X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Строительство сегодня – это высокотехнологичная отрасль, удовлетворяющая потребность, как отдельного человека, так и компаний в различных отраслях деятельности.

Строительство поступательно продолжает наращивать свои темпы развития. С каждым годом происходит улучшение, усовершенствование и модернизация строительных процессов, конструкций, материалов и других элементов, прямо или косвенно связанных со данной отраслью.

Как известно, базовой задачей при возведении здания и сооружения является детальная проработка основных функциональных, конструктивных и эстетических требований. Для этой цели разрабатываются новые строительные материалы, конструкции, совершенствуются и внедряются новые технологии возведения и обустройства возводимого сооружения.

Современная строительная отрасль прошла определенную стадию универсализации и кажется, что строители в состоянии возвести объект любой сложности. Но чтобы достичь требуемого результата, проектировщики и строители выполняют тщательную проработку всех стадий строительства. С внедрением, к примеру, новых технологий для несущих и ограждающих конструкций, производители работ сталкиваются со сложностями при монтаже из-за отсутствия опыта в тех или иных работах.

В современном строительстве весьма заметное место занимает стекло и изделия из него. Стекло применяют в качестве ограждающих конструкций для зданий различного назначения.

Стекло – материал экологически чистый, по своему составу близок к извергаемым горным породам, стеклянные отходы и бой можно повторно перерабатывать в изделия. Безусловно, привлекает и эстетичность выполненных конструкций из стекла.

Сегодня широкое распространение получили:

панорамные и французские окна, балконы, зимние сады;

атриумы;

светопрозрачные фасады и кровли (рис. 1-4).

Рисунок 1 – Московский международный деловой центр «Москва-Сити». Устройство стеклянного фасада	Рисунок 2 – Аэропорт Екатеринбурга «Кольцово» Терминал А. Устройство стеклянного фасада, светопрозрачных козырьков над входной группой
Рисунок 3 – Пушкинский музей, Отдел личных коллекций, г. Москва. Светопрозрачные ограждающие конструкции	Рисунок 4 – Торгово-развлекательный центр «Небо», г. Нижний Новгород. Светопрозрачный фасад. Внутри: остекленные лифты, ограждения и др.

Строительным стеклом называют изделия из стекла, применяемые для остекления световых проёмов, облицовки и отделки стен, устройства прозрачных и полупрозрачных перегородок, лестниц и других частей зданий.

К этой же категории относят тепло- и звукоизоляционные стекломатериалы: пеностекло, стекловата, шлакоситаллы, стеклянные трубы.

Основные виды строительного стекла представлены на рисунке 5.

 

СТРОИТЕЛЬНОЕ СТЕКЛО

 

 

Листовое строительное

Листовое безопасное и упрочнённое

Листовое со специальными свойствами

 

 

Листовое цветное декоративное

Архитектурно -строительное и облицовочное

 

Рисунок 5 – Схема разновидности строительного стекла

В архитектурных целях используются самые разные модификации стекла:

разноформатные блоки и плитки;

армированные листы (с начинкой из металлической сетки), бронированное стекло;

выпуклые и вогнутые поверхности;

триплексы, стеклопакеты.

Применения стекла распространено не только в России. За границей оно является основным и неотъемлемым материалом при строительстве самых необычных и уникальных зданий (рис. 6,7).

Рисунок 6 – Выставочный центр Louis Vuitton Foundation во Франции. Центр современного искусства венчает конструкция из 12 стеклянных «парусов» площадью почти 14 м2	Рисунок 7 – Корпус Aula Medica в Швеции. Является одним из корпусов Каролинского института, в котором находится аудитория на тысячу человек для проведения научных конференций и лекций для учащихся.

Светопрозрачные конструкции используются и в других строениях по всему миру. Некоторые из них:

отель Victoria Tower в Стокгольме, состоит из 8 тысяч треугольных стекол;

крытый рынок Markthal в Нидерландах. Фасадами 34×42 м на каркасе из стальных тросов, а между ними монтируется стекло – множество маленьких «окошечек» (шириной не более 1485 мм). Применяемое стекло имеет способность задерживать солнечное тепло, очень высокий процент светопропускания. Многофункциональное покрытие стекла уменьшает потребность в искусственном освещении и предлагает превосходную солнцезащиту в комбинации с выдающимися термоизоляционными свойствами [1];

башня Жемчужной реки в Гуанчжоу. Фасад имеет двойное остекление, покрытие стёкол антибликовое, что способствует отражению прямых солнечных лучей [2].

Рассмотрим основные характеристики стекол, которые применяют для возведения современных необыкновенных с архитектурной точки зрения и уникальных зданий и сооружений. А также выделим основные свойства, позволяющие приспособить строениям под климат той или иной страны по всему миру.

Основные характеристики наиболее применяемых видов или типов стекла приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Основные характеристики различных видов/типов строительного стекла

Наименование стекла Основные характеристики	Калёное стекло (закаленное)	Триплекс или ламинированное стекло	Энергосберегающее (тепло-сберегающее)	Селективное (солнцезащитное и тонированное стекло)
Область применения	Столешницы, каминные экраны, экраны в подвижных конструкциях	Особо прочные светопропускные конструкции, возведение стен, в т.ч. и раздвижных, а также напольных и потолочных конструкций.	Не рекомендуют использовать для наружного остекления с солнечной стороны, не пригоден для устройства крыш. Используют в качестве внутреннего листа двойного стеклопакета. Остекление коммерческих и общественных зданий.	Остекление зданий коммерческой направленности, спортивных комплексов, муниципальных учреждений и других зданий которым необходима подобная защита.
Недостатки	Каленое стекло невозможно дополнительно обработать	Большой вес стеклопакета	Может сильно нагреваться, на 50-70 выше температуры окружающей среды.	Тонированные солнцезащитные стекла ощутимо нагреваются и боятся неравномерного охлаждения
Устойчивость к повреждениям	Повышенная прочность к ударам	Многослойные стекла являются пуленепробиваемыми.	Специальное покрытие легко повреждается, в этом случае его целесообразно помещать не снаружи, а внутри.	Нанесённая защитная пленка отличается стойкостью к механическим повреждениям
Устойчивость к перепадам температуры	Повышенная устойчивость к перепадам температуры в 3 раза	Не боится резких перепадов температур	Имеет высокий коэффициент отражения в дальнем диапазоне, ИК-диапазоне*	Имеет высокий коэффициент отражения в ближнем диапазоне, ИК-диапазоне*
Шумоизоляция		Высокая шумозащищенность		Хорошая звукоизоляция
Безопасность	При разрушении разбивается не на крупные куски и острые осколки, а на безопасные кусочки 0,5 мм с тупыми кромками	При разрушении остаются целыми, благодаря специальной плёнке, фиксирующей осколки (антивандальность)	Ударопрочное стекло.	Защита от солнца и УФ-лучей. Защита от проникновения.
Структура	Получается в результате применения технологии специальной термической обработки стекла	Трёхслойное скрепление специальным полимером. Заливной – слои соединяются между собой пленкой, также она ламинирующим полимерным составом; Пленочный – слои соединяются между собой полимерной пленкой, так же на может быть тонизирована в любой цвет	Имеет специальное напыление из редкоземельных материалов.	Тонкое покрытие из металлов. Слой серебра, и как минимум два оксидных слоя.
Декоративность	Может быть различной формы: цветное, узорчатое, зеркальное, с нанесенным рисунком и т.д.	Может быть абсолютно прозрачным, тонированным, цветным, рифлёным узорчатым	I-стекло с улучшенным энергосберегающим эффектом, абсолютно прозрачное, К-стекло имеет на своей поверхности оксид металла – низкая степень прозрачности	Эстетические функции.

Примечание

* На ближний ИК-диапазон приходится максимум солнечного излучения, в свою очередь, тепловое изучение в дальнем ИК-диапазоне идёт из помещения наружу. Имея высокий коэффициент отражения в дальнем ИК-диапазоне позволяет оставлять всё тепло внутри помещения, а стекло с высоким коэффициентом отражения в ближнем ИК-диапазоне защитит от яркого солнца [3].

Наиболее применяемые конструкции, в которых главная роль отводится стеклу – фасадные светопрозрачные конструкции.

Светопрозрачные фасадные конструкции представляют собой наружную ненесущую стену, состоящую из несущих элементов каркаса, крепежных элементов, уплотнителей и светопрозрачного/непрозрачного заполнения (рис. 8).

Рисунок 8 – Типовая светопрозрачная фасадная конструкция

Светопрозрачные конструкции классифицируются по ряду признаков:

по расположению конструкций;

по типу несущего каркаса;

по материалу каркаса;

по типу крепления светопрозрачных конструкций;

по наличию выступающих из плоскости остекления элементов механического крепления;

по виду светопрозрачного заполнения.

Светопрозрачные конструкции выполняют навесными, встроенными и комбинированными в зависимости от архитектурного подхода и инженерного решения. При этом элементы несущих конструкций могут быть стальными, из алюминиевых сплавов, древесины, пластмассы, многослойного стекла, а также иметь комбинированный каркас. Заполнение проемов устраивают из листового, многослойного стекла, стеклопакетов, профилированных строительных стёкол и светопрозрачных пластмасс. Некоторые из признаков светопрозрачных конструкций рассмотрены на рисунках 9,10.

 

ТИПЫ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

 

Стоечно-ригельная     -на относе от каркаса здания; - в проеме стены; - между дисками перекрытия		Модульная   Состоит из - силовой рамы - конструкции каркаса здания - кронштейна крепления - заполнения	Фахверковая   Состоит из: - каркас фахверка - зажим - заполнение - конструкции каркаса здания
			Комбинированная
Вантовая     -на тросах - на стержнях	Бескаркасная   Состоит из: - зажим - заполнение - конструкции каркаса здания			Состоит из стоечно-ригельной и фахверковой конструкций
Рисунок 10. Схема разновидностей светорозрачных конструкций в зависимотсри от типа несущих конструкций

Также, немало важным являются и варианты крепления светопрозрачных конструкций (рис. 11). От вида крепления зависит и способ монтажа светопрозрачных конструкций и сложность работы при выполнении фасадных работ.

Механическое крепление заполнения прижимными планками	Механическое крепление заполнения зажимом за наружное стекло		Механическое крепление стеклопакета точечным креплением за внутреннее стекло
Механическое крепление заполнения болтовыми опорами		Клеевое крепление заполнения
Рисунок 11. Схема вариантов крепления всетопрозрачных конструкций

Основной задачей, при создании любого проекта, является проработка действующих нормативно-технических документов по разрабатываемым конструкциям.

Непосредственно по светопрозрачным конструкциям можно выделить:

ГОСТ Р 53308-2009. Конструкции строительные. Светопрозрачные ограждающие конструкции и заполнения проемов. Метод испытаний на огнестойкость;

ГОСТ Р 54858-2011. Конструкции фасадные светопрозрачные. Метод определения приведенного сопротивления теплопередаче;

ГОСТ Р 55988-2014. Конструкции строительные. Расширенное применение результатов испытаний на огнестойкость светопрозрачных ограждающих ненесущих конструкций.

ГОСТ Р 56926-2016. Конструкции оконные и балконные различного функционального назначения для жилых зданий. Общие технические условия;

ГОСТ 33079-2014. Конструкции фасадные светопрозрачные навесные. Классификация. Термины и определения;

СТО НОСТРОЙ 2.14.80-2012 Системы фасадные. Устройство навесных светопрозрачных фасадных конструкций. Правила, контроль выполнения и требования к результатам работ.

РМД 56-05-2008. Рекомендации по проектированию, изготовлению и монтажу светопрозрачных конструкций с безопасным остеклением;

Рекомендации по проектированию, устройству и эксплуатации светопрозрачных конструкций промышленных зданий, 1985 г.;

Это те документы, основываясь на которые проектируются и разрабатываются конструкции светопрозрачных фасадов. Дополнительно по данному направлению готовятся к изданию [5]:

Государственный стандарт по светопрозрачным фасадным конструкциям.

Свод правил «Покрытия светопрозрачные и фонари зданий и сооружений. Правила проектирования».

Свод правил «Устройства солнцезащитные зданий. Правила проектирования».

Как видно из вышеперечисленного, для светопрозрачных конструкций имеется небольшой перечень нормативно-технических документов, по которому ведётся проектирование, устройство и эксплуатация светопрозрачных фасадов в настоящее время.

Из приведенных выше нормативно-технических документов видно, что по светопрозрачным конструкциям представлены в основном требования по расчёту и испытаниям, что позволяет запроектировать эту конструкцию безопасной и надежной. Но при этом отсутствует детальная проработка вопросов нормативно-технических требований к другим этапам жизненного цикла конструкции – устройству и эксплуатации разнообразных видов этих новых, но широко распространяющихся составляющих современных зданий.

Литература:

Многофункциональный комплекс Markthal в Роттердаме [Электронный ресурс], – Режим доступа: http://archspeech.com/object/mnogofunkcional-nyy-kompleks-markthal-v-rotterdame.

20 самых необычных архитектруных строений Европы – Лайфхакер [Электронный ресурс], – Режим доступа: https://lifehacker.ru/2016/08/31/20-unusual-buildings-in-europe/.

Современное стекло в строительстве [Электронный ресурс], – Режим доступа: http://www.trans-mix.ru/info2/steklo-stroitelstve.php.

NormaCS. Каталог документов [Электронный ресурс],– Режим доступа: http://www.normacs.ru/Doclist%.

Дни фасадостроения в России. III-й Фасадный конгресс Facades of Russia 2016 [Электронный ресурс], – Режим доступа: https://ardexpert.ru/event/7089.

Код для цитирования: Скопировать