Сколько весит стеклофибробетон и как это влияет на нагрузку на фасад

Вес стеклофибробетона определяется плотностью материала (ориентировочно 1 900–2 200 кг/м³) и толщиной стенки. При типичной для фасадных панелей толщине 10–15 мм квадратный метр СФБ весит примерно 20–35 кг без учёта рёбер, каркаса и закладных. Это в несколько раз легче облицовки натуральным камнем или сборным бетоном той же площади.

Главное для проектировщика — считать не условный вес «квадрата», а реальный вес каждого изделия с рёбрами жёсткости, каркасом и крепежом: именно он определяет шаг кронштейнов, сечение подсистемы и несущую способность анкеров в стене.

Статья пригодится конструкторам НВФ, технадзору и заказчикам, которые сравнивают варианты облицовки. Общий обзор материала — в разделе Стеклофибробетон: материал и технология.

Толщина стеклофибробетона в фасадных изделиях обычно составляет 10–20 мм: тонкие стенки возможны благодаря армированию волокном по всему объёму. Вес квадратного метра стенки считается как произведение плотности на толщину. Ориентировочные значения при плотности около 2 000 кг/м³:

К весу стенки добавляется вес рёбер жёсткости, стального каркаса (у крупных панелей), закладных и крепежа. Для объёмного элемента — карниза или колонны — считают площадь развёртки всех стенок, а не площадь фасада, которую элемент закрывает. Точный вес каждого изделия указывается в рабочей документации.

Сравнение с другими материалами облицовки показывает, почему СФБ выбирают для сложного фасадного декора. Ориентировочный вес 1 м² облицовки:

Для плоских участков стены керамогранит сопоставим с СФБ по весу. Разница проявляется на объёмных элементах: карниз или колонна из камня или бетона весит в разы больше, чем полое изделие из СФБ той же формы. Значения ориентировочные; плотность камня зависит от месторождения.

Важно и то, как вес распределён. Натуральный камень на фасаде обычно крепят плитами небольшого формата на кляммеры, и каждая точка крепления несёт заметную нагрузку. Панель СФБ того же размера легче, поэтому формат можно увеличить без усиления узла. Это сокращает число швов и точек крепления на фасаде.

Нагрузка от облицовки передаётся по цепочке: изделие → крепёж → направляющие → кронштейны → анкеры → стена. Малый вес СФБ даёт несколько практических выгод:

• меньше сечение и шаг элементов подсистемы — экономия металла;

• меньше нагрузка на анкеры, что особенно важно для стен из газобетона, пустотелого кирпича и других слабых оснований;

• меньше нагрузка на фундамент при реконструкции существующих зданий;

• проще и безопаснее монтаж на высоте.

Однако вес — не единственная нагрузка. На подсистему действуют ветер (для высотных зданий и угловых зон — значительный), собственный вес утеплителя, температурные деформации и, в сейсмических районах, сейсмические воздействия. Расчёт выполняют по действующим сводам правил по нагрузкам и воздействиям, с учётом района строительства и высоты здания.

Отдельно проверяют стену. Монолитный железобетон и полнотелый кирпич держат анкеры надёжно, а в ячеистом бетоне, пустотелом кирпиче и старой кладке несущая способность анкера может быть в разы ниже. В таких случаях увеличивают число точек крепления, применяют специальные анкеры или переносят нагрузку на перекрытия. Малый вес СФБ здесь даёт запас, которого у тяжёлой облицовки просто нет.

Объёмные элементы из СФБ — колонны, карнизы, пилястры, пояса, кашпо — делают полыми: изделие представляет собой тонкую оболочку, повторяющую внешнюю форму. Благодаря этому колонна, которая в монолите весила бы тонны, из стеклофибробетона весит в разы меньше и монтируется без тяжёлой техники.

Особенности пустотелых изделий:

• для жёсткости внутри устраивают рёбра, диафрагмы или стальной каркас;

• полые колонны могут служить облицовкой несущей колонны — металлической или железобетонной;

• полость можно использовать для скрытой прокладки водостока или кабелей освещения;

• в полости не должна скапливаться вода — нужны дренажные отверстия и защита от затекания сверху.

Пустотелая конструкция требует точной геометрии формы и аккуратной стыковки частей. Крупные колонны и карнизы часто собирают из нескольких секций, стыки которых располагают по линиям архитектурных членений, чтобы они не были заметны. Число и размеры секций определяют на этапе проектирования с учётом веса одной детали: она должна быть удобна для транспортировки и монтажа без крупной техники.

Для сравнения: если выполнить тот же карниз сечением 400×300 мм из монолитного бетона, погонный метр будет весить порядка 250–300 кг. Оболочка из СФБ толщиной 15 мм с развёрткой около 1,2 м весит порядка 35–40 кг на погонный метр плюс крепёж. Цифры ориентировочные, но порядок разницы показателен.

При проектировании фасада с изделиями из СФБ в расчётах учитывают:

1. Фактический вес каждого изделия с рёбрами, каркасом и закладными, а не условный вес «квадрата».

2. Ветровую нагрузку с учётом высоты, района и аэродинамики угловых зон.

3. Несущую способность основания — результаты натурных испытаний анкеров на вырыв в конкретной стене.

4. Температурные деформации — зазоры между изделиями и подвижные узлы крепления.

5. Долговременную прочность СФБ — расчётные значения ниже начальных.

6. Сейсмику, если объект в сейсмическом районе.

7. Монтажные нагрузки — строповку и временные опоры.

ГК «Техноформа» выполняет проектирование в собственном проектном отделе (12 проектировщиков во главе с 2 архитекторами), затем производит изделия и монтирует подсистему, утеплитель и панели своей монтажной структурой.

Показательный пример — гостиничный комплекс «Аль-Каср» в Дагестане: 24 000 м² стеклофибробетона на четырёх 11-этажных корпусах, проектирование и монтаж выполнены компанией. На клубном доме «Династия» в Кисловодске СФБ (6 000 м²) сочетается с керамогранитом (700 м²) и гранитом (700 м²) — здесь подсистема рассчитывается под материалы разного веса.

Больше объектов — в разделе проекты Техноформы. Сильные и слабые стороны материала разобраны в статье Плюсы и минусы стеклофибробетона для фасада.