Системные профили представляют собой бруски, которые могут иметь внутри пустоты или, как их еще называют, камеры
Системные профили представляют собой бруски, которые могут иметь внутри пустоты или, как их еще называют, камеры. Термин «системные» связан с тем, что огромная номенклатура различных видов профилей и дополнительных элементов к ним представляет собой своеобразный конструктор, дающий возможность изготавливать окна, двери, крыши и фасадные конструкции.
Практически любые архитектурные решения могут быть выполнены благодаря многообразию элементов профильных систем, которые включают в себя накладные и самонесущие профили с различной конструктивной толщиной для обеспечения необходимой статической нагрузки.
Конструкции фасадных систем позволяют интегрировать в фасад окна и двери, а также решать узлы перехода к светопропускающим крышам. В системах ведущих производителей разработаны специальные элементы: продухи для скатных крыш, элементы нижнего и бокового крепления створок (поворотных и откидных) и т.д. Причем все эти элементы могут иметь одинаковую внешнюю ширину профилей и восприниматься на фасаде как единое целое. Важным является продуманность не только двухмерных, но и трехмерных узлов, их надежная герметизация, способность сочетаться со всей системой, в т.ч. с окнами и дверями.
При проектировании сложных фасадов крупных объектов и представительских зданий часто бывает недостаточно номенклатуры системных профилей, и ведущие фирмы разрабатывают специально под объект особые, индивидуальные профили.
Важно понимать, что для фасадов применяются специально разработанные для этих целей профильные системы. Оконные же профили могут использоваться в исключительных случаях, т. к. они обладают одним преимуществом. Оконные блоки могут быть изготовлены в качестве законченной конструкции на заводе, а при монтаже на фасаде они быстро устанавливаются один к другому, образуя целую оконную ленту. Получается так называемое ленточное остекление. В данном случае необходимо помнить только о том, что различные материалы нельзя бездумно комбинировать друг с другом. Если основные конструкции фасада выполнены из алюминия, то применять пластиковые окна нельзя, т.к. коэффициент температурного расширения у алюминия в два раза ниже, чем у пластика. Следовательно, при температурных колебаниях на улице должны быть обеспечены температурные зазоры в конструкции. В пластике же таких элементов, как правило, нет.
Светопрозрачные фасадные конструкции можно классифицировать по различным критериям.
Классификация по применяемым материалам
Для фасадных конструкций применяют различные виды стекол и стеклопакетов, которые удерживаются профилями, специально разработанными для выполнения данных задач. Для фасадных профилей применяются следующие материалы: алюминий, сталь и ПВХ.
Классификация по теплоизолирующей способности
Светопрозрачные фасадные системы можно разделить на:
1) «холодные» фасадные системы.
«Холодные» алюминиевые конструкции применяют там, где сохранения тепла не требуется;
2) «теплые» фасадные системы.
Отличительная особенность данных систем – наличие термомоста. Термомост – это профиль из полиуретана, полиамида, армированного полипропилена, вспененного полиэтилена. Он вставляется между двумя алюминиевыми профилями, которые составляют единую алюминиевую систему. Ширина термоизолирующей вставки колеблется от 18 до 100 мм в зависимости от изготовителя и класса теплосбережения, к которому принадлежит профиль;
3) «тепло-холодные» фасадные системы.
«Тепло-холодный» фасад используется тогда, когда необходимо реконструировать существующее здание, которое имеет в вертикальных стенах оконные проемы. При этом стеклянная стена навешивается поверх существующей ограждающей конструкции, и крепление фасада происходит не к перекрытиям, а к парапетным частям здания.
В этом случае применение «теплой» конструкции всего навесного фасада является избыточным. В области оконных проемов навесной фасад должен быть «теплым» (здесь он выполняет все функции стандартного окна), а в области «глухих» простенков – «холодным» (декоративная функция). Именно из-за этого четкого разделения областей фасад и назвали «тепло-холодным».
В теплых областях должна быть предусмотрена гидро- и пароизоляция оконных проемов. В «холодных» же областях остекление ведется не стеклопакетами, а стеклами. И за ними может образовываться конденсат, который должен испаряться. Поэтому «холодные» области необходимо обязательно проветривать. Между стеклом и стеной здания оставляется некоторый зазор, и в этом промежутке образуется каминный эффект –вытяжка. И вся влага, которая образовалась в результате сезонных или дневных температурных колебаний, вытягивается вверх. Это является особенностью системы, можно сказать, ее краеугольным камнем.
Классификация по способу крепления заполнения конструкции
В зависимости от вида крепления выделяют:
1) классические (опорно-ригельная или стоечно-ригельная) фасадные конструкции.
Опорно-ригельную или стоечно-ригельную фасадная система с большим спектром декоративных крышек получила наибольшее распространение, как наиболее универсальная и простая система. Состоит из вертикальных и горизонтальных элементов, образующих каркас фасада. Стеклопакеты устанавливаются снаружи и фиксируются прижимной планкой. После этого прижимные планки закрываются декоративными крышками с видимой шириной 50–80 мм.
Такой фасад имеет вид стеклянной поверхности, разделенной четкими горизонтальными и вертикальными линиями декоративных крышек;
2) фасадные конструкции с полуструктурным остеклением.
Промежуточное решение между классической и структурной системами. Является разновидностью стоечно-ригельной системы. В ней не используются структурный герметик и специальные стеклопакеты;
3) фасадные конструкции со структурным остеклением.
Конструктив каркаса такой же, как и у предыдущих систем, отличие заключается только в способе крепления стеклопакетов.
Для структурной системы характерно полное отсутствие видимых снаружи алюминиевых элементов. Благодаря этому достигается эффект сплошной стеклянной стены, придающий зданию неповторимый современный вид. В данном виде остекления используются специальный силикон, который выполняет несущие функции, и специальные стеклопакеты для структурного остекления. Под структурным остеклением иногда ошибочно подразумевают точечное (планарное), хотя принцип конструкции у этих фасадов разный.
В связи с этим можно выделить два основных типа крепления стеклопакетов к несущим конструкциям фасада, каковыми являются металлические профили или фермы, натянутые ванты, а в некоторых случаях и деревянные брусья.
1-й тип крепления – «профильный», применяется в основном для плоских стен и предусматривает закрепление по всему контуру стеклопакета.
2-й тип крепления – «точечный», предусматривает крепление стеклопакетов только по углам с помощью специальных приспособлений – «пауков», или «спайдеров» (от английского spider – паук). В данном случае речь идет о планарном остеклении. Точечный тип крепления позволяет обеспечить в максимальной степени облегченную конструкцию стеклянной стены, в некоторых случаях визуально, на грани представлений о гравитации. Форма и размеры стальных «пауков» каждый раз проектируются в зависимости от разрезки стены на отдельные модули и характера изгибов фасадной структуры. Многогранные структуры вызывают потребность в проектировании многолапых «пауков», а на краях стеклянной поверхности появляются «пауки» с уменьшенным количеством лап – 3, 2 и даже 1.
На основе вышеприведенной идеологии можно создавать как вертикальные, так и наклонные ограждающие поверхности, а также купола.
По способу крепления к основным конструктивным элементам здания
Существует несколько принципов крепления конструкции фасада здания. Один из них – это навесная самонесущая система. Вся фасадная конструкция навешивается перед стеной или каркасом здания снаружи и крепится вертикальными стойками только на плитах перекрытия. А горизонтальные ригели являются элементами, которые только передают вес стеклопакета. Эта система достаточно проста в работе, но требует наружного монтажа. А так как установка стеклопакетов ведется снаружи, то необходимо либо наличие лесов, либо навесных монтажных приспособлений в виде люлек.
Существуют системы, когда фасад встраивается в здание. Конструкция устанавливается от пола одного этажа до плиты перекрытия следующего. Но при этом торцы перекрытий остаются незащищенными, необходимо их декорировать и теплоизолировать, т.к. они являются проводниками холода вовнутрь здания.
Когда необходимо перекрывать большие пролеты, то часто экономически нецелесообразно увеличивать жесткость конструкции путем усиления жесткости алюминиевых конструкций, а проще сзади поставить дешевый стальной каркас, на который закрепить алюминиевые конструкции. Размеры пролетов, для которых могут быть применены алюминиевые системы, определяются расчетом. При выборе конструкции необходимо помнить также о пожаробезопасности.
Классификация в зависимости от соединения стоек и ригелей
Соединение стоек и ригелей в различных конструкциях может осуществляться по-разному. В вертикально расположенной навесной стене соединение может осуществляться внахлест, когда профили частично перекрывают друг друга. Ригель прикрепляется к стойке с использованием экструдированного алюминиевого соединителя, закрепленного в ригеле с помощью прижимных винтов.
Соединитель затем крепится к вертикальному несущему профилю винтами. Такой метод соединения обеспечивает высокий уровень регулирования ригеля даже на строительной площадке. Место соединения ригеля и несущего профиля герметизируется прокладкой из морозостойкой резины (ЕPDM).
Соединение несущих профилей и ригеля наклонно расположенной навесной стены может осуществляться при небольшом наклоне ригеля к несущему профилю. Такой способ позволяет осуществлять дренаж из ригеля в несущий профиль, исключая нарушение вертикальной дренажной камеры в несущем профиле. В канале резиновой прокладки вертикального профиля располагают уплотнитель из EPDM, который герметизирует стык вертикального профиля и ригеля без необходимости применения силикона. Вставленные ригели крепятся к несущему профилю винтами из нержавеющей стали. Возникающая при обеспечении наклона ригеля разница в уровнях прокладочных каналов компенсируется применением различных по своим размерам уплотнительных резинок в несущем профиле и в перекладине. Соединение между вертикальным и горизонтальным профилями может осуществляться также путем частичного углубления ригеля в вырезы в вертикальном профиле.
Монтаж конструкций
Монтаж фасадных светопрозрачных конструкций может осуществляться тремя способами (см. рис. 1.):
- монтаж отдельных штанг (традиционная технология монтажа);
- лестничный монтаж;
- элементный монтаж.
Традиционная технология монтажа фасада
Традиционная технология монтажа фасада на объекте – монтаж отдельных штанг.
В данном случае сборка стен из стекла и алюминия осуществляется на объекте. В данном случае светопрозрачные фасады зданий возводятся в следующем порядке:
- алюминиевый профиль (стойки – вертикальный, и ригеля – горизонтальный профиль) и стеклопакеты поставляются на строительную площадку;
- стойки и ригели соединяют;
- затем снаружи на алюминиевые опорные пластины, которые предварительно закрепляются к ригелю, устанавливаются стеклопакеты (или непрозрачные декоративные панели). Стеклопакеты крепятся специальными алюминиевыми прижимными планками, которые могут сверху закрываться декоративными накладками.
Лестничный монтаж
В данном случае сборка стоек и ригелей частично осуществляется на заводе. На строительный объект привозят отдельные элементы соединенных стоек и ригелей и дополнительные необходимые для монтажа ригели. Стеклопакеты также устанавливают непосредственно на стройплощадке.
Модульный способ возведения фасадов
Отличие элементных (модульные, блочные) фасадов заключается в том, что на стройплощадку привозят уже готовые блоки определенных размеров. Блочные фасадные системы позволяют полностью собирать большие панели и застекленные элементы (включая встраивание таких элементов, как неподвижные оконные рамы, вентиляционные системы и специальные подоконные стеновые панели) на заводе и легко монтировать их на объекте. В этом случае элементные фасады возводятся в следующем порядке:
- из алюминиевого профиля и стеклопакетов (стекла, «глухого» заполнения) на заводе собираются блоки;
- произведенные блоки упаковывают и перевозят на объект, где они «навешиваются» на перекрытия зданий.
Элемент-фасад – это полностью готовая к монтажу фасадная конструкция, состоящая из «глухого» фасада либо из «глухого» фасада и уже установленной в нем оконной системы.
Габариты элементов определяются архитектурно-планировочными решениями и удобством их изготовления, транспортировки и монтажа. Они изготавливаются и остекляются в цехе, упаковываются, грузятся в металлические контейнеры открытого типа и доставляются на объект. Монтаж ведется квалифицированной бригадой из 6–8 человек с помощью подъемника или крана. Наружные леса и подмости не используются – при установке и закреплении модулей 3–4 монтажника находятся с внутренней стороны здания.
Элементное строительство не имеет альтернативы с точки зрения скорости и качества возведения фасадной оболочки. Его преимущества:
- стандартизация элементов на этапе проектирования, высокое качество сборки, четкий контроль в процессе изготовления, выходной контроль качества;
- монтаж на стройке с меньшим количеством рабочих операций, что значительно снижает влияние человеческого фактора (появление брака);
- сроки строительства практически не зависят от погодных условий, так как конструкции изготавливаются в производственном цехе;
- используется поэтажный способ монтажа, следовательно, при «закрытом контуре» возможно проведение отделочных работ на более ранней стадии;
- более ранняя готовность к заселению и началу эксплуатации, быстрый возврат инвестированных средств.
Процесс изготовления фасадов для остекления высотных объектов существенно отличается от производства традиционных стоечно-ригельных фасадов. Производитель несет более высокие затраты по обеспечению бесперебойного снабжения объекта, производственной и транспортной логистики, поскольку элементы должны изготавливаться и поставляться на стройплощадку в заданной последовательности и точно в срок.
Следует понимать, что это не только инвестиции в основные средства и персонал предприятия, это единственно возможный способ обеспечить поставку необходимого количества элементов (качественных!) на объект. Слаженная бригада монтажников способна монтировать от 40 до 60 элементов фасада (250–400 кв. м) в день, следовательно, такое же количество должен ежедневно отгружать цех.
