Основной конструктивный элемент здания – структурная секция (рис. 5.8), имеет ширину 1 м и глубину рифления 128 мм. Длина секции зависит от ее назначения.
Рис. 5.8. Основной конструктивный элемент здания
Кровля и потолок изготавливаются из нескольких секций с соединениями по длине внахлест на болтах. Раскосы покрытия крепятся к фасонкам. Покрытие в поперечном сечении представляет собой полигональную ферму, у которой верхний пояс изогнут по дуге, а нижний пояс – горизонтальный. Несущие стеновые секции продольных стен устанавливаются вертикально и непрерывно на всю высоту стен здания, в нижней части крепятся к опорным деталям на болтах.
Внутренняя опорная деталь крепится к фундаментной стене анкерными болтами, установленными с шагом 500 мм. Стеновые, кровельные и потолочные секции соединяются вдоль кромок болтами с шагом 200 мм. Пространственная жесткость здания обеспечивается продольными и торцевыми стеновыми конструкциями и конструкцией покрытия (рис. 5.9), являющейся одновременно горизонтальной диафрагмой жесткости.
Рис. 5.9. Элементы конструкции: 1 – структурный элемент стены; 2 – структурный элемент потолка (нижний пояс кровельной стропильной фермы); 3 – структурный элемент кровли (верхний пояс кровельной стропильной фермы); 4 – фасонки; 5 – распорки из Z-образных холодногнутых профилей; 6 – раскосы из С-образных холодногнутых профилей
Несущие стены здания выполнены из структурных элементов и вся нагрузка от здания равномерно распределяется вдоль основания стен. Бескаркасное здание не нуждается в мощном фундаменте для восприятия и передачи на грунт нагрузок, а значит, уменьшаются трудозатраты, расход стали и бетона.
Для теплоизоляции стен используется штапельное стекловолокно типа URSA с односторонней армированной фольгой, которая обеспечивает надежное крепление теплоизоляции без каких-либо уплотнений и одновременно выполняет роль эффективной пароизоляции, предотвращающей увлажнение самого утеплителя. Кроме того, алюминиевая фольга активно препятствует потере лучистого тепла от отопительных приборов, расположенных внутри здания. Эксплуатационный коэффициент теплопроводности λ = 0,055 Вт/(м·К).
Стеновая изоляция (рис. 5.10) соединяется с теплоизоляционным материалом цоколя (например, пенополистиролом), замыкая теплоизоляционный контур по периметру здания.
В процессе эксплуатации здания, особенно в зимний период, в пространстве между наружной стеной и стеновой теплоизоляцией возникает эффект микровентиляции за счет конвективных потоков воздуха, что позволяет поддерживать утеплитель в сухом состоянии.
Рис. 5.10. Конструкция стенового ограждения
Рис. 5.11. Конструкция покрытия
В качестве изоляционного материала потолка бескаркасного здания используется утеплитель ISOVER PUH (KV-50) с рабочими параметрами g ~ 10 кг/м3 и эксплуатационным коэффициентом теплопроводности λ = 0,05 Вт/(м·К).
Укладка утеплителя (рис. 5.11) осуществляется с помощью специальной машины по гибким пластиковым трубопроводам длиной до 100 м через штатные чердачные люки. Производительность машины составляет 55 м /час.
Постоянно сухое состояние теплоизоляции стен и потолка позволяет значительно снизить затраты как на отопление, так и на охлаждение воздуха внутри здания, а отсутствие межферменного пространства исключает затраты на его отопление и кондиционирование.
Необходимый уровень освещенности достигается за счет комбинирования естественного бокового освещения в продольных и торцевых стенах здания и дополнительной системы искусственного освещения. Оконные блоки выполнены из пластикового одно– или двухкамерного стеклопакета. Затраты на дополнительную систему искусственного освещения снижаются за счет высокой отражающей способности потолочных секций, внутренних стен и отсутствия межферменного пространства.
Все конструкции здания имеют компактную форму и упаковываются на заводе-изготовителе при загрузке транспорта с учетом грузоподъемности монтажного крана. За счет своей компактности, конструкции бескаркасного здания на строительной площадке размещаются на 25 % площади от занимаемой конструкциями каркасного здания.
Монтаж конструкций бескаркасных зданий осуществляется исключительно на болтах с помощью гайковертов. Из практики, бригада численностью 33 человека монтируют 4–6 пог. м готового здания пролетом до 60 м за одну рабочую смену (рис. 5.12). То есть темп монтажных работ составляет до 240–360 м в смену, что значительно снижает сроки возврата инвестиций в строительство.
Рис. 5.12. Монтаж несущих конструкций бескаркасного здания