Spider Glass, или Как построить хрустальный дворец при помощи пауков

Определение. Сплошное остекление фасадов (СОФ) — это принципиально новое слово в технологии производства и реконструкции фасадов зданий, сооружений и даже целых архитектурных комплексов. Система СОФ включает в себя следующие основные компоненты: стеклянные панели большой площади (размером до 2х3 м каждая); • комплекс прецизионных стальных фитингов типа «спайдер»(от английского слова spider — паук), выполненных из нержавеющей стали и предназначенных для крепления стеклянных панелей; • внутренняя или внешняя стальная несущая система (вантовая, ферменная, арочная, балочная или др.); • элементы герметизации стеклянных панелей и полной нейтрализации «мостиков теплопередачи»; • встроенная интеллектуальная система, предназначенная для автоматизации процесса эксплуатации фасадного комплекса (регулирование внутреннего микроклимата и уровня освещенности, удаление дыма, мойка наружной поверхности и ряд других функций). В странах Западной Европы, США, Канады, Австралии и Юго-Восточной Азии системы СОФ известны с начала 80-х гг. прошлого столетия и широко применяются при строительстве и реконструкции зданий и сооружений различного назначения. В отечественной специальной литературе общепринятое название современных систем СОФ еще не сложилось. �х называют по-разному: планарное, сплошное, полуструктурное и структурное остекление фасадов, «стеклянная стена», фасадные системы типа «спайдер-глас» (от английского термина spider-glass fasade system — система паукообразного крепления стеклянного фасада) и др. Поэтому в данной статье термин «сплошное остекление фасадов», или СОФ, выбран условно и будет обозначать ряд родственных систем современных стеклянных фасадов, удовлетворяющих данному выше определению. Отличительные признаки. Отличительными признаками систем типа СОФ, по сравнению с известными фасадами 60-х гг., когда стекло стало широко внедряться для облицовки зданий (помните тезис: «из стекла и бетона»?), являются следующие: • минимальное присутствие силовых (несущих) элементов с одной из сторон здания (либо снаружи, либо изнутри); • принципиально новый метод крепления стеклянных панелей к несущей системе (с помощью прецизионных фитингов паукообразного типа — spider-glass fittings); • встроенная система обслуживания (автоматической мойки и очистки) поверхности стеклянных панелей с водоподачей (этот признак, впрочем, характерен только для СОФ высотных построек, имеющих сверхбольшую площадь). Назначение. Назначение СОФ может быть самым различным: от облицовки университетских библиотек, универсальных торговых центров, супермаркетов, концертных залов и до зданий аэропортов и межтерминальных переходов, деловых и банковских центров, зимних садов, защитных куполов над старинными зданиями, скульптурными памятниками и целыми архитектурными ансамблями, которые неумолимо разрушаются от действия атмосферной эрозии. Системы СОФ позволяют виртуально объединить внутреннее пространство здания или сооружения с внешней средой. Некоторые примеры. Наиболее характерные примеры реализации концепции СОФ — это, несомненно, парижский Центр искусств (Франция), входной комплекс «Пирамида»(музей Лувр, Франция), переходная зона музея истории г.Гамбурга (Германия), здание научно-технической библиотеки Крэнфилдского университета (Англия), здание библиотеки исторического факультета Кембриджского университета (Англия), здание главного терминала аэропорта Кансаи (г.Осака, Япония) и целый ряд других. Можно утверждать, что архитектоника зданий и сооружений, оборудованных системами СОФ, опережает время — настолько необычно и сказочно они вы-глядят. Благодаря невидимому (точечному) креплению, прецизионному исполнению крепежных элементов и панелей цельностеклянная структура фасада (а также, возможно, светопрозрачной кровли и других частей здания или сооружения), играя в лучах естественного или искусственного освещения, создает, по меткому определению В. Г. Лисовца, эффект «хрустального дворца». Для современных систем СОФ характерны продуманная функциональность элементов, высокий уровень культуры дизайна, высокая точность и качество исполнения элементов, широкое внедрение микропроцессоров и средств автоматизации, обеспечивающих основу для практически безлюдной технологии эксплуатации таких фасадов. Двойная функция СОФ. Благодаря сплошному остеклению СОФ отлично выполняет двойную — декоративно-защитную — функцию. Практически неразрывная стеклянная поверхность (плоскость) позволяет максимально использовать энергию солнца для обогрева и освещения внутреннего объема. Применение многослойного стекла типа «триплекс», стекла, «тонированного в массе», и герметичных стеклопакетов со встроенными жалюзийными решетками позволяет механизировать и автоматизировать управление освещенностью и нагревом внутри здания или сооружения. Элементы остекления. Декоративно-защитные свойства СОФ зависят от типа используемых элементов остекления (ЭО). К ним относятся: 1. простые монолитные ЭО, изготавливаемые из закаленного бесцветного или «тонированного в массе»стекла (со светоотражающим покрытием); 2. простые ламинированные ЭО, изготавливаемые из ламинированного стекла типа триплекс (бесцветного или «тонированного в массе») или ламинированного стекла со светоотражающим покрытием; 3. ЭО с однокамерным стеклопакетом, выполненным из бесцветного или тонированного стекла (изнутри) и закаленного стекла (снаружи), или из стекла с солнцезащитным покрытием (изнутри) и тонированного стекла типа «триплекс» (снаружи) и др. Ламинированное стекло (триплекс). Несколько слов необходимо сказать о видах и модификациях стекла, в частности, о ламинированном стекле, которое широко применяется в СОФ. Стекло типа «триплекс»— это комбинация из двух листов стекла, которые склеены посредством прозрачного и упругого слоя органического синтетического вещества. Склеивание производится при нагревании в автоклаве. Триплекс изготавливается из закаленного стекла высшего сорта или полированного, которое при ударе рассыпается на мелкие округлые осколки без острых режущих краев. Солнцезащитные ЭО. Солнцезащитные ЭО выполняются из цветной стекломассы (стекло, «тонированное в массе»). Это позволяет значительно снизить проникновение солнечной энергии вовнутрь здания или сооружения. При этом большая часть солнечного тепла адсорбируется самим стеклом, из которого затем диссипируется наружу естественным путем. Высокую светопропускающую способность имеет стекло зеленого и розового цвета. Солнцезащитное стекло также можно резать, закаливать, шлифовать и ламинировать. Энергосберегающее стекло. �звестны два типа энергосберегающего стекла: с твердым и мягким покрытием. Первый тип — это бесцветное стекло, покрытое тончайшим слоем оксида олова, что обеспечивает ЭО высокую степень изоляции от естественного излучения. Покрытие устойчиво к воздействию моющих веществ и коррозии. Такое стекло обладает повышенным термическим сопротивлением и монтируется в стеклопакет покрытием внутрь. Еще более высокими теплосберегающими свойствами обладает стекло с мягким покрытием из тончайшего слоя серебра. При этом оно имеет те же характеристики свето-пропускания, что и обычное стекло, и в стеклопакетах устанавливается покрытием внутрь. Двойные стеклопакеты. Двойные стеклопакеты позволяют оптимально использовать различные свойства стекол и встроенную автоматическую жалюзийную систему. Коэффициент термического сопротивления стеклопакета можно значительно повысить, если заполнить пространство между стеклами инертным газом. В конструкции таких стеклопакетов исключены металлические дистанционные рамки. Вместо них используется полимерная матрица, обладающая низкой теплопроводностью. Это позволяет обеспечить высокие требования стандарта ЕС к теплоизоляции краев стеклопакета. Системы крепления. В Западной Европе (Великобритания, Германия и др.) для систем СОФ производятся прецизионные фитинги типа «spider», а также крепежные системы, предусматривающие безрамное крепление стекол к несущим стальным конструкциям на специальных болтах-стяжках. При этом некоторые ЭО должны быть изогнуты под одинаковый радиус. Технология изготовления гнутого стекла несложная: листы стекла нагревают до температуры текучести, а затем выгибают в специальных автоклавах с помощью матриц и пуансонов заданной формы и размера. Весьма интересна также система крепления в виде ажурного или вантового каркаса, на который крепится система ЭО, выполненных из закаленного стекла. Такая конструкция рассчитана на очень большие внешние и внутренние нагрузки. Для крепления ЭО в стекле с высокой точностью высверливаются отверстия под фитинги, размеры и форма которых выбирается на основании расчетов с учетом возможных экс-плуатационных деформаций и перемещений элементов СОФ. Достоинства СОФ. Стекло обладает низкой теплопроводностью, поэтому СОФ помогает консервировать тепло, что особенно актуально для регионов Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока РФ. В системах СОФ могут быть преду-смотрены многокамерные стеклопакеты, что позволяет дополнительно снизить передачу тепла в обоих направлениях. В системах СОФ эффективно решена проблема «мостиков холода»(«мостиков тепла»), т. к. весь металлический каркас сконцентрирован либо внутри, либо снаружи здания и не имеет сколько-нибудь значительного непрерывного контакта со стеклом в направлении «снаружи «вовнутрь». «Гибкая»несущая система, специальное фитинговое крепление и секционирование остекления делают системы СОФ устойчивыми к большим внешним (ветровым и термическим) нагрузкам. При этом, как ни странно это может показаться на первый взгляд, относительная гибкость (т.е. не абсолютная жесткость) несущей системы СОФ позволяет уменьшить и перераспределить большие пиковые (как статические, так и динамические) внешние нагрузки на здание. Секционирование остекления и тщательно продуманная система фитингов делают системы СОФ ремонтопригодными в случае умышленного или случайного повреждения секций (ЭО). При этом на замену поврежденной секции уходит минимальное время. СОФ обладает повышенной износо-стойкостью и практически неограниченным сроком службы (высокой долговечностью). Эти достоинства обеспечиваются благодаря тому, что в наружной конструкции используется только нержавеющая сталь и стекло — самые инертные, прочные и износостойкие конструкционные материалы искусственного происхождения! Благодаря применению СОФ, а также светопрозрачной крыши и входных групп, компоненты здания или сооружения, выполняющие различные функции, могут изготавливаться на единой элементно-технологической базе. СОФ обеспечивает полностью комбинируемую технологию сопряжения этих компонентов, что позволяет образовать архитектурно-однородный внешний вид здания сверху донизу. Кроме того, в уже установленную конструкцию СОФ или светопрозрачной кровли в любой момент может быть встроен открывающийся элемент взамен существующего. Наконец, СОФ — это абсолютно безопасная фасадная система благодаря применению в конструкции ЭО стекла типа «триплекс». По совокупности вышеперечисленных потребительских качеств системы СОФ иногда называют «интеллектуальным фасадом». � это определение вполне оправданно. Другие приложения. По технологии СОФ также могут производиться другие уникальные конструкции и эксклюзивные изделия, включающие стеклянные панели и крепление из нержавеющей стали. Это входные группы, тамбуры, козырьки, системы и элементы кровли, остекление наклонных конструкций, куполов и зенитных фонарей, наружные лифты, окна, витрины, витражи, остекление балконов, перильные остекления, дверные и промежуточные стены, стеклянные дверцы и мебельные полки, душевые стенки и кабины, стеклянная мебель, панорамные лифты, стеклянные полы, навесы, прозрачные лестничные системы, торговое оборудование, барные стойки и др. Перспективы внедрения СОФ в РФ. Согласно оценке некоторых экспертов, метод и технология СОФ имеют весьма хорошие перспективы для быстрого и широкого внедрения на всей территории РФ и, в первую очередь, в регионах с жарким, холодным и резко-континентальным климатом. Для этого, на наш взгляд, имеются две предпосылки. Во-первых, технологический уровень стеклопромышленности в России достаточно высокий; отечественная промышленность может выпускать листовое стекло разных типоразмеров и назначения при обеспечении приемлемого качества изделий. Во-вторых, металлическая оснастка СОФ (фитинги, вантовые, арочные и другие несущие системы из нержавеющей стали) также может изготавливаться на российских предприятиях (вначале — по лицензии, а затем — на основе собственных или адаптированных технологий). Зарубежные методы прочностного расчета и САПР СОФ также могут быть адаптированы к условиям РФ либо полностью основаны на отечественных разработках в данной области, которые не уступают западным. В комплексе это создает отличную основу для быстрого подъема рынка СОФ в России и разработки систем современных стеклофасадов, которые будут «по карману»большинству наших заказчиков. Цена и сроки внедрения. Естественно ожидать, что вначале цены на системы СОФ будут весьма высокими (ввиду необходимости импорта стекломатериалов, фитингов и других комплектующих, технологической оснастки, САПР, обучения специалистов за рубежом и пр.). Тем не менее представляется, что СОФ вполне может стать ключевой технологией производства и рекон-струкции фасадов зданий и сооружений в РФ в среднесрочной перспективе. Отсутствие видимых элементов в несущей конструкции СОФ позволяет добиться единства восприятия и функции фасада и открывает неограниченные возможности для творчества дизайнеров и архитекторов. «Дорогу осилит идущий».