Metalinio karkaso namai

Per du ar net per mėnesį pastatomas namas - ar tai realu? Lengvo plonasienio plieno konstrukcijų (LPPK) karkaso statyba daug greitesnė nei bet kuri tradicinė statyba, be to, galima išvengti šlapių procesų.

Kas yra LPPK

Kad nereiktų spėlioti, kas yra lengvo plonasienio plieno konstrukcijos (LPPK), galima sakyti, kad tai yra tokia pat konstrukcija kaip ir medienos karkasas, tik vietoje medienos naudojami plieno profiliai. Sutrumpintas lietuviškas šio statybos būdo pavadinimas yra LPPK, anglų kalba - LGS  (Light Gauge Steel). Kitaip sakant, tai yra karkasinė statyba, medinius statramsčius keičiant metalo profiliais.

Pastato karkasas iš lengvo plonasienio cinkuoto plieno profilių nėra naujiena, plieniniai profiliai laikančiosioms sienoms pradėti naudoti praeito amžiaus viduryje, apie 1960-uosius metus Kanadoje, Naujoje Zelandijoje.  Šiose šalyse karkasinė statyba buvo ir yra populiari, bet medieną reikėjo saugoti nuo termitų, mediniai pastatai degūs, ne visur tokius buvo galima statyti,  todėl imta ieškoti alternatyvų medienai ir mūrui. Pasirodė, kad tam tikslui puikiai tinka plieninės konstrukcijos: jos neturi medienos ydų, nedegios, pigesnės, lengvos ir greičiau surenkamos.

Dabar LPPK kasmet populiarėja ir įgauna pagreitį: Jungtinėje Karalystėje plieninių konstrukcijų pastatai sudaro apie 18 proc., JAV - apie 15 proc. naujai statomų vienbučių ir daugiabučių gyvenamųjų namų, komercinių ir visuomeninių pastatų.  Metalo karkasai pastatams plačiai naudojami Prancūzijoje, Nyderlanduose, Skandinavijos šalyse. Šiose šalyse yra ne viena mokslo įstaiga užsiimanti LPPK projektavimo ir statybos reglamentų sudarymu, akustinių ir šiluminių savybių tyrimais.

„Aš pats, kai pradėjau dirbti Jungtinės Karalystės plieno profilių gamybos įmonėje, maniau, kad šis statybos būdas labiau tinkamas pramoniniams pastatams, bet pasirodė, kad Anglijoje populiarūs įvairiausios paskirties karkasiniai pastatai iš plieno profilių - nuo vienos šeimos namo iki ligoninių, mokyklų, vaikų darželių ir netgi prabangių daugiabučių. Tuomet susimąsčiau, kodėl taip yra? Atsakymą radau greitai ir labai paprastą: laikas - pinigai. Darbo valandos kaina Anglijoje ir pas mus beveik susilygino, vadinasi, kuo ilgiau trunka statyba, tuo ji brangesnė. Medžiagas galima naudoti įvairias, jų kainos irgi gali būti įvairios, bet norint, kad namo statybos kaina nebūtų  kosminė, statybos laikas neturi užsitęsti.

Karkasinio namo statyba iš metalo

LPPK profiliai gaminami iš 0,9-1 mm storio cinkuoto S350 markės plieno. Plienas pagal savo svorį yra tvirčiausia iš visų statybose naudojamų medžiagų. Tuo pačiu ilgaamžiškiausia, tiksliausiai apdorojama ir tarnauja ilgiausiai. Dėl šių priežasčių naudojama daugelyje sričių - aviacijoje, laivininkystėje, automobilių pramonėje, visur, kur reikalingas ilgaamžiškumas, tikslumas bei tvirtumas.

LPPK konstrukcija. Plieno profilių karkaso gamyba visiškai be atliekų, naudojamas 98 proc. perdirbtas plienas.

Cinko danga apsaugo plieną nuo rūdžių visą jo gyvavimo laiką, pjaunant cinkuotą plieną svarbiausia yra jo neįkaitinti, kad toje vietoje susiformuotų apsauginiai cinko kristalai, todėl naudojamas tik šaltas pjovimas. Šios taisyklės privaloma laikytis darbų metu. Eksploatuojami plieno profiliai yra uždaroje konstrukcijoje, cinko sluoksniui pažeisti sąlygų nėra. Pjaunat šaltu būdu cinko kristalai greitai padengia pjūvio vietą ir metalas apsaugomas nuo korozijos. Cinko sluoksniui kenkia kalkės, esančios betone, todėl vengtinas tiesioginis cinkuoto plieno sąlytis su betonu.

Skaitmenizuotas metalinio karkaso  projektavimas ir gamyba

Pagrindinis statybos iš metalinių profilių pranašumas - greitis visuose statybos etapuose: projektavime, gamyboje, surinkime, apdailoje.

Turint architektūrinį projektą, pastato matmenis, pamatų ir sienų planus, pirmiausia programine įranga sukuriamas preliminarus 3D pastato modelis. Jį galima integruoti į Revit, Autodesk programinę įrangą, jei reikia, koreguoti. Architektūrinės išraiškos ir projektavimo lankstumas - dar vienas šio statybos būdo privalumas. Greitai ir lanksčiai galima daryti pakeitimus, papildymus, architektams ir projektuotojams toks darbas yra svajonė - greitas, patogus, nereikia paisyti įvairių apribojimų.

3D namo modelis.

Užsakovo patvirtintas modelis pateikiamas konstrukcijų apskaičiavimui. Programa parengia tikslų pastato konstrukcinį modelį. Programine įranga, atsižvelgiant į vėjo, stogo, perdangų apkrovas ir kitas, nustatomas ir apskaičiuojamas profilių kiekis, standumo briaunos,  tvirtinimo vietos, komunikacijų, langų, durų angos. Galimas variantas, kai projektuojamas ir gaminamas tik laikantysis išorinių sienų karkasas, vidines sienas užsakovai montuojasi patys.

Metalinio karkaso statyboje konstrukcinis pastato projektas nuo A iki Z parengiamas programine įranga, taip taupomas laikas ir  eliminuojamos žmogiškosios klaidos. Jeigu projektą realizuoja konstrukcijų pardavėjas, atkrenta konstruktoriaus darbo laikas ir kaštai. Metalinio karkaso konstrukcijų tikslumas labai didelis, galimas nuokrypis ilginiame metre vos 1-2 mm, todėl turint konstrukcinį modelį jau galima užsakyti langus ir duris, kas irgi taupo laiką.

Didžiausią įtaką metalinio karkaso namo kainai turi metalo kiekis, kiekviename projekte jis skirtingas. Negalima pasakyti 1 kvadratinio metro kainos, ji visiškai priklausoma nuo metalo kiekio". Karkaso kaina išryškėja tik parengus konstrukcinį modelį. Vidutiniškai 1 kv. metrui karkaso sunaudojama nuo 30 iki 50 kg metalo.

Plieninių statramsčių karkaso kaina priklauso nuo metalo kiekio.

Konstrukcinis modelis siunčiamas staklių operatoriui, automatizuotos CNC staklės pagal projekte nurodytus matmenis išlanksto ir supjauna profilius. Plieninių profilių storis 0,9-1 mm, jie vientisi, tikslių matmenų, sužymėti, su reikalingomis angomis komunikacijoms, sujungimams. Sąraminiai, kolonų profiliai yra storesni, sustiprinti.

Programuojamomis automatinėmis CNC staklėmis iš cinkuotų plieno skardos juostų  išlenkiami ir supjaustomi profiliai - pastato karkaso statramsčiai.

Kaip ir tradicinėje karkasinėje statyboje, jei pastate tarpatramis viršija 8-8,5 m, reikalingi sustiprinti profiliai arba sijos, tam tikslui naudojami storesnio metalo statramsčiai arba metalinės dvitėjės sijos. Kiekvienam projektui pagal numatomas apkrovas nustatomi skirtingi profilių kiekiai, standumo briaunos, jungčių vietos. Vitrininių langų atramoms gaminamos specialios laikančiosios kolonos, kad langai turėtų tvirtą atramą. Meistrai plieno karkase yra sumontavę 40 kv. metrų ploto vitriną 6 metrų aukščio namo svetainėje.

Be problemų tvirtame plieno karkase sumontuojami dideli vitrininiai langai.

Ant metalinio karkaso galima net ir medinė stogo konstrukcija su keraminių čerpių danga. Tokiu atveju didesnėms apkrovoms atlaikyti reikės daugiau arba storesnių profilių ir metalo.

Plieninių profilių konstrukcija tinkama bet kuriai pastato konfigūracijai, gal tik apvalią ar kupolo formą būtų kebliau išgauti. Dėl  tiksliai apskaičiuotos konstrukcijos konfigūracijos ir metalo atsparumo deformacijoms pasiekiamas kone absoliutus geometrinių matmenų tikslumas, reikiamas stiprumo ir laikančiųjų parametrų lygis. Pastato konstruktyvo svoris mažas, tvirtumui pasiekti nereikia masyvių laikančiųjų sienų.

Iš metalo profilių sukonstruojami lengvi ir tvirti laiptai.

Standartinio dydžio namo laikančioji metalinė konstrukcija yra 5-6 kartus lengvesnė už mūrą ir du kartus lengvesnė už medieną. Kaip pastebi profilių gamintojai, jei pamatai būna numatyti mūro konstruktyvui, jie siūlo pamatus keisti lengvesniais, nes metalinio karkaso apkrovos mažesnės. Lyginant su mūrui skirtais pamatais, jų kaina mažėja iki 30 proc. Metalo karkasui tinka plokštuminiai pamatai arba poliniai su rostverku. Vieno metalinio segmento svoris paprastai neviršija 50 kg. Dėl to transportuoti, kilnoti ir karkasui montuoti statybvietėje nereikalinga sunkioji technika, kranas,  pakanka dviejų žmonių rankų.

Metalo šaltumas ir kiti mitai

Metalinių plieno konstrukcijų karkasas daugeliui kelia klausimą dėl plieno šaltumo. Specialistų nuomone, tai stereotipas, susijęs su pojūčiais: palietus metalą jis iš tiesų atrodo šaltas, nors tokioje pat aplinkoje vienodai šaltos bus plytos ar kitos medžiagos.  Plienas yra konstrukcinė, o ne šiltinimo medžiaga.  Metalinį konstruktyvą reikia apšiltinti lygiai taip pat kaip ir plytas, blokelius ar medieną. Sienos struktūroje konstrukcinė laikančioji medžiaga sudaro tik mažą dalį, 99 proc. konstruktyvo sudaro termoizoliacinė medžiaga. Tad namo šiltumui ar šaltumui metalas įtakos neturi, metalo konstrukciją, kaip ir kitų medžiagų konstruktyvus, būtina apšiltinti Tiesa, kai kurios kitos konstrukcinės atitvarų medžiagos turi didesnę savitąją šiluminę talpą (šilumos akumuliaciją), tačiau šiltinimas visvien reikalingas, tad ši savybė praktinės reikšmės neturi ir įtakos šiluminei sienų charakteristikai nedaro. Metalo konstruktyvas šiltinamas lygiai taip pat kaip ir kitų medžiagų sienos,  apšiltinimo sluoksnis jungiamas su pamatų, stogo apšiltinimo sluoksniu, langai montuojami šiltinimo medžiagoje. Tai standartiniai sprendimai, naudojami visose konstrukcijose ir leidžiantys išvengti šilumos tiltelių.

Plieno konstruktyve patogu išvedžioti ŠVOK sistemos komunikacijas.

Metalinio karkaso stabilumas

Karkasinėje statyboje svarbu yra užtikrinti konstrukcijos stabilumą, pastato statiką. Atskiri metaliniai rėmai arba segmentai jungiami specialiais konstrukciniais savisriegiais, prie pamato tvirtinami betono ankeriais.

Jeigu lygintume medienos karkasą su metalo, medinėje karkasinėje statyboje stabilumo uždavinys sprendžiamas sudėtingiau dėl metalinių tvirtinimo elementų sąlyčio su mediena ir pastarosios deformacijų.  Pavyzdžiui, metalinio rėmo profiliai iš abiejų pusių jungiami 48-iomis kniedėmis,  tam naudojamos specialios metalo kniedės.

Profilių standumo briaunos: įgilintos kniedės padidina  sujungimo tvirtumą.

Praktiškai bet kuris metalinio konstruktyvo segmentas turi mažiausiai 48 sujungimo taškus, nes kuo daugiau konstrukcijoje sujungimo vietų, tuo tolygiau pasiskirsto apkrovos, tuo tvirtesnė konstrukcija. Dėl metalo su metalu jungties šios sandūros neišsijudina nuo vibracijos.

Atskiri karkaso elementai iki tinkamo transportuoti dydžio surenkami gamykloje, surinkimui nereikalingi sudėtingi įrankiai - užtenka kniediklio ir gręžtuvo. Rėmų surinkimas      statybos vietoje taip pat nesudėtingas ir greitas.

Transportavimui paruošti karkaso segmentai.

Statybvietėje, jei reikia profilį pjauti, kad nebūtų įkaitintas ir pažeistas metalas, kas gali suardyti cinko dangos struktūrą, naudojami kirpimo įrankiai, draudžiama naudoti karštą pjovimą. Bet dėl tikslių matmenų ir gamyklinio surinkimo tokių atvejų beveik nepasitaiko.

Metalinio karkasinio namo sienų konstrukcija

Galimos visos metalinio karkaso apšiltinimo medžiagos - mineralinė vata, polistireninis putplastis, poliuretano putos, daugiasluoksnės sandwich tipo plokštės su išorine apdaila. Termoizoliacinė medžiaga dengiama drėgmės visiškai neįgeriančiomis ir nedegiomis stiklo-magnio, vadinamo magnelito arba durelio plokštėmis.

Kaip rodo „OLB Baltic" praktika, A++ energinei klasei pasiekti lauko sienoms reikia apie 20 cm storio poliuretano sluoksnio, tiek pat stogui, polistireninio putplasčio ir mineralinės vatos - apie 28-30 cm. Kadangi energinės klasės rodikliai priklauso nuo visumos, meistrų nuomone, daug svarbesni yra stiklo atitvarų plotai - kuo jie didesni, tuo storiau gali tekti šiltinti sienas, stogą.

Fasadas gali būti tinkuojamas arba su vėdinamu oro tarpu ir lakštinių medžiagų, dailylenčių, plokščių ar plytelių apdaila.

Konstruktyvo, grindų, perdangų struktūra, gali būti labai įvairi, parenkama pagal projektą, poreikį, numatomą apdailą.

Plieninių profilių karkasas visiškai neriboja nei lauko, nei vidaus apdailos.

Jei reikalinga didesnė garso izoliacija, ji užtikrinama mineraline vata, klojama į karkaso vidų ir/arba vidaus apdaila. Vidaus pertvaros dažniausiai montuojamos su mineraline vata, kuri gerai izoliuoja garsą, o apdailai geriausiai tinka dviguba gipskartonio apkala. Beje, vidaus sienų „apsiuvimui" gipskartoniu nereikia montuoti profilių, apdaila tvirtinama ant laikančiųjų sienos profilių, prieš tai užklijavus akustines juostas. Tai pagreitina apdailos etapą, be to, nenaudojami šlapi procesai, kuomet tenka laukti, kol išdžius tinkas.

Grindų ant grunto ir perdangų konstrukcija irgi gali būti įvairi - pagal poreikį viengubo arba dvigubo karkaso, šiltinimo sluoksnis - bet kuri termoizoliacinė medžiaga. Galima grindų konstrukcija su medinėmis sijomis.

Kai metalo profilius uždengia šiltinimo ir apdailos medžiagos, nei iš pastato išorės, nei iš vidaus nesimato ir niekas nepasakys, kokių konstrukcijų tai pastatas, jis gali atrodyti kaip medinis, mūrinis, plytų ir pan. Tiek fasado, tiek vidaus apdailos medžiagos ir būdai neribojami, galima bet kuri apdaila.

Daugeliu aspektų skirtumai tarp medinio karkasinio namo ir metalinio svyra metalo naudai. Metalo nereikia džiovinti, impregnuoti, jis stabilus, atsparus aplinkai, deformacijoms, ugniai, konstrukcijos tikslios, o montavimas greitas. Metalinio karkaso projektavimas trunka iki savaitės, gamyba 1-2 dienas, surinkimas - 3 darbo dienas. Tolimesnė statybos eiga  priklauso nuo kitų medžiagų pobūdžio ir jų tiekimo.

Ar susduriama su metalo trūkumu? Kaip sako srities atstovai, cinkuotas plienas yra standartinės markės, ši medžiaga, naudojama daugelyje sričių ir pasiūla pakankamai didelė. Šiuo metu metalą užsako Turkijoje, Kinijoje, Indijoje, įmonės visada stengiasi turėti tam tikrą jo atsargą.

Parengta pagal UAB „OLB Baltic" informaciją, įmonės nuotraukos