Стекла и стеклопакеты в фасадах

Архитекторы применяют термин «фасад» для любой наружной архитектурной оболочки здания, которая защищает его от климатических, погодных условий и любых других угроз для жизни и здоровья людей.

Применение стекол и стеклопакетов в светопрозрачных фасадах удобно рассматривать по их участию в них с двух точек зрения:

• различных функций фасадов;
• различных конструкций фасадов.

функции светопрозрачных фасадов

Теплый фасад

Эта теплоизолированная система представляет собой единую наружную оболочку из теплого остекления и теплых непрозрачных сэндвич-панелей. Эти сэндвич-панели располагаются вплотную за непрозрачными стеклами, что защищает их от погодных и климатических воздействий.

Эти сэндвич-панели устанавливаются в каркас фасадной конструкции (обычно из алюминиевых профилей) как единое изделие. Обычно они закрепляются в каркасе фасада с помощью прижимных планок, также как и стеклопакеты. Непрозрачные и прозрачные элементы фасада не только защищают внутренние помещения от неблагоприятных погодных условий, но также и от чрезмерного тепла, шума и, при необходимости, от проникновения огня.

Холодный фасад

Этот вид фасадов включает двухслойную конструкцию непрозрачной части. Ее наружная оболочка служит для защиты от погодных воздействий, а также как элемент визуального дизайна. Она выполняется из стекла, цветовые характеристики которого согласуются со стеклами светопрозрачной части фасада. Внутренняя полость непрозрачного заполнения фасада является вентилируемой для удаления избыточного тепла и влаги.

Двойной фасад

За рубежом этот тип фасада имеет несколько наименований, среди которых, такие как «вторая кожа» (second skin façade), «двойная кожа» (double skin façade) или даже «прикрепленный фасад» (attached façade) [1]. Эта конструкция состоит из наружной части, которая аналогична холодному фасаду, описанному выше, но со значительно более широким расстоянием между двумя оболочками ГОСТ 33079-2014 называет тип фасадов двухслойной фасадной конструкцией [2] (см. также здесь). Чаще его называют более коротко – двойной фасад.

Двойной фасад может устанавливаться снаружи перед уже существующим фасадом (необязательно светопрозрачным) по декоративным, акустическим, теплоизоляционным или другим причинам. В промежутке между двумя оболочками фасада обычно устанавливают солнцезащитные устройства, такие как жалюзи. Горячий воздух и конденсат постепенно и постоянно выводятся наружу.

Раньше внутреннее остекление двойных фасадов изготавливали в основном из одинарного безопасного (закаленного) стекла. В настоящее время все чаще применяют многослойное (ламинированное) стекло, которое дает более высокую конструкционную прочность в случае разрушения.

типы конструкций фасадов

Стоечно-ригельные фасады

Большинство современных «стеклянных» фасадов являются стоечно-ригельными. Несущие нагрузку стойки идут от фундамента до крыши здания на одинаковом расстоянии друг от друга, которое обеспечивает конструкционную прочность фасада и дает ему приятный внешний вид.

Эти стойки крепятся анкерами к несущим конструкциям здания и способны выдерживать все прилагаемые к фасаду воздействия. Горизонтальные балки – ригели – крепятся к стойкам и несут вес всего остекления. Стеклопакеты надежно закрепляются в конструкции фасада прижимными планками, которые соединяются специальными винтами к стойкам и ригелям.

Прижимные планки имеют специальные пазы для установки в них резиновых уплотнительных прокладок, которые обеспечивают надежную герметичность установки стеклопакетов и непрозрачных панелей.

Этот фасад имеет специальную дренажную систему, чтобы удалять из него наружу конденсат влаги и случайно попавшую дождевую воду.

Внешний вид фасада задают декоративные крышки, которые устанавливаются на прижимные планки (рисунок 5). Обычно они имеют порошковое покрытие различных цветов, реже – анодное покрытие, бесцветное или цветное.

Фасад со структурным остеклением

В отличие от стоечно-ригельного фасада, описанного выше, структурные фасады для крепления стеклопакетов не применяют прижимные планки. Поэтому они снаружи выглядят совершенно плоскими и гладкими. В этой конструкции применяют специальную алюминиевую рамку, в которую вклеивается стеклопакет. Поэтому в [2] это крепление называется клеевым. Готовый модуль из стеклопакета с алюминиевой рамкой закрепляется на специальных стойках и ригелях.

Эти фасады имеют определенные ограничения по высоте установки. Например, в Германии их устанавливают не выше восьми метров [1].

Структурные стеклопакеты имеют специальную ступенчатую форму и применяют клеящие материалы, которые являются стойкими к ультрафиолетовому излучению. В качестве наружного стекла применяют безопасное стекло толщиной не менее 6 мм. Поскольку в этой конструкции все кромки стеклопакетов являются открытыми, то для герметизации стеклопакетов применяют специальный конструкционный силикон.

Фасад с точечным креплением остекления

В этом типе фасада применяется точечное крепление остекления к несущему каркасу фасада. В классическом варианте специальные болты проходят сквозь стеклопакет. Между болтами и стеклом размещаются упругие прокладки, чтобы избежать прямого контакта стекла и металла. ГОСТ 33079-2014 называет этот тип крепления: механическое крепление болтовыми опорами [2]. Сами фасадчики чаще называют это крепление «спайдерным» от английского spider (паук).

Эти фасады не относятся к стандартизированным фасадным конструкциям и поэтому требуют специального разрешения на их сооружение.

Мембранный фасад

Этот вид фасада является вариантом фасада с точечным креплением остекления. Он напоминает теннисную ракетку, потому что представляет собой сеть из натянутых горизонтальных и вертикальных тросов с установленными в ней стеклопакетами. В [2] эти фасады называются вантовыми фасадными конструкциями.

Соединения горизонтальных и вертикальных тросов производится специальными креплениями, которые одновременно служат для точечного крепления углов стеклопакетов. Благодаря герметизации стыков между стеклопакетами вся эта сетка из тросов «прячется» и фасад выглядит снаружи как сплошная стеклянная стена.

Крепление стеклопакетов в углах производится без выполнения отверстий в стеклопакетах, что позволяет избежать возникновения концентраций напряжения в стеклах. Это дает такой фасадной конструкции преимущества перед обычной «спайдерной» фасадной конструкцией.

Система натяжения тросов требует специальной конструкции несущих стен здания. Этот вид светопрозрачных фасадов всегда требует испытаний и соответствующих разрешений.