Остекленные небеса

Семенова Т. Остекленные небеса // Капстроительтво. 2002 . №5. C. 20-25

Еще Ле Корбюзье считал, что дом - это машина для жилья. Фасад здания, как кузов автомобиля, создает его узнаваемый и неповторимый облик, защищает здание от неблагоприятных воздействий окружающей среды и обеспечивает комфорт обитателю. Соответствующие всем этим требованиям конструкции с использованием стекла (стены, перегородки, двери, лестницы, крыши и даже перекрытия) приобретают все большую популярность. Прозрачные фасады придают свежесть и легкость зданию, хорошо сочетаются с существующей застройкой, даже старинной. А внутренняя подсветка создает фантастический образ объектов. Поэтому и в наших городах количество зданий со структурным остеклением фасадов растет.

ЧТО ЗНАЧИТ "СТРУКТУРНОЕ ОСТЕКЛЕНИЕ"?

Термином "структурное остекление" принято называть фасадные системы, в которых создаются равномерные остекленные поверхности. Они являются разновидностью профильных самонесущих фасадов. Блеск стекла, отражающего окружающие предметы, гармоничное согласование цветов придают фасаду легкость и изящество. '
Несущий каркас состоит из вертикальных стоек и горизонтальных ригелей коробчатого сечения. Элементы каркаса изготавливаются из алюминиевых профилей с термовкладышами для обеспечения соответствующих теплотехнических характеристик. Крепление каркаса производится преимущественно к междуэтажным перекрытиям. Профили можно увидеть только со стороны помещения, а снаружи видны лишь стеклянные плиты с неброскими швами.
Соответствующим выбором стекол проектировщик может варьировать отражающую способность, цветовую гамму и теплофизические характеристики фасадов. Стеклянные элементы заранее изготавливаются на заводе. Стеклопакеты приклеиваются к алюминиевым рамам при помощи специального двухкомпонентного силикона. Стеклопакеты применяются также со специальным алюминиевым профилем, охватывающим стекло по периметру. В обоих случаях, по мнению специалистов, структурный фасад держится на герме-тиках. Шов между стеклопакетами - от 12 до 18 мм. В случае отказа от технологии склеивания в качестве держателя стекол в глухих частях остекления используются крестовые фиксаторы шириной 36 мм.
Концерны Pilkington и Saint-Gobain предлагают для использования в стеклопакетах обычное и закаленное стекло различных цветовых оттенков. Некоторые стекла этих марок обладают также определенными теплофизическими свойствами. Использование таких стекол в однокамерных стеклопакетах 8-16-6 в паре с обычными стеклами позволяет получить теплофизические показатели конструкции, достаточные для применения в нашей климатической зоне. При применении в качестве наружного стекла других марок целесообразно использовать Стеклопакеты с "тепловым зеркалом".
Как правило, все системы имеют интегрированные открывающиеся вовнутрь оконные створки, которые при взгляде снаружи не отличаются от глухих частей, и при этом обладают эффектом цельности поверхности, высоким эффектом самоочищения и узкими зазорами в местах стыков. Встроенные поворотно-откидные створки делают возможной оптимальную вентиляцию без ограничений, связанных с внешним видов фасада. А поскольку глухие части и створки не смещаются относительно друг друга, окружающая среда отражается в местах переходов без искажений. Это придает зданию однородный характер и "создающую подлинное ощущение простора" прозрачность.
Другой вид остекленных фасадов - с видимым внешним вертикальным и горизонтальным расчленением ( то есть видны вертикальные несущие стойки и горизонтальные ригели). В этом случае стеклопакеты в каком-либо одном выбранном направлении крепятся традиционным для стоечноригельной конструкции способом, а в другом - используют герметезирующие резиновые прокладки. В целом такая конструкция может навешиваться перед стеной зданий или встраиваться непосредственно в здание (конструкцию устанавливают от пола до перекрытия следующего этажа, а сами перекрытия утепляют и облицовывают любым способом). Такой способ обустройства остекленных фасадов является достаточно простым, надежным и давно применяемым отечественными архитекторами, в то время как структурное же остекление представляет собой как бы особый изыск и, несомненно, привлекает больше внимания.
Наряду со стеклянными заполнениями можно применять облицовочные композиты - REYNOBOND, ALUCOBOND, ALPOLIC.

ПРОФИЛЬ КАК ОСНОВНОЙ ЭЛЕМЕНТ КОНСТРУКЦИИ

Любая фасадная система состоит из столбов и поперечин - стоек и ригелей. Они составляют скелет фасадной системы, который "обрастает" стеклом, стеклопакетами, декоративными вставками, из алюминия - кассетами, окрашенным профилированным листом или композитными декоративными панелями.
Для стеклянных фасадов используются в основном алюминиевые профили, которые могут усиливаться, если это требуется по статическому расчету, стальными (при условии специальной обработки поверхности металлов во избежание электрокоррозии), т. к. по несущей способности алюминий уступает стали. Профили изготавливаются, как правило, из трехкомпонентного сплава алюминий-магний-кремний и имеют антикоррозионное покрытие. Алюминий обладает высокой теплопроводностью, поэтому обычно все производители выпускают два вида профилей: "холодные" и "теплые". "Холодные" профили не подходят для фасадов отапливаемых зданий. "Теплые" профили имеют в своей конструкции теплоизолирующую вставку, которая прерывая поток тепла, обеспечивает лучшую теплоизоляцию профиля. Вставка изготавливается из армированного стекловолокном полиамида. Для повышения термо- и звукоизоляции она может быть заполнена полиуретаном. Несущие профили имеют достаточно сложную геометрию Они должны иметь дренажные каналы, каналы для резиновых уплотнителей, удерживающих стекло, и винтовые каналы для обеспечения возможности винтового крепления в любой точке основного профиля прижимной планки. В камеру профиля может быть вставлен дополнительный алюминиевый усиливающий профиль. Размер несущего профиля по глубине может быть разным в зависимости от рекомендуемой или необходимой жесткости и прочности. Профили из алюминия можно анодировать в естественный цвет, имитировать поверхность различных материалов, окрашивать порошковым методом в любой из цветов RAL.
Форма внешних декоративных накладок может быть самой разной - плоской и коробчатой, полукруглой и чечевицеобразной.
Стальные профили, также как и алюминиевые, могут быть "теплые" и "холодные". До недавнего времени существенным недостатком стальных профилей, в отличие от алюминиевых, считалась коррозия. Сегодня для изготовления профилей используется гальванизированная сталь, что в сочетании с порошковой окраской или покраской эпоксидными красителями высокой стойкости уменьшает риск появления коррозии. Для фасадных конструкций стальные профили широкого распространения не получили. Тем не менее, они достаточно широко применяются как усиливающие элементы в алюминиевых и комбинированных системах.
Внешне комбинированные профили похожи на ПВХ, которые всем хорошо знакомы по пластиковым окнам и дверям. Но фасадные ПВХ-профили усилены армирующим стальным профилем. В системе фирмы REHAU (Германия) как основа фасадной конструкции разработан Т-образный профиль из ПВХ со стальным оцинкованным армирующим сердечником. Данный Т-образный профиль используется и как стойка, и как ригель. Дополнительные термомосты в фасадных конструкциях из пластика не нужны. Т-образный профиль имеет 3 пустотелые камеры. Таким образом, стальная арматура Т-профиля отделена от алюминиевой прижимной планки, как и от арматуры усиления стойки. С таким принципом строения фасад имеет коэффициент теплопередачи конструкции 1,7 Вт/кв. м К. Достоинство фасада из такого профиля - возможность встраивания пластиковых окон.

АЛЮМИНИЕВЫЕ КОМПОЗИТНЫЕ ОБЛИЦОВКИ

Композитный материал (от латинского compositio -сочетание) - это материал, образованный объемным сочетанием химически разнородных компонентов с четкой границей раздела между ними. Он характеризуется свойствами, которыми не обладает ни один из компонентов, взятый в отдельности. Обычно композитные материалы состоят из пластической основы, служащей связующим материалом, и включений различных компонентов.
Алюминиевые композитные материалы - это облицовочные панели, состоящие из двух листов алюминия толщиной по 0,5 мм и полиэтиленовой прослойки между ними толщиной от 2,0 до 5,0 мм. Прослойка обеспечивает жесткость и прочность облицовок, а также придает им звуко-, шумо- и виброизолирующие свойства. Наружные листы из алюминиевого сплава защищают полиэтилен от разрушения ультрафиолетовыми лучами и сообщают композиту все свои преимущества: долговечность, эластичность, разнообразную цветовую гамму и т.д. Технология "связывания" компонентов и их одинаковый коэффициент линейного расширения исключают расслоение композита.
Композитные панели быстро монтируются как в интерьерах, так и в экстерьерах по различным технологиям. В интерьерах композиты, как правило, крепят на системы легких профилей для облицовок. При обустройстве фасадов к стене здания крепится несущий алюминиевый каркас, затем укладывается утеплитель, после чего на каркас "навешиваются" композиты в виде плоских панелей или в виде кассет, сформированных из панелей.

СТЕКЛО И СТЕКЛОПАКЕТЫ

При создании фасадной конструкции валеную роль играет стекло. Создание больших стеклянных поверхностей стало возможным благодаря появлению новых технологий производства стекла, в том числе функционального, т. е. обладающего особыми свойствами, и декоративного. Для климатических условий Украины особую остроту приобретает проблема энергосбережения, поэтому для уменьшения потерь тепла применяют многослойное остекление (стеклопакеты) и энергосберегающие стекла. Придание энергосберегающих свойств стеклу связано с нанесением на его поверхность низкоэмиссионных оптических покрытий, а само стекло с таким покрытием получило название низкоэмиссионного. Эти покрытия обеспечивают прохождение в помещение коротковолнового солнечного излучения, но препятствует выходу из помещения длинноволнового теплового излучения, например от отопительного прибора. Солнцезащитные стекла обладают способностью понижать количество световой и солнечной тепловой энергии. Солнцезащитными, например, являются тонированные стекла магнитронного напыления или стекла с нанесенной пленки оксидов или нитридов металлов. Однако использование тонированного стекла с коэффициентом пропускания меньше 50% в качестве облицовочного фасадного остекления не рекомендуется, поскольку в жаркий день панели из него могут нагреваться до 80-90 ОС, и выше, что создает большие температурные напряжения, которые могут привести к разрушению, однако при правильной установке тонированного стекла в стеклопакетах никаких разрушений стекла не происходит. Также применяются специальные закаленные, армированные и ламинированные стекла. Таким образом, выбор остекления должен определяться не только эстетическим соображениями, но и оптико-энергетическим характеристиками стекла и их биологическим воздействием.
Ламинированное стекло (триплекс) - архитектурное стекло, состоящее из двух или более стекол, ламинированных вместе с помощью пленки или специальной жидкости. Ламинирование не увеличивает механическую прочность стекла, однако при разрушении осколки стекла остаются приклеенными к пленке. Армированное стекло - листовое безопасное стекло с металлической сеткой. При пожаре оно может треснуть, но арматура удержит его на месте, предотвращая тем самым распространение огня и дыма. Осколки стекла не выпадают даже при образовании нескольких разломов. Закаленное стекло - стекло, у которого путем химической или термической обработки повышается прочность к ударам и перепадам температуры. При разрушении закаленное стекло распадается на маленькие безопасные осколки. Закаленное стекло не подлежит механической обработке, поэтому выполняться она должна до процесса закаливания. Закаленные стекла могут применяться при производстве стеклопакетов или ламинированных стекол.
В архитектуре используется также еще один вид специального стекла, на которое наносится особая непрозрачная краска. Обработанный таким образом лист используется в качестве непрозрачной закрывающей панели, причем его можно вставить в стеклопакет или использовать самостоятельно для вентилируемых фасадов. Для придания стеклам необходимых свойств применяют также специальные пленочные покрытия. Основными функциями защитных пленок являются: увеличение ударопрочности, придание свойств безопасного стекла, термоизоляция, защита от ультрафиолетового излучения, увеличение огнестойкости, шумозащита, тонирование, защита информации, УФ-защита, придание стеклу одно&