Стеклянная кровля – это красиво. Это отсутствие давящего потолка, и льющийся с неба свет. Это ощущение безграничности неба, даже когда вы находитесь в помещении, чувство открытого пространства и одновременно – надежная крыша над головой. А кроме этого такая конструкция позволяет эффективно использовать дневное освещение, отвечает требованиям энергосбережения. Собственно, обеспечение естественного освещения внутренних помещений и есть основная задача прозрачных кровель. Поэтому к ним предъявляются не только требования показателей освещенности, но и защиты помещений от ультрафиолета, от ярких, прямых и отраженных лучей, обеспечение вентиляции помещения.
Само по себе стекло – материал капризный, требует бережного обращения и не выдерживает больших механических нагрузок, довольно тонкий. Для того чтобы увеличить сопротивление теплопередаче и повысить теплоизоляционные свойства остекленной поверхности, конструкторы перешли от раздельного остекления к стеклопакетам. Стеклопакеты представляют собой конструкцию из двух или нескольких стекол, герметично соединенных по контуру. Пространство между стеклами может быть заполнено инертным газом, что повышает звуко- и теплоизоляционные свойства по сравнению с раздельным остеклением. И так как теплопроводность стеклопакетов выше, чем у других ограждающих конструкций, например, керамзито-бетонных панелей, то сейчас делают не только одокамерные стеклопакеты, но и дух-камерные, с еще одним стеклом и еще одним контуром. Тем не менее, любая система, прежде чем быть использована на объекте, обязательно проходит сертификацию, в результате испытаний устанавливается ее собственный коэффициент сопротивления теплопередаче.
Для изготовления стеклопакетов используют практически все виды стекол. Для кровель их выбор зависит от требований травмобезопасности и прозрачности конструкции в каждом конкретном случае. Травмобезопасность может быть достигнута тремя способами: использование закаленного стекла, триплекса или стекла с нанесенной пленкой. Прочность закаленного стекла в 4–5 раз выше, чем обычного, благодаря специальной термической обработке. При разрушении закаленное стекло распадается на мелкие фрагменты, не имеющие острых углов. А триплекс, его еще называют ламинированное стекло, – это своеобразный «сэндвич», состоящий из двух или более листов обычного полированного стекла, скрепленных между собой посредством специальной пленки. Такое стекло обладает повышенной ударопрочностью, а скрепляющая пленка не дает ему распадаться на осколки при разрушении.
Что касается использования пленок, то сегодня существует большое количество разнообразных защитных покрытий, которые, не уменьшая прозрачность стекла, обеспечивают его травмобезопасность. Помимо ударопрочности такие стекла обладают более высокой тепло- и звукоизоляцией, стойки к перепадам температур.
Отдельные участки стекла могут прогреваться на солнце неравномерно, разница температур между основной поверхностью и ее участком на стыке с рамой может составлять 30–35 °С. Из-за этой разницы возникает такое явление, как «термошок», и стекло начинает разрушаться. Поэтому часто специалисты рекомендуют использовать стеклопакеты, состоящие из двух компонентов, например, триплекса и закаленного стекла.
Размер фрагментов может быть любым, единственное ограничение – возможность транспортировки такого элемента. В зависимости от назначения помещений стеклянные кровли могут быть «холодными» и «теплыми». Холодное остекление – остекление в один слой – используется обычно для не отапливаемых помещений: крытых переходов, террас, складских помещений; теплое остекление – для теплых помещений, теплых ограждающих конструкций.
Для установки стеклопакетов собирается несущий каркас. Различают несколько способов крепления стеклянных элементов к каркасу: опорная система, структурное остекление (элементы кровли «скрепляются» герметиком), спайдер-системы (конструкция вывешивается на специальных кронштейнах).
Для крепления стекла к каркасу служат профили. Стекло непластично, поэтому создание сложных и криволинейных поверхностей требует значительных усилий. Именно совместимость профилей позволяет сделать кровлю такой, какой задумал ее архитектор: двускатную, шатровую, любой геометрической формы.
Профиль может быть алюминиевый, стальной, деревянный или ПВХ. Алюминий обладает высокой тепло-
проводностью, он легкий, сохраняет свои структурные свойства при перепадах температур, не содержит примесей, не выделяет вредных веществ под воздействием ультрафиолетовых лучей и обладает хорошей коррозионной стойкостью. Кроме того, он легко обрабатывается, легко красится и на нем хорошо держится декоративное покрытие. В промышленности выпускаются два вида алюминиевых профилей – «холодный» и «теплый». В конструкции «теплых» профилей наружная и внутренняя оболочки соединены термоизолирующей вставкой, у «холодных» такой вставки нет. Для изготовления стальных профилей используется высококачественная гальванизированная сталь. Этот материал также обладает коррозионной и огнестойкостью. А вот ПВХ – трудно воспламеняющийся материал, устойчив к воздействию щелочей и кислот, но имеет низкий модель упругости и деформируется под воздействием высоких температур и внешних нагрузок. Поэтому профили из ПВХ обязательно должны быть усилены армирующими стальными элементами. Выбор материала для профиля определяется расчетом нагрузки на кровлю. Как правило, для больших пролетов применяется стальной профиль, для средних и малых – алюминиевый, для малых – ПВХ.
В системах крепления стекла применяют несколько типов материалов. Например, для крепления стеклопакетов к алюминиевому каркасу используют только прессованный алюминиевый профиль. Все уплотнения производятся из резины, это качественный герметик, который сохраняет свою эластичность при низких температурах.
Опоры под стеклопакеты, кольцевые заглушки изготавливаются из пластика, все крепежные элементы – саморезы, винты – из нержавеющей стали.
Система профилей должна быть герметична как снаружи, так и изнутри. В первом случае она выполняет функцию гидроизоляции, во втором – пароизоляции.
Теплый воздух из помещения не должен проникать в конструкцию кровли, в противном случае на поверхности образуется конденсат и пары воды, которые, проникая в конструкцию, приводят к ее разрушению.
Конденсат часто образуется на стеклянных кровлях и профилях в таких помещениях, как зимние сады, и образовавшаяся влага капает вниз. Чтобы предотвратить это явление, необходимо вентилировать стыки конструкции и обеспечивать дренаж образующейся влаги. Если наличие конденсата допустимо (например, в теплицах), угол крыши должен быть достаточно большим, чтобы вода не капала, а стекала по поверхности в сточные желоба.
Избежать появления конденсата помогает и использование системы подогрева, которая также обеспечивает безопасность конструкции, защищая кровлю от перепада температур внутри и снаружи здания.
Что же касается системы вентиляции, то нормативный воздухообмен закладывается уже при проектировании, но все КРОВЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ №1 20062 7 же большинство конструкций рассчитаны не на естественную, а на принудительную приточно-вытяжную систему вентиляции. Естественную вентиляцию обеспечивает кровля из ламинированного стекла.
При устройстве остекленной поверхности необходимо предусмотреть первичные возможности ее обслуживания. Под обслуживанием большинство потребителей подразумевают только мойку, т. е. санитарную обработку поверхности, однако это и проведение ремонтных работ, замена любого из стеклопакетов в составе кровли. Стекло – материал хрупкий, и даже небольшая царапина может привести к его разрушению, не говоря уже о потере эстетических свойств стеклянной поверхности. Причины же разрушения стекла не всегда удается установить. Поэтому для мытья стеклянной кровли устраивается специальная направляющая, зацепившись за которую и поднимаясь по прижимным планкам, промышленные альпинисты могут помыть и почистить поверхность.
Для того чтобы практически исключить задерживание снега на стеклянной кровле, что очень важно для российского климата, и тем самым снизить нагрузки на нее и обезопасить внутренние помещения, все поверхности оснащаются системой подогрева.
Талая вода отводится в лоток, по нему – в дождеприемную воронку и уходит в ливневую канализацию. Требования пожаробезопасности помещений со стеклянными кровлями предусматривают создание системы автоматического оповещения и пожаротушения. Одна из проблем при возникновении пожара в таких помещениях – скопление дыма под кровлей. Поэтому вентиляционные фрамуги в кровле часто используются и для дымоудаления.
Стекло как конструктивный материал и способы его изготовления были известны еще в далекие времена.
Самые древние образцы стеклянных изделий были найдены в Египте. История же применения стекла в строительстве сравнительно молода и берет свой отсчет с конца XIX в. Именно тогда, в эпоху начала технического прогресса, стали возводить здания со стеклянной кровлей – торговые пассажи, вокзалы, выставочные павильоны.
Сегодня стеклянные кровли – признак времени и стиля, отражающие тенденцию современной архитектуры – стремление к гармоничной связи между пространством и интерьером здания.
Полина Ядровская
Благодарим за помощь в написание статьи компанию Raico