Сравнение стальных и алюминиевых подсистем для вентилируемых фасадов

Как правило, конкуренция между этими двумя материалами фасадных систем возникает на классическом недорогом варианте подсистемы, когда заказчик видит разницу в стоимости материала вентфасада и принимает решение в пользу низкой цены.

Такой выбор потом оборачивается дополнительными затратами в процессе монтажа и эксплуатации.

Показатель	Стальная система	Алюминиевая система
Способ изготовления	Направляющие, кронштейны и прочие несущие элементы изготавливаются из листовой оцинкованной стали путем нарезания ее в штрипсы (полосы) с последующей штамповкой. Изготовленные элементы окрашиваются порошковым методом с целью предотвращения коррозии	Направляющие - алюминиевые профили, кронштейны и прочие несущие элементы изготавливаются также из алюминиевого профиля, сплав 6063 или АД31
Коррозионная стойкость	Невозможность применять подсистему в среднеагрессивной среде, то есть в крупных городах и приморской зоне, а также зонах с климатом с повышенной влажностью. Для неагрессивных сред в соответствии с Таблицей 2 ГОСТ Р 58154-2018 - Защитные покрытия элементов подконструкции НФС все элементы подконструкции должны быть окрашены порошковой краской с толщиной покрытия не более 60 мкм. 5.2.4 Защитное полимерное порошковое покрытие должно выполняться в заводских условиях по ГОСТ 9.410. 5.2.5 Поверхности изделий перед нанесением антикоррозионных покрытий должны быть подготовлены в соответствии с требованиями ГОСТ 9.301, ГОСТ 9.402. Также следует отметить, что для окрашивания стальных элементов конструкции применяется смешанный отход порошковых красок разных цветов(так называемый рекуперат), данных о подготовке поверхности нет. Гарантию на долговечность такого покрытия не даст ни один производитель, так как рекуперация смесью красок разных цветов не рекомендована ни одним производителем порошковых красок.	Возможность применять подсистему из сплава 6063 в любых средах, включая среднеагрессивную, включая приморские города и зоня с с климатом с повышенной влажностью
Коррозионная стойкость в местах сверления отверстий и резки направляющих в размер	Этому фактору редко придают значение, но согласно ГОСТ Р 58154-2018 Материалы подконструкций навесных вентилируемых фасадных систем. Общие технические требования 5.2.6 Нарушенные при монтаже подконструкции защитные покрытия элементов должны быть восстановлены с использованием технологий и материалов, прошедших проверку в лабораториях (центрах), аккредитованных в национальной системе аккредитации. То есть места резки в размер и сверления отверстий должны быть покрашены порошковым методом, что фактически никто никогда не делает.	Не изменяется
Трудоемкость обрезки и сверления	Нет сомнения, что сверление и резка стали на объекте гораздо более трудоемка, нежели обработка алюминия	Минимальная трудоемкость, так как алюминий легко сверлится и отрезается любым инструментов, гораздо меньший расход сверел и отрезных дисков
Применение заклепок	Применяются заклепки, полностью изготовленные из нержавеющей стали, установка более трудоемка, цена высокая.	Применяются заклепки AL/Нерж, установка которых менее трудоемка, цена таких заклепок также меньше
Вес	Почти в два раза больше, чем у алюминия	Минимальный
Стандартный шаг кронштейнов для классического крепления по всей площади фасада	Шаг не более 600 мм, что приводит к увеличению количества кронштейнов в два раза, увеличивает трудоемкость в два раза.	Шаг 1000-1350 мм
Количество мостиков холода	Вдвое большее количество кронштейнов увеличивает в два раза количество мостиков холода на фасаде.	Минимальное
Точность размеров элементов	Нет достоверных данных, по какому классу точности изготовлены элементы стальных подсистем, каковы методы контроля размеров приняты на производстве и каковы допуски на размеры элементов стальных подсистем. Это ставит под сомнение возможность соблюсти требования к точности размеров вентфасада, а именно СП 70.13330.2012 и сдать объект заказчику без претензий.	ГОСТ 22233-2018, ГОСТ 8617-2018 - допуски на размеры от 0,03 - 0,5 мм. Такие допуски позволяют легко соблюсти требования к точности размеров вентфасада, а именно СП 70.13330.2012 разбег в размере швов ±2 мм, соосность смежных направляющих±2 мм, Вертикальность и горизонтальность плит и панелей облицовки - 2 мм на 1 м длины, Плоскость облицовки фасада - 1/500 высоты фасада, но не более 100 мм

Все вышеописанные факторы стоит оценить как заказчику строительства, так и подрядчику и принять решение, действительно ли ему выгодно применить более дешевую в закупке стальную систему, либо заплатить немного больше на этапе закупки материалов, но выиграть при монтаже и эксплуатации.

Автор советует при выборе стальной подсистемы внимательно ознакомиться со следующими документами:

Техническими условиями (ТУ) на производство элементов подсистемы
Заключением о коррозионной стойкости подсистемы
Паспорта качества на поставляемую продукцию.

Эти документы следует прочитать "от корки до корки", они дадут полную информацию о качестве и долговечности продукта, который вы приобретаете.

Алюминиевые подсистемы обеспечивают стабильность геометрии, прогнозируемую несущую способность и долговечность ограждающей системы в условиях переменных климатических воздействий и эксплуатационных нагрузок. По сравнению со стальными решениями снижается риск накопленных деформаций, коррозионной деградации и внеплоскостной потери устойчивости тонкостенных элементов, при этом упрощается монтаж и контроль качества.

Работа подсистемы как пространственной решетки

Вентилируемый фасад — это система взаимосвязанных элементов: несущая стена, анкеры, стойки/кронштейны, горизонтальные направляющие, подсистема крепления облицовки и сама облицовка. Жесткость подсистемы определяет:

устойчивость облицовки к ветровому и ударному воздействию,
величину прогибов и уровень вибраций,
передачу нагрузок на анкера и основание.

Алюминиевые профили, имея высокую удельную жесткость, позволяют проектировать сечения с рациональным моментом инерции при низкой массе. Это снижает требования к анкерам, уменьшает изгибающие моменты в узлах и уменьшает вторичные напряжения от собственного веса.

Управление устойчивостью тонкостенных стальных элементов

Критические формы потери устойчивости для фасадных подсистем типичны: местная и общая потеря устойчивости стоек/кронштейнов, потеря устойчивости полок перфорированных профилей, выгибание направляющих под переменным ветровым давлением. Алюминиевые сплавы деформируются более предсказуемо в упругопластической области, а геометрия экструдированных профилей позволяет:

вводить локальные ребра и переменную толщину стенок, повышая критические напряжения при изгибе и кручении,
оптимизировать отношение ширины полки к толщине для отсрочки местной потери устойчивости,
повышать крутильную жесткость без существенного роста массы.

В стальных тонкостенных элементах с аналогичной массой чаще возникают ранние локальные формы потери устойчивости, а требуемая «прибавка» толщины для её отсрочки ведет к значительному приросту массы и нагрузок на анкера.

Чувствительность к коррозии и долговечность

Коррозионные процессы в стальных подсистемах, особенно в зоне капиллярной влаги и на резах/перфорации, приводят к:

уменьшению эффективной толщины стенок,
росту эксцентриситетов и зазоров в узлах,
деградации преднатяга резьбовых соединений.

Даже при качественной защите покрытие чувствительно к монтажным повреждениям и к электрохимической коррозии в смешанных парах. Алюминиевые системы с правильно подобранной анодировкой/порошковым покрытием и электроизоляцией разнородных металлов формируют стабильную пассивную пленку, что тормозит деградацию сечений и сохраняет расчетную жесткость узлов в течение срока службы.

Температурные деформации и геометрическая стабильность

Фасад работает в широком диапазоне температур. Ключевое — не только коэффициент линейного расширения, но и архитектура узлов компенсации:

Алюминиевые направляющие легко компонуются с узлами скользящих опор и контролируемыми деформационными зазорами. Экструдированный профиль допускает интеграцию пазов/седел для направленного скольжения без концентраторов напряжений.
В стальных системах необходимость большей толщины и сварных элементов повышает концентрацию напряжений и риск ограничения температурных перемещений, что приводит к накоплению остаточных деформаций и крутильным уведением направляющих.

Поведение соединений и узлов

Надежность подсистемы определяется не только материалом профилей, но и узлами крепления:

Алюминий допускает высокоточные экструдированные посадочные поверхности и повторяемый зазор в клиновых и прижимных узлах. Это снижает разброс реальной жесткости узла и облегчает достижение проектной диаграммы «момент–поворот».
Меньшая масса консольных элементов уменьшает силы в анкерах и сдвиг в распорных зонах. Для высоких этажей это критично: уменьшаются требования к несущей способности основания и к количеству анкеров на метр фасада.

Вибрационная надежность и ветровое возбуждение

В реальной эксплуатации фасад воспринимает переменные ветровые и акустические воздействия. Повышенная собственная частота легких алюминиевых направляющих (при равной изгибной жесткости) уводит систему из диапазона опасных резонансов, снижая амплитуды колебаний облицовки и усталостные накопления в точках крепления. В стальных решениях при большей массе и близкой жесткости модальные частоты ниже, что может потребовать дополнительных демпфирующих мер.

Монтаж и технологичность

Алюминиевые профили легче обрабатывать без потери защитных свойств: резы и сверления не требуют восстановления антикоррозионного покрытия с той же тщательностью, что сталь.
Высокая точность экструдированных сечений упрощает юстировку плоскости фасада, сокращая время на корректировки и вероятность перекосов, влияющих на распределение нагрузок.
Снижение массы подсистемы уменьшает требования к подъёмно-монтажной технике, ускоряет темп работ и снижает риски при работе на высоте.

Пожарно-технические и эксплуатационные аспекты

При корректной селекции сплавов, толщин и узлов примыканий алюминиевая подсистема обеспечивает требуемую огнестойкость ограждающих конструкций. Ключевым остаётся контроль непрерывности противопожарных рассечек и терморазрывов в пределах проектной схемы. Конструктивная повторяемость алюминиевых узлов облегчает внедрение стандартных решений без переработки сечений под каждый объект.

Экономика жизненного цикла

Хотя стартовая цена алюминия выше, совокупная стоимость владения снижается за счёт:

меньшей массы и числа креплений,
сокращения сроков монтажа,
сниженного объёма регламентного обслуживания из‑за коррозионной стойкости,
стабильной геометрии, уменьшающей риск аварийных ремонтов и рекламаций по вибрациям и шумам.

Вывод

Алюминиевая подсистема вентилируемого фасада — это инженерно оправданный переход от стальных тонкостенных систем, обусловленный устойчивостью к коррозии, предсказуемой потерей устойчивости, высокой удельной жесткостью и технологичностью монтажа. В результате обеспечивается стабильная несущая способность, меньшая вариативность поведения узлов и повышенная долговечность ограждающей конструкции при сопоставимых или меньших эксплуатационных затратах.