Главная / Возможности применения нержавеющей стали в качестве кровельного покрытия

Возможности применения нержавеющей стали в качестве кровельного покрытия

Нержавеющая сталь в архитектуре и строительстве применяется довольно давно. В Европе сталь как кровельный и фасадный материал занимает собственную нишу на рынке и успешно конкурирует с более традиционными продуктами. Французскими, немецкими, бельгийскими и австрийскими производителями этого материала была основана  Международная ассоциация EuroInox(в буквальном переводе ее название звучит как «Международная ассоциация пользователей нержавеющей стали»), которая объединяет в настоящий момент не только компании-производители и строительные организации, но и национальные маркетинговые службы.

Цель работы организации – популяризация нержавеющей стали как перспективного строительного материала, предоставление пользователям исчерпывающей информации о свойствах и особенностях применения «нержавейки». Для этого EuroInox занимается регулярной публикацией и выпуском в электронной форме технической информации, организует семинары и обучение,  инициирует использование нержавеющей стали на различных объектах строительства. В нашей же стране нержавеющая сталь всегда считалась металлом промышленным, и воплощение с ее помощью смелых архитектурных идей было редкостью. Однако сейчас, на пике увлечения современными необычными материалами и в разгар поиска новых форм и способов выражения конструкторской мысли, интерес к нержавеющей стали в Росси стал постепенно разгораться.

Что же такое нержавеющая сталь?

Это общее название класса легированных сталей, содержащих добавки хрома, молибдена и никеля. Хром обеспечивает стали коррозионную устойчивость – образующаяся на поверхности плотная инертная пленка оксида хрома защищает массив сплава от воздействия воды и агрессивных химических веществ, а в случае механического повреждения она способна регенерировать, то есть самовосстанавливаться. Для эксплуатации материала в особо агрессивной среде – в атмосфере крупных промышленных городов, приморских районов, в плавательных бассейнах, где в воздухе велико содержание хлора, в состав сплава вводят молибден, а для облегчения формовки и сварки в сталь добавляют никель.

Наиболее распространённые сорта нержавеющих сталей содержат приблизительно 17–18 % хрома (крайние значения – 16–19,5 %) и 8–10,5% никеля (крайние значения – 8–13 %). Другая популярная группа сталей содержит только хром и практически не содержит других добавок. Данная группа имеет невысокую стоимость, но и обладает низкой устойчивостью к агрессивным средам. Для кровельных работ обычно применяют стали с оловянным напылением. Для плоских кровель, в основном, используются только молибденсодержащие сорта, так как они относятся к числу наиболее химически устойчивых.

Достоинства материала

Внешний вид. Неоспоримым достоинством нержавеющей стали, бросающимся в глаза в первую очередь, является ее эффектный внешний вид. Стальные листы могут иметь различную текстуру – поверхность материала может быть матовой, зеркальной, шлифованной и декоративной (кетурированной, тисненой). Кроме того, с помощью оригинального электрохимического метода стало возможным окрашивать сталь в разные цвета. Цветообразующая пленка в данном случае возникает в ходе электрохимической реакции, а не путем нанесения красящих веществ, так что окрашенная подобным образом сталь приобретает особую устойчивость к воздействию химических и механических агрессоров.

Сталь, декорированная «под золото» либо «под медь» нанесением тонкого нитрид-титанового покрытия или слоя оксида титана, широко используется для покрытия куполов и барабанов церквей. Многообразие фактур декоративной нержавеющей стали вкупе с возможностью придания им различных цветов открывает практически безграничные возможности для дизайна.

Коррозионная устойчивость. Офисное 77-этажное здание Крайслер Билдинг в Нью-Йорке, возведенное в 1929–1932 гг., – яркий пример того, что благородная сталь (а именно так в немецком языке звучит нейтральное и даже уничижительное название «нержавейка»)  удивительно устойчива к коррозии. Спустя 50 лет после окончания строительства анализ состояния стальных элементов здания показал, что все они с достоинством выдержали испытание временем и агрессивной атмосферой мегаполиса. Это здание – своеобразный архитектурный гимн применению нержавеющей стали на кровле и фасаде. Сорт материала соответствует нынешней марке 1.4301 2В.

Разные сорта стали (табл. 1) несколько различаются по коррозионной устойчивости, поэтому при выборе конкретной марки необходимо учитывать те условия, в которых будет эксплуатироваться готовая кровля (табл. 2).

Прочность. Повышенная прочность материала позволяет  выполнять кровельные картины из более тонких листов по сравнению с другими металлами и сплавами. Чем тоньше листы, тем они, соответственно, легче, а значит, при их использовании не создается дополнительной нагрузки на несущую систему и снижается стоимость конструкции в целом. Масса 1 м2 листа нержавеющей стали (при толщине 0,5 мм) составляет всего 3,2 кг!

Возможность реализации упрощенного устройства кровли. Поскольку нержавеющая сталь неуязвима для влаги изнутри, зачастую можно избежать устройства вентилируемого подкровельного пространства. В этом случае, однако, необходима идеально продуманная и смонтированная система пароизоляции, препятствующая накоплению влаги в утеплителе. Если применять утеплитель, не накапливающий влагу, можно избежать применения пароизоляции.

Гладкие или матовые рефлектированные поверхности нержавейки отражают тепло, а значит, подкровельное пространство не перегревается, сохраняя комфортный микроклимат для находящихся в здании людей. С помощью нержавеющей стали можно абсолютно безопасно устраивать «тёплые» кровли, которые выгоднее и в экономическом, и в техническом плане.

Невентилируемый «пирог»
1. Устройство стоячего фальца из нержавеющей стали,2. Защитная плёнка
3. Деревянная обрешётка, 4. Защитная плёнка, 5. Теплоизоляционный слой,
6. Стропила, 7. Пароизоляция (sd >100), 8. ОСБ или гипсокартон
Вентилируемый «пирог»
1. Устройство стоячего фальца из нержавеющей стали, 2. Защитная плёнка,
3. Деревянная обрешётка, 4. Контробрешётка 50х50, 5. Защитная плёнка, 6. Фанерные листы,
7. Теплоизоляция, 8. Стропила, 9. Пароизоляция (sd >200),
10. ОСБ или гипсокартон

Возможность круглогодичного монтажа. При монтаже кровельных картин из нержавеющей стали не требуются отдельные мероприятия по подогреву в холодное время года. Все применяемые в окрытии кровли сорта нержавеющей стали легко формуются и загибаются независимо от температуры окружающей среды.

Пожаробезопасность. Нержавеющая сталь – негорючий и достаточно тугоплавкий материал, имеющий к тому же очень низкий коэффициент термического расширения. Это значит, что, при возможном возгорании, стальные конструкции долгое время не потеряют своих механических свойств и не деформируются, позволив выиграть время для ликвидации пожара.  Кроме того,  крышам, окрытым нержавеющей сталью, не требуется дополнительных мероприятий по молниезащите, их достаточно просто тщательно заземлить.

Богатый выбор инструментов и методов работы. Для окрытия кровель возможен выбор всех известных техник исполнения фальца вручную или машинным способом, включая инновационный метод сварки. Благодаря возможности применения сварки осуществима революционная укладка металлической кровли на абсолютно плоских поверхностях.

Отсутствие расходов на содержание и эксплуатацию кровли. Стальная кровля нетребовательна к уходу, для поддержания ее достойного вида достаточно лишь периодической уборки опавшей листвы и крупного мусора, а специальная технология обработки поверхности – так называемое сатинирование – делает незаметными на металле следы от рук, пыли, воды.

Экологичность. Специальный пассивный гомогенный слой не загрязняет стекающие в грунт дождевые воды никакими вредными веществами.

Совместимость с агрессивными строительными материалами. Некоторые металлы при попадании на них, к примеру, стекающей воды с битумсодержащих элементов или при контакте с кровельным картоном начинают активно корродировать. Весь накопленный опыт применения нержавеющей стали указывает на абсолютную неуязвимость материала к подобного рода воздействиям. Более того, если решено «залечить» кровлю листами из нержавеющей стали, то с ее поверхности можно даже не удалять битумных лент и изоляционных материалов. Также при применении нержавеющей стали исключена опасность коррозии строительных материалов за счет воды либо паров пропиточных средств, выделяющихся из бетона или древесины.

Следует лишь внимательно относиться к местам контакта нескольких металлов – при взаимодействии нержавеющей стали с металлами, находящимися далеко от нее в электрохимическом ряду напряжений – такими как цинк и алюминий, последние склонны к очень быстрой коррозии, особенно во влажной атмосфере. В случае, когда применение нержавеющей стали совместно с другими металлами задумывается архитекторами из эстетических соображений, необходимо предусмотреть применение синтетических подкладок или изолирующего слоя, чтобы избежать протекания электрохимических реакций между металлами.

Наиболее выигрышные варианты применения нержавеющей стали. При просчёте так называемых расходов жизненного цикла кровли учитывают стоимость материалов, переработки, монтажа, обслуживания, непредвиденные расходы на ремонт и замену материалов при вероятном повреждении. И хотя стоимость нержавеющих сталей выше по сравнению с другими материалами для окрытия кровель, кровельный «пирог» в итоге (и по материалам, и по затратам на их монтаж) выглядит более экономически привлекательным при аналогичной, а то и превосходящей надёжности и долговечности.

Нержавеющую сталь считают идеально подходящей для объектов промышленной архитектуры, где этот материал не только играет конструктивно-декоративную роль, но также  демонстрирует  передовые индустриальные технологии. Любопытно, что промышленная архитектура обратила свой взор на сталь на исходе XX века, когда владельцы заводов не меньше чем о комфорте и эффективности производства начали заботиться об имидже собственных предприятий. Нержавеющая сталь хороша также для оборудования плоских «зеленых» кровель, так как ей не страшен застой воды, и для реализации новаторских архитектурных идей.

Города Старого и Нового Света изобилуют нержавеющими архитектурными шедеврами, такими как лондонские творения сэра Норманна Фостера – крыша атриума для Британского музея, Дом правительства, штаб-квартира страховой компании Swiss RE. Подобных объектов много и  в Париже. Всемирно известный футуристический шедевр Френка О’Гери – Музей рока Джимми Хендрикса в Сиэтле – являет миру глыбу нержавеющей стали на площади 16 000 м2!

В России пока применение нержавеющей стали большей частью ограничено культовыми сооружениями – бюджетным вариантом «золотых» куполов. Однако несомненные достоинства и необычные декоративные свойства этого материала делают его одним из самых перспективных на сегодняшний день.


Статья подготовлена по материалам компаний:
NTDEngineering
Akritek