Структурное остекление фасадов: модный прикид

Матросов А.. Структурное остекление фасадов: модный прикид // А.С.С.. 2001. №7. C.104-108

Тема остекленных фасадов существует не первое десятилетие. И западные фирмы накопили богатый опыт в работе со сплошным остеклением фасадов и их фрагментов. Со времен Баухауза были выработаны разнообразные технические приемы и средства по безупречной компоновке прозрачной одежды зданий. Богатый опыт технологических изысканий и практических реализаций западных стран сегодня может быть применен в отечественных условиях. Кажущееся незначительным на первый взгляд различие в разработках адхок (то есть сделано на коленке, единоразово и по месту) и предлагаемых технологиях остекления, имеющих полувековой опыт апробации в Европе и Штатах, на самом деле может обернуться значительной экономией собственных усилий, вкладываемых в имидж фирмы.

ВИТРАЖИ

Каждая эпоха оставляет след в архитектуре, которая теснейшим образом связана с жизнью людей и отражает на разных этапах истории идеи, господствующие в обществе. Этот след оформляется в определенный архитектурный стиль, который являет не только совокупность декоративно-орнаментальных черт, но и включает в себя функциональный и конструктивный аспекты. Поэтому понятие стиля неотделимо от строительных материалов и технологий. Посильным вкладом XX века стал стиль "хай-тек" и одно из его материальных воплощений ? сплошные остекленные фасады, или витражи.

Когда говорят "современная архитектура", первая ассоциация, которая возникает, ? это большие стеклянные поверхности. Современные технологии позволяют возводить остекленные фасады на высоту более 100 м, но громады этих зданий не застят свет ни днем ни ночью. Максимально вырываясь из любого архитектурного контекста, современный стеклянный фасад в то же время максимально щадит историческое окружение, отражая и множа его шедевры. Если во все предшествующие времена олицетворением стабильности и благополучия было обитание "как за каменной стеной", то нынче, похоже, символом процветания становится обитание за стеной стеклянной. Фирме, которая может позволить себе расположиться в здании со сплошным стеклянным фасадом, обеспечена репутация преуспевающей. Гладкая зеркальная линза ? структурное остекление ? самое значительное на сегодня достижение технологии фасадных конструкций. Это стало возможным благодаря совершенствованию систем алюминиевых профилей и технологий производства стекла.

СИСТЕМНЫЕ ПРОФИЛИ. КРАТКИЙ КУРС

Благодаря многообразию элементов современных профильных систем могут быть воплощены практически любые архитектурные решения. Термин "система" связан с тем, что огромная номенклатура различных видов и размеров профилей и дополнительных элементов к ним оказывается своеобразным конструктором, дающим возможность изготавливать окна, двери, крыши, фасадные конструкции и интегрировать эти отдельные элементы в единое целое. Но бездумно комбинировать друг с другом различные материалы нельзя: если основные конструкции фасада выполнены из алюминия, то пластиковые окна применять нельзя, т. к. коэффициент температурного расширения у алюминия в два раза ниже, чем у пластика.

При проектировании сложных фасадов крупных объектов и представительских зданий часто бывает недостаточно номенклатуры системных профилей, и ведущие фирмы разрабатывают специально под объект особые индивидуальны* профили и даже системы.

АЛЮМИНИЕВЫЕ ПРОФИЛИ

Для стеклянных фасадов используются в основном алюминиевые профили, которые выполняются, как правило, из трех-компонентного 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, включающую 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.

Декоративность профилям из алюминия обеспечивает анодирование под естественный цвет, окрашивание порошковым методом в любой из цветов RAL и имитация поверхности различных материалов, при этом форма внешних накладок может быть самой разной ? плоской и коробчатой, полукруглой и чечевицеобразной.

СТАЛЬНЫЕ ПРОФИЛИ

Стальные профили, так же и как 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 порошковым напылением или обработкой 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.

КОМБИНИРОВАННЫЕ ПРОФИЛИ

Внешне комбинированные профили похожи на профили из ПВХ, которые всем хорошо знакомы по пластиковым окнам и дверям, но изнутри они 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 три камеры. Таким образом, стальная арматура Т-профиля отделена как от алюминиевой прижимной планки, как и от арматуры усиления стойки. Фасад такой конструкции имеет коэффициент теплопередачи 1,7 Вт/кв. м К. Еще одно достоинство фасада из ПВХ-профиля ? возможность встраивания пластиковых окон.

СТЕКЛО

Появление функционального, т. е. обладающего особыми свойствами, и декоративного стекла значительно расширило возможности фасадных систем. Для климатических условий Украины особую остроту имеет проблема энергосбережения, поэтому для уменьшения потерь тепла применяют многослойное остекление (стеклопакеты) и низкоэмиссионное стекло. Его энергосберегающие свойства определяются низкоэмиссионным оптическим покрытием, которое обеспечивает прохождение в помещение коротковолнового солнечного излучения, но препятствует выходу длинноволнового теплового излучения, например от отопительных приборов. Солнцезащитные стекла обладают способностью понижать количество световой и солнечной тепловой энергии. Солнцезащитными, например, являются окрашенные по всей массе стекла, а также некоторые виды стекол с покрытиями. Однако использование тонированного стекла с коэффициентом пропускания меньше 50% в качестве фасадного остекления не рекомедуется, поскольку в жаркий день панели из него могут нагреваться до 80-90?С и выше, что создает большие температурные напряжения, которые могут привести к разрушению. В этом случае необходимо применение специальных закаленных, армированных и ламинированных стекол. Увлечение тонированным остеклением, дающим значительно отличающийся от природного спектральный состав света, чревато и ухудшением самочувствия ? теряется чувство времени, портится зрение и проч., поэтому в Европе от этой моды отказались. Таким образом, выбор стекла должен определяться не только эстетическим соображениями, но и оптико-энергетическим характеристиками остекления и его биологическим воздействием.

В архитектуре используется также еще один вид специального стекла, на которое наносится особая непрозрачная краска. Обработанный таким образом лист применяется 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 односторонней видимости.

СТЕКЛОПАКЕТЫ

Стеклопакет состоит из двух или нескольких стекол и дистанционной рамки с осушителем. Стекла разделены между собой промежутком, заполненным сухим воздухом или инертным газом, и герметично соединены по контуру. Стеклопакеты обладают высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами. Швы между дистанционной рамкой и стеклами заделываются герметиками. Основная задача герметиков ? обеспечить прочность стеклопакетов, не допустив проникновения водяных паров в межстекольное пространство. От качества герметика во многом зависит срок службы стеклопакета.

Для структурного остекления применяется особая конструкция стеклопакетов, которая позволяет обеспечить их надежное крепление к профилям при помощи специальных технологий и материалов.

СТОЕЧНО-РИГЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ. ЛИКБЕЗ

Для возведения фасадов из системных профилей наиболее часто применяют стоечно-ригельные конструкции: к вертикальным несущим стойкам механическим путем крепятся горизонтальные ригели. Несущая структура такой конструкции располагается с внутренней теплой стороны навесной стены.

При стоечно-ригельной конструкции на фасаде, в отличие от структурного остекления, неизбежно присутствуют вертикальные и горизонтальные членения. Разработан также и комбинированный вариант, когда фасад пересекают только вертикальные или горизонтальные накладки, которые могут иметь различный цвет и форму, позволяющие акцентировать на них внимание. В этом случае стеклопакеты в одном направлении крепятся традиционным для стоечно-ригельной конструкции способом, а в перпендикулярном ? швы между соседними стеклопакетами герметизируются специальными резиновыми прокладками.

Существует несколько принципов крепления конструкции фасада здания. Один из них ? это навесная самонесущая система. Вся фасадная конструкция навешивается перед стеной или каркасом здания. Крепление несущих вертикальных профилей осуществляется к конструкциям перекрытия или каркаса. Горизонтальные ригели являются элементами, которые только воспринимают вес стеклопакета. Существуют системы, когда фасад встраивается в здание. Конструкция устанавливается от пола одного этажа до перекрытия следующего. Но при этом торцы перекрытий остаются незащищенными. Для того, чтобы они не стали проводниками холода вовнутрь здания, их нужно декорировать и теплоизолировать.

Когда необходимо перекрывать большие пролеты, то часто становится экономически нецелесообразным увеличение жесткости конструкции путем усиления жесткости алюминиевых конструкций. Гораздо проще установить изнутри дешевый стальной каркас, на который закрепить алюминиевые конструкции.

Узлы сопряжения конструкции со стеной и с основаниями, а также узлы крепления фасадов и кровель выполняются посредством специально разработанных элементов, являющихся составной частью систем. Углы сопряжения двух плоскостей в фасадах выполняются с помощью специальных профилей. Переломы могут быть как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, в положительном и отрицательном направлениях.

Стеклопакеты устанавливаются снаружи на алюминиевые опорные пластины, которые предварительно прикрепляются к ригелю. Уплотнители из морозостойкой резины обеспечивают герметизацию стыков между стеклом и алюминиевыми несущими профилями. Прижимные планки стеклопакетов крепятся болтами из нержавеющей стали. Затем на прижимные планки защелкиваются декоративные алюминиевые крышки. В этих типах фасадов интегрированные оконные конструкции ничем не отличаются от простого глухого остекления. Иначе говоря, при взгляде снаружи на фасад здания нельзя определить, где используется простое остекление. Оконные конструкции могут открываться вовнутрь и наружу, иметь поворотную и откидную функцию.

Важнейшим моментом правильного функционирования фасада является отвод конденсата и вентил