Однією з найпомітніших тенденцій в сфері будівництва громадських та комерційних будівель за останні кілька років стало використання скляних фасадів. Фасадне скління багатоваріантне – від вибору різних видів скла до різноманітності дизайнерських рішень.
Особливості скляних фасадів
Фасадне скління надає будівлі дуже вишуканий і високотехнологічний вид. Розробники та архітектори вважають склофасади найкращим варіантом.
Є і такі практичні причини:
1. Скло знижує навантаження на фундамент і, отже, робить будівлю легше.
2. Приміщення стають візуально просторішими, ширшими, а довгі і яскраві вікна створюють відчуття комфорту.
3. При правильному виборі типу скла енергоємність споруди знижується.
4. Зменшення витрат на технічне обслуговування – досить щомісячної мийки.
Разом з тим склофасади накладають на проектувальників і експлуатаційників ряд додаткових вимог:
• необхідно дотримуватися обережності при виборі засобів для чищення, оскільки деякі кислоти, що використовуються для обробки кераміки або каменю, можуть розчиняти скляні поверхні і безповоротно їх пошкодити;
• правильний вибір фасадних систем має мінімізувати теплові витрати в будівлі і що входять до нього акустичні потоки;
• скло генерує високий рівень сонячного випромінювання, яке, в свою чергу, затримує тепло і підвищує температуру. Це призводить до появи парникового ефекту, що, в свою чергу, збільшить витрати на кондиціонування приміщень.
Рішення більшості з цих проблем полягає в застосуванні різних видів скла з гарною ізоляцією, щоб уникнути проникнення тепла і звуку в будівлю. Серед екологічно чистих варіантів – багатошарові і загартовані стекла, матеріали, які мають особливі поверхневі покриття і т.д.
Методи інженерного розрахунку фасадного скління
Проектування фасадних систем проводиться з урахуванням наступних факторів:
1. крихкості скла, що збільшує вимоги до міцності і функціональності кріплення несучих конструкцій;
2. прийнятої схеми фасадного скління;
3. вітрових навантажень на фасад, що залежать від кліматичної зони зведення будівлі;
4. послідовності виконання монтажних робіт.
Несучі конструкції
Зважаючи на складність каркаса склофасади його виготовляють з алюмінієвих або, рідше, титанових сплавів. Такі матеріали мають малу щільність, стійкістю проти корозії, легкістю при установці. Від сталевих каркасів в сучасних проектних рішеннях поступово відмовляються.
Типовими елементами каркаса є стійка (вертикальна опора) і фрамуга (горизонтальна опора). Листове скло прикріплюється за допомогою кріплення і ущільнюється скловолокном.
Найменш трудомісткий в установці – модульний / блоковий варіант, який може бути попередньо змонтований на заводі-виробнику і потім встановлений на будівлі. Трудовитрати при цьому мінімальні.
Розрахунок і подальша збірка металоконструкцій фасаду
Алгоритм складання опрацьовується заздалегідь, оскільки будь-які зміни на об’єкті врахувати дуже важко.
Збірка проводиться в певній послідовності, щоб забезпечити правильну беззазорний посадку модулів в підготовлені посадочні місця. У фасадній системі блочного типу виробник повинен покладатися на кваліфікованих монтажників, які забезпечують правильну установку ущільнень між розділеними стійками.
При інженерних розрахунках каркаса визначаються наступні параметри:
• рівень і розподіл напружень в стінках і фрамуга;
• фактична просторова жорсткість каркаса;
• навантаження в елементах каркаса.
За результатами розрахунку проводиться аналіз силових факторів, що діють на каркас конструкції, які порівнюються з нормативними показниками межі текучості матеріалу.
Розрахунок фасадного скління
Бажані види фасадних систем розробляють дизайнери, які враховують ескізні пропозиції замовника. Остаточний варіант повинен витримувати всі зовнішні навантаження, а також перешкоджати проникненню повітря і води всередину будівлі. Для кожного з скляних модулів визначаються:
• товщина скла;
• допустимі повітряні зазори;
• прогин склополотна під навантаженням;
• максимально допустимий центральне відхилення скла в кожному з модулів;
• зсувні зусилля на кріплення.
Точний розрахунок перерахованих факторів – досить трудомістка задача, тому користуються комп’ютерними програмами розрахунку фасадного скління. Найбільш досконалою з них є програма CallumenLive від французької компанії Saint Gobain.