Szkło należy do materiałów, których zastosowanie do dekoracji elewacji pozwoliło nadać im szczególny wygląd, odpowiadający idei idealnego nowoczesnego budynku. Ułatwiają to walory estetyczne powierzchni szklanej, która może być lustrzana, półprzezroczysta, barwiona. Pewną rolę odgrywają również elegancki wygląd konstrukcji ramowych, możliwość uzyskania wyraźnych krawędzi i regularnych załamań, duże gładkie powierzchnie. Ogólnie przeszklony budynek wygląda schludnie. Dodatkowo zastosowanie szkła w dekoracji elewacji podkreśla posiadanie przez budowniczych wysokich (złożonych) technologii, które są wynikiem postępu innowacji. Wymaga to kompleksowej produkcji wyrobów o szczególnych walorach użytkowych i estetycznych, zapewniających dużą precyzję montażu konstrukcji. Wszystko to daje obraz tym, którzy potrafią taki budynek zrealizować, i tym, którzy z niego korzystają.
Stosunek profesjonalistów do szkła w architekturze nie jest jednoznaczny. Niektórzy krytycy uważają, że nowoczesny budynek ze szklaną fasadą może być odpowiedni w każdym kontekście architektonicznym, nie przytłaczając historycznego otoczenia, ale odzwierciedlając i pomnażając jego arcydzieła. Inni podnoszą problem bezimienności architektury szklanych budynków, utraty w niej cech narodowych. Przykładami są tzw. „Międzynarodowy” styl, wprowadzony przez Miesa van der Rohe podczas budowy Lake Shore Drive, Seagram Building i wielu innych budynków ONZ w Nowym Jorku, Kongresu w Brazylii, Instytutu Hydroproject w Moskwie, pozwala nam powiedzieć, że „szkło” architektura jest uniwersalna i taka sama dla każdego zakątka świata, jak i typowych projektów domów wielkopłytowych.
W praktyce zastosowanie półprzezroczystych elewacji nie zawsze zapewnia wysoką jakość architektury, przeszklenie nie jest absolutną zasadą uzyskania nowoczesnego prestiżowego budynku, obowiązującą we wszystkich przypadkach. Jego zastosowanie nie oznacza, że budowa odniesie sukces. Szkło to tylko materiał elewacyjny, jedno z narzędzi architektonicznych, którego użycie powinno być właściwe w konkretnym przypadku. Aby to zrobić, konieczne jest spełnienie wielu wymagań dotyczących przyszłego budynku, które zapewnia metodologia projektowania. Zgodnie z nim z reguły na pierwszym miejscu jest rozwiązanie architektoniczne i planistyczne, opracowane z uwzględnieniem funkcji budynku, do którego rozwiązanie architektoniczno-artystyczne oparte na prawach kompozycji, a także rozwiązanie konstruktywne, są podporządkowane.
Półprzezroczyste fasady stosowane przy budowie nowoczesnych budynków mają bardzo zróżnicowane walory estetyczne i techniczne architektoniczne. Ich klasyfikacja według tych cech umożliwia stworzenie systemu ułatwiającego wybór rozwiązania elewacyjnego przez architekta. W tym celu proponuje się przeprowadzenie klasyfikacji w dwóch kierunkach - rozwiązaniu architektonicznym i konstruktywnym. W tym przypadku rozwiązanie architektoniczne przesądzi o wyborze oszklenia elewacji zgodnie z wymaganiami architektoniczno-planistyczno-architektonicznymi, a konstruktywnym - zgodnie z wymaganiami dla konstrukcji i ich materiałów.
Klasyfikacja elewacji prześwitujących ze względu na projekt architektoniczny pozwala wyróżnić następujące grupy: perforowane, taśmowe, pełne, wentylowane z okładziną szklaną, podwójne.
Elewacje z przeszkleniem perforowanym (rys. 1) stosuje się w projekcie architektonicznym budynku, gdy pomiędzy elementami nośnymi jego ramy (wystające końce stropów, belki, słupy, końce ścian) montowane są ramy. Okazuje się, że fasada, na której przeszklone płaszczyzny są podzielone poziomo i pionowo. W tym przypadku konstrukcje systemu elewacyjnego opierają się na stropach, a także mocowane są po bokach do ścian lub słupów, a od góry do sufitu.
Elewacje z przeszkleniem pasmowym (rys. 2) są tworzone przez ciągłe poziome otwory bez ścian. W rezultacie wzdłuż jednej fasady lub całego obwodu budynku powstają listwy podłogowe, składające się z ciągłego przeszklenia i ciągłej, nieprzezroczystej części ściany pod parapet. Kolumny nośne i ściany w tym przypadku są wykonane jako zagłębienie za taśmą przyszybową. W tym przypadku konstrukcje systemu elewacyjnego opierają się na stropach lub ścianie parapetu, mocowane są do stropu od góry, a także mogą być mocowane do końców ścian i słupów.
Fasady przeszklone z pełnym przeszkleniem (rys. 3) przedstawiają poziomą i pionową ciągłą zewnętrzną bańkę szklaną. Od wewnątrz szklenie odbywa się od podłogi do sufitu, od ściany do ściany. Konstrukcje takiej elewacji są mocowane poprzez zawieszenie ich na końcach (krawędziach czołowych) podłóg międzykondygnacyjnych za pomocą wsporników wspornikowych.
Wentylowane elewacje z okładziną szklaną dają wrażenie ciągłego przeszklenia elewacji, natomiast pokoje mają konwencjonalne okna. Zapewniają przeszklenie ścian i ślepych fragmentów elewacji, podczas gdy szklenie ścian i okien może odbywać się w tej samej płaszczyźnie. Takie konstrukcje zostały opanowane przez firmy produkujące elewacje wentylowane i są mocowane za pomocą wsporników do ściany zewnętrznej. Wykonane są podobnie do konwencjonalnych nieprzeźroczystych elewacji wentylowanych ze szczeliną powietrzną. Często są stosowane w rozwiązaniach architektonicznych nowoczesnych budynków, aby stworzyć wrażenie solidnego przeszklenia. Szklana powierzchnia nad ścianami pełni rolę dekoracyjną i chroni izolację przed wpływami zewnętrznymi. Łączenie zewnętrzne składa się z pasków o szerokości 75 i 80 mm.
Systemy te można stosować w połączeniu z każdym innym (perforowanym, taśmowym i innym oszkleniem) do pokrywania niewidomych obszarów.
Podwójne fasady (rys. 4) zakładają przeszklenie ciągłe, ale różnią się od omówionych powyżej tym, że mają główną - wewnętrzną i dodatkową - zewnętrzną warstwę oszklenia. Wewnętrzne i zewnętrzne warstwy elewacji są rozmieszczone w różnych odległościach od siebie, które mogą wynosić od kilku decymetrów do 2 metrów. Jednocześnie dodatkowa warstwa zewnętrzna ma z reguły pojedyncze przeszklenie i służy jako ochrona przed podmuchami wiatru, opadami atmosferycznymi i słońcem. Może być wyposażony w otwierane ramy i rolety przeciwsłoneczne. Główna warstwa wewnętrzna składa się z podwójnych lub potrójnych szyb zespolonych, może być wykonana w formie elewacji z przeszkleniem pełnym, taśmowym, perforowanym lub dowolnym innym systemem.
Nie można jednak nie wspomnieć o wielu krytycznych materiałach dotyczących tych decyzji [1].
Klasyfikacja elewacji prześwitujących według rozwiązań konstrukcyjnych pozwala na wyróżnienie następujących grup: wspornikowo-ryglowy, ramowy, pająkowy, konstrukcyjny, półstrukturalny, wentylowany i wentylowany ciepło-zimno, panel.
Konstrukcja nośno-ryglowa składa się z podpór pionowych i nadproży poziomych - rygla, montowanych na placu budowy. Konstrukcja nośna pozostaje po wewnętrznej ciepłej stronie. Instalacja tej konstrukcji jest dość skomplikowaną operacją. Elementy wypełniające, czyli wszystkie szyby zespolone, panele i łączniki są dostarczane osobno i montowane na miejscu. Proces instalacji odbywa się na zewnątrz budynku. Z reguły do montażu wymagane jest wzniesienie rusztowania. W przypadku złych warunków atmosferycznych montaż staje się dużo trudniejszy i zwiększa się prawdopodobieństwo popełnienia błędów.
Konstrukcje te są stosowane do elewacji z perforowanym, listwowym, pełnym przeszkleniem, a także do elewacji wentylowanych z okładziną szklaną. Ponadto mogą być stosowane do przeszkleń ogrodów zimowych, półprzezroczystych dachów, kopuł.
Konstrukcja ramy składa się z ramy utworzonej z pionowych podpór i poziomych nadproży, w które wstawiane są prefabrykowane przeszklone ramy. Konstrukcja nośna pozostaje częściowo na zewnątrz i należy ją zaizolować. Projekt ma wiele różnic w stosunku do podpory-rygla, z których główna polega na tym, że montaż i przeszklenie (montaż ram) odbywa się od wewnątrz. Biorąc pod uwagę fabryczną gotowość ram, można powiedzieć, że warunki pogodowe mają znacznie mniejszy wpływ na proces montażu.
Konstrukcje te są stosowane do elewacji z pełnym przeszkleniem, z przeszkleniem perforowanym i listwowym, a także do elewacji podwójnych.
Szklenie strukturalne opiera się na metodzie montażu szyb i szyb zespolonych, w których ramy nie są widoczne na zewnętrznej płaszczyźnie elewacji, dzięki czemu powstaje efekt ciągłej szklanej powierzchni z niepozornymi łączeniami. Szyby lub okna z podwójnymi szybami przykleja się do ramy aluminiowej umieszczonej w ramie wspornikowo-ryglowej lub bezpośrednio do ramy nośnej. W tym przypadku szyby (okna z podwójnymi szybami) ściśle przylegają do siebie i są mocowane na klej od zewnątrz bez widocznych taśm mocujących lub innych elementów mocujących. Rama nośna pozostaje po wewnętrznej ciepłej stronie. Proces montażu okien z podwójnymi szybami odbywa się na zewnątrz budynku. Z reguły do montażu wymagane jest wzniesienie rusztowania. W przypadku złych warunków atmosferycznych montaż staje się dużo trudniejszy i zwiększa się prawdopodobieństwo popełnienia błędów.
Stosowany jest do elewacji z pełnym przeszkleniem, a także do elewacji wentylowanych z okładziną szklaną, z przeszkleniem perforowanym i listwowym. Należy zauważyć, że rozwiązania te są uważane za niebezpieczne i praktycznie nie są stosowane w wielu krajach, w tym w Niemczech [2].
Szklenie półstrukturalne różni się od szklenia strukturalnego tym, że każda szyba jest obramowana mocującą aluminiową krawędzią widoczną z zewnątrz, która zapobiega spadaniu szyby w przypadku uszkodzenia kleju.
Stosowany jest do elewacji z pełnym przeszkleniem, a także do elewacji wentylowanych z okładziną szklaną, z przeszkleniem perforowanym i listwowym.
Przeszklenie Spider to nowe rozwiązanie dla przeszklonych fasad. Oparty na zastosowaniu ramy utworzonej przez pionowe podpory i poziome mosty, w które wstawiane są okna z podwójnymi szybami. Uszczelnienie uzyskuje się poprzez wypełnienie przestrzeni między szybami a ramą specjalnym uszczelniaczem silikonowym. Same szyby zespolone są trzymane na specjalnych wspornikach - pająkach, które są przymocowane do ramy nośnej.
Stosowany jest do elewacji z pełnym przeszkleniem, a także do elewacji wentylowanych z okładziną szklaną, w obszarach niewidocznych z przeszkleniem perforowanym i listwowym.
Elewacje wentylowane ciepło-zimno są wariantem systemów wentylowanych i znajdują zastosowanie tam, gdzie występują puste fragmenty ścian, które nie wymagają izolacji termicznej całej powierzchni. Szklana powierzchnia nad ścianami pełni jedynie rolę dekoracyjną. W takim przypadku można zastosować lekką ramę bez przekładki termicznej (specjalne środki ograniczające straty ciepła przez elementy nośne ramy), co upraszcza projekt i obniża koszt elewacji.
Stosowany jest do elewacji wentylowanych z okładziną szklaną, na ślepych obszarach ścian (zakończenia, ściany itp.).
Fasady panelowe produkowane są w warsztatach w postaci gotowych do montażu fragmentów. Zawierają już ramę z zainstalowanymi podwójnymi szybami i otwieranymi elementami. Takie elewacje wyróżniają się najkrótszym czasem produkcji i montażu. Proces instalacji odbywa się na zewnątrz budynku. Z reguły do montażu wymagane jest wzniesienie rusztowania. W przypadku złych warunków atmosferycznych montaż staje się dużo trudniejszy i zwiększa się prawdopodobieństwo popełnienia błędów.
Stosuje się go do elewacji z przeszkleniem pełnym, a także do szklenia perforowanego i szklenia listwowego.
Klasyfikacja materiałów na konstrukcje elewacji przeszklonych przewiduje podział na następujące grupy: aluminium, stal, kombinowane.
Profile aluminiowe są zwykle wykonane z „stopu trójskładnikowego” aluminium, magnezu, krzemu i posiadają powłokę antykorozyjną. Aluminium ma wysoką przewodność cieplną, dlatego zwykle wszyscy producenci produkują dwa rodzaje profili: „zimne” i „ciepłe”. Profile „zimne” nie nadają się do podgrzewanych elewacji budynków. Profile „Ciepłe” posiadają w swojej konstrukcji wkładkę termoizolacyjną, która zapewnia lepszą izolację termiczną profilu. Wkładka wykonana z poliamidu wzmocnionego włóknem szklanym. Aby poprawić izolację termiczną i akustyczną, może być wykonany z poliuretanu.
Dekoracyjne wykończenie profilu zapewnia anodowanie, malowanie proszkowe i imitacja powierzchni z różnych materiałów, natomiast kształt nakładek zewnętrznych może być bardzo różny - płaskie i skrzynkowe, półokrągłe i soczewkowe.
Profile stalowe są od dawna używane w naszych oprawach pojedynczych. Teraz zostały zastąpione nową generacją elewacji stalowych, które pod względem odporności na przewodnictwo cieplne, odporność na korozję, wzornictwo nie ustępują aluminiowym systemom elewacyjnym i mają znaczące zalety cenowe. Oprócz aluminium profile stalowe mogą być „ciepłe” i „zimne”.
Dekoracyjne wykończenia wykonujemy różnymi rodzajami farb, które dają szerokie możliwości pod względem koloru, faktury i faktury.
Profile łączone wyglądem przypominają profile PCV, które z okien i drzwi z tworzywa sztucznego są dobrze znane każdemu z okien i drzwi z tworzywa sztucznego, ale od wewnątrz wzmocnione są stalowym profilem wzmacniającym. Zaletą elewacji takich konstrukcji jest możliwość zastosowania okien plastikowych.
Inną opcją dla konstrukcji łączonych jest połączenie stalowej ramy i profilu aluminiowego. Gdy konieczne jest przeszklenie dużych rozpiętości, często opłacalne staje się zainstalowanie taniej stalowej ramy, na której można zakotwić konstrukcje aluminiowe, zwiększając w ten sposób ich sztywność.
Dekoracyjne wykończenia powierzchni aluminiowych i stalowych są podobne do omówionych powyżej (patrz wykończenia dekoracyjne dla profili stalowych i aluminiowych). W przypadku profili PCV wykończenie zapewnia laminowanie, a dzięki możliwości symulacji dużej liczby opcji takich właściwości, jak tekstura, faktura i kolor, można kopiować szeroką gamę materiałów (drewno, metal, kamień).
Wybór rozwiązania architektonicznego dla półprzezroczystej elewacji nie może być przypadkowy ani oparty wyłącznie na preferencjach estetycznych. Różne typy budynków mają swoje własne kryteria stosowania przeszkleń elewacyjnych, z których najważniejsze należy uznać za funkcjonalne.
Przykładowo, w budynkach mieszkalnych, ze względu na specyfikę rozwiązań planistycznych, rygorystyczną ciepłownictwo, wymogi przeciwpożarowe i tradycyjną ekonomię, pełne przeszklenia stosuje się jedynie do ogrodzenia balkonów, niższych kondygnacji z lokalami użyteczności publicznej oraz ogrodów zimowych na dachach. Czasami może być zastosowany do salonów mieszkań reprezentacyjnych i mieszkań. Jednak w zwykłych salonach montuje się tradycyjne okna. Solidne przeszklenie jest zupełnie nieodpowiednie w sypialni, która wymaga przytulnej i intymnej oprawy. Dlatego w przypadku budynków mieszkalnych można zastosować elewacje z taśmą i przeszkleniem perforowanym, system wentylowany z okładziną szklaną, a także elewacje podwójne, których wewnętrzna warstwa może nie mieć pełnego przeszklenia, ale zwykłe okna ze ścianami i parapetem.
Natomiast architektura budynków użyteczności publicznej, w tym biur, banków, centrów handlowych, sportowych i rozrywkowych, ma tendencję do znacznego zwiększania powierzchni przeszklonych elewacji. Nadają się do systemów fasadowych z przeszkleniem perforowanym, listwowym i pełnym, a także do frontów podwójnych. Jednak przeszklenie całej ściany zewnętrznej nie zawsze jest właściwe w budynku użyteczności publicznej. Jest najbardziej pożądany w prestiżowych pomieszczeniach, ale nie jest konieczny ani nawet odpowiedni do zwykłych pomieszczeń roboczych.
Budynki wielofunkcyjne, które w swojej strukturze wolumetryczno-przestrzennej obejmują różne lokale - mieszkania, pokoje hotelowe, biura - to najtrudniejsze zadanie projektowe. Z jednej strony powierzchnia elewacji powinna być podporządkowana jednej idei architektonicznej, dlatego przeszklona fasada takiego budynku jest z reguły zwykłą szklaną ścianą. Przy realizacji takiego pomysłu najbardziej odpowiednia jest podwójna fasada. Jednocześnie możliwe jest zorganizowanie połączonej elewacji, biorąc pod uwagę różnicę w wymaganiach oświetleniowych dla pomieszczeń o różnym przeznaczeniu - mieszkań, pokoi hotelowych, biur.
Wybór konstruktywnego rozwiązania i materiałów na prześwitujące elewacje opiera się na ich architekturze, możliwości wykorzystania tych konstrukcji w konkretnym przypadku. Uwzględnia to parametry elewacji i ich wpływ na ekonomiczną wykonalność niektórych konstrukcji. Ponadto istotnym czynnikiem jest proces montażu, który wymaga rusztowania lub pozwala na prowadzenie wszelkich prac od wewnątrz budynku, co może mieć decydujące znaczenie w przypadku niekorzystnych warunków atmosferycznych. Wymiary konstrukcji, potrzeba ich wzmocnienia determinują dobór materiału na profile, ościeżnicę i ościeżnicę.
Podsumowując, należy stwierdzić, że zastosowanie w projekcie elewacji półprzezroczystych wymaga uwzględnienia szeregu kwestii. Jednym z narzędzi pomagających w podjęciu decyzji jest klasyfikacja. Uwzględnia pozytywne i negatywne właściwości rozważanych konstrukcji oraz celowość użytkowania dla budynków o różnym przeznaczeniu.
Postępując zgodnie z metodą przejścia od ogólnego do szczegółowego, należy przede wszystkim określić rodzaj elewacji, stosując klasyfikację zgodnie z rozwiązaniem architektonicznym, które pozwala uwzględnić wymagania architektoniczno-planistyczne i architektoniczno-artystyczne dla im. Kolejnym etapem projektowania jest wybór możliwych opcji konstrukcji elewacji na podstawie klasyfikacji według rozwiązań projektowych. Ponadto, biorąc pod uwagę wymagania projektowe i warunki pracy, przypisuje się materiały konstrukcji wsporczych i rodzaj szkła. Tak więc usystematyzowanie różnych rozwiązań architektonicznych i konstrukcyjnych przeszklonych fasad pozwala architektom, opracowując architektoniczny i artystyczny wygląd nowoczesnych budynków, stworzyć pożądaną strukturę kompozycyjną, uwzględnić środowisko urbanistyczne, rozwiązanie architektoniczne i planistyczne obiektu, a także niuanse wynikające z połączenia w jednym rozwiązaniu architektonicznym zagadnień funkcjonalnych, konstrukcyjnych, technologicznych i artystycznych.
Cand. arch., prof. AA Magai;
Cand. Arch., Doc. N. V. Dubynin
(Artykuł ukazał się w periodyku Vestnik MGSU - 2010 - nr 2)
Literatura:
1. Getis K. Fasady podwójnie przeszklone (początek) // ABOK. 2003. Nr 7. S. 10-17.
Getis K. Fasady z podwójnego szkła (kontynuacja) // AVOK. 2003. Nr 8. S. 22-31.
Getis K. Fasady z podwójnego szkła (kontynuacja) // AVOK. 2004. Nr 1. S. 20-23.
2. Przewodnik po wieżowcach. Typologia i projektowanie, konstrukcja i technologia. Za. z angielskiego Moskwa: OOO Atlant-Stroy, 2006.228 s.
