Формула надежности. Инновационная фасадная система HILTI

В компании HILTI нашли оригинальное решение для повышения надежности фасадов, в особенности с большими относами облицовки от несущего основания. Пилоны, пилястры и каннелюры теперь можно выполнять без существенного увеличения бюджета, но не в ущерб прочности и надежности

mainImg
Компaния:
представительство компании HILTI на Архи.ру



Увлечение современных архитекторов пластическими характеристиками объекта, безусловно, идет на пользу его эстетическим качествам, но часто становится головной болью для инженеров. Выступающие фигурные карнизы и массивные пилоны, глубокие откосы и выносы каменных балконов, вес которых превышает стандартную облицовку, всегда требуют отдельных расчетов, поскольку к нормальным ветровым нагрузкам на такие элементы подключаются еще и боковые. В этих случаях необходимо обеспечивать жесткость фасадной конструкции сразу в двух направлениях, дабы избежать раскачивания фасадных элементов при экстремальных ветрах.

Согласно СП 20 СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» ветровое воздействие принимается в виде равномерно распределенной нагрузки в пределах высоты здания. Причём для навесных фасадных систем необходимо учитывать пиковые положительные w+ и отрицательные w- воздействия ветровой нагрузки, которые зависят в том числе от пиковых значений аэродинамических коэффициентов положительного ветрового давления (+) или отсоса (-). 

Значения аэродинамических коэффициентов для отдельно стоящих зданий могут быть определены по СП20. Для остальных случаев их следует определять при помощи методов ветрового моделирования. Однако полученные значения зачастую не учитывают частные архитектурные особенности здания, как например, пилястры, полуколонны или карнизы, выступающие за плоскость основного фасада или расположенные на внешнем углу. Очевидно, что на данные элементы приходится увеличенное ветровое воздействие и при расчёте облицовок и их несущих каркасов следует уделять особое внимание не только величине ветровой нагрузки, в зависимости от расположения рассчитываемого элемента на плоскости фасада (в зоне действия положительного или отрицательного ветрового давления), но и направлению действия ветровой нагрузки на каждую плоскость облицовки фасада в различных сочетаниях. 

Внешний вид выступающего элемента навесного фасада и вариант приложения ветровой нагрузки на него приведены на рисунке 1.
  • zooming
    Рис. 1.1. Внешний вид выступающей пилястры
    Предоставлено Hilti
  • zooming
    Рис. 1.2. Схема приложения ветровой нагрузки на горизонтальном разрезе выступающей пилястры (пример)
    Предоставлено Hilti

На рисунке 1 видно, что величины компонента боковой нагрузки равны пиковым значениям и при значительном выносе облицовки суммарное ветровое воздействие на архитектурный элемент и его несущий каркас может значительно возрасти. К тому же боковая нагрузка меняет направление вектора перемещений облицовочной и подоблицовочной конструкции, что необходимо учитывать при проектировании и расчётах по второй группе предельных состояний. 

Наиболее распространенным типом фасадной системы с воздушным зазором является конструкция, состоящая из L-образных кронштейнов из алюминия или стали, к которым при помощи заклепок или саморезов крепятся вертикальные профили, на них фиксируется фасадная облицовка. При этом консоли у кронштейнов на всей ветке вертикального профиля находятся в одной плоскости, и, следовательно, при боковой нагрузке жесткость такой системы в горизонтальном направлении может оказаться недостаточной, особенно при больших вылетах облицовки.
Рис. 2. Внешний вид рядовой (лёгкой) фасадной подсистемы
Предоставлено Hilti

Зачастую решение задач, связанных с повышением надежности и несущей способности фасадной системы, приводит к увеличению металлоемкости и влечет за собой увеличение стоимости, а также ухудшение теплотехнических характеристик стены, поскольку увеличение количества кронштейнов приводит к повышению теплопотерь. Причем, многие факторы становятся ясными только на начале монтажа, когда основные решения уже приняты. Это в свою очередь приводит к незапланированному увеличению сроков реализации проекта и его стоимости. 

Как совместить надежность конструктива со стремлением к энергоэффективной архитектуре и при этом оставаться в рамках ограниченного бюджета? Рассмотрим основные методы увеличения жесткости подсистем навесных фасадов.


1. Укосины, раскосы и их варианты

Зачастую после монтажа натурного образца на проекте заказчик при его осмотре обращает внимание на множество вещей: как выглядит облицовка, какая величина рустов, какое сочетание с выбранной профильной системой СПК и стеклом, подход к организации работ подрядной организации и прочие моменты, и в итоге не получает должного положительного эффекта от предложенного технического решения, так как при визуальном осмотре образец имеет подвижность в плоскости, параллельной плоскости фасада. Быстрым решением для повышения жесткости системы является применение различного типа раскосов и/или укосин (см. рисунок 3). 
  • zooming
    Рис. 3. Вариант укрепления системы в плоскости фасада
    Предоставлено Hilti
  • zooming
    Рис. 4. Вариант укрепления системы в плоскости фасада
    Предоставлено Hilti

Как видно из рисунков 3 и 4, раскосы соединяют смежные профили, придавая общую пространственную жесткость конструкции. Однако эти меры приводят к усложнению монтажа каркаса, а также удорожанию подсистемы за счет добавления дополнительного профиля, заклепок и дополнительных кронштейнов, анкеров, термомостов и шайб. Что в свою очередь ухудшает теплотехнические характеристики здания из-за добавления дополнительных элементов, контактирующих с основанием. 
2. Применение П-образных кронштейнов и профилей 

Одним из популярных решений для повышения жесткости системы является применение усиленной подконструкции. В этом случае применяются П-образные кронштейны и профили с развитым сечением. Данный тип конструктива системы позволяет несколько сократить количество кронштейнов за счет более развитых профилей, однако сами кронштейны обладают большой металлоемкостью, что в свою очередь негативно влияет на энергоэффективность ограждающей конструкции и имеет более высокую стоимость по сравнению с аналогичной рядовой системой на L-образных кронштейнах. Однако консоли кронштейнов такой системы ориентированы в одной плоскости и при вылетах более 200 мм также имеют подвижность в плоскости, параллельной фасаду, и не позволяют достичь достаточной пространственной жесткости, и по-прежнему могут потребовать дополнительных усилений. 
zooming
Рис. 5. Внешний вид межэтажной (тяжёлой) фасадной подсистемы
Предоставлено Hilti
3. Новая система HILTI
Специалисты компании HILTI разработали эффективное решение, позволяющее обеспечить необходимую жесткость и несущую способность системы в плоскости, параллельной фасаду, в том числе при действии боковой нагрузки на выступающих частях здания или архитектурных элементах. Основной особенностью нового решения является расположение кронштейнов с консолями во взаимно перпендикулярных плоскостях на одном вертикальном профиле. 
Рис.6. Новая фасадная система Hilti (защищено патентом)
Предоставлено Hilti
 
Несущий L-образный кронштейн, который воспринимает весовую нагрузку, располагается вертикально и соединяется с профилем при помощи вытяжных заклепок. Ветровые L-кронштейны с уникальной геометрией, воспринимающие ветровую нагрузку, располагаются горизонтально и соединяются с вертикальным профилем при помощи самореза. Именно за счет ветровых кронштейнов достигается необходимая жесткость и несущая способность системы в горизонтальной плоскости.

Схема крепления несущего профиля с горизонтальным кронштейном приведена ниже.
zooming
Рис. 7. Порядок крепления вертикального профиля к ветровому кронштейну Hilti
Предоставлено Hilti

Важной особенностью новой разработки является симметричная конструкция кронштейна, что позволяет существенно снизить нагрузку на пяту кронштейна и на анкер. Например, пята кронштейна является самым нагруженным элементом в случае монтажа на основаниях с высокой несущей способностью, а анкер в свою очередь является слабым местом системы в случае оснований с низкой несущей способностью. Поэтому снижение нагрузки в этих точках является критически важным для повышения надежности всей конструкции фасада.

Благодаря этой особенности при применении новой системы требуется меньшее количество кронштейнов в сравнении с системами, в которых консоли всех кронштейнов ориентированы в одной плоскости. Это положительно влияет на энергоэффективность за счет снижения количества теплопроводных включений и улучшает экономическую эффективность за счет оптимизации металлоемкости системы. 
zooming
Рис. 8. Таблица расчетов коэффициента теплотехнической однородности
Предоставлено Hilti

Дополнительным преимуществом новой фасадной системы HILTI является увеличение скорости сборки. Это достигается за счет самосверлящего шурупа из коррозионностойкой стали. Благодаря такому способу соединения профиля с кронштейном исключается влияние человеческого фактора при монтаже в части соблюдения подвижного соединения в опорном кронштейне. Этот способ позволяет заменить две операции – сверление отверстий строго в середине овальных отверстий ветрового вертикально ориентированного кронштейна и установку двух заклепок с динстанционером для компенсации термических расширений – одной: закручиванием шурупа. 
  • zooming
    Рис. 9. Анкерное крепление алюминиевого фасадного кронштейна
    Предоставлено Hilti
  • zooming
    Рис. 10. Анкерное крепление алюминиевого фасадного кронштейна
    Предоставлено Hilti

В случае применения новой системы HILTI температурные расширения компенсируются изгибом упругой консоли кронштейна, что подтверждают лабораторные испытания. 

Подводя итог, стоит подчеркнуть, как важно обращать внимание на все воздействующие факторы на фасад уже на ранних стадиях проектирования здания. Это позволит учесть их влияние на характеристики ограждающей конструкции и более точно спланировать бюджет проекта. 

Узнать больше

Поставщики, технологии

16 Августа 2022

HILTI: другие статьи и новости
Фасадные подсистемы Hilti для воплощения уникальных...
Как возникают новые продукты и что стимулирует рождение инженерных идей? Ответ на этот вопрос знают в компании Hilti. В обзоре недавних проектов, где участвовали ее инженеры, немало уникальных решений, которые уже стали или весьма вероятно станут новым стандартом в современном строительстве.
Компания Hilti усиливает локальное производство
Øglaend System, подразделение группы компаний Hilti, производит кабеленесущие системы, которые можно использовать на объектах любой сложности: от нефтяных платформ до торговых центров. Генеральный директор Дмитрий Клименко рассказал Архи.ру о расширении производства в Санкт-Петербурге и запуске новых линеек для фасадных систем Hilti.
Решения Hilti для светопрозрачных конструкций
Чтобы остекление было не только красивым, но надёжным и безопасным, изначально необходимо выбрать витражную систему, подходящую для конкретного объекта. В зависимости от задач, стоящих перед архитекторами и конструкторами, Hilti предлагает ряд решений и технологий, упрощающих работу по монтажу светопрозрачных конструкций и обеспечивающих надежность, долговечность и безопасность узлов их крепления и примыкания к железобетонному каркасу здания.
Прочные основы декора. Методы Hilti для крепления стеклофибробетона
Методы HILTI позволяют украшать фасад сложными объемными формами, в том числе карнизами, капителями, кронштейнами и узорными панелями из стеклофибробетона, отлично имитируя массивные элементы из натурального камня и штукатурки при сравнительно меньшем весе и стоимости.
Модернизируя традиции
Специалисты корпорации HILTI придумали, как совместить несовместимое: кирпичную кладку и навесной вентилируемый фасад. Для этой цели Hilti разработала четыре альтернативных метода создания НВФ с кирпичной кладкой или её имитацией.
Электрические колонны
Новый дом на Кутузовском по-своему интерпретирует как классицистический контекст места, так и присущий проспекту премиальный статус. В то же время он смел: таких колонн – стеклянных, светящихся в ночи трубок, в Москве еще не было. Пластические высказывание получилось сильным и бескомпромиссным, буквально на грани между декоративностью «Украины» и хай-теком Сити.
В ритме штрих-кода
На ленинградском шоссе завершено строительство второй очереди торгового центра «Метрополис», который, помимо новых магазинов, предложил горожанам удобную пешеходную связь между станциями метро и МКЖД.
Закрепление успеха
Среди региональных лауреатов премии International Property Awards в этом году почти три десятка российских проектов. На следующий этап конкурса, борьбу за звание «лучшее в мире» – попадают двенадцать.
Технологии и материалы
Быстрее на 30%: СОД Sarex как инструмент эффективного...
Руководители бюро «МС Архитектс» рассказывают о том, как и почему перешли на российскую среду общих данных, которая позволила наладить совместную работу с девелоперами и строительными подрядчиками. Внедрение Sarex привело к сокращению сроков проектирования на 30%, эффективному решению спорных вопросов и избавлению от проблем человеческого фактора.
Византийская кладка Херсонеса
В историко-археологическом парке Херсонес Таврический воссоздается исторический квартал. В нем разместятся туристические объекты, ремесленные мастерские, музейные пространства. Здания будут иметь аутентичные фасады, воспроизводящие древнюю византийскую кладку Херсонеса. Их выполняет компания «ОртОст-Фасад».
Алюминий в многоэтажном строительстве
Ключевым параметром в проектировании многоэтажных зданий является соотношение прочности и небольшого веса конструкций. Именно эти характеристики сделали алюминий самым популярным материалом при возведении небоскребов. Вместе с «АФК Лидер» – лидером рынка в производстве алюминиевых панелей и кассет – разбираемся в технических преимуществах материала для высотного строительства.
A BOOK – уникальная палитра потолочных решений
Рассказываем о потолочных решениях Knauf Ceiling Solutions из проектного каталога A BOOK, которые были реализованы преимущественно в России и могут послужить отправной точкой для новых дизайнерских идей в работе с потолком как гибким конструктором.
Городские швы и архитектурный фастфуд
Вышел очередной эпизод GMKTalks in the Show – ютуб-проекта о российском девелопменте. В «Архитительном выпуске» разбираются, кто главный: архитектор или застройщик, говорят о работе с историческим контекстом, формировании идентичности города или, наоборот, нарушении этой идентичности.
​Гибкий подход к стенам
Компания Orac, известная дизайнерским декором для стен и богатой коллекцией лепных элементов, представила новинки на выставке Mosbuild 2024.
BIM-модели конвекторов Techno для ArchiCAD
Специалисты Techno разработали линейки моделей конвекторов в версии ArchiCAD 2020, которые подойдут для работы архитекторам, дизайнерам и проектировщикам.
Art Vinyl Click: модульные ПВХ-покрытия от Tarkett
Art Vinyl Click – популярный продукт компании Tarkett, являющейся мировым лидером в производстве финишных напольных покрытий. Его отличают быстрота укладки, надежность в эксплуатации и множество вариантов текстур под натуральные материалы. Подробнее о возможностях Art Vinyl Click – в нашем материале.
Кирпичное ателье Faber Jar: российское производство с...
Уход европейских брендов поставил многие строительные объекты в затруднительное положение – задержка поставок и значительное удорожание. Заменить эксклюзивные клинкерные материалы и кирпич ручной формовки без потери в качестве получилось у кирпичного ателье Faber Jar. ГК «Керма» выпускает не только стандартные позиции лицевого кирпича, но и участвует в разработке сложных авторских проектов.
Systeme Electric: «Технологическое партнерство – объединяем...
В Москве прошел Инновационный Саммит 2024, организованный российской компанией «Систэм Электрик», производителем комплексных решений в области распределения электроэнергии и автоматизации. О компании и новейших продуктах, представленных в рамках форума – в нашем материале.
Новая версия ар-деко
Клубный дом «GloraX Premium Белорусская» строится в Беговом районе Москвы, в нескольких шагах от главной улицы города. В ближайшем доступе – множество зданий в духе сталинского ампира. Соседство с застройкой середины прошлого века определило фасадное решение: облицовка выполнена из бежевого лицевого кирпича завода «КС Керамик» из Кирово-Чепецка. Цвет и текстура материала разработаны индивидуально, с участием архитекторов и заказчика.
KERAMA MARAZZI презентовала коллекцию VENEZIA
Главным событием завершившейся выставки KERAMA MARAZZI EXPO стала презентация новой коллекции 2024 года. Это своеобразное признание в любви к несравненной Венеции, которая послужила вдохновением для новинок во всех ключевых направлениях ассортимента. Керамические материалы, решения для ванной комнаты, а также фирменные обои помогают создать интерьер мечты с венецианским настроением.
Российские модульные технологии для всесезонных...
Технопарк «Айра» представил проект крытых игровых комплексов на основе собственной разработки – универсальных модульных конструкций, которые позволяют сделать детские площадки комфортными в любой сезон. О том, как функционируют и из чего выполняются такие комплексы, рассказывает председатель совета директоров технопарка «Айра» Юрий Берестов.
Выгода интеграции клинкера в стеклофибробетон
В условиях санкций сложные архитектурные решения с кирпичной кладкой могут вызвать трудности с реализацией. Альтернативой выступает применение стеклофибробетона, который может заменить клинкер с его необычными рисунками, объемом и игрой цвета на фасаде.
Обаяние романтизма
Интерьер в стиле романтизма снова вошел в моду. Мы встретились с Еленой Теплицкой – дизайнером, декоратором, модельером, чтобы поговорить о том, как цвет участвует в формировании романтического интерьера. Практические советы и неожиданные рекомендации для разных темпераментов – в нашем интервью с ней.
Сейчас на главной
Конкурс в Коммунарке: нюансы
Институт Генплана и группа «Самолет» провели семинар для будущих участников конкурса на концепцию района в АДЦ «Коммунарка». Выяснились некоторые детали, которые будут полезны будущим участникам. Рассказываем.
Переживание звука
Для музея звука Audeum в Сеуле Кэнго Кума создал архитектуру, которая обращается к природным мотивам и стимулирует все пять чувств человека.
Кредо уместности
Первая студия выпускного курса бакалавриата МАРШ, которую мы публикуем в этом году, размышляла территорией Ризоположенского монастыря в Суздале под грифом «уместность» и в рамках типологии ДК. После сноса в 1930-е годы позднего собора в монастыре осталось просторное «пустое место» и несколько руин. Показываем три работы – одна из них шагнула за стену монастыря.
Субурбию в центр
Архитектурная студия Grad предлагает адаптировать городскую жилую ячейку к типологии и комфорту индивидуального жилого дома. Наилучшая для этого технология, по мнению архитекторов, – модульная деревогибридная система.
ГУЗ-2024: большие идеи XX века
Публикуем выпускные работы бакалавров Государственного университета по землеустройству, выполненные на кафедре «Архитектура» под руководством Михаила Корси. Часть работ ориентирована на реального заказчика и в дальнейшем получит развитие и возможную реализацию. Обязательное условие этого года – подготовка макета.
Белый свод
Herzog & de Meuron превратили руину исторического дома в центре австрийского Брегенца в «стопку» функций: культурное пространство с баром, гостиница, квартира.
WAF 2024: полшага навстречу
Всемирный фестиваль архитектуры объявил шорт-листы всех номинаций. В списки попали два наших бюро с проектами для Саудовской Аравии и Португалии. Также в сербском проекте замечен российский фотограф& Коротко рассказываем обо всех.
Не снится нам берег Японский
Для того, чтобы исследовать возможности развития нового курорта на берегу Тихого океана, конкурс «РЕ:КРЕАЦИЯ» поделили на 15 (!) номинаций, от участников требовали не меньше 3 концепций, по одной в каждой номинации, и победителей тоже 15. Среди них и студенты, и известные молодые архитекторы. Показываем первые 4 номинации: отели и апартаменты разного класса.
Годы метро. Памяти Нины Алешиной
Сегодня, 17 июля, исполняется сто лет со дня рождения Нины Александровны Алешиной – пожалуй, ключевого архитектора московского метро второй половины XX века. За сорок лет она построила двадцать станций. Публикуем текст Александра Змеула, основанный на архивных материалах, в том числе рукописи самой Алешиной, с фотографиями Алексея Народицкого.
Мост без свойств
В Бордо открылся автомобильный и пешеходный мост по проекту OMA: половина его полотна – многофункциональное общественное пространство.
Три шоу
МАРШ опять показывает, как надо душевно и атмосферно обходиться с макетами и с материями: физическими от картона до металла – и смысловыми, от вопроса уместности в контексте до разнообразных ракурсов архитектурных философий.
Квеври наизнанку
Ресторан «Мараули» в Красноярске – еще одна попытка воссоздать атмосферу Грузии без использования стереотипных деталей. Архитекторы Archpoint прибегают к приему ракурса «изнутри», открывают кухню, используют тактильные материалы и иронию.
Городской лес
Парк «Прибрежный» в Набережных Челнах признан лучшим общественным местом Татарстана в 2023 году. Для огромного лесного массива бюро «Архитектурный десант» актуализировало старые и предложило новые функции – например, площадку для выгула собак и терренкуры, разработанные при участии кардиолога. Также у парка появился фирменный стиль.
Воспоминания о фотопленке
Филиал знаменитой шведской галереи Fotografiska открылся теперь и в Шанхае. Под выставочные пространства бюро AIM Architecture реконструировало старый склад, максимально сохранив жесткую, подлинную стилистику.
Рассвет и сумерки утопии
Осталось всего 3 дня, чтобы посмотреть выставку «Работать и жить» в центре «Зотов», и она этого достойна. В ней много материала из разных источников, куча разделов, показывающих мечты и реалии советской предвоенной утопии с разных сторон, а дизайн заставляет совершенно иначе взглянуть на «цвета конструктивизма».
Крыши как горы и воды
Общественно-административный комплекс по проекту LYCS Architecture в Цюйчжоу вдохновлен древними архитектурными трактатами и природными красотами.
Оркестровка в зеленых тонах
Технопарк имени Густава Листа – вишенка на торте крупного ЖК компании ПИК, реализуется по городской программе развития полицентризма. Проект представляет собой изысканную аранжировку целой суммы откликов на окружающий контекст и историю места – а именно, компрессорного завода «Борец» – в современном ключе. Рассказываем, зачем там усиленные этажи, что за зеленый цвет и откуда.
Терруарное строительство
Хранилище винодельни Шато Кантенак-Браун под Бордо получило землебитные стены, обеспечивающие необходимые температурные и влажностные условия для выдержки вина в чанах и бочках. Авторы проекта – Philippe Madec (apm) & associés.
Над античной бухтой
Архитектура культурно-развлекательного центра Геленждик Арена учитывает особенности склона, раскрывает панорамы, апеллирует к истории города и соседству современного аэропорта, словом, включает в себя столько смыслов, что сразу и не разберешься, хотя внешне многосоставность видна. Исследуем.
Архитектура в дизайне
Британка была, кажется, первой, кто в Москве вместо скучных планшетов стал превращать показ студенческих работ с настоящей выставкой, с дизайном и объектами. Одновременно выставка – и день открытых дверей, растянутый во времени. Рассказываем, показываем.
Пресса: Город без плана
Новосибирск — город, который способен вызвать у урбаниста чувство профессиональной неполноценности. Это столица Сибири, это третий по величине русский город, полтора миллиона жителей, город сильный, процветающий даже в смысле экономики, город образованный — словом, верхний уровень современной русской цивилизации. Но это все как-то не прилагается к тому, что он представляет собой в физическом плане. Огромный, тянется на десятки километров, а потом на другой стороне Оби еще столько же, и все эти километры — ускользающая от определений бесконечная невнятность.
Сила трех стихий
Исследовательский центр компании Daiwa House Group по проекту Tetsuo Kobori Architects предлагает современное прочтение традиционного для средневековой Японии места встреч и творческого общения — кайсё.
Место заземления
Для базы отдыха недалеко от Выборга студия Евгения Ростовского предложила конкурентную концепцию: общественную ферму, на которой гости смогут поработать на грядке, отнести повару найденное в птичнике яйцо, поесть фруктов с дерева. И все это – в «декорациях» скандинавской архитектуры, кортена и обожженного дерева.
Книга в будущем
Выставка, посвященная архитектуре вокзалов и городов БАМа, – первое историко-архитектурное исследование темы. Значительное: все же 47 поселков, и пока, хотя и впечатляющее, не вполне завершенное. Хочется, чтобы авторы его продолжили.
Двенадцать
Вчера были объявлены и награждены лауреаты Архитектурной премии мэра Москвы. Рассматриваем, что там и как, и по некоторым параметрам нахально критикуем уважаемую премию. Она ведь может стать лучше, а?
Нео в кубе
Поиски «нового русского стиля» – такой версии локализма, которая была бы местной, но современной, все активнее в разных областях. Выставка «Природа предмета» в ГТГ резюмирует поиски 43 дизайнеров, в основном за 2022–2024 годы, но включает и три объекта студии ТАФ Александра Ермолаева. Шаг вперед – цифровые растения «с характером».
Под покровом небес
Архитекторы C. F. Møller выиграли конкурс на проект новой застройки квартала в центре Сёдертелье, дальнего пригорода Стокгольма.
Скрэмбл, пашот и мешочек
В Петербурге на первом этаже респектабельного неоклассического Art View House открылось кафе Eggsellent с его фирменной желто-розовой гаммой. Обыграть столь резкий контраст взялось бюро KIDZ.