Введение

Вторичный потолок монтируется ниже основного (несущего) потолка. Его также называют подвесным потолком, потолком из панелей, реечным потолком, фальшпотолком, потолком на каркасе, потолком с ячейками или потолочными плитами, и он широко используется в современном строительстве и архитектуре как в жилых, так и в коммерческих помещениях.

История

В Японии подвесные потолки и потолочные плитки использовались в эстетических целях еще в период Муромати (1337–1573 гг.). Их могли изготавливать из простых досок или в виде кассетных потолков. Заявка на патент США № 1 470 728 на современные подвесные потолки была подана Э. Э. Холлом 28 мая 1919 года и утверждена 16 октября 1923 года. Первоначально современные подвесные потолки строились из соединенных между собой плиток, и единственный способ получить доступ для ремонта или осмотра пространства над плитками заключался в том, чтобы начать с края потолка или с обозначенной «ключевой плитки», а затем последовательно удалять смежные плитки до достижения нужного места доступа. После завершения ремонта или осмотра плитки необходимо было устанавливать обратно. Этот процесс мог быть трудоемким и дорогостоящим. 8 сентября 1958 года Дональд А. Браун из Вестлейка, штат Огайо, подал заявку на патент на конструкцию подвесного потолка с доступом. Это изобретение обеспечивало конструкцию подвесного потолка, к которой можно было легко получить доступ в любом нужном месте. Патент № US 2 984 946 A был выдан 23 мая 1961 года. Брауну иногда приписывают изобретение подвесного потолка, хотя другие патенты предшествовали его, как показано в таблице ниже. + Патенты США на подвесные потолки до 8 сентября 1958 г. Дата подачи № патента Заявитель Название Комментарии 28 мая 1919 г. 1 470 728 Холл Подвесной потолок 3 сентября 1931 г. 1 931 574 Дэниелсон Вешалка для подвесного потолка 24 октября 1950 г. 2 710 679 Бибб, Реммен, Бибб Конструкция подвесного потолка Первая полностью разработанная концепция решетки 13 декабря 1955 г. 2 816 623 Вонг Модульный потолок Первая интеграция плиток и решетки. Вонг основал Cepco Manufacturing, компанию, позже поглощенную Ceilume, подразделением Empire West, Inc. 11 мая 1956 г. 2 896 752 Уайльд Конструкция решетки подвесного потолка 31 июля 1956 г. 2 894 291 Соренсон Система подвесного потолка 25 октября 1956 г. 2 895 180 Биссинг Подвесной потолок 7 февраля 1958 г. 2 963 251 Фасс Поддержка электрического осветительного прибора от каркаса подвесного потолка 8 сентября 1958 г. 2 984 946 Браун Подвесной потолок с доступом

Цели проектирования

Эффективное проектирование зданий требует баланса между множеством задач: эстетикой, акустикой, экологическими факторами и интеграцией в инфраструктуру здания – не говоря уже о стоимости строительства и долгосрочных затратах на эксплуатацию.

Эстетика

Современные подвесные потолки изначально создавались для скрытия инженерных коммуникаций здания, включая трубопроводы, электропроводку и воздуховоды. Изготовление потолочных плиток по индивидуальному заказу сейчас обходится относительно недорого по сравнению с прошлым.

Акустика

Акустический баланс и контроль были одной из первых задач, решаемых при использовании подвесных потолков. Шумное помещение может перестимулировать находящихся в нем людей, а слишком тихий интерьер может показаться тусклым и не располагающим. Акустические характеристики подвесных потолков значительно улучшились за прошедшие годы благодаря повышенному звукопоглощению и ослаблению звука. Это иногда достигается путем добавления изоляции, известной как звукопоглощающие плиты (SAB), чаще называемые "звукоизоляционными плитами", над панелями, чтобы снизить уровень шума и обеспечить тишину в соседних помещениях.

Качество окружающей среды в помещениях

Качество воздуха в помещениях включает в себя вентиляцию, выбросы летучих органических соединений, освещение и управление температурным режимом, тепловой комфорт, использование естественного освещения, акустику и обеспечение оптимальной видимости наружного пространства.

Устойчивость

Многие производители современных подвесных потолков ставят устойчивое развитие одной из целей. Элементы устойчивого развития могут включать: энергоэффективность, в том числе эффективность использования дневного света и теплоизоляционные свойства. Это достигается за счет использования плоскости потолка для отражения дневного и электрического освещения, что позволяет максимизировать светоотдачу и повысить комфорт и функциональность внутренних помещений. Распространенным показателем отражающей способности потолочного материала является стандарт ASTM E 1477, определяющий коэффициент отражения света (LR 1). Значение около 75% считается хорошим, хотя возможны и более высокие показатели.

Подвесные решетки

Типичный подвесной потолок состоит из решетки металлических каналов в форме перевернутой буквы "Т", подвешенных на тросах к несущей конструкции. Эти каналы защелкиваются друг в друга, образуя регулярно расположенную сетку из ячеек. Каждая ячейка затем заполняется легкими потолочными плитами или "панелями", которые просто опускаются в решетку. Основные типы решеток – "Стандарт 1" (с лицевой шириной 15/16 дюйма), Slimline (с решеткой 9/16 дюйма) и скрытая решетка. В Соединенных Штатах и соседних странах размер ячеек в подвесных решетках обычно составляет либо 2x2 фута, либо 2x4 фута, а потолочные плиты, светильники и люминесцентные лампы имеют одинаковый размер. В Европе размер ячеек в подвесных решетках составляет 600×600 мм, в то время как потолочные плиты и светильники немного (на 5 мм) меньше – 595×595 мм или 595×1195 мм, а люминесцентные и светодиодные лампы T5 короче на 37 мм, что облегчает и обеспечивает более безопасную установку и извлечение без риска повреждения.

Скрытая сетка

Более старый и менее распространенный тип подвесного потолка – это система со скрытой несущей сеткой, в которой панели фиксируются друг с другом и с сеткой с помощью небольших металлических планок, называемых "сплайнами". Это затрудняет демонтаж панелей для доступа к пространству над потолком без повреждения конструкции или самих панелей. Обычно в такой системе предусмотрена "ключевая панель" (обычно в углу), которую можно снять, чтобы затем последовательно извлекать остальные панели из несущей сетки (состоящей из металлических профилей, называемых "z-профилями") до нужной панели. Этот тип потолка чаще встречается в старых зданиях или там, где доступ к пространству над потолком не требуется. По сравнению с более распространенной системой "выпадающих панелей", эта система имеет существенные недостатки, в первую очередь – сложность демонтажа и повторной установки панелей, что в некоторых случаях может привести к их необратимому повреждению. Поиск запасных панелей для этого типа подвесного потолка становится все более затруднительным из-за снижения спроса и сокращения производства комплектующих. Существуют небольшие клипсы, которые позволяют устанавливать плитки на место отсутствующих, фиксируясь на краю соседней плитки и скользя вдоль нее при установке для надежной фиксации.

Выпадающие потолки

Одобренные выпадающие потолки позволяют устанавливать подвесной потолок под существующими спринклерными системами пожаротушения, поскольку плиты, иногда называемые плитами, выпадающими при нагревании, чувствительны к температуре и спроектированы так, чтобы отсоединяться от каркаса подвесного потолка во время пожара, обеспечивая беспрепятственное распыление воды спринклерами. Выпадающие потолочные плиты могут улучшить внешний вид потолка, скрывая спринклеры. Обычно изготавливаемые из винила или вспененного полистирола, они доступны в различных размерах и с разными вариантами отделки от множества производителей. Монтаж должен соответствовать требованиям местного уполномоченного органа (AHJ) и, в Соединенных Штатах, как минимум, соответствовать стандартам, указанным в разделе ниже.

Вопросы безопасности

В старых зданиях пространство над подвесным потолком часто использовалось как вентиляционное пространство (пленум), требуя только закрытых воздуховодов для подачи свежего воздуха в помещение, а возвратный воздух поступал в пространство потолка через открытые решетки. Эта практика в новых зданиях применяется все реже. Если подвесной потолок используется как пленум, кабели и проводка низкого напряжения, не проложенные в гофре или кабель-каналах, должны иметь специальную изоляцию из материала с низким дымо- и газовыделением, которая при горении обугливается и самозатухает. Это помогает защитить людей в здании от отравления токсичными веществами, которые могут быть втянуты в систему вентиляции во время пожара, а также предотвращает распространение огня внутри скрытого пространства пленума. Такой специальный кабель обычно называют кабелем для пленума или кабелем LSZH (Low Smoke Zero Halogen) или LS0H (Low Smoke Halogen-free). Наиболее распространенным типом кабеля для пленума является витая пара для сетевых и телефонных соединений, но для безопасности коаксиальный кабель также должен соответствовать требованиям для использования в пленуме. Высоковольтное электрооборудование (обычно считается выше 50 В) не допускается к открытой прокладке в пространстве над подвесным потолком, оно должно быть проложено в трубах или кабель-каналах и физически изолировано от проводки низкого напряжения. Высоковольтные устройства также должны быть помещены в металлический корпус внутри пространства пленума. Электрические розетки для бытовых приборов не должны располагаться внутри пространства пленума, но их можно устанавливать на потолочные плитки в электрических коробках, при этом сами розетки должны быть доступны на нижней стороне потолка. Эти ограничения направлены на ограничение распространения пламени внутри невидимого пространства пленума в случае неисправности или повреждения высоковольтного оборудования или проводки. Прокладка кабелей низкого напряжения допускается, поскольку ток в них обычно незначителен, а риск перегрева и возгорания ограничен. В сейсмоопасных районах, таких как Калифорния, строительные нормы часто требуют установки диагональных проволочных растяжек для предотвращения раскачивания потолочной решетки во время землетрясения, что может привести к частичному или полному обрушению потолка на людей, находящихся внизу. Также могут устанавливаться опорные стойки, чтобы потолок не проседал во время землетрясения. Светильники и другие устройства, установленные в подвесном потолке, должны быть надежно закреплены к его каркасу. При пожаре над подвесным потолком пожарным часто приходится быстро разбирать потолок для быстрого доступа к очагу возгорания. Ненадежно закрепленные светильники, удерживаемые только силой тяжести, могут отсоединиться, раскачиваться на силовых кабелях и упасть на пожарных внизу. Надежное крепление светильников к каркасу гарантирует, что при необходимости демонтажа каркаса светильник упадет вместе с ним и не станет опасным маятником для пожарных.

Пожарная безопасность

Для обеспечения пожарной безопасности в строительстве могут использоваться потолочные плитки из минеральных волокон, пластика, олова, композитных материалов или огнестойких деревянных панелей, чтобы соответствовать установленным стандартам и требованиям. В определенных ситуациях некоторые плитки могут обеспечить дополнительную огнестойкость, необходимую для соответствия требуемому классу огнестойкости в соответствии с различными строительными нормами, городскими постановлениями, коммерческими или иными аналогичными правилами. Классы огнестойкости потолочных панелей зависят от используемых материалов, способа изготовления каждой панели, а также от результатов испытаний и независимой оценки, определяющих условия их безопасной установки. В Соединенном Королевстве для обеспечения класса огнестойкости плитки некоторых производителей могут требовать крепления к каркасу специальными зажимами. Однако существуют специальные плитки, предназначенные для установки под мезонинами, которые обеспечивают необходимый класс огнестойкости без крепления. Подвесные потолки имеют дополнительное преимущество, поскольку их можно монтировать под спринклерами, скрывая их для более эстетичного вида. При установке подвесных потолков под спринклерами могут потребоваться специальные материалы, методы применения, монтажа и обслуживания для соответствия требованиям пожарной безопасности.

Легкость модификации

Еще одно преимущество подвесного потолка заключается в том, что легкосъемные панели обеспечивают мгновенный доступ к межпотолочному пространству, что значительно упрощает ремонт или внесение изменений. Проводку и трубопроводы, проложенные за традиционными штукатурными или гипсокартонными потолками, крайне сложно модифицировать после завершения отделки потолка. Провода необходимо протягивать через пустоты в стенах за готовым потолком, либо для внесения изменений в проводку или трубопровод необходимо демонтировать потолок. В отличие от этого, плитки и другие элементы подвесного или натяжного потолка легко снимаются, обеспечивая доступ к пространству над каркасом для проведения необходимых работ по электропроводке или сантехнике. При реконструкции почти все компоненты каркаса можно разобрать и собрать в другом месте. В офисных зданиях подвесные потолки часто используются в сочетании с полостями стальных стоек для создания небольших офисных помещений из большого открытого пространства. Электропроводка и другие коммуникации прокладываются через открытое пространство потолка, затем вниз по полостям стоек и к розеткам в рабочих зонах. Если меняются потребности бизнеса, офисные помещения можно легко демонтировать, а исходное открытое пространство перепланировать с новым планом. В старых зданиях, которые неоднократно реконструировались, подвесной потолок часто устанавливался во время одного ремонта, а затем удалялся во время другого, поскольку его установка являлась недорогим решением для продления срока между капитальными ремонтами.

Недостатки

Одним из недостатков этой системы потолков является уменьшение высоты помещения. Для установки потолочных плиток и светильников необходимо обеспечить зазор между несущей конструкцией и любыми проходящими выше трубопроводами или воздуховодами. Как правило, требуется минимальный зазор между нижним препятствием и уровнем потолочной сетки. Несущая конструкция прямого монтажа может быть подходящим решением для тех, кто хочет удобство подвесного потолка, но имеет ограниченную высоту помещения. Натяжные потолки требуют менее 25 мм (1 дюйм) по вертикали, и для извлечения плитки при использовании натяжного потолка дополнительное пространство не требуется, однако больший зазор может быть выбран для размещения инженерных коммуникаций или в эстетических целях. Подвесные потолки обычно скрывают многие функциональные и конструктивные элементы здания, создавая эстетическую концепцию, которая препятствует использованию функциональных систем здания в качестве элементов дизайна. Скрытие этих элементов затрудняет понимание сложности современных передовых строительных технологий. Также сложнее проводить техническое обслуживание или диагностировать проблемы со скрытыми системами. В коммерческих и офисных помещениях часто устанавливают подвесные потолки в старых зданиях, которые не были спроектированы с учетом современных систем отопления, вентиляции, кондиционирования, электроснабжения или пожаротушения. Такие реконструкции часто критикуют за то, что они скрывают эстетически привлекательные конструктивные элементы старых зданий. Как инструмент реконструкции, подвесные потолки – это быстрый и недорогой способ ремонта потолка и снижения затрат на отопление, вентиляцию и кондиционирование. Некоторые материалы быстро теряют свой вид. Например, плиты из минерального волокна легко повреждаются при обращении, легко и необратимо загрязняются, в то время как натяжные потолки, оловянные и виниловые покрытия обладают такими характеристиками. В связи с их популярностью в середине 20-го века, многие старые подвесные потолки содержали асбест из-за его изоляционных и огнестойких свойств. Они могут представлять серьезную опасность для здоровья находящихся в помещении людей, особенно рабочих, если асбестосодержащие элементы не удалены должным образом.