Фасадное остекление

Потребность в привлекательных остекленных фасадах, где были бы связаны между собой в единое целое остов здания и сам фасад, возникла у архитекторов уже в 20 гг. XX в. С тех пор разработано немало конструктивных технологических новшеств для реализации этой цели. Можно перечислить лишь основные из них: " Холодный фасад: внешний слой фасада панели стекла. Функцию теплоизоляции выполняет конструкция стены здания, на которую с воздушным зазором крепится внешний слой; " Вытяжной фасад: внешний слой стеклопакет плюс стекло, устанавливаемое на расстоянии 1520 см от стеклопакета. При этом воздушный промежуток используется либо для отвода воздуха и вентиляции здания, либо для нагрева притока свежего воздуха; " Структурное остекление метод объединения стекла, керамики и металла в одной конструкции с использованием специальных клеящих силиконовых герметиков. Этот тип остекления фасадов дает возможность архитекторам и проектировщикам реализовать полностью гладкий цельностеклянный фасад. Чтобы объект с применением остекленного фасада функционировал долго и эффективно, необходима совместная работа архитектора, проектировщика и поставщиков стекла, стеклопакетов, системы профилей и силиконовых герметиков (в случае структурного остекления). В зависимости от местонахождения и назначения здания ключевым вопросом фасадного остекления является выбор стекла и конструкции стеклопакета. Сделав правильный выбор, можно избежать потерь тепла, значительно уменьшить проникновение шумов с улицы, обеспечить нормы безопасности, защитить внутренние помещения от излишков солнечной энергии. Ассортимент специальных стекол сегодня чрезвычайно широк, и, чтобы сориентироваться в этом многообразии типов и торговых марок разных производителей, без помощи профессионалов не обойтись. Рассмотрим основные функции остекления и некоторые практические рекомендации по их реализации. Теплоизоляция Следует помнить, что треть потерь тепла через стекло осуществляется за счет теплопроводности и конвекции, а две трети за счет теплового излучения длинных волн. Проблема конвекции и теплоизоляции решается за счет установки стеклопакетов, причем оптимально, если толщина воздушного слоя между стеклами стеклопакета не превышает 16 мм в противном случае увеличивается конвекция, и теплоизоляционные характеристики ухудшаются. Для уменьшения потерь от теплового излучения разработаны так называемые селективные (низкоэмиссионные) стекла со специальным покрытием. В настоящее время существуют два вида подобных стекол: К-стекло с твердым покрытием и i-стекло с мягким покрытием. I-стекло, появившееся позже, имеет теплоизоляционные характеристики в 1,5 раза выше, чем К-стекло, поэтому доля рынка i-стекла постоянно растет, им остекляется большинство строящихся объектов в Европе. Из-за мягкого, т. е. подверженного влиянию внешней среды покрытия, i-стекло используется исключительно в изолирующих стеклопакетах, причем устанавливается со стороны помещения покрытием внутрь стеклопакета. Необходимость применения высоких технологий при работе с i-стеклом обусловила то, что стеклопакеты с таким стеклом производят только крупные специализированные фирмы. Защита от солнца Под солнцезащитным стеклом понимается стекло, обладающее способностью снижать проникание солнечной тепловой и/или световой энергии в помещение путем поглощения либо отражения солнечных лучей. Таким свойством обладают стекла, тонированные в массе, и рефлективные (отражающие) стекла с покрытиями зеркального вида. Это наиболее разнообразная и обширная по своему внешнему виду группа стекол, потому особенно любимая архитекторами и наиболее часто используемая при фасадном остеклении. В качестве примера приведем перечень марок солнцезащитных стекол, выпускаемых международной стекольной корпорацией Сан-Гобен. Парсол тонированное в массе теплопоглощающее флоат-стекло различных цветов (бронзовое, серое, зеленое, розовое). Каждому тону стекла соответствуют разные спектрофотометрические характеристики (коэффициенты пропускания, отражения, абсорбции солнечной энергии). Использование тонированного стекла с коэффициентом пропускания менее 50% в качестве фасадного не рекомендуется из-за возрастающего риска термального шока (разрушение стекла вследствие перегрева и перепада температуры), хотя возможно его применение в закаленном виде после специальных расчетов. Антелио солнцеотражающее (рефлективное) стекло с твердым (устойчивым к воздействию внешней среды) покрытием из окиси металлов (коэффициент отражения 2932%). В качестве исходного используется как бесцветное, так и тонированное стекло, что позволяет получать цветное Антелио бронзовое, изумрудное, серебряное и др. Рефлектасол сильнозеркальное стекло (коэффициент отражения около 50%), обеспечивающее практически одностороннее наблюдение. При необходимости зеркальный эффект может быть уменьшен на 1012% путем установки Рефлектасола в стеклопакет покрытием внутрь. Покрытие Рефлектасола относится к твердым и может иметь различные цветовые оттенки. Тонированные и рефлективные стекла с твердым покрытием могут использоваться как при одинарном остеклении (холодный фасад), так и в составе стеклопакета. Кул-лайт солнцеотражающее стекло с мягким покрытием. Способ его изготовления, при котором на исходное бесцветное или тонированное стекло наносится несколько слоев различных металлов, позволяет получить около 65 видов Кул-лайта самых разнообразных цветов (синий, голубой, стальной, серый, бронзовый и др.) и с различными свойствами (светопропускание от 4 до 50%, отражение от 6 до 43%). Кул-лайт К стекло нового поколения, сочетающее в себе одновременно две функции рефлективность и энергосбережение. Мягкое покрытие этого стекла является селективным, обеспечивающим превосходную теплоизоляцию, и в то же время зеркальным различного тона (как у стекла Кул-лайт). В развитых странах именно Кул-лайт К наиболее часто используется при фасадном остеклении, т. к. оно дает архитекторам большой простор для творчества, позволяя при этом обеспечить необходимые нормы энергосбережения и солнцезащиты. Как и всякое стекло с мягким покрытием, Кул-лайт и Кул-лайт К применяются только в стеклопакетах. На рынке Санкт-Петербурга рефлективные и низкоэмиссионные стекла представлены не только торговыми марками ведущих иностранных производителей, таких как Сан-Гобен (представитель на рынке Петербурга ООО АКМА), Главербель (представитель ЗАО Борское стекло), но и отечественного производителя ЗАО Завод архитектурного стекла, который с начала 2000 г. начал производство низкоэмиссионных и солнцезащитных стекол с мягким покрытием на американском оборудовании. Звукоизоляция Изоляцией от шума называется ослабление звуковой энергии при прохождении ее через препятствие (остекление). Звукоизоляция остекления зависит от: " количества, размера и толщины стекол в стеклопакете; " толщины воздушного промежутка между стеклами; " проницаемости стыков. Увеличение количества стекол в стеклопакете не всегда приводит к желаемому результату. Если просто установить стекло посередине воздушного промежутка, то звукоизоляция снижается вследствие повышения резонансной частоты конструкции. При тройном остеклении (двухкамерный стеклопакет) с акустической точки зрения более целесообразно применять увеличение толщины стекол и воздушного промежутка между ними, при этом камеры стеклопакета не должны быть симметричны. Дальнейшее улучшение показателей достигается путем закачки газа в межстекольное пространство. Более кардинальное решение проблемы использование в составе стеклопакета специальных ламинированных стекол с шумопонижающими пленками. Как правило, звукоизоляция обычного однокамерного стеклопакета 4-16-4 (два стекла 4 мм толщиной, воздушный промежуток 16 мм) достигает 28 дБ, двухкамерного 4-10-4-10-4 32 дБ, специального ламинированного стекла 50 дБ. Следует помнить, что порог слышимости для человека 0 дБ; повышение уровня звукового давления на 10 дБ воспринимается человеком как удвоение громкости звука. Безопасность Безопасное остекление различается по классу защиты: " Класс А остекление, выдерживающее случайный удар; " Класс Б остекление, устойчивое к взлому, вандализму; " Класс В пулестойкое защитное стекло. Для обеспечения безопасности остекления используются: закаленное стекло, армированное стекло и ламинированное стекло. Армированное это стекло с металлической сеткой внутри; при разбивании осколки подобного стекла не выпадают даже при образовании нескольких трещин, а удерживаются на месте арматурой. Закаленное стекло, у которого путем термической или химической обработки повышается прочность к ударам и перепадам температур в 510 раз по сравнению с обычным стеклом. При разрушении стекло распадается на мелкие безопасные осколки с тупыми краями. Следует отметить, что не все виды стекол можно закаливать: например, стекло с мягким покрытием подвергается закалке, как правило, до нанесения покрытия. В Санкт-Петербурге закалку стекла можно осуществить в фирме Борское стекло, использующей оборудование Тамгласс. Ламинированное стекло (триплекс) состоит из двух или более листов стекла разных видов и толщин, ламинированных (склеенных) вместе с помощью поливинилбутиловой пленки или специальной ламинирующей жидкости. При разбивании ведет себя подобно армированному стеклу. Варьируя стекла и пленки, можно получить триплекс, сочетающий в себе свойство безопасности с другими свойствами: теплоизоляции, звукоизоляции, пожаробезопасности и пр. Недостаток триплекса большая толщина стекла, т.е. большая нагрузка на кромочное соединение стеклопакета, а также пониженное светопропускание. В Санкт-Петербурге ламинированное стекло производят многие фирмы, но, к сожалению, только с использованием заливной технологии, которая не обеспечивает высокое качество триплекса. Пленочный триплекс в России изготавливается на Борском стекольном заводе в Нижнем Новгороде и на Саратовском стеклозаводе. Эстетичность Гармоничное сочетание цвета, прозрачности и степени отражения фасадного стекла с окружающей средой, безусловно, очень важно. Необходимо учитывать, что ошибки в исполнении остекления могут привести к такому дефекту фасада, как волнистость (стеклянная поверхность похожа на кривое зеркало). Чтобы избежать волнистости стеклянного фасада, необходимо использовать наружное стекло толщиной не менее 68 мм в зависимости от размера стеклянных панелей. Также следует учитывать специфику климата (большая разница температур в течение года) при производстве стеклопакетов. Температура и давление в межстекольном пространстве стеклопакета, изготовленного летом, будет сильно отличаться от условий его эксплуатации зимой. Низкая температура воздуха приводит к уменьшению давления внутри стеклопакета, из-за чего стекла могут прогибаться внутрь стеклопакета, нарушая ровность остекления и обеспечивая волнистость фасада. Чтобы избежать подобных неприятностей, необходимо заказывать стеклопакеты только у профессиональных производителей стеклопакетов, работающих на современном оборудовании и использующих передовые технологии. В случае сплошного остекления фасада солнцеотражающим стеклом встает вопрос как обеспечить единый зеркальный эффект без полосатости, возникающей иногда за счет нахождения сразу за стеклянным фасадом непрозрачных межэтажных перекрытий, чередующихся с оконными проемами здания. Эту проблему решает специальное фасадное стекло, полученное с помощью нанесения непрозрачного эмалевого цветного покрытия на обратную сторону солнцеотражающего стекла, используемого в данном остеклении. Такой вид стекол пока производится только иностранными стекольными компаниями (торговая марка Сан-Гобен Эмалит). Из всего вышеизложенного становится ясно, что разнообразие вариантов фасадного остекления практически безгранично. Для облегчения принятия решения о выборе варианта остекления ведущими мировыми производителями стекла разработаны специальные компьютерные программы, где задается вариант конструкции остекления (одинарное, стеклопакет, наклонная стеклянная крыша и т.д.), толщина и тип применяемых стекол, ширина воздушного промежутка, ориентация фасада по частям света, климатические данные и др., на основе чего программа рассчитывает все необходимые теплофизические характеристики остекления, риск термального шока, а также максимально допустимые ветровую и снежную нагрузки для данной конструкции.