Краткий сравнительный анализ нескольких распространённых систем металлической кровли

A металлическая кровельная система подразумевает кровельную конструкцию, в которой в качестве кровельного материала используются металлические листы, объединяющие несущую конструкцию, гидроизоляционный и теплоизоляционный слои. Согласно определению, приведённому в «Технических требованиях к фонарям и металлическим кровлям (JGJ255-2012)», металлическая кровля состоит из металлических панелей и поддерживающей системы, которая не воспринимает нагрузку от основной несущей конструкции здания и образует угол менее 75° с горизонтальным направлением. Основными материалами для панелей являются: стальные листы, алюминиевые листы, листы из алюминиевых сплавов, а также медные и нержавеющие стальные листы.

Основные характеристики металлических кровель:

А. Высокая функциональность.

При соблюдении архитектурных функциональных требований такая кровля обеспечивает выполнение всех необходимых требований: отвода воды, теплоизоляции, вентиляции и звукоизоляции.

Б. Лёгкая и простая конструкция.

По сравнению с бетонными кровельными системами металлические кровельные системы имеют более тонкие несущие слои, более лёгкие опорные конструкции, большие пролёты и способны адаптироваться к сложным архитектурным формам.

C. Гибкость строительства и короткий срок монтажа.

В процессе строительства металлические кровельные системы в основном позволяют применять полностью предварительно изготовленный метод монтажа, при котором большая часть работ выполняется на заводе или в цехе по обработке на строительной площадке. Монтаж на месте менее подвержен влиянию сезонных и погодных условий. По сравнению с традиционными крышами эффективность монтажа чрезвычайно высока, что позволяет значительно сократить сроки монтажа.

D. Хорошая экономическая эффективность.

По сравнению с традиционными крышами металлические кровли обладают очевидными экономическими преимуществами при больших пролётах и сложных формах кровли.

Классификация и основная конструкция металлических кровельных панелей

В настоящее время в инженерной практике различные металлические кровли, как правило, различают и классифицируют в зависимости от способа крепления металлических кровельных панелей.

1. Система металлической кровли с наружным креплением

Этот тип кровельной системы применяется уже давно и является относительно распространённым. В такой системе кровельные панели крепятся к несущим прогонам при помощи саморезов. Крепёжные саморезы проходят непосредственно сквозь кровельные панели. Чтобы предотвратить протечки в местах проникновения, крепёжные саморезы, как правило, оснащаются специальными уплотнительными прокладками и гидроизоляционными шайбами. Другой метод заключается в использовании герметичных слепых заклёпок с резиновыми прокладками для фиксации панелей.

Преимущества

• Простая конструкция, лёгкий монтаж
• Низкая стоимость, подходит для проектов с ограниченным бюджетом
• Лёгкое обслуживание и замена

Ограничения

• Потенциальный риск протечек в местах проникновения
• Крепёжные элементы подвержены старению из-за длительного воздействия внешней среды
• Сравнительно низкая эстетическая привлекательность

Применения

Промышленные предприятия, склады, временные сооружения и т. д.

👉 Чтобы ознакомиться с конфигурациями систем и конструктивными решениями, обратитесь к: Странице решений для кровельных систем
👉 Чтобы посмотреть реальные результаты применения, посетите: Страницу примеров проектов

2. Система металлической кровли со скрытым креплением

Этот тип кровельной системы впервые появился в Австралии, поэтому её также называют австралийской панелью с закрытым креплением. Конкретные типы панелей подбираются в пару с соответствующими кронштейнами для монтажа. При монтаже кронштейны сначала крепятся к несущим прогонам или основанию, а кровельные панели соединяются друг с другом и с кронштейнами посредством скрытых защёлкивающихся соединений.

Преимущества

• Чистый и аккуратный внешний вид с превосходной эстетикой
• Превосходные гидроизоляционные характеристики по сравнению с проникающими системами
• Отсутствие видимых крепёжных элементов обеспечивает повышенную долговечность

Ограничения

• Требуется определённая точность при монтаже
• Ограниченная способность компенсировать тепловое расширение и сжатие

Применения

Коммерческие здания, офисные здания и промышленные объекты небольшого и среднего размера

3. Система металлической кровли с фальцевым соединением (низкопрофильный фальц)

Этот тип кровельной системы обычно также называют кровельной системой из металлических панелей с низкопрофильным фальцевым соединением. Для различения в настоящем документе она именуется просто «кровельная система из металлических панелей с фальцевым соединением». В зависимости от степени взаимного зацепления она подразделяется на одинарный и двойной фальц. Кровельные панели изготавливаются методом механического профилирования. При монтаже специальные крепёжные элементы сначала фиксируются к несущим прогонам, после чего смежные кровельные панели и соединительные крепёжные элементы взаимно защёлкиваются и затем механически или вручную запираются, формируются и фиксируются.

Преимущества

• Хорошая конструктивная устойчивость
• Высокая водонепроницаемость
• Подходит для сложных кровельных конструкций

Ограничения

• Относительно сложный процесс монтажа
• Высокие требования к строительной технике

Применения

Промышленные предприятия, логистические центры и отдельные общественные здания

4. Система металлической кровли с фальцевым соединением (вертикальный фальц)

Такой тип кровельной системы обычно называют системой металлической кровли с вертикальным фальцем высокого профиля, также известной как фальцевая панель Lok. Металлические панели изготавливаются методом механического проката для формирования выступающих (мужских) и впадающих (женских) замковых кромок. При монтаже специальные Т-образные крепёжные скобы из алюминиевого сплава сначала крепятся к несущим прогонам. Затем кровельные панели и Т-образные скобы соединяются между собой посредством замкового зацепления, после чего соединение окончательно фиксируется и формируется механическим или ручным способом.

Преимущества

• Отличные гидроизоляционные характеристики (без перфорации)
• Превосходная стойкость к тепловому расширению и сжатию
• Подходит для крыш с большим пролетом
• Современный внешний вид с целостной эстетикой

Ограничения

• Относительно высокая стоимость
• Требует высокого уровня строительной квалификации

Применения

Аэропорты, конгресс-центры, спортивные арены, промышленные объекты премиум-класса

5. Система металлической кровли с плоским замком

Такие металлические панели, как правило, изготавливаются методом механической штамповки или ручной резки. При монтаже специальные замковые крепёжные скобы сначала фиксируются на основании, после чего кромки панелей загибаются и защёлкиваются в замковые скобы для надёжного крепления.

Преимущества

• Гибкость проектирования, подходит для сложных поверхностей
• Высокая архитектурная выразительность
• Позволяет реализовать индивидуальный дизайн

Ограничения

• Более низкая эффективность монтажа
• Более высокие затраты на рабочую силу
• Большая зависимость от опыта строителей

Применения

Фасады зданий, крыши нестандартной формы, архитектурные проекты премиум-класса

Сравнительная таблица систем металлических кровель

На основе вышеизложенного и инженерного опыта:

а. Основные материалы для поверхности металлической кровельной системы представляют собой тонкие металлические листы. Под влиянием механической обработки и ограничений физических свойств материала их толщина в большинстве случаев составляет менее 1,0 мм. Поэтому при выборе поверхностных материалов основным критерием становится коррозионная стойкость самого материала.

б. Помимо теплоизоляционных характеристик, необходимо учитывать также огнестойкость кровельных теплоизоляционных материалов. В настоящее время основными используемыми кровельными теплоизоляционными материалами являются базальтовая вата и стекловата; кроме того, постепенно начинают применяться и некоторые новые теплоизоляционные материалы, например, пеностекло.

в. Типы и количество основных комплектующих существенно не различаются. Сравнительно говоря, для низкопрофильных фальцевых металлических кровель требуется меньше комплектующих.

Исходя из приведённого выше анализа, при выборе подходящей металлической кровельной системы для здания необходимо учитывать не только расчётный срок службы, местные климатические условия и эксплуатационные характеристики системы, но и форму здания, а также эстетические требования. На практике внешний вид металлической кровельной системы зачастую играет ведущую роль в строительных проектах. Поэтому, когда строительные компании предлагают или разрабатывают решения для кровли, им в первую очередь необходимо понять конкретные требования архитектора или заказчика к внешнему облику здания, а затем уже учитывать конкретные эксплуатационные требования к зданию.

Как правило, здания с низкими эстетическими требованиями могут использовать металлические кровли с креплением сквозными крепёжными элементами или скрытым креплением. Однако кровли со сквозным креплением лучше всего подходят для временных зданий или зданий с низкими требованиями к водонепроницаемости, чтобы последующее техническое обслуживание и замена не влияли на нормальную эксплуатацию. Для общественных зданий с высокими эстетическими требованиями, большой площадью или пролётами, а также длительным сроком службы предпочтительными являются кровельные системы из металлических листов с фальцевым или замковым соединением. Если на кровле здания требуется применение различных материалов — например, камня, различных типов металлических панелей или стекла — с использованием двухслойной кровельной системы, то в качестве первого выбора рекомендуется фальцевая металлическая кровля.

Когда металлическая кровельная панель используется непосредственно в качестве поверхностного слоя или, для зданий небольшого размера, сложной формы и с высокими эстетическими требованиями, предпочтительной является система металлической кровли с фальцевым соединением стоячего шва. Применение систем плоской фальцевой кровли, как правило, прямо указывается архитектором или заказчиком, однако следует учитывать, что такая кровля должна крепиться на внутреннюю гидроизоляционную систему, её площадь применения не должна быть чрезмерно большой, а сами панели имеют относительно небольшие размеры.