Пою перед тобой в восторге похвалу -  не камням дорогим, не злату,

но стеклу...


 

М.В.Ломоносов

 

Общество с ограниченной ответственностью

"Украинский научно-исследовательский институт стекла"

(ООО "УкрНИИСтекла")


 

 

ИСКУССТВО ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛА В ФАСАДНЫХ РЕШЕНИЯХ

          Самое удивительное, что суть стекла, хрупкого и в идеале невидимого, - защита. Оно говорит тебе: подойди и смотри себе наружу в свое удовольствие и ни о чем не волнуйся, тебе не будет холодно, тебе в лицо не ударит ни ветер, ни дождь, ни пурга; ты защищен от мира, а он открыт перед тобой.

Собственно, вся архитектурная эволюция стекла «оправленного» стенами, шла как бы в обратном направлении: сделать сам дом одновременно защищенным и максимально открытым… От стетрельчатых окошечек теремов до виртуально-зеркальных стен Нувеля и других корифеев новой эпохи. Витраж придал зданию живой лик, он как глаза, в которых светится  душа.

Баланс, гармонию защищенности и открытости дома и его души, теперь можно создавать неисчислимыми способами – и архитектурными, и художественными.

            Функциональное назначение системы фасадного остекления сводится к:

            - расширению организационного управления солнечным светом, что дает приток широкого спектра освещения, поступающего с дневным светом;

            - использованию всего комплекса как активного естественного воздушного управляющего элемента, обеспечивающего создание заданного микроклимата в помещении и снижение температурных нагрузок на всю систему.

За последнее десятилетие к концептуальной роли фасада изменилось отношение, по мере того, как изменялся потребительский рынок в государстве: наполнение и доступность новых технологий с использованием направлений современного искусства и их умозрительное видение в окружающем пространстве.

Разработка пространства в офисном или жилом помещении невозможна без соединения конкретных требований человека к данному помещению. Большинство людей обладает достаточной интеллектуальной гибкостью и адаптацией к условиям своего пребывания. Разрабатываемые системы фасадного и офисного остекления должны обеспечить не только конструкционную прочность и архитектурную целостность строений но и обеспечить тот же уровень адаптации и гибкости дизайна с пониманием на изменяющиеся человеческие потребности.

            Человек обеспечивает восприятие и защиту от внешних условий посредством логики, определяет средства данной защиты и устанавливает обратную связь, которая зависит от степени приемлемости условий защиты. При этом действие отдельного человека (потенциальная проблема в коллективе) не зависимы от общего энергетического управления  системой.

Интеллектуальный фасад должен именно выполнять все эти функции и естественно любая автоматизированная система в своей структуре будет иметь некоторую модель (адекватную форме жилища), связанную с образом человеческого восприятия.

Перегрев остекления из-за солнечной активности является критической проблемой для географического расположения Украины. Например, летом фасад должен управлять проникновением солнечного света обеспечивая достаточное кондиционирование. Как следствие будет оптимальное соотношение между снижением затрат на кондиционирование и затрат на освещение, при общем снижении энергопотребления. Это зависит от параметров, например: типа покрытия, динамики и характера прямого и рассеянного излучения в данное время. Зимой – увеличение затрат на обогрев будет полезным до некоторой степени, обеспечивая комфортные условия в помещении. Каждая из этих оценок действий оптимизации должны находить применение для данного пространства, построения на принятой модели управления, которая точно предсказывает общее исполнение построения.

За 25 лет было разработано достаточно много различных тонких покрытий, нашедших широкое применение в различных отраслях производства и только в 70-е годы покрытия стали основой для создания равномерного преобразования дизайна, художественного восприятия архитектурных решений. Первичной целью начального покрытия была ее прозрачность и обеспечение сокращения потерь тепла через оконные проемы. Последующие разработки расширили спектральное восприятие покрытий, обеспечивая пропускание дневного света, с интенсивностью почти равной стандартному стеклу, но только с половинной долей солнечной тепловой активности.

Можно ожидать дальнейшую активизацию работ по разработке тонкопленочных покрытий, обеспечивающих динамику восприятия человеком внешней среды, более активно использовать дневной свет в пространстве. Фундаментальный вызов был направлен на создание пленочных структур обеспечивающих их масштабность разработок и создание коммерческого продукта. Нанотехнологии обеспечивают получение покрытия в несколько тысяч раз тоньше стекла, обеспечив рациональное изменение оптических свойств и само его использование как фундаментальной базы знаний.

Начальный этап – динамическое управление интенсивностью переданного тепла и света  и второй этап – динамическое оптическое управление распространением света в пределах пространства. Сегодня необходимо обеспечить эту степень динамического управления умозрительно, без дорогой или сложной технологии не внося существенных изменений в строение. Это предусматривает систему переадресации света и системы вентиляции.

               Потребность в привлекательных остекленных фасадах, где были бы связаны между собой в единое целое остов здания и сам фасад, возникла у архитекторов уже в 20 гг. XX в. С тех пор разработано немало конструктивных технологических новшеств для реализации этой цели и основными из них являются:

• Холодный фасад: внешний слой фасада — панели стекла. Функцию теплоизоляции выполняет конструкция стены здания, на которую с воздушным зазором крепится внешний слой;

• Вытяжной фасад: внешний слой — стеклопакет плюс стекло, устанавливаемое на расстоянии 15—20 см от стеклопакета. При этом воздушный промежуток используется либо для отвода воздуха и вентиляции здания, либо для нагрева притока свежего воздуха;

• Структурное остекление — метод объединения стекла, керамики и металла в одной конструкции с использованием специальных клеящих силиконовых герметиков. Этот тип остекления фасадов дает возможность архитекторам и проектировщикам реализовать полностью гладкий цельностеклянный фасад.
Чтобы объект с применением остекленного фасада функционировал долго и эффективно, необходима совместная работа архитектора, проектировщика и поставщиков стекла, стеклопакетов, системы профилей и силиконовых герметиков (в случае структурного остекления).

В зависимости от местонахождения и назначения здания ключевым вопросом фасадного остекления является выбор стекла и конструкции стеклопакета. Сделав правильный выбор, можно избежать потерь тепла, значительно уменьшить проникновение шумов с улицы, обеспечить нормы безопасности, защитить внутренние помещения от излишков солнечной энергии. Ассортимент «специальных» стекол сегодня чрезвычайно широк, и, чтобы сориентироваться в этом многообразии типов и торговых марок разных производителей, без помощи профессионалов не обойтись.

Основные функции остекления и некоторые практические рекомендации по их реализации.

Теплоизоляция

Следует помнить, что треть потерь тепла через стекло осуществляется за счет теплопроводности и конвекции, а две трети — за счет теплового излучения длинных волн. Проблема конвекции и теплоизоляции решается за счет установки стеклопакетов, причем оптимально, если толщина воздушного слоя между стеклами стеклопакета не превышает 16 мм — в противном случае увеличивается конвекция, и теплоизоляционные характеристики ухудшаются.

Для уменьшения потерь от теплового излучения разработаны так называемые селективные (низкоэмиссионные) стекла со специальным покрытием. В настоящее время существуют два вида подобных стекол: «К-стекло» — с «твердым» покрытием и «i-стекло» — с «мягким» покрытием. «I-стекло», появившееся позже, имеет теплоизоляционные характеристики в 1,5 раза выше, чем «К-стекло», поэтому доля рынка «i-стекла» постоянно растет, им остекляется большинство строящихся объектов в Европе. Из-за «мягкого», т. е. подверженного влиянию внешней среды покрытия, «i-стекло» используется исключительно в изолирующих стеклопакетах, причем устанавливается со стороны помещения покрытием внутрь стеклопакета. Необходимость применения высоких технологий при работе с «i-стеклом» обусловила то, что стеклопакеты с таким стеклом производят только крупные специализированные фирмы.
           

Защита от солнца

Под солнцезащитным стеклом понимается стекло, обладающее способностью снижать проникание солнечной тепловой и/или световой энергии в помещение путем поглощения либо отражения солнечных лучей. Таким свойством обладают стекла, тонированные в массе, и рефлективные (отражающие) стекла с покрытиями зеркального вида. Это наиболее разнообразная и обширная по своему внешнему виду группа стекол, потому особенно любимая архитекторами и наиболее часто используемая при фасадном остеклении.

В качестве примера приведем перечень марок солнцезащитных стекол, выпускаемых международной стекольной корпорацией «Сан-Гобен».

«Парсол» — тонированное в массе теплопоглощающее флоат-стекло различных цветов (бронзовое, серое, зеленое, розовое). Каждому тону стекла соответствуют разные спектрофотометрические характеристики (коэффициенты пропускания, отражения, абсорбции солнечной энергии). Использование тонированного стекла с коэффициентом пропускания менее 50% в качестве фасадного не рекомендуется из-за возрастающего риска термального шока (разрушение стекла вследствие перегрева и перепада температуры), хотя возможно его применение в закаленном виде после специальных расчетов.

«Антелио» — солнцеотражающее (рефлективное) стекло с «твердым» (устойчивым к воздействию внешней среды) покрытием из окиси металлов (коэффициент отражения 29—32%). В качестве исходного используется как бесцветное, так и тонированное стекло, что позволяет получать цветное «Антелио» — бронзовое, изумрудное, серебряное и др.

«Рефлектасол» — сильнозеркальное стекло (коэффициент отражения около 50%), обеспечивающее практически одностороннее наблюдение. При необходимости зеркальный эффект может быть уменьшен на 10—12% путем установки «Рефлектасола» в стеклопакет покрытием внутрь. Покрытие «Рефлектасола» относится к «твердым» и может иметь различные цветовые оттенки.
Тонированные и рефлективные стекла с «твердым» покрытием могут использоваться как при одинарном остеклении («холодный фасад»), так и в составе стеклопакета.

«Кул-лайт» — солнцеотражающее стекло с «мягким» покрытием. Способ его изготовления, при котором на исходное бесцветное или тонированное стекло наносится несколько слоев различных металлов, позволяет получить около 65 видов «Кул-лайта» самых разнообразных цветов (синий, голубой, стальной, серый, бронзовый и др.) и с различными свойствами (светопропускание от 4 до 50%, отражение от 6 до 43%).

«Кул-лайт К» — стекло нового поколения, сочетающее в себе одновременно две функции — рефлективность и энергосбережение. «Мягкое» покрытие этого стекла является селективным, обеспечивающим превосходную теплоизоляцию, и в то же время зеркальным различного тона (как у стекла «Кул-лайт»). В развитых странах именно «Кул-лайт К» наиболее часто используется при фасадном остеклении, т. к. оно дает архитекторам большой простор для творчества, позволяя при этом обеспечить необходимые нормы энергосбережения и солнцезащиты. Как и всякое стекло с «мягким» покрытием, «Кул-лайт» и «Кул-лайт К» применяются только в стеклопакетах.

На украинском рынке наиболее эффективным стеклом для защиты являются стекла с покрытиями, полученными по золь-гель технологии, разработанной специалистами ООО «УкрНИИСтекла».

 Звукоизоляция

             Изоляцией от шума называется ослабление звуковой энергии при прохождении ее через препятствие (остекление). Звукоизоляция остекления зависит от:

• количества, размера и толщины стекол в стеклопакете;
• толщины воздушного промежутка между стеклами;
• проницаемости стыков.

Увеличение количества стекол в стеклопакете не всегда приводит к желаемому результату. Если просто установить стекло посередине воздушного промежутка, то звукоизоляция снижается вследствие повышения резонансной частоты конструкции. При тройном остеклении (двухкамерный стеклопакет) с акустической точки зрения более целесообразно применять увеличение толщины стекол и воздушного промежутка между ними, при этом камеры стеклопакета не должны быть симметричны. Дальнейшее улучшение показателей достигается путем закачки газа в межстекольное пространство. Более кардинальное решение проблемы — использование в составе стеклопакета специальных ламинированных стекол с шумопонижающими пленками.

Как правило, звукоизоляция обычного однокамерного стеклопакета 4-16-4 (два стекла 4 мм толщиной, воздушный промежуток — 16 мм) достигает 28 дБ, двухкамерного 4-10-4-10-4 — 32 дБ, специального ламинированного стекла — 50 дБ. Следует помнить, что порог слышимости для человека — 0 дБ; повышение уровня звукового давления на 10 дБ воспринимается человеком как удвоение громкости звука.


Безопасность

Безопасное остекление различается по классу защиты:
• Класс «А» — остекление, выдерживающее случайный удар;
• Класс «Б» — остекление, устойчивое к взлому, вандализму;
• Класс «В» — пулестойкое защитное стекло.

Для обеспечения безопасности остекления используются: закаленное стекло, армированное стекло и ламинированное стекло.

Армированное — это стекло с металлической сеткой внутри; при разбивании осколки подобного стекла не выпадают даже при образовании нескольких трещин, а удерживаются на месте арматурой.

Закаленное — стекло, у которого путем термической или химической обработки повышается прочность к ударам и перепадам температур в 5—10 раз по сравнению с обычным стеклом. При разрушении стекло распадается на мелкие безопасные осколки с тупыми краями. Следует отметить, что не все виды стекол можно закаливать: например, стекло с «мягким» покрытием подвергается закалке, как правило, до нанесения покрытия.

Ламинированное стекло (триплекс) состоит из двух или более листов стекла разных видов и толщин, ламинированных (склеенных) вместе с помощью поливинилбутиловой пленки или специальной ламинирующей жидкости. При разбивании ведет себя подобно армированному стеклу. Варьируя стекла и пленки, можно получить триплекс, сочетающий в себе свойство безопасности с другими свойствами: теплоизоляции, звукоизоляции, пожаробезопасности и пр. Недостаток триплекса — большая толщина стекла, т.е. большая нагрузка на кромочное соединение стеклопакета, а также пониженное светопропускание.

Эстетичность

                 Гармоничное сочетание цвета, прозрачности и степени отражения фасадного стекла с окружающей средой, безусловно, очень важно. Необходимо учитывать, что ошибки в исполнении остекления могут привести к такому дефекту фасада, как «волнистость» (стеклянная поверхность похожа на «кривое зеркало»). Чтобы избежать «волнистости» стеклянного фасада, необходимо использовать наружное стекло толщиной не менее 6—8 мм в зависимости от размера стеклянных панелей. Также следует учитывать специфику климата (большая разница температур в течение года) при производстве стеклопакетов. Температура и давление в межстекольном пространстве стеклопакета, изготовленного летом, будет сильно отличаться от условий его эксплуатации зимой. Низкая температура воздуха приводит к уменьшению давления внутри стеклопакета, из-за чего стекла могут прогибаться внутрь стеклопакета, нарушая ровность остекления и обеспечивая «волнистость» фасада.

Чтобы избежать подобных неприятностей, необходимо заказывать стеклопакеты только у профессиональных производителей стеклопакетов, работающих на современном оборудовании и использующих передовые технологии.

В случае сплошного остекления фасада солнцеотражающим стеклом встает вопрос — как обеспечить единый зеркальный эффект без «полосатости», возникающей иногда за счет нахождения сразу за стеклянным фасадом непрозрачных межэтажных перекрытий, чередующихся с оконными проемами здания. Эту проблему решает специальное фасадное стекло, полученное с помощью нанесения непрозрачного эмалевого цветного покрытия на обратную сторону солнцеотражающего стекла, используемого в данном остеклении. Такой вид стекол пока производится только иностранными стекольными компаниями (торговая марка «Сан-Гобен» — «Эмалит»).

Из всего вышеизложенного становится ясно, что разнообразие вариантов фасадного остекления практически безгранично. Для облегчения принятия решения о выборе варианта остекления ведущими мировыми производителями стекла разработаны специальные компьютерные программы, где задается вариант конструкции остекления (одинарное, стеклопакет, наклонная стеклянная крыша и т.д.), толщина и тип применяемых стекол, ширина воздушного промежутка, ориентация фасада по частям света, климатические данные и др., на основе чего программа рассчитывает все необходимые теплофизические характеристики остекления, риск термального шока, а также максимально допустимые ветровую и снежную нагрузки для данной конструкции.  


Сайт создан на Setup.ru Создать сайт бесплатно