Для чего используется обшивка? Типы, функции и руководство по материалам

Основные функции обшивки в строительстве

Обшивка делает гораздо больше, чем просто покрывает стену. Нанесенный непосредственно на каркас конструкции перед обшивкой сайдингом или облицовкой, этот слой превращает каркас из стоек и балок в здание, способное противостоять реальным силам — давлению ветра, сейсмическим движениям, снеговым нагрузкам и медленному ползанию влаги. Уберите его, и даже идеально сконструированная конструкция станет уязвимой для расшатывания, смещения и обрушения.

Три основные функции, которые выполняет обшивка, — это усиление конструкции, устойчивость к атмосферным воздействиям и подготовка поверхности. С конструктивной стороны панели обшивки связывают отдельные элементы каркаса в единую диафрагму. Инженеры полагаются на этот эффект диафрагмы при расчете способности стены противостоять боковым силам, возникающим при урагане или землетрясении. С точки зрения погодных условий, обшивка действует как первый жесткий барьер между внешней средой и внутренней частью здания, останавливая дождь, вызванный ветром, прежде чем он достигнет изоляции или каркаса. А в качестве поверхности он обеспечивает непрерывную, пригодную для гвоздей основу, необходимую для правильного крепления наружного сайдинга, кровельных и напольных материалов.

Эти три функции работают вместе. Стена, которая устойчива к разрушению, но пропускает влагу, со временем выйдет из строя. Хорошо герметизированная, но структурно слабая стена не выдержит сильного ветра. Обшивка – это слой, который одновременно решает все три проблемы. — вот почему этого требуют строительные нормы и правила в каждой юрисдикции.

Где используется обшивка: стены, крыша и полы

Обшивка появляется в трех разных местах внутри оболочки здания, каждое из которых имеет свои собственные требования к эксплуатационным характеристикам.

Наружные стены являются наиболее распространенным применением. Обшивка стен прибивается или прикручивается к внешней стороне каркаса стойки, покрывая всю поверхность, включая участки над и под окнами и дверными проемами. Он противостоит боковым силам, которые пытаются вытолкнуть стену из-под отвеса, и обеспечивает основу, на которую устанавливается устойчивый к атмосферным воздействиям барьер и готовый сайдинг. В конструкциях с деревянным каркасом панели обычно ориентированы вертикально, поэтому их длинный край проходит параллельно стойкам, что обеспечивает максимальное покрытие и прочность на сдвиг.

Обшивка крыши , иногда называемый настилом крыши, наносится на стропила или фермы, образуя непрерывный настил, поддерживающий окончательный кровельный материал — будь то асфальтовая черепица, металлические панели или черепица. Он переносит вес кровельного покрытия и накопленную снеговую нагрузку вниз через стропила на каркас стены внизу. Обшивка крыши также действует как структурная диафрагма на уровне крыши, сопротивляясь силам подъема, которые ветер оказывает на свесы и карнизы.

Обшивка пола , или обшивка чернового пола, укладывается по балкам пола, чтобы создать платформу, на которой в конечном итоге опирается все наверху — стены, мебель, отделка пола. Он должен выдерживать сосредоточенные нагрузки, не прогибаясь, а в подверженных влаге помещениях, таких как подвалы и помещения первого этажа над подвалами, он также должен противостоять влажности, поднимающейся снизу. Для проектов, где качество пола и защита от влаги являются приоритетными, высокоэффективные панели обшивки чернового пола из MgO, предназначенные для несущих полов предлагают значительную модернизацию по сравнению с традиционными вариантами на основе древесины.

Структурная и неструктурная обшивка: в чем разница?

Не все панели обшивки одинаковы, и различие между структурной и ненесущей обшивкой является одной из наиболее важных концепций, которые должен понимать строитель или проектировщик.

Структурная обшивка разработан таким образом, чтобы напрямую способствовать повышению несущей способности стены или пола. Он соединяет отдельные стойки друг с другом, противостоит силам сдвига и во многих проектах считается компонентом стены, работающим на сдвиг, на который инженеры рассчитывают при расчете устойчивости к ветру и сейсмостойкости. Структурные панели должны соответствовать определенным стандартам прочности и жесткости — в Соединенных Штатах это обычно означает соответствие стандартам производительности DOC PS 1 или PS 2. ОСБ и фанера являются наиболее распространенными конструкционными материалами для обшивки, хотя панели из оксида магния (MgO) все чаще получают структурные оценки в результате сторонних испытаний.

Неструктурная обшивка , напротив, устанавливается в первую очередь для улучшения тепловых характеристик, шумопоглощения или управления влажностью. В эту категорию попадают плиты из жесткого пенопласта, ДВП и панели на основе гипса. Они не учитываются при расчете прочности стены на сдвиг и должны использоваться в сочетании либо со структурной обшивкой, либо с диагональными распорками. Ценность, которую они добавляют, реальна — уменьшение тепловых мостов через металлические шпильки, снижение счетов за электроэнергию и повышение внутреннего комфорта — но они не могут выступать отдельно в качестве единственного слоя оболочки в большинстве сборок, соответствующих нормам.

Некоторые производители теперь производят гибридные панели, которые выполняют обе функции в одной плите, устраняя необходимость в отдельном слое жесткой изоляции поверх структурной обшивки. Такой подход упрощает установку и снижает трудозатраты в проектах, где приоритетными являются как структурные характеристики, так и энергоэффективность.

Распространенные материалы обшивки и варианты их использования

Выбор обшивочного материала влияет на долгосрочную эксплуатацию всей ограждающей конструкции. Каждый вариант имеет свой профиль сильных сторон, ограничений и идеальных вариантов применения.

Ориентированно-стружечная плита (OSB) является доминирующим конструкционным обшивочным материалом в жилищном строительстве по всей Северной Америке. Изготовленная из спрессованных древесных прядей, склеенных клеем на основе смолы и воска, OSB обеспечивает постоянную плотность и высокие характеристики сдвига при меньших затратах, чем фанера. Его основной слабостью является склонность к вздутию краев при воздействии влаги во время строительства — проблема, решаемая при правильной последовательности и установке устойчивого к погодным условиям барьера сразу после установки.

Фанера Собран из поперечно-ламинированного деревянного шпона, что придает ему превосходную прочность удержания гвоздей и превосходную устойчивость к влаге по сравнению с OSB. Фанера класса CDX, рассчитанная на внешнее воздействие, на протяжении десятилетий была материалом, который выбирают строители в регионах с высокой влажностью. Он стоит дороже, чем OSB, но лучше держится, когда графики строительства подвергают обшивку воздействию дождя в течение длительного времени.

Гипсокартон — это неструктурный вариант, используемый в основном для внутренних стен и в тех случаях, когда огнестойкость является приоритетом. Он доступен по цене и легок, но легко впитывает влагу, что делает его непригодным для наружного применения без дополнительной защиты. Стекломат гипсовый — который заменяет бумажную облицовку матом из стекловолокна — решает проблему влажности и широко используется в качестве ненесущей внешней обшивки в коммерческом строительстве.

Цементная плита Обеспечивает плотную, влагостойкую основу для каменной кладки, сайдинга из керамической плитки и штукатурных систем. Он негорюч и стабилен по размерам во влажных условиях, но из-за его веса его обработка на больших площадях стен становится более трудоемкой.

Жесткая пенопластовая плита служит неструктурной изоляционной оболочкой, прерывая мостики холода, возникающие через металлические или деревянные стойки. Полиизоцианурат (полиизо), пенополистирол (EPS) и экструдированный полистирол (XPS) являются наиболее распространенными разновидностями, каждый из которых имеет различное значение R на дюйм и профиль влагостойкости.

Плита из оксида магния (MgO) появился как высокоэффективная альтернатива, которая устраняет совокупные ограничения панелей на основе древесины и гипса. Панели MgO негорючи, влагостойки, стабильны по размерам и — в зависимости от состава и толщины — способны достигать структурных показателей, которые позволяют им заменять OSB или фанеру в сборках стен, работающих на сдвиг. Для строителей, которым нужна единая панель, которая одновременно отвечает требованиям к конструкции, пожарной безопасности и влажности, огнестойкие плиты для обшивки стен из MgO, предназначенные для наружных конструкций представляют собой убедительный путь обновления. Чтобы узнать больше о сравнении MgO с обычными материалами, узнайте, могут ли плиты MgO заменить фанеру или обшивку OSB.

Требования строительных норм к обшивке

Установка обшивки не является произвольной — она регулируется национальными типовыми нормами и местными поправками, которые определяют минимальную толщину панели, размер крепежа и график забивания гвоздей. Понимание базовых требований помогает строителям выбрать правильный продукт и избежать дорогостоящих ошибок при проверке.

В соответствии с Международным жилищным кодексом (IRC) стандартная минимальная толщина несущей обшивки стен составляет 7/16 дюйма для OSB и 15/32 дюйма для фанеры когда шпильки расположены на расстоянии 16 дюймов по центру. Стены, обрамленные высотой 24 дюйма по центру, требуют более толстых панелей — обычно не менее 1/2 дюйма — для сохранения жесткости между опорами. Торцевые стены фронтона являются исключением: панели толщиной 3/8 дюйма могут быть приемлемы в зонах с более низким ветром.

Графики крепления также кодифицированы. Стандартные требования к структурным панелям предусматривают размещение гвоздей на расстоянии 6 дюймов по центру по краям панели и 12 дюймов по центру на месте (внутри панели, на расстоянии от краев). В зонах с сильным ветром — особенно вдоль побережья Мексиканского залива, Атлантического побережья и в регионах, подверженных ураганам — ужесточаются требования как к размеру гвоздей, так и к их расстоянию. Руководство Центра решений Building America по структурной обшивке наружных стен содержит подробные ссылки на таблицы IRC для технических характеристик гвоздей в зависимости от скорости ветра и категории воздействия.

Помимо толщины и крепления, нормы также учитывают ориентацию панелей, блокировку кромок, классы влажности и использование устойчивых к атмосферным воздействиям барьеров поверх слоя обшивки. Например, панели, установленные на открытых свесах крыши, должны иметь рейтинг внешнего воздействия — стандартные панели обшивки, предназначенные для внутреннего использования, не допускаются на карнизах и граблях, где они могут подвергаться прямому воздействию погодных условий.

Местные юрисдикции часто принимают поправки, которые превышают минимальные требования модельного кодекса, особенно в сейсмических зонах и прибрежных районах. Всегда согласовывайте требования с местным строительным отделом, прежде чем определять обшивку для проекта.

Почему все больше строителей выбирают обшивочную плиту из MgO

Ограничения традиционных обшивочных материалов становится все труднее игнорировать по мере повышения стандартов качества строительства. OSB и фанера впитывают влагу во время строительства и эксплуатации, создавая условия, благоприятные для образования плесени и разрушения конструкции. Гипсовые изделия растрескиваются под ударом. Цементная плита тяжелая и ее медленно монтировать. Каждый материал требует компромиссов, которыми проектные группы должны тщательно руководствоваться.

Обшивочная плита из оксида магния была разработана специально для устранения этих ограничений при составлении рецептуры. Химический состав MgO — минерального связующего, полученного из магния и кислорода — позволяет получить панель, которая по своей природе негорючая, стабильна по размерам в присутствии влаги и устойчива к плесени, грибку и вредителям. Эти свойства сохраняются на протяжении всего срока службы здания, а не только во время первоначального строительства.

Что касается конструкции, сертифицированные панели обшивки из MgO продемонстрировали устойчивость к сдвигу, сравнимую с OSB, в ходе независимых сторонних испытаний. Это означает, что их можно использовать в качестве слоя структурной обшивки в конструкциях с деревянным и стальным каркасом, что устраняет необходимость в отдельном огнестойком слое в тех случаях, когда требуется огнестойкость. Результатом является более простая сборка стены с меньшим количеством слоев, более быстрая установка и более предсказуемые показатели производительности.

Две линейки продуктов, в частности, отражают широту доступных вариантов обшивки MgO для современного строительства. Настенная обшивочная плита Multisupport из MgO, обеспечивающая превосходную устойчивость к стеллажам разработан для применений, где боковая нагрузка является основным требованием к проектированию. Для проектов, где приоритетом является долговременная долговечность конструкции в изменяющихся климатических условиях, Обшивочная плита Perseverance MgO для долговечности конструкции обеспечивает стабильную производительность в зависимости от температуры и влажности.

Поскольку энергетические нормы подталкивают строителей к более плотным и лучше изолированным конструкциям, а требования к страхованию в зонах лесных пожаров и ураганов ужесточаются, аргументы в пользу оболочки из MgO продолжают усиливаться. Вопрос для большинства проектов больше не в том, сможет ли плата MgO работать, а в том, готова ли команда проекта выйти за рамки прошлых настроек.