Определение причин возникновения дефектов стеновых сэндвич-панелей здания ЦДО с выдачей заключения с выводами и рекомендациями.
П.3 . 7 6 эксплуатационный дефект: Дефект, возникший в результате нарушения установленных правил и (или) условий эксплуатации объекта, установленных изготовителем.
При обследовании применялись инструменты и оборудование:
- Программное обеспечение «Техэксперт»
- Canon EOS 600D; объектив EF-S 18-55мм.
Для ответа на поставленные вопросы, экспертом произведен визуальный осмотр объекта исследованы предоставленные документы и требования нормативной документации.
Объект обследования представляет собой нежилое здание: Цех доочистки и обеззараживания.
Во время осмотра было обнаружено следующее: на наружной поверхности стеновых сэндвич-панелей имеется деформация металлического листа в виде вздутий и образования складок.
Деформация образовалась на большинстве стеновых панелей, имеющих монтажную длину 1250,0 см. Стеновые панели, разрезанные оконными проемами, деформаций наружного металлического листа не имеют. Большинство мест с интенсивной деформацией расположены рядом с промежуточным крепежом стеновых панелей к балкам каркаса здания.
Акт осмотра от 23.07.2024г.
Фото №1-7. Фасадная стена цеха доочистки и обеззараживания с местами деформаций листов металлической облицовки стеновых сэндвич-панелей.
В соответствии с ГОСТ 32603-2021 «ПАНЕЛИ ТРЕХСЛОЙНЫЕ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ОБЛИЦОВКАМИ И СЕРДЕЧНИКОМ ИЗ МИНЕРАЛЬНОЙ ВАТЫ»:
3.10 трехслойные панели [панели]: Конструкция, состоящая из металлических наружной и внутренней облицовок и средней части (сердечника), соединенных между собой клеевым составом.
3.11 наружная облицовка панели: Облицовка панели, подвергающаяся влиянию внешней среды.
3.12 внутренняя облицовка панели: Облицовка панели, ориентированная внутрь помещения.
3.13 стеновая панель: Панель с обеими слабо профилированными или плоскими облицовками.
5.2.2.5 Плиты должны иметь форму прямоугольного параллелепипеда, правильную геометрическую форму и ровные поверхности. Плиты по внешнему виду должны иметь одинаковую структуру по всему объему без пустот, разрывов, расслоений, посторонних включений, сгустков связующего, непроклеенных участков.
5.3 Технические требования к клеевому составу:
Применяемый клеевой состав должен иметь предел прочности клеевого соединения облицовок с сердечником, превышающий предел прочности сердечника на разрыв при испытаниях образца на растяжение. Предел прочности клеевого соединения при испытании на разрыв образцов облицовок, склеенных обратной стороной, должен быть не менее 0,3 МПа.
5.4.2.2 В панелях не допускаются:
— смятие продольных кромок стальных обшивок, кроме следов обжатия от упаковочной пленки на накрывной кромке кровельной панели;
— отслоения или повреждения защитно-декоративного полимерного покрытия;
— расслоение панели (вспучивание металлических облицовок, расслоение облицовок, расслоение сердечника, отслоение его от металлических облицовок);
— повреждение (вмятины, вырывы) сердечника по продольным и торцевым граням панели глубиной более 5 мм и площадью более 100 мм.
— выступающие заусенцы на поперечных кромках металлических листов.
Согласно СП 70.13330.2012 «Несущие ограждающие конструкции»:
4.4.1 Проектное закрепление конструкций (отдельных элементов и блоков), установленных в проектное положение, с монтажными соединениями на болтах следует выполнять сразу после инструментальной проверки точности положения и выверки конструкций.
4.6.3 Перепад поверхностей (депланация) стыкуемых деталей свыше 0,5 и до 3 мм должен быть ликвидирован механической обработкой путем образования плавного скоса с уклоном не круче 1:10. При перепаде свыше 3 мм необходимо устанавливать стальные прокладки требуемой толщины, обработанные тем же способом, что и детали соединения. Применение прокладок подлежит согласованию с организацией — разработчиком чертежей марок КМ, КМД.
7.6 Стены из панелей типа «сэндвич» и полистовой сборки.
7.6.1 Перед монтажом стеновых профилей и панелей следует проверить точность металлического каркаса: вертикальность, горизонтальность, плоскостность мест монтажа, шаг колонн. На существующих металлоконструкциях в местах контакта необходимо восстановить антикоррозионное лакокрасочное покрытие.
7.6.2 Монтаж стен и перегородок зданий из легких металлических панелей типа «сэндвич» и монопанелей вертикальной и горизонтальной разрезки, кассет следует вести преимущественно попанельно.
7.6.3 Установка лесов для монтажа стен производится в соответствии с инструкциями предприятий — изготовителей лесов. Для возможности монтажа сэндвич-панелей расстояние от лесов до плоскости крепления сэндвич-панелей на колоннах, прогонах, ригелях должно быть увеличено со 150 до 300 мм.
7.6.5 Строповку пакетов панелей допускается производить только за обвязки вертикально расположенными стропами.
7.6.6 Запрещается при монтаже панелей вертикальной разрезки строповка со стороны верхней кромки панели и подъем ее поворотом относительно противоположной кромки.
7.6.7 Уплотняющие прокладки в вертикальных и горизонтальных стыках сэндвич-панелей следует укладывать до установки панелей.
7.6.9 Все накладки горизонтальных и вертикальных стыков, а также угловые элементы панелей должны быть поставлены на герметик для исключения попадания влаги внутрь стыка.
7.6.10 Для термоизоляции несущих профилей и каркаса панелей от облицовочных материалов используется терморазделяющая полоса из вспененного пенополиэтилена или из жесткой минеральной ваты толщиной 30 мм. Для заделки стыков между профилями применяется самоклеющаяся алюминиевая лента.
7.6.11 При монтаже стеновых конструкций, на каркасе или стене здания отмечают расположение маячных точек крепления листовых профилей. Разметка точек выполняется в соответствии с рабочим проектом на устройство фасада. Сначала определяют маячные линии разметки фасада — нижнюю горизонтальную линию точек установки и двух крайних по фасаду здания вертикальных линий. Крайние точки горизонтальной линии определяют с помощью нивелира и отмечают их несмываемой краской. По двум крайним точкам, используя лазерный уровень и рулетку, определяют и отмечают промежуточные точки установки сэндвич-профилей. Затем по крайним точкам горизонтальной линии определяют вертикальные линии. Несмываемой краской отмечают точки установки профилей на крайних вертикальных линиях.
7.6.12 Монтаж стен с горизонтальной разрезкой производится снизу вверх, поярусно. В местах примыкания стеновых конструкций к колоннам здания наклеивают уплотнитель. Монтаж стен с вертикальной газорезкой ведется слева направо.
7.6.13 Перед монтажом следующей панели в замок типа «паз» смонтированной панели наносится уплотняющий герметик для наружных работ или герметизирующий бутилкаучуковый шнур диаметром 8 мм, или уплотнитель ТСП сечением 8×3 мм. Замок уплотняется с внутренней стороны стены.
7.6.16 К стальным колоннам и фахверковым стойкам со стенками толщиной до 12 мм стеновые конструкции крепят самонарезающими винтами, без предварительного сверления отверстий.
4.12 Требования при приемочном контроле 4.12.1 При окончательной приемке смонтированных конструкций должны быть предъявлены документы, указанные в 3.23. 4.12.2 Предельные отклонения фактического положения смонтированных конструкций не должны превышать при приемке значений, приведенных в таблице 4.9.
Согласно проектной документации: «Строительство городских канализационных очистных сооружений производительностью 30000 м куб. в сутки». Раздел 3 «Архитектурные решения», для проектируемого здания Цеха доочистки и обеззараживания применены:
Наружные ограждающие конструкции стен металлические трехслойные панели производства и разработки компании «Металл профиль» (или аналог).
Утеплитель – несгораемые плиты из минеральной ваты толщиной 100 мм.
Ограждающие конструкции покрытия компании «Металл профиль» (или аналог). Утеплитель панелей — маты из минераловатных (базальтовых) плит, толщиной 120 мм.
Цоколь из кирпича Кирпич КР-р-по1НФ/100/2,0/25 ГОСТ 530-2012 на цементно-песчаном растворе М75, толщиной 380мм. Проектируемая высота цоколя составляет 300 мм от уровня поверхности покрытия площадки; цоколь в соответствии с требованиями СП 56.13330.2011 выполнен из атмосферостойких материалов.
Таблица №1
Сведения о выявленных дефектах при осмотре.
| Состояние строительных конструкций | Требование Нормативно Технической Документации
(НТД) |
Соответствие | Вид
дефекта согласно ГОСТ 15467-79 |
| Деформация панелей по середине длинны и в местах промежуточного крепления к опорным элементам фахверковых стоек. | Нарушение рекомендаций производителей сэндвич-панелей со стороны проектного института при выборе способа раскладки панелей при высоте более 6м.
Согласно СП 362.1325800.2017 «ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ ИЗ ТРЕХСЛОЙНЫХ ПАНЕЛЕЙ»: 5.4 Предельное состояние по деформации панелей. Проверку предельного состояния по деформациям панелей проводят путем расчета на воздействие нормативных нагрузок. Прогибы панелей не должны превышать значений расчетных прогибов по СП 20.13330. |
Не соответствует | Дефект значительный, явный, не устранимый |
| Отслоение
внешнего металлического листа панелей от утеплителя |
Согласно ГОСТ 32603-2021: п. 5.2.2.5 Плиты должны иметь форму прямоугольного параллелепипеда, правильную геометрическую форму и ровные поверхности. Плиты по внешнему виду должны иметь одинаковую структуру по всему объему без пустот, разрывов, расслоений, посторонних включений, сгустков связующего, непроклеенных участков.
5.4.2.2 В панелях не допускаются: — отслоения или повреждения защитно-декоративного полимерного покрытия; — расслоение панели (вспучивание металлических облицовок, расслоение облицовок, расслоение сердечника, отслоение его от металлических облицовок); |
Не соответствует | Дефект скрытый, не устранимый |
В результате осмотра строительных конструкций здания Цеха доочистки и обеззараживания,
а также изучения предоставленной Заказчиком документации, специалистом установлено следующее: деформация наружных листов металлической облицовки стеновых сэндвич-панелей здания ЦДО в г. Лыткарино произошла в связи с линейным температурным расширением. Большинство мест с интенсивной деформацией расположены рядом с промежуточным крепежом стеновых панелей к балкам каркаса здания.
Тепловое расширение — это свойство вещества изменять свою форму, площадь, объем и плотность в ответ на изменение температуры, обычно без учета фазовых переходов. [1]
Температура является монотонно возрастающей функцией средней кинетической энергии молекул вещества. При нагревании вещества молекулы начинают колебаться и двигаться быстрее, обычно увеличивая расстояние между собой.
Относительное увеличение (также называемое деформацией) объема, деленное на изменение температуры, называется коэффициентом линейного теплового расширения материала и обычно изменяется в зависимости от температуры.
Тепловое расширение твёрдых тел характеризуют коэффициентом теплового расширения (КТР) α=ΔL/(L⋅ΔT).
Здесь L – линейный размер тела,
ΔL – изменение этого размера при изменении температуры на ΔT.
Коэффицие́нт теплово́го расшире́ния — физическая величина, характеризующая относительное изменение объёма или линейных размеров тела с увеличением температуры на 1 К при постоянном давлении.
Коэффициент теплового расширения имеет размерность обратной температуры. Различают коэффициенты объёмного теплового и линейного теплового расширений. Коэффициент теплового расширения может быть непостоянным при разных температурах.
Линейное расширение означает изменение размеров в одном направлении (длины) в отличие от изменения объема (объемного расширения). В первом приближении изменение линейных размеров объекта из-за теплового расширения связано с изменением температуры коэффициентом линейного теплового расширения (КЛТР).
Тепловое расширение возникает из-за некомпенсированной асимметрии сил притяжения и отталкивания между частицами конденсированных тел (закон Леннард-Джонса). Величины КТР большинства материалов лежат в интервале (1–25) · 10−6 К−1, однако есть вещества и материалы, КТР которых в некоторой области температур близок к нулю и даже отрицателен (например, вода, инвар). Тепловое расширение кристаллов может быть анизотропно, их КТР представляет собой тензорную величину.
1. Типлер, Пол А.; Моска, Джин (2008). Физика для ученых и инженеров — Механика тома 1 / Колебания и волны / Термодинамика. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Издательство Worth Publishers. стр. 666-670. ISBN 978-1-4292-0132-2, https://bigenc.ru/c/teplovoe-rasshirenie-79092a
Кроме коэффициента линейного расширения, и изменения состояния в результате нагревания (тягучесть, вязкость), в местах крепления на поверхности наружных листов металлической облицовки образуется поверхностное напряжение, выраженное в деформировании (вспучивании).
- Напряжения, возникающие под действием температуры
Температурные напряжения. При нагреве или охлаждении в элементах конструкций возникают напряжения. Рассмотрим стержень, защемленный с двух сторон и подвергающийся нагреву, т.е. имеем: t2>t1.
Схема к расчету нагретого стержня.
В случае, если при нагреве или охлаждения стержня, ничего не препятствует изменению его длины, то в нем не возникает никаких напряжений. Другое дело в статически неопределимых системах. При нагреве бруса, жестко защемленного обоими концами (см. схему), заделки препятствуют его свободному удлинению, и в них возникают реактивные силы Р1 и Р2 , вызывающие сжатие бруса. (https://prosopromat.ru/sopromat/rastyazhenie-szhatie/napryazheniya-voznikayushhie-pod-dejstviem-temperatury.html).
В связи с вышеизложенным, промежуточный крепеж стеновых панелей является местом защемления наружного металлического листа панели, которое препятствует его свободному удлинению и местом, в котором возникают реактивные силы, вызывающие сжатие металла и образования деформаций (вздутий).
Согласно представленной изготовителем панелей ООО «Алпекс» варианта раскладки (монтажа) стеновых сэндвич-панелей, крепление панели предполагалось в двух местах: вверху (возле кровли) и внизу (возле цоколя или над вернем обрезом оконного проема). Промежуточного крепежа стеновых панелей, между указанными местами, к балкам не предусмотрен, соответствующий крепежный узел ООО «Алпекс» не разрабатывался.
По рекомендациям заводов-изготовителей вертикальная раскладка сэндвич-панелей применяется для зданий высотой до 6 метров.
Согласно СП 362.1325800.2017 «ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ ИЗ ТРЕХСЛОЙНЫХ ПАНЕЛЕЙ»:
местное выпучивание: Образование местных волн потери устойчивости сжатой обшивки панели при продольном изгибе.
5.4 Предельное состояние по деформации панелей.
Проверку предельного состояния по деформациям панелей проводят путем расчета на воздействия нормативных нагрузок. Прогибы панелей не должны превышать значений расчетных прогибов по СП 20.13330.
При разработке проектной документации, расчеты предельного состояния по деформациям панелей при вертикальной раскладке не производились.
III. Вывод.
В результате осмотра строительных конструкций здания Цеха доочистки и обеззараживания,
а также изучения предоставленной Заказчиком документации, специалистом установлено следующее:
Причина возникновения деформаций (вспучивание) стеновых панелей здания – дефект, в первую очередь возникший из-за ошибки выбора типа раскладки сэндвич-панелей при разработке проектной документации ООО «ДЭКО», а также в незначительной степени при выполнении строительно-монтажных работ ООО «НП Сталь».
Выявленные дефекты: деформация (вспучивание) наружных листов металлической облицовки сэндвич панелей, возникли из-за нарушения технологических регламентов и стандартов, применяемых на обязательной основе, а также не соблюдения рекомендации по монтажу производителя сэндвич-панелей ООО «Алпекс».
Выявленные дефекты сэндвич-панелей являются значительными, явными и не устранимыми.
Характер выявленных дефектов (повреждений) означает недопустимое изменение конструкций стеновых сэндвич-панелей, непосредственно влияющее на их эксплуатационные качества и возможную дальнейшую эксплуатацию здания Цеха доочистки и обеззараживания.
Для восстановления эксплуатационной пригодности ограждающих конструкций здания, необходимо произвести работы по демонтажу поврежденных стеновых сэндвич-панелей с последующем монтажом, с учетом требований СП 70.13330.2012 «Несущие ограждающие конструкции» и Проектной документации, новых стеновых сэндвич-панелей, изготовленных согласно ГОСТ 32603-2021 и рекомендаций производителя сэндвич-панелей ООО «Алпекс».