Сравнение каркасно-тентовых сооружений

Сравнение каркасно-тентовых сооружений с другими типами
сооружений
(анализ сделан для ООО «НЕАТЕХ СТРОЙ ЦЕНТР»)
Когда перед потребителем возникает вопрос о необходимости новой площади, не важно, под
какие нужды, будь то конный манеж, торговый зал или промышленный склад, он должен сделать
правильный выбор - какой тип здания лучше?
Капитальное железобетонное здание, сооружение из легких металлических конструкций,
воздухоопорное сооружение или каркасно-тентовое сооружение.
Особенности ведения бизнеса в России не располагают к значительным, долгосрочным
инвестициям в проекты.
Возведение капитального здания требует значительных затрат. Также требуется разрешение на
строительство, а существуют, конечно, неофициальные данные, что стоимость такого разрешения
может доходить до 40% от стоимости строительства здания.
Не в плюс к этому варианту будут и сроки самих, строительных, работ. Ну и в дополнение
владелец будет всегда связан с дорогим коммунальным обслуживанием. Единственный
положительный момент при таком варианте это длительная служба эксплуатации объекта и
возможность антивандальной защиты.
Рассмотрим следующий вариант, сооружение из легких металлических конструкций. Тут на лицо
преимущества перед предыдущим:
- значительно увеличивается скорость строительства;
- довольно не высокая стоимость объекта.
Из минусов: опять же требуется разрешение на строительство, требуется наличие фундамента,
коммунальное обслуживание.
Далее переходим к воздухоопорным сооружениям. Такие типы сооружений относятся к
временным и не требуют разрешения на строительство. Монтаж их происходит довольно быстро, но
стоимость обычно выше, чем у легких металлических конструкций. Под них не обязателен
полноценный фундамент. Они светопрозрачны и снижают затраты на освещение, но требуют
постоянной работы вентилятора, что влечёт постоянный расход электричества, а при использовании
электрических обогревателей вся экономия светопрозрачностью сходит на нет.
Такие сооружения не имеют защиты от вандалов. Кроме того, на некоторых людей может
оказываться негативное влияние внутри воздухоопорного сооружения из-за повышенного давления
относительно атмосферного.
И наконец, оставшийся вариант, каркасно-тентовое сооружение. В нём можно соединить почти
все плюсы представленных выше вариантов:
- срок службы, при использовании высококачественной ткани может составлять до 25 лет - это
срок сравнимый с необходимостью капитального ремонта при эксплуатации железобетонного
здания. При износе покрытия на каркасно-тентовом сооружении, его можно заменить на новое, после
обследования каркаса специалистами, на предмет износа. Обслуживание сооружения сведено к
минимуму.
Для повышения срока службы ПВХ покрытия его рекомендуется мыть, раз в год, желательно
после зимы. Для продления срока службы каркаса, рекомендуется проводить осмотр так же не реже
раза в год, на предмет возникновения коррозии (при обнаружении очаги коррозии обрабатываются и
закрашиваются). Но если металлоконструкции оцинкованы, то такой осмотр является скорее
формальностью.
Каркасно-тентовое сооружение может быть выполнено в антивандальном исполнении (по
периметру обшивается профлистом, сэндвич панелями или обычной железной сеткой), но, обычно, к
таким средствам защиты не прибегают, так как такие сооружения располагаются на охраняемой
территории.
- сроки монтажа примерно такие же, как и у легких металлических конструкций, т.е. в пределах
месяца.
Стоимость каркасно-тентовых сооружений позволяет конкурировать с легкими металлическими
конструкциями. При однослойном исполнении, в светлое время суток, освещение в каркаснотентовых конструкциях не обязательно, что позволяет избежать лишних затрат на электроэнергию.
Такое сооружение относится к классу временных сооружений и не требует разрешения на
строительство, а значит, не влечёт дополнительных затрат.
Так же нет необходимости в фундаменте. Возможна установка на любую относительно ровную
площадку. Надо только предусмотреть необходимые действия против подтопления паводковыми
водами. В некоторых случаях можно выполнять фундамент только под опорами.
Недостатки в каркасно-тентовых конструкциях, конечно, существуют, но если потребитель
чётко представляет задачи, под которые ему требуется сооружение, то их можно решить на моменте
проектирования (например, антивандальное исполнение).
Проектирование
Проектирование быстровозводимых ангаров выполняется квалифицированными специалистами
с применением программного обеспечения АРМ Civil Engineering Prof. (Steel), версия 9.3.
Сооружения рассчитываются для любого района эксплуатации по СНиП 23-01-99, СНиП 2.01.07-85 и
другим нормативным документам.
Производство
Металлоконструкции и ограждающие тентовые конструкции изготавливаются на собственном
производстве под строгим контролем качества. Сооружения производятся серийно по ТУ 5282-00179440506-2006, патент №66389.
Монтаж
Монтаж быстровозводимых конструкций полностью осуществляется без использования сварки,
Для установки зданий ООО «НЕАТЕХ СТРОЙ ЦЕНТР» требуется минимальная подготовка
площадки в объеме простого выравнивания плоскости. Применяемая опорная система полностью
заменяет фундамент, а при необходимости, может быть демонтирована и перемещена на новое место
с основным комплектом здания.
Благодаря этому, срок монтажа существенно меньше, чем у капитальных зданий. Так при
использовании подъемно-транспортных механизмов и бригады монтажников, срок сборки каркаснотентового здания площадью 1000 м2 составляет всего 2 недели.
Тентовые конструкции выполнены из мембранных материалов на основе полиэстера с покрытием
ПВХ. Для изготовления тентовых конструкций мы используем материалы Европейского
качества: Ferrari (Франция) и Sioen(Бельгия), а также оптимальные по соотношению качества и цены
ПВХ-ткани Unitex производства Южной Кореи.
В отличие от альтернативных аналогов каркасно-тентовых конструкций, ООО «НЕАТЕХ СТРОЙ
ЦЕНТР» не применят целнокроенной мембраны ограждающих PVC конструкций, а так же ремешков
и капроновых шнуров в системе натяжки со сроком службы до одного квартала. Задача
перераспределения ветровых нагрузок на каркас и упрощения монтажных работ решается
установкой дискретных полотен стандартной ширины, равной межрамному расстоянию. Такая
тентовая конструкция зарегистрирована, как полезная модель (Рег. № 66390).
Узел фиксации гибкого полотнища к несущему элементу каркасной конструкции и система
натяжки выполнены из металлических деталей, срок эксплуатации которых не менее срока
эксплуатации всего здания. Это решение зарегистрировано, как полезная модель (Рег. №
2007118407). Таким образом, ремонт ограждающих конструкций не влечет за собой полную их
замену
Эксплуатация
Эксплуатация таких сооружений должна проводится в строгом соответствии с Инструкцией по
эксплуатации, выдаваемой производителем и обязательным соблюдением требований Положения
ПОТ РО-14000-004-98 «Техническая эксплуатация промышленных зданий и сооружений».
Ежесезонная (не менее 2-х рах в год) очистка поверхности значительно продлевает срок службы и
улучшает внешний вид тентовых сооружений. В районах с высокой влажностью регулярное
обслуживание позволяет снизить риск появления плесени и налета на поверхности ткани ПВХ.
.
Сооружения, покрытые тканью ПВХ остаются защищенными от атмосферных осадков на всем
протяжении эксплуатации, чего нельзя сказать о сооружениях, покрытых, например, жестью, так как
со временем в местах крепления жести к каркасу конструкции и в местах соединения жестяных
листов образуются щели (из-за коррозии).
Одной из отличительных черт ПВХ ткани является светопроницаемость (10-17 % ) в зависимости
от толщины материала), в силу чего нет необходимости в окнах, а так же существенных затратах на
искусственное освещение в дневное время суток.
Ткань ПВХ соответствует Российским и международным противопожарным стандартам (Г1, В2,
DIN4102B1 и M2), т.е. не поддерживает процессы горения, не горит при отсутствии прямого
пламени, и в отличие от альтернативных покрытий, не вступает в реакции с химическими
материалами при их складировании.
Благодаря пригодности тканей ПВХ для печати, вы можете разместить логотип вашей компании
в любом месте сооружения.
Структура архитектурных тканевых материалов
По структуре материалы могут быть однослойными и многослойными. Многослойные материалы
получают дублированием слоев однослойных материалов.
Материалы состоят из силовой основы, выполненной из технических тканей или сеток и
заполнителя на основе эластомеров или термопластов.
В структуре материала техническая ткань или сетка выполняет функции арматуры,
обеспечивающей прочность материала по направлениям. Дублирование слоев материала
используется для увеличения прочности или изменения характера анизотропии материала.
Прочность материала в одном направлении можно обеспечить созданием силовой основы со
специальными свойствами, например, применением двухосновных тканей или использованием для
тканей высокопрочных материалов.
Тканевые материалы обычно изготавливаются на ткацком оборудовании. В тканевых материалах
различают два ортотропных направления, - основу и уток.
Переплетение нитей в технических тканях обычно применяется полотняным или в виде рогожки,
имеются и другие виды переплетений нитей силовой основы. Последнее переплетение в виде
рогожки отличается от полотняного наличием двух комплексных нитей в направлении основы или
двух нитей в направлении утка.
По количеству нитей, входящих в основу или уток различают одно и двухосновные ткани. При
использовании полиосновных или полиуточных тканей соответственно на количество
дополнительных комплексных нитей одной прочности увеличивается прочность и снижается
деформативность ткани.
Многослойные материалы используются в тех случаях, когда свойства однослойной композиции
не могут удовлетворить требованиям прочности или деформативности, предъявляемым к
конструкции.
По аналогии с железобетонными конструкциями технические ткани или сетки выполняют
функции арматуры, а полимерная матрица выполняет функции бетонной смеси, предназначенной для
защиты от повреждений силовых структур материала. Выбор материала для силовой структуры
определяется назначением сооружения или изделия и характеристиками нагрузок.
Требование многократной складываемости сооружений и минимизации транспортного объема,
по сравнению с проектным объемом приводит к необходимости использования весьма гибких
материалов. Требование совместного восприятия силовых воздействий и воздействий,
удерживающих внутреннюю среду, приводит к необходимости применения армированных
материалов с различными свойствами для покрывающих и несущих слоев.
Покрывающие слои, как правило, выполняются из полимерных материалов, имеющих упруго
пластические свойства. Как правило, для изготовления тканевых материалов и их покрытия
используются линейные полимеры. Между полимерными покрытиями и силовым слоем должны
быть обеспечены условия совместности деформаций. Эти условия обеспечиваются адгезией и
сдвиговыми свойствами материала покрытия. Абсолютная гибкость силового слоя обеспечивается за
счет структуры материала в этом слое в виде комплексных нитей и соответствующего направлению
нитей, усилиям в сооружении.
Рассмотрим наиболее распространенный вид силовой основы, используемый для изготовления
материалов текстильной архитектуры. Рассмотрим материал второй группы прочности,
изготавливаемый из волокон на основе полиэстера. Для обеспечения заданной прочности материала
до 200 кг/(полоса 5см) используются волокна полиэстера линейной плотностью 1100 dtex.
Характеристики различных видов материалов при фиксированной массе (масса комплексной
нити для PES) приводятся в таблице 1.
Характеристики материала
для нити
PA
PES
FG
CA
Al
Сплавы
Сталь высокопрочные
и SiOC
Модуль Юнга, ГПа
1,2
3,5
60
345
87,5
210
450-650
Плотность, г/см3
1,14
1,42
2,6
1,7
2,87
7,87
До 7,87
1100
1100
-
-
-
-
-
14
14
14
14
14
14
14
Номинальная
плотность, dtex
линейная
Диаметр элементарной нити,
мкм
Характеристики материала
для нити
PA
PES
FG
CA
Al
Сплавы
Сталь высокопрочные
и SiOC
Срок службы в незащищенном
полимером состоянии (без
лаковых покрытий), лет
2
4
8
12
18
20
25
Срок службы с покрытием
PVC+AFC, лет
4,5
6,9
12
16
20
24
28
Срок службы с покрытием
PVC+PVDF, лет
6
9,6
15
18
23
28
>30
Срок службы с покрытием
12,4
18,5
21
25
32
>50
PVF, лет
Обозначения:
 РА – полиамид (капрон);
 PES – полиэстер (лавсан);
 FG – стекловолокно;
 СА – углеродоволокнистые материалы;
 Al – алюминиевые волокна;
 SiOC – кремне органические соединения;
 Kevlar – волокна из ароматических углеводородов (АРМОС, РУСАР в России; Kevlar в США);
 Basalt – базальтовые волокна.
Эксплуатационные качества мембранных материалов
1. Срок службы тканевых материалов
 Ткань ПВХ(PVC) на основе полиэстера(PES): до 5-7 лет
 Ткань ПВХ(PVC) на основе полиэстера(PES) + лаковое покрытие PVDF: до 10-20 лет
 Ткань PTFE(Тефлон) на основе стекловолокна(FG): от 25 до 50 лет
2. Ветер и снег
Часто задаваемый вопрос: «Пригодны ли каркасно-тентовые сооружения для местности с
большой силой ветра и снеговой нагрузкой?»
Ответ: Да, если конструкция правильно спроектирована.
При компьютерном анализе различных вариантов нагрузки обязательно учитываются ветреные,
снежные и гололедные нагрузки, которые затем используется для выбора типа ткани и толщины
профиля.
Все сооружения проектируются в полном соответствии с нормативной базой РФ.
Для максимально точного расчета нагрузок необходимо учитывать систему крепления ткани к
металлическому каркасу, колебания сооружения, наличие или отсутствие близстоящих строений.
На местности с постоянными ветровыми нагрузками большой силы рекомендуется проводить
периодические проверки конструкции.
Проектирование сооружений рассчитанных на высокие снеговые нагрузки является более
сложной задачей и предъявляет особые требования к форме и прочности конструкции.
3. Влияние солнечных лучей (УФ-излучение)
Ткани ПВХ включают в своей структуре УФ-стабилизаторы, которые защищают от потускнения
цвета и от снижения эффективности работы материала под действием солнечных лучей, тем не менее
в областях с высокой интенсивностью УФ излучения, срок службы тканей ПВХ снижается.
После 15-20 лет работы в таких условиях ПВХ материалы теряют гибкость и становятся
хрупкими.
Ткани на основе стекловолокна и PTFE(PVF) покрытия выцветают под действием солнечного
света, но устойчивы к влиянию излучения на прочностные характеристики.
4. Пожаробезопасность
Эффективность работы мембраны при пожаре зависит от силовой основы материала и качества
сварки швов. Любая мембрана теряет предварительное натяжение в условиях высокой температуры.
Скорость этого процесса зависит от температуры и величины предварительного натяжения в
мембране.
Ткань ПВХ на основе полиэстера (PES) начнёт растягиваться при температуре около 70-80°С, а
швы начнут расходиться при температуре примерно 100°С.
При 250°С ПВХ-мембраны начнут плавиться в непосредственной близости от источника огня,
таким образом создавая отверстия для отвода тепла и дыма.
Слабогорючие ткани ПВХ (Г1 по СНиП 21-01-97) не поддерживают горение и затухают при
отсутствии прямого контакта с огнем, также они не образуют горящих капель. Материал PTFE на
основе стекловолокна выдерживает температуры до 1000°С, пожаростойкость мембраны
ограничивается лишь стойкостью швов 270°С.
Свойства конструкции и материалов каркасно-тентовых сооружений могут быть весьма
полезным при пожаре, поскольку большинство тентовых конструкций куполов образуют резервуары
для дыма, которые могут обеспечить достаточное время для эвакуации, а при дальнейшем
повышении температуры произойдёт раскрытие швов, что способствует отводу тепла и дыма.
Металлоконструкции должны выдерживать нагрузку от частично или полностью разрушенной
кровли, предотвращая полное обрушение сооружения.
5. Теплоизоляция
Однослойный тент из ткани ПВХ на основе полиэстера или PTFE/стекловолокна плотностью
около 1000 г/м² имеет коэффициент теплопередачи около 4,5 Вт/м2К. В этом отношении ткань ПВХ
очень похожа на стекло, двухслойное тентовое покрытие с воздушной прослойкой имеет
коэффициент теплопередачи 3,0 Вт/м²К.
При размещении различных утеплителей в зазоре между слоями тентовой ткани, вы можете
добиться любого значения коэффициента теплопередачи, однако в этом случае произойдёт потеря
преимущества светопрозрачности тентовой ткани.
6. Звукоизоляция
Тентовое покрытие в однослойном исполнении практически не препятствует распространению
звука низких частот из-за своей малой массы. Сочетание двухслойной ткани ПВХ с промежуточным
изоляционным слоем позволяет достигнуть требуемого уровня поглощения звука.
7. Вандализм
В отличие от стекла ткань ПВХ высоко устойчива к повреждениям от удара тупыми предметами.
Однако, она уязвима для острых предметов.
Маленькие порезы могут быть устранены с помощью заплаток на клею. Крупные повреждения
потребуют вызова специалиста по ремонту с портативным сварочным аппаратом. Если ремонт
тканевого покрытия на месте невозможен, то поврежденное полотно необходимо снять и
отремонтировать в заводских условиях или заменить на новую, что не влечет за собой существенных
затрат эксплуатирующей организации..
Необходимо избегать нанесения рисунков "граффити" на поверхности тканей ПВХ, так как
краска содержит растворители, которые могут повредить лаковую плёнку на поверхности ткани.
Ткани на основе стекловолокна и с покрытием PTFE имеют высокую стойкость к любым видам
краски.
Разумным решением является исключение возможности вандализма на стадии проектирования
настолько, насколько это возможно, например, поместить тканевую сооружение вне прямой
досягаемости злоумышленников или минимизировать риск доступа посторонних лиц к каркаснотентовому сооружению.
Каркасно-тентовые ангары в Европе
Каркасно-тентовые ангары появились в нашей стране сравнительно недавно и еще не завоевали
такую же популярность, как в европейских странах.
Там у производителей или представителей торговли даже не возникает вопрос какого типа
сооружение нужно ставить – они делают выбор в пользу быстровозводимого тентового ангара.
Почему?
Ведь в Европе также бывают холодные зимы, обильные снегопады, идет дождь и дуют холодные
ветра. Так почему же они останавливаются именно на конструкции данного типа?
Достаточно сказать, что высокая стоимость и неопределенность аренды помещений и земли,
неудобное месторасположение и большие сроки капитального строительства сдерживают развитие
среднестатистического предприятия.
Возможность появления очередного финансового кризиса и отсутствие стабильности экономики
порождают неуверенность в завтрашнем дне, и предприниматели зачастую отказываются от
долгосрочного строительства капитального складского или производственно-торгового сооружения
и на первое место, как правило, выдвигается фактор времени.
Требуются именно быстровозводимые здания, которые не будут требовать постоянного ухода, а
при необходимости могут быть использованы на долгий срок или могут сменить свое
месторасположение.
Заключительные положения.
Каркасно-тентовые ангары способны выдерживать высокие снеговые и ветровые нагрузки, могут
быть утеплены для использования в зимний период, а также имеют ряд существенных преимуществ
по сравнению с цельными металлическими или капитальными сооружениями:
- не требуют обустройства фундамента, имеют минимальные затраты времени и средств для
подготовки основания под монтаж;
- не требуют специальной разрешительной документации на строительство;
- имеют самую высокую скорость возведения небольшой бригадой (4-8 человек) без использования
специальной строительной техники;
- могут использоваться как мобильные конструкции, переносимые с места на место;
- в разобранном виде конструкции компактны, удобны для хранения и транспортировки;
- особенности конструкции позволяют собирать более 1000 различных типоразмеров сооружений;
- могут быть достроены или уменьшены при необходимости;
- простота конструкции, надежность, высокие эксплуатационные и эстетические качества – это
главное достоинство каркасно-тентовых сооружений;
- благодаря малому весу, транспортабельности и технологичности, эти сооружения имеют
преимущества при строительстве в труднодоступных местах и северных районах, а также в районах с
повышенной сейсмичностью;
- могут быть проданы, как движимое имущество;
- стоимость таких зданий также существенно ниже зданий из сэндвич-панелей и профлиста (см.
приведенный ниже сравнительный расчет).