Навесная стеклянная стена крепление

Навесные светопрозрачные фасады: основные типы

Навесными светопрозрачными фасадами (навесными наружными стенами) в широком понимании называют ненесущие ограждающие конструкции здания, которые «висят» на несущем каркасе здания подобно занавесу или шторе. Поэтому в англоязычной технической литературе эти стены так и называют «curtain wall». Навесные фасады не только преобразили внешний облик городов, но и изменили весь комплекс технических характеристик зданий, особенно с точки зрения энергосбережения и обеспечения комфорта для людей. Концепция навесных стен остается одной из самых устойчивых концепций современной теории архитектуры и поэтому с конца 19-го века ненесущие фасады являются основой практически всех модернистских архитектурных течений [1].

Светопрозрачные фасадные конструкции

ГОСТ 33079–2014 определяет светопрозрачные фасадные конструкции как «наружные ненесущие стены, состоящие из каркаса, крепежных элементов, уплотнителей и светопрозрачного и/или непрозрачного заполнения». Ниже наряду с термином «светопрозрачная фасадная конструкция» будем для краткости применять также такие выражения как «светопрозрачный фасад», «навесная стена» и просто «фасад».

Словами «светопрозрачный» и «стена» светопрозрачные навесные фасады отделяются от навесных вентилируемых фасадов, которые также являются навесными, но не являются светопрозрачными и не являются стенами.

В самом общем понимании светопрозрачная фасадная конструкция — это рамная конструкция, которая может включать большое разнообразие материалов, форм и функций. Не смотря на множество внешних форм и видов, в основе большинства светопрозрачных навесных стен лежат одни и те же фундаментальные конструкционные принципы (рисунок 1).

Рисунок 1 — Типичная светопрозрачная фасадная конструкция [2]

Основными компонентами навесных светопрозрачных фасадов являются вертикальные стойки, горизонтальные ригели, панели заполнения и элементы крепления. Стойки и ригели, которые обычно изготавливают из прессованных алюминиевых профилей, образуют несущий каркас навесного фасада. Этот каркас является аналогом несущего каркаса здания из колонн и балок.

Стойки, как правило, устанавливают вертикально от одного этажа до следующего этажа с горизонтальными ригелями между смежными стойками. Таким образом, стойки и ригели образуют каркас, в который устанавливаются панели заполнения — стеклянные, металлические, каменные, а также из других материалов.

Заполнение

Наиболее часто в фасадном каркасе устанавливают заполнение из стекла, обычно с помощью резиновых уплотнителей или силиконовых герметиков (рисунок 2), а также иногда с помощью точечных крепежных элементов (рисунок 3).

Рисунок 2 — Остекление стоечно-ригельного фасада:

по горизонтали — декоративная крышка, по вертикали — структурный силиконовый герметик [1]

Рисунок 3 — Остекление, поддерживаемое точечными креплениями из нержавеющей стали [1]

Металлические или каменные панели заполнения могут потребовать дополнительных крепежных элементов, чтобы поддерживать значительный вес этих панелей.

Панели заполнения подразделяют на прозрачные и непрозрачные. Прозрачные панели — это в основном изделия из стекла, непрозрачные панели — из стекла, металла, камня, терракоты и других материалов, сзади которых обычно располагается воздушная полость, герметичный короб и тепловая изоляция.

Кронштейны крепления

Вся конструкция из стоечно-ригельного каркаса и панелей заполнения прикрепляется к несущей строительной конструкции системой кронштейнов. Типичными кронштейнами навесного фасада являются стальные уголки или швеллеры (см. рисунок 1) со специальными мерами по защите их от коррозии. Эти кронштейны передают ветровые и статические нагрузки от навесного фасада на несущий строительный каркас. Система крепления навесной стены позволяют компенсировать отклонения от номинальных размеров, как несущей конструкции, так и самого навесного фасада путем регулировки в трех измерениях (осях x, y и z).

Стандартные и специальные системы навесных стен

Системы навесных стен можно классифицировать как стандартные и специальные. Большинство производителей навесных стен предлагают стандартные системы, различные компоненты которых можно просто выбрать из каталога. Эти системы имеют заранее проработанные узлы, которые прошли все необходимые испытания. Такие системы обычно являются более дешевыми. Обычно они имеют возможность выбора типов своих компонентов по конструкции стеклопакетов, несущей способности стоек и ригелей, свойствам материалов заполнения и т. д. Стандартные системы обычно выбирают для маломасштабных или малобюджетных проектов или для навесных стен без особых уникальных характеристик или эстетических требований.

Для уникальных зданий с крупным финансированием разрабатывают специальные системы, чтобы обеспечить специфические технические требования или особое эстетическое выражение. Специальные системы требуют обширных испытаний и контроля качества как в ходе проектирования, так и в процессе строительства. В отличии от них стандартные системы уже прошли полный цикл необходимых испытаний и поэтому требуют только ограниченного объема испытаний и проверок в процессе строительства.

Кроме того, что навесные стены подразделяются на стандартные и специальные, они еще классифицируются по методу их изготовления и монтажа. Хотя встречаются и смешанные системы, большинство навесных стен относятся к двум основным категориям: ригельно-стоечные фасады и модульные фасады.

Стоечно-ригельные системы

В стоечно-ригельных фасадах отдельные детали монтируются одна за другой — стойка за стойкой, ригель за ригелем — непосредственно на строительной площадке (рисунок 4).

Рисунок 4 — Монтаж стоечно-ригельного навесного светопрозрачного фасада [1]

Сначала вертикальные стойки закрепляют на несущей конструкции здания, затем между ними устанавливают ригели и в конце — панели заполнения вместе с другими вспомогательными деталями, такими как устройства для затенения или декоративные детали. Большинство стоечно-ригельных систем являются стандартизированными, готовыми комплектами деталей, которые всегда доступны для поставки со склада. Это обеспечивает им относительно низкую стоимость по сравнению со специальными, часто уникальными, системами. Другим преимуществом стоечно-ригельных систем является низкая стоимость их доставки на строительную площадку, так все ее компоненты легко и компактно упаковываются и могут доставляться на место отдельно.

Основной недостаток стоечно-ригельных систем вытекает из метода их монтажа на строительной площадке, а именно, более медленным темпом работ, большой долей стоимости рабочей силы и повышенного потенциала для проблем с качеством и точностью выполнения работ, по сравнению с заводской сборкой. Поэтому стоечно-ригельные навесные стены обычно ограничиваются зданиями малой и средней высоты.

Модульные системы

Модульные системы навесных стен состоят из готовых модулей, которые собираются в контролируемых заводских условиях и затем доставляются на строительную площадку (рисунок 5). Типичная модульная единица навесного фасада имеет ширину от 1,2 до 3 метров и высоту в один или два этажа с креплением за каждое междуэтажное перекрытие или несущие балки.

Рисунок 5 — Монтаж модульной светопрозрачной навесной стены [1]

Каждая модульная фасадная панель прибывает на строительную площадку уже полностью застекленной и готовой к монтажу. Поэтому монтажные работы на строительной площадке сводятся к минимуму. К преимуществам модульных систем относится также более жесткий контроль качества в процессе изготовления и более быстрый монтаж на стене здания. Кроме того, модульные системы обладают большей способностью компенсировать перемещения здания под воздействием прогибов, ветровых нагрузок и температурного расширения-сокращения.

К недостаткам модульных систем относится более высокая стоимость их доставки на строительную площадку и необходимость последовательного монтажа. Дело в том, что смежные стеновые модули соединяются друг с другом специальными замками (см. ниже рисунок 8) и поэтому должны монтироваться в особой последовательности, тогда как стоечно-ригельные системы позволяют монтировать стены более свободно. Модульные фасадные системы обычно выбирают для высотных и очень больших зданий, а также в некоторых случаях при строительстве малоэтажных зданий при наличии достаточного финансирования.

Алюминиевые профили для навесных стен

Различия в методах монтажа между двумя этими системами становятся понятными при сравнении деталей их конструкции. Вертикальные и горизонтальные элементы каркаса в обоих типах конструкции состоят из прессованных алюминиевых профилей, которые проходят вертикально от одного этажа до другого на расстоянии около 1,5 м. Типичное заполнение проемов в обоих случаях — это однокамерные стеклопакеты. Алюминий как строительный материал обладает высоким отношением прочность/вес, что очень важно для создания легких ограждающих конструкций здания. Кроме того, алюминий хорошо воспринимает различные виды защитно-декоративных покрытий, такие как окраска (жидкая и порошковая) и анодирование.

Главное преимущество алюминия заключается в том, что легко поддается экструзии. Этот процесс заключается в том, что нагретый алюминий продавливается через специальные матрицы с образованием профилей со сложным сечением. Стойки и ригели стоечно-ригельных систем прессуются в виде прямоугольных коробчатых профилей со специальными пазами для установки уплотнителей. Вертикальные стойки закрепляют кронштейнами к междуэтажным перекрытиям, а уже на них устанавливают горизонтальные ригели.

В образовавшиеся проемы устанавливают стеклопакеты и прикрепляют их к стоечно-ригельному каркасу специальными прижимными планками винтами-саморезами. Давление, которое передается от прижимных планок на стеклопакеты через уплотнители, обеспечивает их надежное крепление к алюминиевому каркасу. Прижимная планка обычно отделяется от стойки и ригеля пластиковым или резиновым терморазрывом, чтобы снизить потери тепла в зимнее время. Снаружи на прижимную планку обычно устанавливается самозащелкивающаяся крышка, которая также представляет из себя алюминиевый профиль. Эта крышка скрывает детали крепления прижимной планки и обеспечивает каркасу декоративный вид (рисунок 6).

Рисунок 6 — Состав стоечно-ригельного светопрозрачного навесного фасада [2]

Вертикальная стойка в стоечно-ригельной системе — это один цельный профиль (рисунок 7). В отличие от него в модульном фасаде вертикальный элемент состоит из двух смежных элементов соседних модулей, которые образуют замковое соединение (рисунок 8). Иногда такую вертикальную стойку называют динамической потому, что она позволяет некоторое относительное перемещение между смежными модулями под воздействием температурного расширения или сокращения. Это дает модульной системе в целом большую гибкость по сравнению со стоечно-ригельной системой.

Рисунок 7 – Поперечное сечение стоечно-ригельного светопрозрачного навесного фасада [1]

Рисунок 8 — Поперечное сечение
модульного светопрозрачного навесного фасада [1]

Герметизация стыков

Чтобы обеспечить герметичность стыков между двумя модулями применяют уплотнители. Вариант модульной стены, который показан на рисунке 9, включает так называемое структурное остекление, когда стеклопакет «вклеивается» в свою раму с помощью высокопрочного силиконового герметика вместо уплотнителя, прижимной планки и крышки, как это показано на рисунке 9. Структурное остекление дает декоративный эффект непрерывной плоской стеклянной поверхности за счет минимума видимых алюминиевых профилей.

Известно, что при применении силиконовых герметиков необходима высокая культура производства и жесткий контроль качества. Поэтому структурное остекление применяют в основном только при применении модульных систем навесных стен, которые изготавливаются в контролируемых заводских условиях. По этой причине применение структурного остекления для стоечно-ригельных систем, которые полностью монтируются в условиях строительной площадки весьма ограничено, но, тем не менее, применяется (см. например, рисунок 2).

Необходимо отметить, что модульные системы могут также применять более традиционные методы остекления с прижимной планкой и наружной крышкой. Материалом для рамных элементов большинства навесных стен являются прессованные алюминиевые профили из сплавов 6060 и 6063, однако в специальных системах навесных стен возможно применение и других материалов, например, нержавеющих сталей.

Источники:

1. Scott Murray, Contemporary Curtain Wall Architecture, Princeton Architecture Press, New York, 2009.

2. ГОСТ 33079–2014 — Конструкции фасадные светопрозрачные навесные. Классификация. Термины и определения.

ООО «Алюком»
г. Москва, ул. Нагатинская, д. 16, стр. 9, офис 2-5

Тел.: +7 (495) 268 0444
E-mail: info@alucom.ru

Производство и склад: Калужская обл., г. Малоярославец, ул. Калужская, 64.

Источник

Особенности фасадного остекления зданий

Лицевую часть здания стараются сделать максимально презентабельной и эстетически привлекательной. Один из популярных на данный момент способов реализации подобных задач – остекление фасада. Такой вид отделки придает постройке характерную стеклу легкость, современный внешний вид, а с внутренней стороны делает помещение светлее и визуально просторней.

Применяют фасадное остекление в сооружении офисных комплексов, центров продаж, торговых учреждений, а также при постройке частных домов, например, в стиле лофт.

Недостатки стеклянных фасадов:

• Отделка фасадов стеклом требует участия бригады опытных высококвалифицированных специалистов и сложного оборудования;
• Сравнительно с другими вариантами оформления, фасадное остекление стоит заметно дороже, особенно, если применять качественные брендовые профильные системы и стеклопакеты;
• Чтобы стеклянный фасад сохранял свои эстетические свойства, его нужно регулярно мыть.

Теплое и холодное фасадное остекление

Профильные системы холодных фасадов изготавливают либо из пластика, либо из алюминия, однако более распространен последний вариант, который заметно холоднее ПВХ конструкций. Светопрозрачное наполнение в холодных фасадах – это, как правило, одинарное стекло или, однокамерный стеклопакет, в котором используются обычные стекла с низкими энергосберегающими характеристиками, в качестве заполняющего газа применяют осушенный воздух.

Собственно профиль холодного остекления редко бывает толще 5см, а количество изолированных камер в нем не превышает четырех (чаще 3).

Теплые фасады сооружают из широкого рамного профиля с поперечным сечением 5-10 см. Пластиковые изделия содержат не менее 5 камер, в которых дополнительно используются термоизоляционные материалы. В алюминиевых конструкциях применяют профильные системы с терморазрывом, что способствует уменьшению теплопотерь в холодное время года.

Устанавливаются энергоэффективные стеклопакеты с двумя-тремя камерами, разной толщиной стекла и дистанционных рамок; в качестве заполнителя применяют инертный газ (аргон, криптон).

Типы фасадного остекления и системы фиксации стекол

Различают два основных способа отделки фасадов стеклом: рамный и безрамный. К рамным относят структурное, полуструктурное и стоечно-ригельное остекление. Панорамный, модульной и вантовый варианты считаются безрамными.

Стоечно-ригельное остекление фасадов

Каркас таких систем сформирован из вертикальных металлических стоек и горизонтальных ригелей. Основная нагрузка ложится на вертикальные элементы – поперечные ригеля необходимы для предотвращения продольных деформаций сооружения.

В несущую конструкцию монтируется светопроницаемое или непрозрачное наполнение, которое прижимается с наружи специальным профилем, после чего закрываются декоративными накладками. Теплые сооружения заполняются стеклопакетами с двумя-тремя камерами; в холодных вариантах обычно применяют однослойное стекло.

Как правило, толщина видимой части профиля с внутренней стороны не превышает 5 см, чего в большинстве случаев достаточно для обеспечения требуемой проектной жесткости конструкции. Декоративные накладки снаружи окрашиваются в любой цвет, соответствующий общему дизайну здания. В теплых стоечно-ригельных системах применяют специальные термо-вставки, корректируя ширину которых возможно оборудовать фасад различными по глубине стеклопакетами.

Стоечно-ригельные фасады полузакрытого типа

Разновидность предыдущего варианта остекления, в котором один из стыков (вертикальные стойки или горизонтальные ригели) фиксируется герметиком без прижимных планок и закрашивается в цвет стекла. При использовании такого способа сборки существенно усложняется обслуживание фасада, например, в случае повреждения одного из стеклопакетов, но внешне такие конструкции, как правило, выглядят более привлекательно.

Структурное остекление фасадов

Структурное остекление Шуко

В своей основе структурные фасады имеют стоечно-ригельную систему, выполненную с рядом особенностей. С внешней стороны структурных систем нет каких-либо несущих конструкционных элементов, из-за чего фасад строения выглядит монолитно и кажется выполненным из цельного стекла.

Основной каркас находится внутри помещения, а снаружи расположены только стекла или непрозрачное заполнение. Стыки между элементами остекления минимальны и практически незаметны с улицы, это же относится и к открывающимся элементам, если они предусмотрены в фасаде. Герметичность примыканий и фиксация стеклопакетов в конструкции обеспечивается специальным герметиком.

Структурные фасады смотрятся достаточно эффектно, однако есть ряд моментов, которые необходимо учесть:

• Сборка достаточно сложна и трудоемка, что существенно влияет на итоговую стоимость конструкции.
• Желательно использовать стальной несущий профиль, поскольку алюминиевые изделия, ввиду их меньшей жесткости, возможно применять только для зданий малой этажности.
• Структурные фасады подразумевают использование стеклопакетов специальной конструкции: внешнее стекло больше внутреннего.
• Наружное стекло должно быть выполнено из закаленного материала. Помимо увеличения ударопрочности остекления, закалка делает светопрозрачное наполнение более стойким к воздействию твердых частиц (например, песка), предотвращая возможную эрозию.
• Так как часть нагрузки ложится на стекло и, в частности, на примыкания между блоками, необходимо использование высокопрочного герметика, стойкого к атмосферным воздействиям.

Полуструктурное остекление фасадов

Как и у структурных конструкций весь несущий каркас расположен с внутренней стороны здания, однако для фиксации стеклопакетов помимо клеевого герметика используют тонкие прижимные планки. Их толщина составляет несколько мм и при покраске в тон остекления они практически незаметны снаружи.

Сравнительно со структурным вариантом, полуструктурные фасады проще в монтаже и последующем обслуживании. Стеклопакеты можно устанавливать с внутренней стороны здания, кроме того, легче проектировать системы со сложной геометрией и открывающимися элементами. Это делает остекление более надежным, одновременно снижая его стоимость и расширяя вариативность дизайнерских решений.

Панорамное

Такой вид остекления фасадов характеризуется установкой сплошного стекла от пола до потолка в пределах одного этажа. Горизонтальные стыки внутри и снаружи помещения полностью отсутствуют, что налагает ряд требований к применяемым стеклопакетам. Для панорамных фасадных систем желательно использовать армированные, ламинированные или закаленные стекла.

Модульное

В основе модульных фасадов лежит все та же стоечно-ригельная система. Готовые блоки (модули) изготавливаются в заводских условиях, после чего доставляются на строительный объект и монтируются.

Такой вариант сборки позволяет встраивать ряд систем (например, кондиционирования) еще на стадии производства, что значительно проще сделать в заводских условиях.

Спайдерное остекление фасадов

Разновидность безрамного холодного остекления, поскольку данный способ допускает либо использование одинарного стекла, либо однокамерного стеклопакета. Название этого варианта сборки связано с формой основного крепежного элемента, который внешне напоминает паука.

Центральная часть крепежа (головка) фиксируется на элементах несущей конструкции; это могут быть вертикальные стойки или бетонное основание. Крепеж выполняется анкером, резьбовым соединением или сваркой. По углам прямоугольного стеклопакета фиксируется специальный рутель, к которому монтируется одна из ног паукообразного крепежа. В результате один спайдер удерживает четыре соприкасающихся стеклопакета.

Внешняя рама в спайдерных фасадах, как и прижимные планки, отсутствует, что позволяет заметно увеличить светопроницаемость стен здания.

Вантовое остекление фасадов

Более сложный вариант спайдерного остекления, в которой функцию несущего каркаса выполняет сложная конструкция из натянутых тросов и расчалков, удерживающих светопрозрачное заполнение.

Как правило, подобная реализация стеклянного фасада требует сложных предварительных расчетов. Жесткость конструкции из троса существенно отличается от аналогичной из профиля. В ней возможны люфты и деформации, если не предусмотреть все ветровые или сейсмические нагрузки, которые возможны в месте возведения здания.

Какие стекла и стеклопакеты применяют

Более 90% площади стеклянных фасадов занимает стеклопакет и от его качеств в основном зависит уровень тепло- и шумоизоляции помещения. Для остекления фасадов применяют стекла, которые характеризуются по нескольким критериям.

Количество камер в стеклопакете

Наиболее доступны по цене стеклопакеты с одной камерой, в то же время конвекционные теплопотери внутри помещения будут тем меньше, чем больше герметичных секций содержит стеклопакет. Однако увеличение количества камер подразумевает соответствующее количество стекол, что в результате приводит к повышению общей массы стеклопакета и конструкции в целом. Например, квадратный метр однокамерного стеклопакета, каждый слой которого состоит из листа 4 мм, будет примерно на 10 кг легче, чем двухкамерный из того же материала.

Показатели энергоэффективности

Энергоэффективность стеклопакета определяется наличием на одном из стекол (обычно на наружном) специального покрытия, отражающего внутрь помещения инфракрасное (тепловое) излучение. Благодаря такому покрытию стекло пропускает с улицы более 90% света в видимом спектре, одновременно отражая до 70% тепла обратно в помещение.

В жару энергосберегающая поверхность препятствует нагреву комнат прямыми солнечными лучами, а при морозах существенно уменьшает перенос тепла с внутренней части здания на улицу. Покрытие уменьшает потери только в инфракрасном спектре излучения – на остальные теплоизоляционные характеристики стекла энергосберегающий слой не влияет.

Применение энергосберегающего покрытия позволяет на 50% уменьшить теплопотери однокамерного стеклопакета в сравнении с двухкамерным, стекла в котором не имеют изолирующего слоя, при этом масса однокамерного будет, естественно, меньше.

Звукоизоляция

Степень поглощения шума особенно важна в зданиях, фасад которых выходит на оживленные автомагистрали, железнодорожные пути или активные строительные объекты. Наибольший звукоизолирующий эффект достигается использованием стекол разной толщины, расположенных на различной дистанции друг от друга.

Для однокамерных изделий применяют стекла толщиной 6 мм для наружного и 4 мм для внутреннего слоя. В результате каждый слой гасит колебания определенной частоты, что дает заметно больший эффект, чем при использовании одинаковых по толщине стекол.

Увеличение количества камер с одновременной установкой разных стекол усиливает уровень звуконепроницаемости помещения, но больше в диапазоне высоких частот. Низкие частоты, такие как шум железной дороги или грозовые раскаты, поглощаются заметно хуже.

Тонировочное и поляризационное покрытие

Применение подобных решений актуально в тех случаях, когда необходимо исключить прозрачность остекления в одном из направлений (чаще с улицы).

Тонировка поглощает часть спектра светового потока, обеспечивая при ярком дневном освещении практически полную непрозрачность фасада. Поляризация работает по другому принципу: световой поток с внешней стороны беспрепятственно проникает в помещение, но внутреннее содержимое здания остается скрытым для внешнего наблюдателя.

Цена за м2

Стоимость фасадного остекления включает в себя проектные и геодезические работы, цену профиля, стеклопакетов, уплотнителей, фурнитуры и монтажа. Минимальная цена стоечно-ригельных систем – от 6500 р за квадратный метр, средняя – 85000 р.

Обслуживание

Как и любой элемент здания, фасадное остекление, несмотря на надежность и долговечность, нуждается в обслуживании, а иногда и ремонте. В ходе эксплуатации теряют эластичность уплотнительные резинки, нарушается герметизация проемов, незначительно деформируется металлический каркас, а также может потребоваться регулировка фурнитуры открывающихся элементов.

При установке холодных систем нередко у владельцев здания возникает желание поменять остекление на теплое или поставить стеклопакеты с большим уровнем шумопоглощения. Все мероприятия по ремонту или обслуживанию стеклянных фасадов должны выполнятся специалистами, это обеспечит долговечное и безопасное их функционирование.

Полезное видео о разновидностях фасадного остекления:

Источник