Несмотря на то, что подобные кровли принято называть стеклянными, нельзя забывать о том, что помимо стекла (о видах стекла читайте в № 4 (19), 2008 г.), обеспечивающего эффектный внешний вид и нарядность здания, при монтаже таких крыш используется ряд других материалов. По понятным причинам их присутствие стараются сделать как можно менее заметным, однако именно эти «бойцы невидимого фронта» — материалы несущих конструкций и гарантируют нашу безопасность и комфортное пребывание «под стеклом».
Чаще всего стеклянные элементы закрепляют на ажурном каркасе из вертикальных стоек и горизонтальных ригелей, образующих рамное плетение. Такая система называется стоечно-ригельной. Ее использование позволяет работать со стеклопакетами больших геометрических размеров и значительного веса и создавать монументальные большепролетные кровли. Стоечно-ригельная система является классическим решением для создания стеклянных кровель, основные приемы ее монтажа давно отработаны, и большинство серьезных компаний, работающих в этой области, имеют множество уже испытанных штатных проектов, среди которых можно найти и довольно необычные. Монтаж светопрозрачных конструкций на каркасе из стоек и ригелей несложен, вероятность ошибок при должной квалификации рабочих сведена к минимуму. Традиционная форма ригелей и стоек – прямоугольная, однако возможны и другие варианты. Профили чаще всего изготавливают полыми, это снижает вес и металлоемкость конструкции, при необходимости в полости помещают усиливающие вставки.
Материалом для системных профилей может служить:
• Сталь (применяется для больших пролетов). Ее недостатками являются большой вес и подверженность коррозии.
• Алюминий (для средних и малых пролетов). При создании стеклянных кровель алюминиевому профилю просто нет аналогов. Это легкий, прочный, некорродирующий, а значит, очень долговечный материал, обработка и обслуживание которого предельно просты.
• ПВХ (для малых пролетов). Применяется преимущественно для создания небольших витражных элементов остекления. Несущие конструкции из ПВХ обязательно должны быть усилены армирующими стальными элементами, их нельзя применять при больших площадях остекления.
• Клееный деревянный брус. Этот материал имеет ряд неоспоримых преимуществ перед, например, сталью – он более эстетичен, но также позволяет создавать большепролетные конструкции. В целях пожарной безопасности деревянные несущие конструкции обрабатываются специальными составами.
• Комбинированные: изделия из алюминиевого профиля, облицованного нержавеющей сталью, сочетания алюминия и древесины.
Спиридонов Александр Владимирович, президент Ассоциации производителей стекла «АПРОК»
Как правило, в большепролетных конструкциях не применяются чисто стальные профили – это не эстетично, нерационально и не отвечает требованиям обеспечения теплозащиты. Чаще всего используется следующая комбинация: стальная поднесущая конструкция, по которой уложен алюминиевый профиль с терморазрывом и стеклопакеты. Наиболее известный пример в России – покрытие Старого Гостиного Двора в Москве со стеклянной крышей площадью более 12 000 м2 и пролетами 90–110 м без опор.
Разработчиками систем алюминиевых профилей созданы серии конструкций для создания стеклянных кровель различных форм. Из отечественных систем алюминиевых профилей наиболее подходящими являются системы «ТПСК-60» («ТАТПРОФ») и AGS 150 («АгриСовГаз»). Последняя фактически состоит из пяти систем (групп) профилей, которые позволяют реализовать различные проектные решения светопрозрачных конструкций с оптимальными финансовыми затратами. Все указанные системы позволяют монтировать односкатные, двухскатные крыши, а также стеклянные крыши в форме пирамиды или купола. Из импортной продукции достаточно популярны системы производства Reynaers (CR 120, Cintro System, PR 100) и SCHUCO (FW 50+/ FW60+).
На основе систем Schuco FW 50+ и FW 60+, хорошо зарекомендовавших себя на практике, реализуются самые разнообразные концепции фасадных и перекрывающих конструкций, соответствующих современным стандартам энергосбережения. Широкий ассортимент накладок различных форм и цветов позволяет создавать оригинальные и эффектные конструкции — разнообразные светопрозрачные крыши, полностью соответствующие требованиям конкретного объекта, – аркады, стеклянные купола, пирамиды и полуциркульные своды. Имеются варианты с повышенной (HI) и наивысшей (SI) теплоизоляцией.
К основным достоинствам систем Schuco относятся:
• Небольшая видимая ширина профиля – 50 и 60 мм.
• Большая ширина пролета конструкции и значительная высота установки.
• Обширный ассортимент накладок.
• Возможность акцентирования горизонтальных или вертикальных линий.
• Изготовление пуленепробиваемых, взломо- и взрывоустойчивых конструкций.
• Возможность установки молниеотвода.
• Возможность установки «крышных» окон.
• Простой и быстрый монтаж.
Любые кровельные системы предусматривают отвод влаги по специальным канавкам в профилях стоек и ригелей с внешней поверхности и отвод конденсата с внутренней стороны стеклопакетов, что позволяет остеклять зоны с повышенным режимом влажности (оранжереи, бассейны). Эти системы предусматривают установку створок, дверей и вентиляционных люков и с успехом применяют для изготовления и монтажа «зимних садов».
Крепление стеклопакетов к каркасу может осуществляться двумя способами. Первый, классический, подразумевает фиксацию с помощью специальных прижимных планок, которые, с одной стороны, надежно крепятся к каркасу с помощью саморезов, а с другой стороны, обеспечивают эффектный внешний вид за счет различных декоративных накладок. Однако, несмотря на разнообразие декоративных эффектов – меняться может цвет, ширина и профиль сечения наружной планки! – не всех архитекторов устраивает заметное присутствие элементов крепления на видимых частях кровли или фасада.
Более стильным и современным решением может стать структурное либо полуструктурное остекление. Главным достоинством его является отсутствие выступающих над плоскостью стеклопакетов планок – такой вариант остекления позволяет сформировать эффектное сверкающее однородное покрытие.
Фиксация стеклопакетов при структурном остеклении осуществляется следующим образом: в одинарный стеклопакет встраивается специальная рамка, имеющая глубокий паз. В этот паз входит язычок защелкивающегося держателя, так называемого халтера, так что вся система крепления «прячется» внутри стеклопакета.
Однако было бы лукавством утверждать, что при структурном остеклении внешняя поверхность фасада или кровли представляет собой монолитное стеклянное поле — все равно на границах стеклопакетов можно увидеть либо заполненные герметиком швы, либо специальные шнуры или полосы- уплотнители, однако они, как уже было сказано, не выступают за плоскость стекла. Чтобы еще больше подчеркнуть иллюзию однородности стеклянного покрытия, обычно используют стекло с легким светоотражающим эффектом – зеркальная бликующая поверхность маскирует швы между стеклопакетами.
Использование в системах структурного остекления открывающихся фрамуг для воздухообмена и дымоудаления предполагает, что их рама и створка не должны быть видимы снаружи. Это архитектурное требование выполнимо, только если окно открывается наружу и в нем используется стеклопакет с выступающим наружным стеклом, которое визуально скрывает алюминиевые переплеты. В качестве встраиваемых элементов используются окна с верхнеподвесным и параллельно- отставным вариантом открывания. В классическом варианте стоечно- ригельного остекления с помощью прижимных планок возможно применение привычных поворотно- откидных элементов.
Существует три способа заделки структурного шва:
• С помощью плоских резиновых уплотнителей (полоса уплотнителя точно продолжает плоскость стекла);
• С помощью U-образных уплотнителей (полоса уплотнителя образует своеобразную «канавку» ниже плоскости стекла);
• С использованием вспенивающейся вставки и специального силиконового герметика. Основные производители таких герметиков: Sita и DowCorning.
Существует способ структурного остекления, в котором стеклопакет держится исключительно на герметике, без использования «халтеров». Это достаточно опасно — при низком качестве монтажа и высоких ветровых нагрузках возможен отрыв стекла и его падение вниз, что может привести к человеческим жертвам. Кроме того, при многократном прохождении температуры окружающего воздуха через 0 °С появляется риск разрушения слоя герметика влагой, замерзающей и оттаивающей в микротрещинах. Такой метод используется для остекления кровель крайне редко и преимущественно для создания светопрозрачных пирамид с углом наклона более 30°. Это очень ответственная технология, успех монтажа такой крыши или фасада во многом зависит от «человеческого фактора». Именно поэтому, например, компания DowCorning проводит специальные тренинги для монтажных фирм по структурному остеклению, обязуя их работать по специальным лицензиям.
Структурно остекленная кровля более уязвима к повышенным механическим нагрузкам, ее монтаж занимает большее время, он в 1,5-2 раза дороже, чем устройство стеклянной кровли по традиционной технологии. Но, конечно, ее внешний вид выше всяких похвал!
Кроме привычного стоечно-ригельного остекления существует ряд новых современных методик. Например, устройство элементных фасадов. Основным достоинствам этого метода является быстрота и легкость монтажа, отсутствие необходимости в строительных лесах. При этом на фасад «навешиваются» готовые конструкции из нескольких стеклопакетов, скрепленных между собой в заводских условиях. Еще один необычный вариант – планарное (спайдерное) остекление. Это единственный метод, позволяющий использовать в качестве несущих конструкций стойки из специального закаленного стекла, в результате чего можно добиться эффекта «хрустального замка», парящего в воздухе – нестеклянными являются лишь точечные металлические кронштейны, соединяющие стойки и элементы остекления. Метод достаточно новый, но, к сожалению, имеющий ряд серьезных недостатков. Конструкции получаются «холодными», для повышения их теплоизоляционных свойств необходимо использовать специальные кронштейны с термовкладышами, препятствующими образованию «мостиков холода». Стекла со встроенным электроподогревом установить в такую систему практически невозможно — углы в местах крепления не будут прогреваться, и разность температур может вызвать термошок материала и его разрушение. Плюс необходимость высверливания в стекле отверстий под кронштейны нарушает герметичность системы.
В Москве по данной технологии возведены всего три объекта, и пока еще рано говорить, насколько хорошо она «ведет себя» в российском климате.
Редакция благодарит за содействие в подготовке статьи А.В. Спиридонова, президента Ассоциации производителей стекла «АПРОК», и И.С. Бажулину, координатора проектов ЗАО «ШУКО Интернационал Москва» Фото: ЗАО «ШУКО Интернационал Москва»