В настоящее время в России с каждым годом увеличиваются объемы строительства зданий различного назначения. Этот рост обусловлен внедрением и дальнейшим применением на практике новых строительных технологий. Большая часть промышленных объектов возводится из металлических быстровозводимых конструкций. И ни одно здание, какой бы сложной конфигурации оно не было, не обходится без ограждающих конструкций, которые кроме своего основного функционального назначения, придают конкретному зданию его эстетическую выразительность. В последнее десятилетие широкое применение в качестве ограждающих конструкций зданий находят строительные трехслойные панели с эффективным утеплителем, так называемые сэндвич панели. Для их крепления к несущим конструкциям применяются различные крепежные кронштейны, клипсы, металлические элементы, болты, самонарезающие шурупы, анкера и др. Развитие новых технологий и применение прогрессивных строительных материалов в строительстве потребовало от производителей крепежной техники, таких качеств, которые обеспечивали бы в первую очередь надежность и долговечность крепления.

Из всего широкого набора производителей крепежа с наилучшей стороны зарекомендовала себя Швейцарская компания «SFS intec», ассортимент предлагаемой продукции которой позволяет решить любые строительные задачи, связанные с креплением ограждающих конструкций. На современном рынке строительных материалов существует множество различных систем крепежа, но только продукция компании «SFS intec» позволяет качественно, и самое главное, надежно произвести монтажные работы по креплению легких металлических конструкций.

Ниже рассмотрены основные преимущества крепежа «SFS intec» по отношению к подобной продукции, предлагаемой Российским строителям различными зарубежными и отечественными производителями. Для крепления сэндвич панелей к несущим конструкциям компанией «SFS intec» предлагаются несколько систем, основанных на инновационных решениях в технологии изготовления компонентов. Данные системы позволяют произвести качественный монтаж панелей, без каких либо дополнительных строительных мероприятий, на любой вид несущих конструкций.

Практика проектирования и применения различных крепежных систем на монтаже доказала неоспоримость превосходных качеств Швейцарской компании. У нас в России начинают экономить средства на стадии проектирования и строительства, укладываясь в жесткие рамки сметы, так в проектах изначально закладывается дешевый крепеж, но когда дело доходит до строительной площадки, начинаются первые негативные моменты. Так крепеж, который изготавливается в восточноазиатских странах, при сверлении в металлические конструкции начинает гореть и становится не пригодным к дальнейшему использованию. На монтаже по этой причине отход шурупов может достигнуть величины до 50 % и более. При дальнейшем мониторинге смонтированного здания выявляется еще целый букет недостатков и явных отказов крепежа. Поэтому сэкономленные средства на начальных этапах строительства выливаются в дополнительные расходы в дальнейшем при выправлении ситуации и заменой крепежной системы. По этим причинам наша компания в своих проектах, да и в работес прямыми заказчиками, чтобы поддерживать планку высокого качества конечного продукта, т. е. смонтированного здания, использует крепеж только «SFS intec». Остановка на выборе конкретного поставщика крепежных систем была продиктована следующими факторами, которые красноречиво сами за себя говорят.

Для крепления панелей на металлический каркас используются самосверлящие, самонарезающие шурупы, которые на конце в качестве режущего инструмента имеют сверло различной длины. Материал, из которого делаются шурупы это нержавеющая или углеродистая сталь со специальным антикоррозионным покрытием. В нашей стране нержавеющий крепеж, в виду его высокой ценовой планки, еще не нашел своего широкого распространения так как за рубежом. Многими Европейскими стандартами продиктовано безоговорочное применение именно этого крепежа и дополнительные затраты, казалось бы на мелочной деталюшке, дают свои дивиденды в дальнейшем. У нас в основном используются саморезы изготовленные из углеродистой стали, но надеюсь, с развитием строительного рынка и ужесточением строительных норм и правил, а также при интегрировании нашей экономики в мировую, и в нашей стране начнут строить по-европейски, с применением материалов, отвечающим всем требованиям безопасности и долговечности.

Одним из преимуществ саморезов «SFS intec» является оснащение их сверлом различной величины, поэтому весь ряд продукции делится на несколько типов по способности просверливать различные толщины металлической подконструкции. Саморезы типа SDT5 имеют возможность сверлить металл толщиной от 1,5 до 5 мм, а тип SDT14 металл толщиной от 4 до 14 мм. Это притом, что конструкции могут быть изготовлены из стали С345. Реализовать эту способность саморезам позволяет специальная конструкция сверла, изготавливаемогопо особой технологии методом холодной формовки. Практика показывает, что отходность на монтаже с этими системами крепления не превышает и 1 %. Разделение саморезовпо типам позволяет закрепить панели без особых усилий, как на холодногнутые тонкостенные элементы конструкции, так и на более толстые горячекатаные профили. Но не многие монтажники могут поверить в то, что в металлоконструкцию толщиной 12 мм, без предварительного сверления можно закрепить панель толщиной 200 мм и более.

В качестве примера можно привести следующее. В Тюменской области строительная организация монтировала здание производственного назначения. В качестве каркаса применены сварные двутавровые балки переменного сечения, пояса балок толщиной 12 мм. Раскладка панелей по проекту подразумевалась горизонтальная по разрезной схеме с опиранием и креплением непосредственно на полку балки шурупами SDT14. Монтажники не веря, что саморез сразу может просверлить эту толщину, да и, работая раньше только с винтами азиатского происхождения, предварительно засверливали дрелью отверстие, а затем только ставили шуруп. После разъяснения и самое главное наглядной демонстрации на строительной площадке возможностей прилагаемых саморезов устанавливаемых без предварительного сверления и, не затрачивая при этом больших физических усилий, произвело необходимое действие. Производительность труда на монтаже повысилась вдвое. Предубеждение того, что не возможно саморез сразу закрепить на толстом листе говорит только об одном, что до этого момента монтажники работали только с неподходящими системами, которые не отвечают современным требованиям по интенсификации труда.

Следующим отличительным свойством саморезов SFS, которым до сих пор не обладает ни один продукт других производителей, является вторая резьба, накатанная под головкой шурупа. Хотя практически у всех производителей эта резьба и имеется, но она является жалким подобием и копированием второй резьбы у Швейцарских производителей. То, что делают азиатские производители, не отвечает тем требованиям, которые предъявляются к этому конструктивному элементу самореза. Рассмотрим внимательно, что же собой представляет вторая резьба под головкой у самореза SFS.

- основная резьба на теле самореза диаметром 5,5 мм, а под головкой 7,0 мм, обе резьбы имеют метрический профиль накатки. При просверливании через наружную облицовку панели первая резьба оставляет отверстие по своему диаметру и имеет диаметр по впадинам второй резьбы. Затем, заворачивая шуруп далее, происходит навинчивание витков второй резьбы в образовавшееся отверстие металлической облицовки. Диаметр отверстия при этом остается неизменным.

- под головкой шурупа имеется свободная зона определенной величины, т.е. виток второй резьбы заканчивается, не доходя до внутренней поверхности шляпки головки. Эта величина рассчитана таким образом, чтобы при затягивании шурупа последний виток проскочил через отверстие в облицовке и как бы защемил этот металлический лист изнутри между герметизирующей шайбой.

- в то же время непосредственно под самой головкой шурупа имеется зона большего диаметра, чем тело. Это дополнительно позволяет закрепить наружную металлическую облицовку панели. Облицовка оказывается между витком второй резьбы и галтелью увеличенного диаметра.

Перечисленные выше конструктивные особенности второй резьбы позволяют достичь следующих неоспоримых качественных показателей крепления сэндвич панелей, возникающих на монтаже.

1. При притягивании самореза к несущим конструкциям, не происходит прокручивания герметизирующей шайбы. При этом не повреждается слой из EPDM самой шайбы и отделочный слой наружной облицовки панели под шайбой. Как известно в большей степени подвергается воздействию влаги именно соединение под шайбой и если будет нарушена герметичность шайбы, а при этом на монтаже повредили и наружный слой покрытия, то от этого соединения долговечной службы ждать не придется. Коррозия под резиновой шайбой развивается намного быстрее, чем на проветриваемых участках, и зачастую после первого дождя, в тех соединениях, где нарушена герметичность, изпод шайбы начинаются вытекать ржавые ручейки. Эстетичный вид красивого фасада гарантировано нарушен. Саморезы SFS от подобных явлений застрахованы, а вот винты, имеющие вторую резьбу меньшего диаметра и начинающуюся непосредственно от головки шурупа, ведут себя именно так.

2. Наружная металлическая облицовка панели своей внутренней поверхностью опирается на последний виток резьбы под головкой шурупа, а наружная поверхность облицовки поддавливается герметизирующей шайбой. Таким образом, при затягивании шурупов происходит дополнительная подпора внешней облицовки панели в зоне установки крепежа. Данное соединение выдерживает достаточный уровень давления внешних сил на панель, облицовка не деформируется, не перемещается вдоль стержня шурупа и поэтому остается надежное прилегание герметизирующей шайбы к поверхности панели. Это обеспечивает надежную гидроизоляцию в зоне постановки самореза на протяжении всего срока эксплуатации здания.

Тесты, проведенные в испытательной лаборатории компании SFS, показали наглядно, как поведут себя шурупы различных производителей при воздействии на тонкостенную облицовку, закрепленную между головкой и второй резьбой. Величина усилия, при котором тонкостенная пластина срывалась с витков резьбы у шурупов типа SDT, составила 240 кПа, а самое большее усилие, которое выдержало подобное соединение, было у Польских производителей и составило величину 95 кПа, шурупы азиатского происхождения ели дотянули до величины 84 кПа. Эти цифры наглядно показывают, какой уровень внешней нагрузки, действующей на панель, выдержат те или иные системы крепежа. По Российским СНиПам, да и Европейским строительным нормам конструкции покрытий должны выдерживать вертикальную сосредоточенную нагрузку не менее 100 кПа. Отсюда следует, что для крепления кровельных панелей, да и любого другого кровельного материала (профлист, мягкие рулонные мембраны) должны использоваться только системы крепежа, отвечающие требованиям надежности и безопасности, т.е. крепеж SFS intec.

В соответствии с требованиями Европейских стандартов и рекомендаций по применениюв строительстве конструкций на основе тонколистовых металлических листов (ECCS, CIB W55) весь крепеж должен на стадии производства проходить специальные тесты на испытание многократным изгибом. Т.е. испытание модулирует воздействие на саморез металлической облицовки от температурных перепадов. Саморез должен иметь возможность отклоняться на 5 О от своей оси на протяжении 50 лет эксплуатации. В течение этого срока происходит порядка 20 000 колебаний облицовки. При производстве шурупов SFS этим испытаниям подвергаются образцы, отобранные прямо с производственной линии, каждой произведенной партии шурупов. Обладая гибкостью вдоль всего тела и стойкостью к разрушению, шурупы SFS выдерживают эти испытания. А это дает гарантию, что смонтированные шурупы на протяжении всего срока службы сооружения, под воздействием неблагоприятных факторов внешних нагрузок, будут обеспечивать надежность крепления строительных конструкций. Допустимая величина отклонения для всей линейки размеров шурупов отражена в технической информации и каталогах компании SFS. Другие компании, которые представляют крепеж на Российском рынке, данной информации не представляют, а раз нет информации, значит, подобных испытаний не производится и гарантий долгосрочной службы самонарезающих винтов ни кто не даст.

Отличительные особенности упругих свойств различных шурупов и винтов легко проверить следующим образом. Взять различные саморезы длиной не менее 160 – 200 мм и попробовать согнуть их руками. Шурупы SFS имея податливость стержня, свободно изгибаются почти до 90 О, при этом не нарушается в месте изгиба антикоррозионное покрытие. А с самонарезающими винтами вряд ли хватит сил провести подобный опыт, т.к. они закалены по всей длине стержня, и при попытке согнуть, просто пружинят. Это говорит о том, что крепеж не имеет податливости и при действии на него внешних сил, саморезы этим силам с той же величиной противостоят. Расчеты показывают, что происходит с металлическими облицовками панелей в зоне постановки таких шурупов.

Для примера, проанализируем, как себя поведет стеновая сэндвич панель с минераловатным сердечником толщиной 100 мм, смонтированная горизонтально по однопролетной 6 м схеме. Допустим, панель имеет синий цвет наружной облицовки, летом под действием солнца, наружная поверхность нагреется до температуры + 80ОС. При этом разность температур между внутренней и наружной облицовками составит 55ОС и их длина от теплового расширения будет различна. Если на монтаже использовать винты не имеющих возможности свободного смещения, то панель по торцам будет заневолена и от температурного воздействия выгнется в сторону более прогретой поверхности, т.е. из плоскости фасада наружу на величину 28,5 мм. При этом фасад потеряет эстетичный вид, и будет выглядеть как стеганое одеяло. Подобная ситуация повторится зимой в сильные морозы, только стрела прогиба направиться внутрь помещений здания.

Если в вышеописанной ситуации применить для монтажа саморезы SFS, то картина кардинально меняется. Каждый шуруп на этой толщине панели допустимо может отклонитьсяв одну сторону на 5,5 мм. При перепаде температур наружная металлическая облицовка увеличится по всей длине на 4,5 мм, а при распределении на оба торца, каждый шуруп отклонится от своей оси на 2,25 мм. Что находится в пределах допустимых величин. При этом выгиб из плоскости фасада в любое время года не произойдет. Это свойство шурупов позволяет также не подвергать деформации металлические листы панели в зонах установки крепежа.

Еще один негативный фактор от теплового воздействия проявляется при использованиина монтаже крепежа сомнительного качества. При тепловом расширении в металлической облицовке возникают внутренние напряжения. Винты будут стремиться противостоять этому напряжению. В этой ситуации не трудно подсчитать усилие, действующее на один винт со стороны тонколистовой металлической облицовки, величина этой силы равна 17 кН. Расчетное допустимое усилие смятия тонкого листа намного ниже этой цифры. В этом случае под шайбой винта произойдет смятие металлического листа и как следствие его разрыв вдоль стержня. После нескольких циклов отверстие под винтом увеличится в несколько раз и происходит нарушение герметичности сопряжения. О дальнейших последствиях разгерметизации креплений сэндвич панели, наверное, и не стоит напоминать. Здесь же возможно развитие ситуации и по другому пути, напряжение среза по телу винта составит 600 МПа, эта цифра находится на грани допустимого напряжения на срез материала винтов. Если металлический лист панели не сомнется, то все усилие будет направлено на срез головки винта. Головку простонапросто отрывает. На одном из объектов в Красноярске наблюдалась подобная ситуация, после сильных морозов головки саморезов срезало тонколистовой обшивкой. В центральной России подобных ситуаций после монтажа пока не наблюдалось, но где гарантия, что через 5 или 10 лет, когда напряжения среза достигнут максимальных значений, не произойдет какой либо трагедии связанной с обрушением ограждающих конструкций.

В связи с этим в нашей компании выдвигается обязательным требование по применениюв проектах проверенного временем крепежа компании «SFSintec», это еще обуславливаетсяи высокими требованиями безопасности. В свете реформы Технического регулирования вопросы безопасности в строительной отрасли в настоящий момент выходят на первый план.

В конце хотелось бы поговорить о герметизирующих качествах и коррозионной стойкости крепежных систем компании SFS.

Конструкция герметизирующей шайбы, применяемой совместно с шурупами SFS, в корне отличается от всех остальных производителей, вот несколько отличий.

— основа шайбы изготовлена из алюминиевого листа, у остальных отштампована из тонкого оцинкованного листа. Как показывает практика, оцинкованные шайбы имеют ограниченное время противостоять коррозии, первым делом начинает ржаветь кромка шайбы по наружному периметру, после чего начинается процесс подкромочной коррозии, который уже ни чем не остановить. Это явление хорошо становится видно после полугода эксплуатации здания, когда наружная поверхность оцинкованной шайбы становиться темносерого цвета, цинк теряет свой блеск, на поверхности проявляется оксид цинка в виде порошкового налета. Такая шайба вряд ли прослужит больше 3-х лет. А алюминиевые шайбы простоят в течение всего срока эксплуатации здания. Это подтверждается проводимыми тестами в соляном тумане.

— все шайбы имеют в качестве герметизирующего покрытия слой EPDM, но только у SFS толщина этого слоя составляет 3 мм и имеет мягкую, упругую структуру, которая надежно завулканизирована к основе. Зачастую у остальных этот слой толщиной 1,5 – 2,5 мм и повышенной жесткости. Многие производители приклеивают слой EPDM к металлической шайбе с применением не качественных клеев. Простейшее поддевание слоя резинки ногтем приводит к полному отслаиванию резины от шайбы.

— внутренний диаметр по резине у SFS шайбы плотно обтягивает тело самого самореза, что надежно герметизирует прилегание головки шурупа к шайбе. Попробуйте руками снять шайбу, нанизанную на вторую резьбу, это достаточно трудоемкое занятие. А вот, например, у азиатских производителей шайба свободно снимается и одевается на шуруп, да и при этом еще повреждается слой EPDM. Такая шайба не будет служить надежной защитой от проникновения атмосферных осадков в соединение винта. В этой связи хочется привести еще один пример из практики. Строительная компания в Подмосковье производила монтаж кровельных панелей базы отдыха для ветеранов и участников войн локальных конфликтов. По проекту запроектирована ломаная кровля с углами уклона 45О и 20О, крепление кровельных панелей подразумевалось с использованием шурупов компании SFS. Но строители, решив сэкономить, самостоятельно приобрели Тайваньские самонарезающие винты. После окончания монтажа, когда прошли первые дожди, в подкровельном пространстве стала появляться влага. Влага выделялась в виде капель на кончиках винтов, т.е. капала со сверла на несущие металлические конструкции. После обследования конструкций кровли и качества исполнения работ выявлена причина протечки кровли. На кровле саморезы были не дотянуты, т.е. герметизирующая шайба не выполняла свое прямое предназначение, и влага во время дождя под шайбой проникала внутрь панели. Затем по стержню винта прокапывала во внутреннее пространство здания. Подтяжка саморезов ни к чему не привела, протечки продолжались из-за некачественных шайб. Тогда было принято решение поменять весь крепеж на систему предусмотренную проектом. После монтажа шурупов SFS проблемы с протечками прекратились.

Не для кого не секрет, что в процессе эксплуатации здания самым нагруженным остается крепежная система ограждающих конструкций. И в тоже время больше всего шурупы подвержены воздействию различных по агрессивности сред т.к. они находятся в закрытом пространстве утеплителя панели. Любой металлический предмет в такой ситуации начнет корродировать и, в конце концов, разрушаться, это дело времени. Но дело в другом, сколько времени прослужит то или иное изделие. Саморезы SFS, изготовленные из углеродистой стали, имеют специальное, запатентованное антикоррозионное покрытие на основе полимерного материала (дюракоат). Гарантия стойкости этого покрытия составляет 50 лет.

Коррозия интенсивно начинает развиваться там, где нарушено защитное покрытие. При завинчивании самонарезающих винтов с обыкновенным цинковым покрытием происходит контакт с металлическими частями панели и подконструкции. В этом случае неизбежно повреждение антикоррозионного покрытия, появляются царапины, задиры и отслоения цинка. Оголенные участки винта и кромки металлических листов начнут подвергаться коррозии, особенно интенсивно во влажных районах и в зонах промышленных предприятий. Сколько времени прослужит это крепление – трудно сказать, но ясно одно не столько, на сколько рассчитывает инвестор или владелец этого сооружения.

При установке саморезов с покрытием Durocoat происходит следующее. Неизбежныев этих случаях царапины на теле шурупа, в виду эластичности полимерного составляющего, сами затягиваются, восстанавливая целостность антикоррозионного покрытия. Мало того, контактируя с кромками металлических листов, покрытие с шурупа переносится на эти кромки, тем самым, предотвращая кромочную коррозию в соединении. Крепеж с таким антикоррозионным покрытием прослужит достаточно долго, что подтверждается испытаниямив различных по агрессивности средах в лабораториях производителя.

Я думаю что, тот, кто прочитал данную статью до конца сделает для себя правильные выводы в пользу крепежных систем по настоящему отвечающим всем требованиям безопасности, надежности и долговечности. Профессионализм сотрудников компании SFS intec не перестает удивлять, специалисты скрупулезно рассматривают каждую проблему, которая может возникнуть на строительной площадке, находят необходимое решение и воплощают его в своей продукции. Только такой подход быстрого реагирования на потребности растущего рынка строительных металлических конструкций является залогом успеха и процветания компании SFS. Тесное сотрудничество с этой компанией всех участников строительного процесса – это уверенность в будущем своего бизнеса.

Беляев А. Н.
Главный инженер проектов
Завод «ВЕНТАЛЛ»
Концерн «RUUKKI»