XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Остекление фасадов возникло в начале прошлого века. Эта процедура делает фасад здания более привлекательным, поэтому активно используется в проектах общественных строений и частных домов, мало- и многоэтажном строительстве.

В настоящее время стеклянные фасады можно встретить практически в каждом городе. Такие фасадные системы расширяют внутренние помещения, позволяют создавать различные формы зданий, экономят электроэнергию за счет высокой светопропускаемой способности. Так же к положительным моментам можно отнести долговечность, хорошую звукоизоляцию, пожаробезопасность.

Существует несколько типов исполнения такого фасада. Их выбор в большей части зависит от архитектуры и конструкции здания, с учетом особенностей климата, и финансовой составляющей.

Самая простая и надежная система – стоечно-ригельная. Это тип остекления, несущая конструкция которого состоит из вертикальных стоек и прикрепленных к ним горизонтальных ригелей.

Рис.1 – Стоечно-ригельная система.

Данная конструкция отличается простотой в возведении, так как каркас из алюминиевого профиля может быть собран без привлечения специальной техники. Использование уплотнителей при установке стекол в каркас дает возможность применять в ригельных фасадах обычное стекло, что удешевляет конструкцию.

Технологические швы между стеклопакетами закрываются декоративным профилем. Если используется структурное или полуструктурное остекление, то профиля уже не требуются.

Такие фасады имеют ряд плюсов: небольшая стоимость, простота монтажа и легкость ухода, доступность, широкая сфера применения, долговечность, разнообразное цветовое решение.

Используют такие системы для отделки фасадов с панорамным, витражным, ленточным и противопожарным остеклении; для остекления оранжерей, зимних садов, сходных групп и кровель (так же и ее элементов).

Следом рассмотрим систему безрамного остекления.

Рис.2 – Безрамное остекление.

При структурном остеклении на внешней поверхности не видно никаких крепежных элементов – весь фасад является полностью стеклянным. Естественно, смотрится такое здание гораздо эффектнее, чем здание с фасадом, остекленным по традиционной технологии – но и реализовать такую конструкцию на порядок сложнее.

При безрамном остеклении стекло для фасада не устанавливается на каркас, а приклеивается к алюминиевым рамным профилям снаружи. Одно стекло вместе с несущей алюминиевой рамой составляет единицу фасадного структурного остекления – так называемую кассету.

С внутренней стороны фасада кассеты соединяются механическим способом – через отверстия в алюминиевой рамке. Снаружи стыки между кассетами заполняются герметиком, по своим оптическим свойствам близким к стеклу.

Безрамное остекление смотрится эффектнее, но технологически эта система сложнее традиционной ригельной системы.

И спайдерное остекления – это система светопрозрачного фасада, при котором стеклянные элементы монтируются на несущие конструкции с использованием универсальных крепежных устройств – спайдеров – кронштейнов из легированной стали.

Рис.3 – Спайдерная система.

К несущей части спайдеры крепятся с помощью специальных сборных элементов – анкеров или болтов. Весь крепеж остается при этом с внутренней стороны, поэтому взгляд зрителя снаружи воспринимает здание как единую, гладкую поверхность из стекла.

Монтаж данной системы производится без использования алюминиевых профилей, где стекла крепятся между собой при помощи особых стальных кронштейнов. Для них на стеклопакетах предусмотрены технологические отверстия.

В зависимости от системы остекления и назначения здания подбираются соответствующее стекло:

Безопасное стекло (устройство фасадов и перегородок);

Многослойные противопожарные стекла (устройство фасадов, перегородок, дверных систем);

Низкоэмиссионное стекло (устройство оконных систем в жилых домах и промышленных зданиях);

Противопожарное боросиликатное стекло (устройство фасадов, перегородок, дверных систем, остекления кровли);

Светотеплозащитное стекло (устройство офисных перегородок, торговых павильонов, светопропускающих крыш, балконных ограждений);

Электрохромное стекло (устройство перегородок в помещениях различного назначения).

Помимо плюсов, как и у любой конструкции, у стеклянных фасадов есть и минусы.

Высотные офисные здания со стеклом вместо части плит могут обеспечивать хороший обзор для работников, но они, конечно, не идеальны, когда дело доходит до энергоэффективности. Они требуют больше подогрева, что всегда актуально для высотных зданий, так как чем выше здание, тем больше охлаждаются его верхние этажи в ночное время. В то же время днем яркий солнечный свет, напротив, сильно разогревает помещение.

Эту проблему в 2015 году решили исследователи из Института Фраунгофера в Германии. Ими был создан светоблокирующий стеклянный фасад. Это фасад из прозрачного стекла, который пропускает лучи солнца, но не так, как у обычного стекла. Уникальная технология позволяет в течение суток регулировать доставку солнечного тепла в помещения со стеклянными массивами в архитектуре.

Инновационные светоблокирующие фасады снабжены материалом с элементами, конструкционно напоминающими зонтики, способные раскрываться при прохождении через поверхность стекла критического количества тепла и складываться при его уменьшении. Таким образом, технология светоблокировки позволяет организовать качественную защиту помещений от избыточного нагрева и повысить энергоэффективность здания вцелом.

Материал, из которого создается защитный экран, выполнен в виде окружностей-зонтиков, содержащих провода из сплава никеля и титана, обладающие эффектом памяти формы. В жаркое время суток при достижении температуры порогового значения, «зонтики» раскрываются и блокируют проникновение в помещение солнечного света, а вместе с ним и тепла. В сумеречное время или в ненастную погоду «зонтики» остаются свернутыми, обеспечивая доступ света в здание. Вечером и утром фасад здания становится прозрачным. Таким образом, устанавливается автоматическая регулировка тепла и комфортный микроклимат во внутренних помещениях, снижая необходимость их кондиционирования.

Рис.4 – Светоблокирующий фасад.

Установка светоблокирующих конструкций предусмотрена на уже смонтированные стеклянные фасады. Уникальная технология позволяет располагать регулирующий освещение слой не только на стеклянные фасады, но и окна офисов, торговых комплексов, аэропортов и других коммерческих и гражданских объектов. Для обеспечения требуемых эксплуатационных показателей светоблокирующие материалы выполнены различной толщины, а форма регулирующих поступление тепла элементов может быть самой разнообразной.

Сегодня новинку тестируют, она проходит период доработки. В ближайшие годы новый формат фасадов может распространиться по всей Европе.

В перспективе немецкий разработчики, запатентовавшие технологию, собираются использовать тепло, улавливаемое элементами, для освещения помещений. Таким образом, материал сможет не только отражать, но и накапливать энергию, делая здание максимально энергоэффективным. Светоблокирующие фасады будут иметь функцию гибких солнечных батарей, и смогут копить тепло в течение всего времени суток.

Литература

https://homius.ru/svetoblokiruyushhiy-steklyannyiy-fasad.html

https://okna-biz.ru/praktika/fasadnoe-osteklenie/#tipy-konstruktsij-fasadnogo-ostekleniya

Код для цитирования: Скопировать