Фасадное остекление

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.

Можно перечислить лишь основные из них:
• 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.
Рассмотрим 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 рынке Санкт-Петербурга рефлективные и низкоэмиссионные стекла представлены не только торговыми марками ведущих иностранных производителей, таких как “Сан-Гобен” (представитель на рынке Петербурга – ООО “АКМА”), “Главербель” (представитель – ЗАО “Борское стекло”), но и отечественного производителя – ЗАО “Завод архитектурного стекла”, который с начала 2000 г. начал производство низкоэмиссионных и солнцезащитных стекол с “мягким” покрытием на американском оборудовании.

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, чт
о 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.
В Санкт-Петербурге закалку стекла можно осуществить в фирме “Борское стекло”, использующей оборудование “Тамгласс”.
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.
В Санкт-Петербурге ламинированное стекло производят многие фирмы, но, к сожалению, только с использованием “заливной” технологии, которая не обеспечивает высокое качество триплекса. “Пленочный” триплекс в России изготавливается на Борском стекольном заводе в Нижнем Новгороде и на Саратовском стеклозаводе.

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.