Фальцевая кровля что это такое: Фальцевая кровля: особенности, плюсы и минусы

Содержание

как сделать кровлю, картины, минусы современного замка

Содержание:

Понятие «фальцевая кровля»
Минусы
Элементы конструкции
Разновидности материалов для картин
Тип покрытия
Как производится фальцевая кровля
Известные производители
Методика укладки фальцевой крыши
Как сделать основу для крыши
Укладка картин
Изготовление вспомогательных элементов
Выполнение фальцев
Заключительный этап

Под фальцевой кровлей принято понимать кровельное покрытие, которое изготавливается из листового металла и соединяется между собой с помощью защелок в виде желобов. В данном материале мы расскажем о том, как сделать фальцевую кровлю и какие материалы для этого применяются.

Понятие «фальцевая кровля»

Изобретенный немцами способ соединения листового металла для перекрытия крыш уже долгое время пользуется популярностью в нашей стране. И если еще совсем недавно фальцы соединяли вручную, то сейчас доступно большое количество механических и электрических инструментов для их закатки.

Так что изготовление фальцевой крыши стало намного удобнее и доступнее для непрофессионалов.

Среди преимуществ такого покрытия можно назвать:

Небольшая масса, позволяющая обойтись без усиленного стропильного каркаса.
Герметичность, надежная защита от протечек. Благодаря отсутствию сквозных отверстий металл не подвергается коррозии очень долго.
При наличии необходимых инструментов собрать фальцевую крышу можно самостоятельно.
Конструкция в равной степени приемлема и для простых крыш с небольшим уклоном, и на кровлях сложной конфигурации.
Материал отлично сочетается со всеми типами строительных материалов.
Срок эксплуатации такой кровли составляет более 20 лет. Поскольку все стыки надежно загерметизированы, а швы спрятаны, под нее не подтекает вода, а снег свободно скатывается с поверхности крыши.

Минусы

Справедливости ради стоит указать и минусы фальцевой кровли, которые возникают преимущественно в результате некорректной укладки:

Поскольку покрытие металлическое, падающий на фальцевую кровлю дождь создает достаточно сильный шум. Чтобы избежать такого эффекта, рекомендуется для обрешетки применять идеально ровные бруски, к которым будут плотно прилегать металлические листы.
Фальцы на кровле необходимо периодически проверять и, в случае необходимости, ремонтировать.
Если в процессе укладки кровли не были предусмотрены снегозадерживающие устройства, снег будет сходить с нее очень быстро и интенсивно.
Фальцевая кровля не представлена богатым разнообразием цветов и фактуры. Однако это оптимальный вариант для тех, кто является приверженцем минимализма и не стремится выделиться.

Элементы конструкции

Прежде всего, стоит определиться с некоторыми терминами.

Итак, картинами кровли называют прямоугольные листы металла с фальцами. Из таких листов собирают в фальцевую кровлю.

Под термином «фальц» принято понимать своеобразный шов, который образуется в результате стыковки отдельных листов материала. Такое соединение не нуждается в дополнительной герметизации клеем или герметиками. К тому же, такие швы выполняют функцию ребер жесткости.

Кляммерами называют специальные крепежные элементы, которые фиксируются на основании кровли. Они бывают простыми, то есть повторяющими форму фальца, а также подвижными – компенсирует тепловое расширение металла.

Разновидности материалов для картин

На рынке представлены различные виды фальцевой кровли, которые имеют существенные отличия. В большинстве случаев современная фальцевая кровля изготавливается из таких материалов, как:

Сталь. Различают изделия неоцинкованные, с цинковым покрытием или с дополнительным полимерным слоем. Такие материалы отличаются долговечностью, стойкостью к окислению и небольшой ценой. Тем не менее в процессе эксплуатации такая кровля постепенно утрачивает блеск, так что, чтобы сохранить презентабельный внешний вид, стоит остановиться на материалах с цветным покрытием. Кроме того, важно проследить, чтобы изделия были покрыты пленкой для защиты от царапин и повреждений.
Медь. Из какого материала получаются очень красивые крыши, которые под солнцем буквально сияют. На ней не разрастается мох или любые другие растения. Поскольку медные картины отличаются достаточной гибкостью, из них можно сделать кровли любой конфигурации, от простых до самых сложных.

Однако материал этот – достаточно мягкий, поэтому обращаться с ним следует очень аккуратно. К тому же стоимость меди довольно высока.

По прошествии некоторого времени на меди образуется слой окислов, создающих пленку темно-коричневого цвета. По этой причине медная кровля не сочетается ни с каким другим материалом.

Цинк. Картины из цинка дополнительно покрываются еще одним защитным слоем из карбоната цинка. В процессе эксплуатации такое покрытие становится серебристо-серым. Тем не менее срок службы такой фальцевой кровли не очень велик (до 50 лет), поэтому в европейских странах такие материалы практически не используются.
Алюминий. Данный металл отличается устойчивостью к окислению, так что фальцевая кровля из алюминия обычно служит около 100 лет. Кроме того, у него очень красивый серебристый цвет. Однако при монтаже фальцевой кровли из алюминия стоит помнить, что он очень сильно подвержен тепловому расширению.
Цинк-титан. Оригинальное решение соединить вместе 2 металла позволило получить материал, который отличается надежностью, пластичностью, устойчивостью к окислению. Со временем на сплаве образуется слой патины, который очень ценится современными дизайнерами.
Алюмоцинк. Сплав цинка с алюминием, которым покрываются картины из стали, обеспечивает защиту материала от коррозии в местах механических повреждений, к тому же, отличается возможностью самовосстанавливаться.
Сплав из меди, цинка и титаны. Дополнительное включение меди в концентрации 0,005 % позволяет добиться пластичности материала, так необходимой для его профилирования.

Тип покрытия

Для того чтобы защитить кровлю от пагубного воздействия окружающей среды, но нее наносят специальное защитное покрытие. В частности, для регионов с очень жарким и влажным климатом, где нередки кислотные дожди и высока интенсивность ультрафиолетового излучения, оптимально подойдут фальцевые картины с покрытием из пурала.

Как производится фальцевая кровля

Картины для фальцевой кровли могут быть в виде отдельных листов (литые) или рулонов. В нашей стране наибольшую популярность приобрела именно литая конструкция. Такие листы очень удобно соединять даже без специальных инструментов, а в результате получается цельное бесшовное покрытие.

Что касается рулонных фальцевых кровель, то они появились совсем недавно. Такой материал представляет собой полосу, равную длине ската, на котором уже имеются подготовленные края. При соединении получается двойной замок фальцевой кровли.

Различают несколько конструкций картин для фальцевой кровли:

С двумя ребрами жесткости и двойным фальцем. Применяется преимущественно для промышленного строительства, для перекрытия складских зданий и цехов с разнообразными уклонами кровли. Стандартная ширина составляет 5,57 м, из них полезной площади – 5,45 м.
Для жилищного строительства также применяются картины с двойным фальцем и двумя ребрами жесткости, однако их общая ширина составляет 3,52 м, а рабочая – 3,4 м.
Бывают картины с двойными фальцами, но без ребер жесткости. Они различаются по ширине – 5,57 м и 3,52 м. Применяются в жилищном строительстве.

Кроме того, различают стартовые, рядовые, параллельные и трапециевидные фальцпанели.

Известные производители

Наиболее авторитетным производителем фальцевых кровель является финская компания Ruukki. В России производством такого материала занимается завод «Инси». Их продукция более доступна по цене, причем предлагается достаточно широкий ассортимент товара.

Методика укладки фальцевой крыши

Технология монтажа кровли из фальцпанелей включает несколько последовательных этапов.

Как сделать основу для крыши

Монтировать фальцевые картины можно на сплошную или разряженную обрешетку. Для нее можно использовать деревянные рейки или металлические профили. Примечательно, что расстояние между стропилами не должна превышать 2,5 метров, чтобы листы в процессе эксплуатации не прогибалась, и фальцы не разошлись.

Укладка картин

Выбранный материал, будь то литые панели, или рулонная сталь, необходимо поднять на высоту, разместить поверх обрешетки вдоль карниза и начинать фиксацию с центра.

Изготовление вспомогательных элементов

Для обустройства коника, карнизы, ендовы, а также стыков с дымовой трубой или оконным проемом, потребуются специальные доборные элементы. Их необходимо или приобрести готовыми, или выполнить из рулонной стали самостоятельно.

Выполнение фальцев

Фальцы могут быть одинарными, двойными, лежачими (горизонтальными) или стоячими (вертикальными).

Под двойным фальцем подразумевают двойной загиб краев. Такое соединение целесообразно в местах скопления снежных и дождевых осадков – в ендовах, разжелобках, стыках и прочих элементах конструкции. Такой шов считается наиболее надежным.

На крышах с уклоном менее 25º рекомендуется выполнять стоячий двойной фальц. Несмотря на бытующее мнение о затратности данного способа, он себя вполне оправдывает.

Лежачие фальцы делают, если необходимо замаскировать швы между отдельными панелями. К тому же, горизонтальное соединение также выполняется лежачими фальцами, с максимальным обхватом. Обратите внимание, что если захват стальной полосы не сможет достать до глубины фальца, такой шов со временем ослабнет.

На крышах с уклоном более 25º применяется угловой стоячий фальц или Г-образный. Выполнить такой элемент даже проще, чем обычный – достаточно лишь правильно отогнуть верхнее ребро шва.

Что касается высоты фальца, он должен быть таким, чтобы стоячая талая вода не проникала внутрь соединения. Дождевые осадки фальцам не страшны, а вот стоячий снег может принести немалый вред. Следовательно, в регионах с большим количеством снежных осадков фальцы делаются достаточно высокими. Кроме того, во время укладки картин в фальцах укладывают уплотнительные прокладки. Эти элементы выдерживают тепловое расширение металла и усилия во время закатки фальцев.

Стоит обратить внимание и на крепежные элементы – можно использовать лишь комплектующие с антикоррозийным покрытием, иначе в скором времени на крыше образуются ржавые пятна.

Для соединения пальцев используется молоток и деревянные бруски, а также ручные или электромеханические машинки. Сначала картину крепят к основе узкой полосой, фиксируя ее положение. Затем спереди и сзади загибают лежачий фальц, а справа и слева – вертикальные полуфальцы.

Крепление фальцев выполняется преимущественно кляммерами. Они одеваются на 2,5 см, после чего панели прибивают с правой стороны. Кляммер делается из оцинкованной стали с толщиной в 0,5-0,7 мм и длиной 80-120 см. Эти элементы размещают по краям панелей с шагом в 60 см и привинчивают саморезами 4,8×28 мм.

Следовательно, монтаж выглядит так:

панель размещают на обрешетке;
фиксируют ее кляммерами;
покрывают сверху другой панелью;
затем три слоя металла загибают в одну сторону, заворачивают фальцы до упора и прижимают.

Таким образом, достигается надежное соединение, защищающее от холода и подтекания воды.

Заключительный этап

На финишном этапе необходимо загнуть высеки и установить доборные элементы – ендовы, фартуки, фронтоны, карниз и фальцевые планки.

Отличие профессионального монтажа от любительского

При наличии определенных навыков и опыта, любитель может установить несложные конструкционные элементы крыши при помощи ножниц, киянки и трубогиба. В то же время, профессиональные строители в своем арсенале имеют целый ряд специальных инструментов – ножниц, рамок, клещей и прочих приспособлений. Нередко такие инструменты обходятся гораздо дороже, чем фальцевый станок.

Стоит отметить, что для загиба фальцев в настоящее время применяют в основном полуавтоматические инструменты, обладающие рядом достоинств:

обеспечивают надежность соединения;
работа выполняется очень быстро;
есть возможность оперировать материалом любой толщины;
полимерный защитный слой в процессе работы не повреждается.

В настоящий момент на рынке стройматериалов доступны панели, на которых фальцы оборудованы специальными замками. То есть для соединения достаточно простого нажатия.

зачем нужна и чем хороша

В данной статье мы посмотрим, что такое фальцевая кровля и чем она хороша, почему ее любят использовать мастера даже на самых сложных типах крыш с уклоном.

В данной статье мы посмотрим, что такое фальцевая кровля и чем она хороша, почему ее любят использовать мастера даже на самых сложных типах крыш с уклоном. Рассмотрим, какие положительные и отрицательные стороны есть в использовании и почему работа по монтажу такой кровли будет стоить недешево. Узнаем, что лучше металлочерепица или фальцевая кровля и почему стоимость материалов может быть различной.

Чем хороша фальцевая кровля?

Мало кто в полной мере понимает, что такое фальцевая кровля и чем она хороша, попробуем разобраться. Ранее мы уже рассказывали о плюсах и минусах черепицы ондулина, но ведь кровельных материалов сейчас огромное количество, на рынке почти ежегодно появляются инновационные материалы, которые обладают высокими качественными характеристиками и не требуют сложных действий при монтаже.

Фальцевая кровля отличается аккуратностью исполнения и правильными геометрическими формами, и пропорциями. Изготавливают ее из самого популярного кровельного материала – металла, который пользуется спросом на протяжении веков. Кроме того, высокие гидроизоляционные свойства фальцевой кровли связаны и с ее конструкцией. Она включает швы, которые называют фальцы, они, в своем роде, замок для соединения листов.

Заводские полосы этого материала строители называют картинами. В качестве скрепляющего звена выступают кляммеры, которые не видимы глазу, т.к. находятся под швом. Причем, все крепления устанавливаются дополнительных отверстий в кровле. А ведь именно они, зачастую, являются причиной попадания влаги внутрь кровельного пирога.

Что лучше фальцевая кровля или металлочерепица?

Часто при планировании крыши люди задумываются, что лучше использовать фальцевую кровлю или металлочерепицу, причем данные материалы не подойдут для укладки и монтаже рулонной кровли, а только для скатных. Мы уже немного рассказали о первой, теперь пару слов о второй, чтобы сравнения не были голословными.

Металлочерепица тоже производится из стали и внешне полностью имитирует классическую кровельную керамику. Материал легкий, что облегчает его использование и монтаж. Еще один плюс материала – широкая цветовая гамма.

Стоимость тоже порадует многих – листы металлочерепицы имеют весьма приемлемую цену. В составе листа несколько слоев, в том числе защитных, которые позволяют продлить срок службы крыши до 50 лет. Качество напрямую зависит от толщины полимерного слоя, поэтому на этом лучше не экономить.

Фальцевые элементы тоже покрывают специальными защитными слоями. Но, в отличии от стальной металлочерепицы в составе присутствует множество других элементов. Но, в целом, положительные характеристики материалов схожи. Преимущество фальца в его конструктивных особенностях, т.к. все загибы у него формируются еще на этапе производства.

Именно поэтому швы получаются ровными. А цена материала на порядок ниже. Но при выборе стоит основываться еще и на виде воздвигаемой кровли. При сложных формах, например, куполообразной крыши лучше остановить выбор на фальцевых элементах.

Что лучше фальцевая кровля или профнастил?

Следующий выбор выглядит примерно так: что лучше фальцевая кровля или профнастил, что такое профнастил и из чего его делают, мы уже рассказывали. Первым преимуществом профнастила станет размер листов, которые на порядок больше, чем у фальца. При таких габаритах меньшего количества элементов хватит на рабочую поверхность, а чем меньше листов, тем меньше швов, стыков и работы.

Защитные покрытия материалов практически идентичны – это оцинковка, которая позволяет сохранить металл от коррозии, цветной полимер, который создает дополнительную пленку, продлевающую металлу срок службы. Если сравнивать показатели надежности, то здесь многое зависит от правильности и аккуратности монтажа. Немаловажную роль играет и обрешетка, и угол наклона ската. Для лучшего схода снега лучше выбирать угол от 16 до 40 градусов.

По сложности монтажа материалы тоже не имеют значительной разницы. Профлист крепится по аналогии с обычным шифером, но работать с листами из стали значительно проще. В данном случае важно соблюдать размеры и технику исполнения, поэтому с этой задачей справится даже непрофессионал.

Крепление фальцев требует участия нескольких человек, кроме этого необходимо использовать специальный инструмент, т.к. необходимо производить обжим мест крепления. А при необходимости проведения ремонтных работ демонтаж фальцевого материала потребует больше усилий.

Из чего делают фальцевую кровлю?

Рассмотрим вопрос, из чего делают фальцевую кровлю. Сейчас, как и много лет назад многие кровельные финишные материалы изготавливают не только из битума, как для наплавляемой кровли где стоимость работ рассчитывается из оплаты мастера и материала, но из металла, не исключение и фальцевые крыши.

Напомним, что конструктивные особенности элементов позволяют создать максимальную гидроизоляцию, за счет отсутствия открытых швов. Используется фальц уже много лет, но и его производство не стоит на месте, а постоянно модернизируется, что делает его актуальным и для современных требований в строительстве.

Фальцевая кровля – это металлические листы, которые, как правило, оцинковывают на производстве. Листы покрываются полимерными материалами, которые создают дополнительную защиту металла от коррозии и придают ему сочные оттенки. Укладка производится в зависимости от уклона кровли. Т.е. если уклон небольшой, то лучше использовать двойной фальц.

Листы из стали производят различной толщины и длины. Некоторые производители используют не только стали при изготовлении листов. Иногда фальцевую кровлю делают по аналогии с металлочерепицей и профнастилом, это когда на сталь наносится слой цинка, после чего материал грунтуют и наносят полимеры. Как и в любом другом кровельном пироге для такого типа крыш лучше использовать дополнительную гидроизоляцию как при укладке мембранной кровли, которая отличается высокой устойчивостью к влаге.

Что делать с неровной фальцевой кровлей?

Нередко бывает, что во время проведения кровельных работ обнаруживаются дефекты материала и возникает вопрос, что делать с неровной фальцевой кровлей. Во-первых, дефекты могут быть заводскими, но это лучше проверять на этапе поставки, чтобы вовремя заменить бракованные листы. А иногда волны могут возникнуть из-за кривых рук мастера или неправильной транспортировки.

Иногда появление волнистости может быть не связано с браком. Есть несколько причин:

закономерное явление тонкого материала;
мягкость стали;
погрузо-разгрузочные работы;
процесс транспортировки;
неаккуратная работа кровельщика.

Некоторые деформации листов можно даже не заметить. Здесь важную роль играет освещение кровли. При проведении работ важно использовать специальные инструменты для кровельщиков-жестянщиков, а не просто молот и плоскогубцы. Крепятся листы с помощью специальных пластин, которые укладывают в изгибы, если все сделано правильно, то следов от креплений заметить будет просто невозможно.

Следует избегать как нахлестов, так и разрезов металла. Металл, как и многие материалы показывает способность к расширению и для того чтобы избежать его деформации лучше использовать подвижные пластины. Со временем крыша из фальца может начать проседать, это может быть связано как с ошибками, допущенными при монтаже, так и обильными снегопадами.

Что дороже фальцевая кровля или металлочерепица?

Не последний вопрос при возведении или ремонте кровли – что дороже фальцевая кровля или металлочерепица. Проблема выбора материала исходя из бюджета актуальна практически для всех. В данном случае стоит сравнивать не только стоимость самих материалов, но и прайс на услуги кровельщиков. Например, стоимость металлочерепицы выше, но ее монтаж намного проще, чем у фальцевой кровли, поэтому и стоимость услуг по укладке будет выше у последней.

Связано это с тем, что конструкция фальцевой кровли предполагает при креплении использование профессиональных инструментов и требует высоких навыков мастера. Если при устройстве кровли и в кровельных работах будут допущены ошибки, то покрытие может деформироваться, появятся волны. Непрофессиональный кровельщик не сможет красиво «спрятать» крепления, что может привести даже к тому, что гидроизоляция кровли будет нарушена.

Что значит фальцевая кровля?

Фальцевая кровля – это значит надежность, долговечность, простота в уходе и приемлемая цена. Этот вариант кровельного материала идеально подойдет для крыш, у которых есть уклон. Фальцы подойдут для любой формы кровель, даже куполообразных и четырехскатных. Финишный элемент не поддерживает горение, не выделяет токсичных веществ при нагревании. В некоторых случаях, когда вопрос денег не стоит перед владельцем сооружения фальцевую кровлю заказывают не из стали, а более дорогой меди.

Для такой кровли не страшны снегопады, ветра и дожди. Но не стоит забывать, что даже на такую безопасную крышу необходимо ставить громоотвод. Еще металл не способен удерживать тепло, поэтому в кровельном пироге обязательно должен быть слой теплоизоляции, например, пенополистирол, как уложить пенополистирол на крышу мы уже рассказывали. А, чтобы не слышать скачущих по крыше птиц, как стадо слонов или капли дождя «по пустому ведру», как во временя средневековых пыток – лучше позаботиться о хорошем и качественном слое шумоизоляции.

Крыша в виде фальцованной пластины

Последнее обновление вс, 09 окт 2022 | Каркасная конструкция

Рис. 28: Вид во время строительства

Gigon & Guyer: Пристройка к художественной галерее lr Wlnterthur (CH), 1995

Рис. 28: Вид во время строительства

Gigon & Guyer: Пристройка к художественной галерее lr Wlnterthur ( CH), 1995

Пилообразная крыша как светонаправляющий слой

Художественные музеи в Аппенцелле и Винтертуре, созданные Гигоном и Гайером, являются прекрасными примерами двух принципиально разных методов работы с каркасными условиями пилообразных крыш.

Пристройку к художественной галерее в Винтертуре можно разделить на три горизонтальных уровня. Неотапливаемый вентилируемый цокольный этаж предназначен только для парковки. Выставочные залы расположены над этим на настоящем первом этаже. А над уровнем выставки пилообразная крыша обеспечивает необходимое освещение. Это наслоение функций отражено в дизайне фасада, который также разделен на три части, причем больше всего внимания уделяется выставочному уровню, обрамленному как бы уровнем парковки и пилообразной крышей. Ритм пилообразной крыши совпадает с сеткой стального каркаса, но в зависимости от размера выставочных площадей на каждую зону выделяется три, четыре или пять «зубцов» крыши. Внутри, в отличие от фасада, разделение на выставочную площадь и ограждающий слой сведено к минимуму за счет использования бесшовной облицовки. Таким образом, эффективная высота пилообразной крыши добавляется к выставочной площади и поэтому может быть оценена напрямую. Поскольку застекленные поверхности пилообразной крыши обращены почти точно на север, в здание не проникают прямые солнечные лучи.

: Рис. 29: Gigon & Guyer: Liner Museum, Appenzell (CH), 1998

уклон крыши остается прежним, высота каждой секции уменьшается. Это, вместе с оформлением торцов здания и однородной облицовкой, способствует отчуждению внешнего выражения темы пилообразной крыши. Прошедшие пескоструйную обработку листы из хромистой стали, уложенные внахлест, как черепица, покрыли всю эту монолитную конструкцию, не оставляя различий между поверхностями стен и крыши. Таким образом, они придают законченному зданию телесное выражение.

Крыша в виде неправильной складчатой пластины

Кресельный подъемник Карменна доставляет однодневных экскурсантов со станции в долине, расположенной над Внутренней Арозой рядом с позднеготической горной часовней, через промежуточную станцию в сторону Вайсхорна. .

Для сохранения ландшафта относительно большой объем долинной станции частично скрыт в поднимающемся склоне горы. Тонкий слой почвы ложится ковром на шатровую, многократно сложенную крышу и таким образом создает неразрывную связь с ландшафтом. Заметная угловатость формы крыши, поддерживаемая легким стальным каркасом, тем не менее свидетельствует о том, что это искусственное продолжение естественного ландшафта. Но зимой масштаб формы крыши, соответствующий рельефу, и слой снега поверх всего приводят к почти полному слиянию природных и рукотворных элементов.

Совершенно другая картина, если смотреть со стороны долины. Многочисленные складки входной лакады остаются полностью видимыми; это похоже на поперечное сечение скульптурного пейзажа. За полупрозрачным «скобалитовым» фасадом просматриваются размытые очертания внутренних работ. Левая половина служит для ночного хранения четырехместных кресел. Правая половина предназначена для отправки любителей зимних видов спорта на их пути в гору. Эта вторая половина, фактическая станция подъемников в долине, имеет форму яркого туннеля, окрашенного в неоново-оранжевый цвет.

Пилообразная крыша как скульптурный элемент

Музей Лайнера в Аппенцелле имеет пилообразную крышу совсем по другой причине. Зигзагообразный профиль крыши позволил создать выразительный крупномасштабный силуэт, который при взгляде с близкого расстояния придает музею абстрактность. Только когда мы смотрим на художественный музей и город с окрестных склонов, зубчатая крыша сливается с крышами соседних промышленных зданий. В данном случае каждый «зуб» кровли выделен в отдельную экспозиционную зону, а значит, изнутри мы видим не пилообразную крышу, а нечто вроде асимметричной скатной крыши. Ритм внутренних пространств (а отсюда и пилообразная крыша) сужается к северу. Так как шаг

Рис. 31: Bearth & Deplazes: долина кресельного подъемника Карменна, Ароза (Швейцария), 2000

Продолжить чтение здесь: Плоская крыша скатная крыша

Была ли эта статья полезной?

Складчатые пластинчатые конструкции — Кристиан Хенигшмид-ДеВо — Журнал — GRIMSHAW

Первоначально эта статья была опубликована в журнале Blue 02: Systems and Structure в 2010 году. Вы можете просмотреть статью в исходном формате и другие статьи в Интернете.

Horno3: Museo Del Acero в Монтеррее, Мексика, состоит из двух основных элементов: восстановления заброшенного комплекса доменных печей 1960-х годов (недавно признанного объектом национального промышленного наследия) и нового дополнения, предоставляющего пространство галереи и другие музейные помещения.

Музей демонстрирует историю производства стали с экспонатами, а также пиротехническим шоу; в нем также ведется хроника промышленной истории штата Нуэво-Леон и его столицы Монтеррея, который на протяжении большей части 20-го века был известен своим производством стали.

Архитектурная задача состояла в том, чтобы сбалансировать чувствительные историческое сохранение на фоне требования нового назначения для комплекса как динамический символ в его изменившемся контексте – окружающие сталелитейные заводы был преобразован в общественный парк. Здание было завершено в Сентябрь 2007 года, когда в городе прошел Всемирный форум культур.

Восстановленный комплекс доменных печей состоит из доменной печи высотой 80 м, литейного цеха и ряда вспомогательных сооружений. Рядом с печью, расположенной на месте бывшего шлакового отвала, в новой пристройке есть входное крыло, главная общественная лестница и интерактивное пространство галереи: Стальная галерея, которая выступает в качестве архитектурного фокуса и дополняет существующие промышленные элементы. Чтобы незаметно работать в контексте доменной печи, эта новая галерея в значительной степени находится под землей и расположена под зеленой крышей, которая плавно спускается к окружающему общественному парку.

Как реконструкция, так и новые дополнения, вмешательства и т. д. тесно связаны с историей объекта как сталелитейного завода. Это становится наиболее очевидным благодаря ряду конструктивных элементов, включая винтовую стальную лестницу с одним пролетом, фасадную систему и сложенную — или, точнее, мозаичную — стальную галерею крыши.

Архитектурная задача состояла в том, чтобы сбалансировать деликатное историческое сохранение с требованием новой цели для комплекса как динамического символа в его изменившемся контексте.

Для этого важного элемента мы стремились достичь следующих целей:

— Чтобы крыша функционировала дидактически, четко выражая присутствующие структурные силы, а также демонстрируя инженерные и строительные возможности, обеспечиваемые сталью, — выступая в качестве самостоятельного экспоната

— Для достижения структурной эффективности и полезности с использованием материала прочность, конструктивный подход к проектированию, соединение и технология строительства.

— Чтобы использовать геометрию, которая одновременно отвечала ограничениям планирования и учитывала другие важные соображения, такие как сбор дождевой воды.

— Для архитектурного функционирования обоих пространств, верхнего и нижнего — первое проявляется в виде засаженного растениями ландшафта на крыше, открытого для окружающего парка, а также в виде потолка и контейнера Стальной галереи внизу.

Имея в виду эти цели, с самого начала стало ясно, что мы хотим продемонстрировать конструкционные возможности и возможности стали уникальным и довольно необычным способом, с архитектурной, а тем более с инженерной точки зрения. Вместо обычной системы стоек и балок/ферм, где все стальные элементы представляют собой линейные элементы, мы стремились использовать стальные пластины, чтобы создать конструктивно эффективную поверхность. Все эти пластины представляют собой плоские треугольники; это означает, что не было необходимости в изгибе или сложном искажении. Эта инициатива безупречно соответствовала идее создания складок на поверхности, чтобы создать потребность в жесткости, которая требуется конструкции такого масштаба, но без дополнительной массы. Мы объединили обычно разделенные кожу и кости здания в единую форму.

Пространство, напоминающее жеоду, служило еще одной аналогией; геометрически точный, но скрытый интерьер, образованный в результате наложенных внешних сил, с грубым и более натуралистичным внешним видом. Когда это здание сливается с ландшафтом, мы воспринимаем скрытое подземное пространство, подобное драгоценному камню, расположенное в естественном окружении зеленой крыши и примыкающее к необработанной стальной стене, которая служит для разграничения его от других музейных зон. Это пространство предназначено для того, чтобы его открывали и раскрывали посетителям во время путешествия по музею.

В масштабах всего проекта существует более формальная взаимосвязь между круговым характером существующих вспомогательных сооружений, расположенных вокруг доменной печи, и недавно построенной винтовой лестницей и закругленной стальной галереей, размещенными для усиления этой организации. Функционально круглое пространство хорошо сочетается с программной потребностью дизайна выставки в центральном пространстве для выступлений, включающем сцену и многоуровневые сиденья. В основном интерактивные экспонаты расположены радиально вокруг этого пространства для выступлений, по пути движения посетителей. Чтобы создать более динамичное пространство и удовлетворить различные выставочные требования, пространство для выступлений было спроектировано и расположено асимметрично.

Имея планировку, базовую форму и конструктивную концепцию, мы приступили к разработке конкретной геометрии крыши. С помощью параметрической компьютерной модели был установлен набор геометрических взаимосвязей, позволяющих адаптировать структурную форму и реагировать на дальнейшие ограничения по мере развития конструкции. Примерами этих дополнительных функциональных и пространственных ограничений являются минимальные уклоны для обеспечения эффективного дренажа и просвета под мостом, который соединяет террасу с Литейным залом.

Чтобы получить несущую и самонесущую конструкцию с наибольшим пролетом 13 м (43 фута) и диаметром 30 м (98 футов), при проектировании использовались тщательно рассчитанные анализы напряжений, что позволило оптимизировать конструкцию. и продвижение известных инженерных пределов конструкционной стали. С использованием трехмерной конечно-элементной модели были оценены деформации и пики напряжений, а также учтены пределы потери устойчивости плиты; эти пределы были найдены; эти ограничения в конечном итоге оказались основным структурным фактором при проектировании крыши.

Для решения проблемы местной потери устойчивости и различных пролетов, а также для минимизации напряжений высота конструкции и толщина плиты корректировались итеративно. При максимальной глубине сгиба 1,5 м (~ 5 футов) стальные листы могут быть относительно тонкими, толщина варьируется от 10 до 20 мм; плиты колонн имеют толщину 13 мм. К геометрии были добавлены дополнительные складки, где одного увеличения толщины пластины было недостаточно; дополнительные балки или ребра жесткости не требовались по всей конструкции. По мере увеличения пролетов постепенно увеличивается и глубина складок. Это хорошо видно снизу.

В центральном кольце колонн и ряде расходящихся сегментов крыши существуют сжимающие силы, которые выталкивают к периметру. Эти силы компенсируются замкнутой системой натяжных колец, которая работает благодаря круглому характеру крыши, то есть конструкция находится в равновесии.

Дополнительные элементы были спроектированы независимо от параметрической модели, но их значение было записано в ней. Например, 12 основных несущих колонн изначально рассматривались как отдельные пластины с одним фальцом, но для обеспечения необходимой жесткости конструкции и подвижных соединений в верхней части был использован многогранный и полый профиль, который переходит или «чердак» от шеврона к получился треугольник. Это позволяет использовать встроенный в колонну дренаж и разбрызгиватели на крыше, чтобы нижняя сторона была свободна от какой-либо наземной инфраструктуры. 9№ 0003

Для включения архитектурного освещения, а также театральных осветительных приборов для сцены мы разработали круглую стрелу: желоб с одинарным изгибом, выступающий внутрь от внутреннего кольца колонны.

Подобным образом сужающиеся шевронные консоли поддерживают террасу, которая парит над складчатой крышей, разделенной кольцом из стеклянных блоков, чтобы архитектурно различить два элемента. Структура террасы, опирающаяся на всенаправленные скользящие соединения на этих консолях, ограничена в боковом направлении через мост к главному зданию.

Вместе с обычным набором чертежей производители стали получили простую 3D-модель окончательной геометрии, содержащую только поверхности нулевой толщины. К этим поверхностям они должны были применить необходимую толщину, внутрь в случае колонн и вверх на сегментах крыши, чтобы сохранить архитектурный замысел.

В ходе совместных семинаров мы также разработали четкую методологию изготовления всех 24 сегментов и 12 колонн в цехе, а также последовательность сборки на месте.

Этот подход был подтвержден созданием нескольких основных моделей в натуральную величину, в масштабе ½ и ½. В ходе этого процесса изготовитель приобрел важный опыт сборки и сварки пластин, который оказался неоценимым, когда дело дошло до получения однородных кромок с острыми углами. Кроме того, макеты использовались для проверки различных способов монтажа на месте и окончательной отделки поверхности.

В качестве дополнительного преимущества заводского производства все элементы проверялись перед отправкой на объект в рамках строгого режима управления качеством. Все эти усилия в конечном итоге позволили повысить точность, а также свести к минимуму сварку на месте и сократить время монтажа. Окончательная конструкция ведет себя как монолитная складчатая поверхность, поскольку ее сборные сегменты непрерывно и полностью сварены, а вставленные сегменты непрерывно скреплены болтами.

Ландшафтные бермы, помимо крыши вокруг Стальной галереи, покрыты растительностью и в основном засажены местной травой любви, разновидностью, приспособленной к малому количеству осадков, типичному для Северной Мексики. Сама крыша Стальной галереи усажена лоскутным одеялом из цветущих очитков, которые повторяют форму мозаичной структуры внизу. Во всех случаях растительность была специально подобрана так, чтобы сократить расходы на техническое обслуживание и орошение, а также обеспечить среду обитания для местных видов диких животных и место отдыха для ежегодной миграции бабочек, проходящей через этот район.