При выборе архитектурного решения для возведения зданий повышенной (ЗПЭ) этажности все чаще в качестве концептуального решения выбирается многоэтажная конструкция с большим количеством остекления
Основной характеристикой стеклопакетов для ЗПЭ кроме энергоэффективности, является прочность, которая традиционным способом повышалась путем увеличения толщины стекла и при невозможности ее дальнейшего увеличения из-за роста цены или весовой нагрузки – снижением площади отдельного сегмента остекления.
Стеклопакеты с повышенными прочностными свойствами открывают дорогу для современных архитектурных решений с повышенной энергоэффективностью фасадных систем
Сегодня для остекления ЗПЭ на основе разработанной специалистами компании GlassTeam (Россия – Украина) технологии пакетирования, с использованием дистанционных рамок повышенной жесткости, с высокими адгезионными свойствами к стеклу, используются стеклопакеты крупного формата с повышенными прочностными свойствами.
При сопротивлении ветровым нагрузкам обычный пакет работает, как система из 2-х параллельных стекол с относительно мягкой дистанционной рамкой имеющей ограниченные возможности передать нагрузки от наружного стекла на внутреннее.
В случае использования прочной и относительно твердой дистанционной рамки с высокой адгезией к стеклу, ограничивающей линейные перемещения стекол относительно друг друга, стеклопакет превращается в плоскую трубу в которой нагрузки на наружное стекло в значительной степени могут передаваться на внутреннее, т. е. стеклопакет превращается в стеклоблок.
Значительным преимуществом таких систем на основе неметаллических дистанционных рамок является высокие теплофизические свойства краевых зон стеклопакета, соизмеримые с такими известными системами пакетирования, как SUPERSPACER и Duraseal.
Также следует отметить высокую стойкость таких стеклопакетов к утечке аргона за счет отсутствия неплотностей между стеклом и дистанционной рамкой, которые появляются в процессе эксплуатации на обычных системах пакетирования.
Стеклопакеты с повышенными прочностными свойствами открывают дорогу для современных архитектурных решений с повышенной энергоэффективностью фасадных систем.
Одним из примеров такой системы может служить бесстоечная система (ригельная), позволяющая получить непрерывный ряд стеклопакетов, визуально образующих единый остекленный проем высотой от 2,5 до 3,5 м до отметки 100 м.
При этом выдерживаются нормативные требования по сопротивлению теплопередаче на уровне не ниже 0,6 м²•°C/Вт при применении однокамерного стеклопакета.
Однако, при использовании стеклопакетов повышенной жесткости, за счет применения прочных дистанционных рамок, образующих высокопрочное и долговечное соединение, превращающее стеклопакет в стеклоблок, возможно использование профильных систем пониженной прочности в связи с переносом основной прочностной нагрузки непосредственно на стеклопакет-стеклоблок.
Запас прочности ограждающих конструкций увеличивается как минимум в 2 раза, а деформационные перемещения соответственно уменьшаются (у стеклоблока максимальный прогиб – 34 мм, а у моностекла – 64 мм), что позволяет либо
использовать более тонкие стекла, либо уменьшить сечение несущих элементов, либо изменить материал несущих элементов на более энергоэффективный (металл на пластик).
Для примера рассмотрим фасадную систему следующего вида (рис. 1). Как правило, для данного фасадного остекления, в качестве заполнения, используются стеклопакеты из двух закаленных стекол толщиной по 6 мм.
Мы представляем результататы прочностного анализа (перемещения, напряжения) обычных стеклопакетов под воздействием ветровой нагрузки 40 кг м2: перемещения – 20,1 мм, напряжения –3,45х107 Н/м2 – соотношение по прогибам: 1/298, запас прочности: 3,48.
Если же вместо обычного стеклопакета использовать стеклоблок 6ESG-16-4ESG, у которого дистанция имеет модуль упругости 1,5х109 Н/м2, то результаты прочностного анализа (перемещения, напряжения) данных стеклоблоков под воздействием ветровой нагрузки 120 кг/ м2 будут такими: перемещения – 20,8 мм, напряжения – 2,84х107 Н/м2 – соотношение по прогибам: 1/288, запас прочности – 4,2 (закаленное стекло)
Вывод: стеклоблок 6ESG-16-4ESG выдерживает нагрузку в 3 раза большую, чем стеклопакет 6ESG-16-6ESG – данный стеклоблок можно устанавливать на высотах свыше 150 м (использовать в высотном строительстве).
Если же вместо обычного стеклопакета использовать стеклоблок 5ESG-16-4ESG, у которого дистанция имеет модуль упругости 1,5х109 Н/м2, то результаты прочностного анализа (перемещения, напряжения) данных стеклоблоков под воздействием ветровой нагрузки 80 кг/м2 будут такими: перемещения – 23,1 мм, напряжения – 2,72х107 Н/м2 – соотношение по прогибам: 1/260, запас прочности – 4,4.
Вывод: стеклоблок 5ESG-16-4ESG выдерживает нагрузку в 2 раза большую, чем стеклопакет 6ESG-16-6ESG – данный стеклоблок можно устанавливать на высотах до 100 м (использовать в высотном строительстве).
Соответственно, взамен обычно применяемых стеклопакетов с формулой 6ESG-16-6ESG или даже 8ESG-16-6ESG для высотных зданий, можно без опасения применять стеклопакеты с повышенными прочностными свойствами на основе полимерной дистанционной рамки с формулой 5ESG-16-4ESG, что приводит не только к снижению цены на ограждающие конструкции, но и к снижению общей нагрузки на каркас здания в размере 25 %, что очень важно для современных зданий, имеющих сложные архитектурные формы и большое количество этажей.
К примеру, здание имеющее 5 тыс. кв.м ограждающих конструкцийобщим весом 150 тонн может быть облегчено на 37,5 тонны, что является более чем значимым фактором.
К. т. н. Л. Лазебников,
руководитель ИТД «МИКОЛ».
Инженер И. Щедрин,
www.mikol.kiev.ua
