У поликарбоната, как и у каждого материала, есть и некоторые недостатки, на
которые необходимо обращать внимание при его использовании. Поликарбонат, как
и любой пластический материал, подвержен температурному расширению в большей
степени, чем материалы конструкций. Это свойство требует особого технического
решения при проектировании, особенно в плоских покрытиях больших размеров. Возможны
также механические повреждения поверхности листов, как и у стекла, например.
Для решения этой проблемы поверхность листов можно обрабатывать специальным
покрытием либо сохранять защитное полиэтиленовое покрытие до окончания монтажа.
Чем опасна высокая герметизация пластиковых окон?
Подробнее >>>
На отечественном рынке представлены поликарбонатные панели различных производителей.
Общим для них (как уже упоминалось выше) является следующее: это прозрачные,
легкообрабатываемые панели, обладающие малым удельным весом, высокими теплоизоляционными
свойствами и исключительной ударной стойкостью. Основной областью их применения
являются арочные, горизонтальные и наклонные (реже - вертикальные) светопропускающие
перекрытия в различных жилых, общественных и индустриальных зданиях и сооружениях.
Поликарбонатные структурированные листы широко используются во всех развитых
странах мира, в конструкциях спортивных и выставочных залов, крытых пешеходных
переходов, заводских цехов и торговых комплексов. За четверть века своего развития
индустрия выработала ряд стандартов, в том числе и на толщину панелей: 4, 6,
8, 10, 16 и 25 мм. Выпускаются панели толщиной 32 мм, но на российском рынке
они пока редкость. Стандартизованы и горизонтальные размеры - подавляющее большинство
предприятий выпускает листы шириной 2100 и длиной 6000 или 12 000 мм. Некоторые
фирмы, впрочем, способны поставлять своим заказчикам листы гораздо большей длины.
Говоря о толщине панелей, необходимо заметить следующее: панели толщиной 4 и
6 мм не являются конструкционными материалами и не предназначены для использования
в наружных конструкциях, особенно в регионах с высокими снеговыми либо ветровыми
нагрузками. Основная область применения подобных панелей - рекламные щиты, световые
короба, а также различного рода вывески и надписи. Для использования в архитектурных
целях рекомендуются материалы от 8 до 16 мм, а там, где необходима особо высокая
теплоизоляция, - 25 мм или толще.
Несколько отдельных слов следует сказать об ещё одной области применения структурированного
поликарбоната - это аграрный сектор. Сочетание высокой прозрачности вкупе с
достаточно высоким светорассеиванием (исключающим ожоги растений прямыми солнечными
лучами), отличной теплоизоляцией и долговечностью делает поликарбонатные панели
незаменимым материалом для изготовления крупных промышленных теплиц и парников.
Хотя поликарбонат менее, чем стекло, проницаем для УФ-излучения, доля проникающего
сквозь него ультрафиолета достаточна для нормального развития растений. Оптимальными
для такого использования следует признать панели толщиной 8 мм вследствие удачного
сочетания цены, пропускающей способности и прочностных качеств. Особо хотелось
бы отметить, что ряд ведущих фирм-изготовителей предлагает панели с покрытием
"antifog", которое предотвращает образование капель воды на внутренней
стороне панели. А отсутствие конденсата способно заметно повысить общий уровень
освещенности внутри теплицы.
Если же попытаться понять, в чем состоят различия между поликарбонатными листами
производства различных фирм, то здесь, в первую очередь, следует заметить разницу
в поперечных сечениях панелей. Фирмы варьируют толщину наружных поверхностей
и продольных перегородок, а также расстояние между ними. Для увеличения жесткости
вводят в перегородки дополнительные диагональные или Х-образные элементы, разрабатывают
свои собственные системы монтажа и крепления панелей (рис.3.5.5).
Уникальная конструкция, например, разработана предприятием POLYGAL - TRIPLE-CLIP.
Данная специальная алюминий-поликарбонатная система панелей и особых профилей
позволяет с минимальными трудозатратами собрать гладкую, практически без стыков
поверхность. Более того, применение подобной системы исключает для строителей
и проектировщиков необходимость задумываться над проблемой компенсации линейного
термического расширения поликарбоната - общей беды практически всех термопластиков.
Особым образом сконструированные алюминиевые профили вкупе со специальной заделкой
продольных краев поликарбонатных панелей исключают возможность коробления материала
при нагревании и обеспечивают полную герметичность стыков. Имеются и другие
различные системы для надежного монтажа поликарбонатных панелей.
Поликарбонатные панели, очевидно, не являются универсальными заменителями стекла
или стеклопакетов в любых конструкциях, но, будучи грамотно применёнными, безусловно,
способны помочь архитекторам в разработке долговечных, комфортабельных, пластически
разнообразных проектов зданий и сооружений.
