что такое светопрозрачные алюминиевые конструкции
Что такое светопрозрачные алюминиевые конструкции
Алюминий проливает свет – светопрозрачные конструкции
Строительство – одна из основных алюмопотребляющих отраслей. Экологичный и безопасный алюминий востребован в самых разных строительных сферах. А светопрозрачные конструкции, пожалуй, еще и самый высокотехнологичный вид алюминиевой продукции, которую используют архитекторы, проектировщики и строители.
Среди заметных архитектурных объектов, при возведении которых использованы светопрозрачные решения, – находящийся возле самого Кремля парк Зарядье, аэропорт в Симферополе, главный Храм Вооруженных сил в Кубинке, столичный стадион Спартак. Светопрозрачность играет важную роль в обеспечении необходимого уровня естественного освещения, создания микроклимата, инсоляции, тепло- и шумоизоляции в помещении. В целом можно говорить о том, что применение алюминия в светопрозрачных конструкциях переживает сегодня расцвет. Ведь современный архитектурный облик городов формируют высотные башни, а небоскребы – это, в первую очередь, алюминий и стекло. Но так было не всегда.
«Стеклянная кора» в парке Зарядье — крупнейшая в мире светопрозрачная конструкция без ограждающих стен
Взгляд сквозь время
В нашей стране алюминий для светопрозрачных (ограждающих) конструкций начали применять в 1960-е годы. В это время были построены пять крупнейших заводов по переработке алюминия – в Хабаровске, Воронеже, Каменске-Уральском, Белой Калитве и Видном – и закуплено оборудование для экструзии алюминиевого профиля. Именно в тот период у нас появились светопрозрачные конструкции для остекления аэропортов, вокзалов, домов культуры и кинотеатров, научно-исследовательских институтов и других общественных зданий. Один из ярчайших примеров зданий нового типа – Кремлевский дворец съездов. Алюминий, можно сказать, позволил пустить свет в помещение: вместо оконных проемов, архитекторы проектировали фасады и окна от пола до потолка. Некоторое время спустя из Европы пришли новые технологии – так называемый «теплый» профиль.
«Долгое время алюминий считался фондированным материалом, что было связано с особенностями системы хозяйствования в Советском Союзе, – говорит Ольга Огородникова, эксперт сектора «Строительство» Алюминиевой Ассоциации. – По отраслям его распределяло министерство цветной металлургии. В качестве конструкционного материала он рассматривался для применения в таких областях, как самолетостроение, ракетостроение и судостроение, а в свободном доступе его не было. В строительстве алюминий был своего рода экзотикой».
Лишь сравнительно недавно «крылатый» металл стал доступен архитекторам и проектировщикам. Современные светопрозрачные конструкции пришли на российский рынок около 30 лет назад.
Прозрачность, пластика и свет
Пластичность алюминия делает его идеальным материалом для использования в светопрозрачных конструкциях в отличие от стали и пластика.
«При нагревании до 500°C алюминий становится мягким и пластичным, а после прохождения через матрицу на выходе получается профиль заданной инструментом конфигурации. Благодаря пластичности и деформируемости алюминий легко формообразуется, – поясняет Ольга Огородникова. – Это свойство отличает его от стали, которая не обладает такой пластичностью и, соответственно, получить профиль сложной конфигурации из нее трудно. И само собой сталь никогда не будет легче алюминия».
Основной вес в светопрозрачных конструкциях приходится не на алюминиевый каркас, а на стекло или стеклопакеты, различных габаритов и структуры
Сплав металла и цифры
Пять лет назад в начале реконструкции Политехнического музея в Москве велись переговоры о создании крыши с немецкими специалистами, но выбор сделали в пользу новосибирской компании «Несущие системы». Новосибирцы предложили при создании светопрозрачной кровли вместо традиционной стали использовать особый алюминиево-магний-кремниевый сплав АД35Т1: он примерно в 3 раза легче стали при сопоставимых прочностных характеристиках. Этот сплав хорошо зарекомендовал себя в машиностроении, он также используется в авиастроении.
В 1872-1908 гг. был построен московский Политехнический музей – один из крупнейших в мире
Еще одной новацией при изготовлении прозрачной кровли музея стало применение технологии информационного моделирования зданий (BIM-технологий – от англ. Building Information Modeling). Чтобы организовать работу сотен специалистов в разных городах и организациях – проектировщиков, производителей металла и стекла, логистов, строителей, проект реализовывался в единой цифровой среде.
Собственно, проектировать столь сложные светопрозрачные конструкции, в которых буквально каждый сегмент уникален, невозможно в привычных бумажных 2D-чертежах. Чтобы освоить новые технологии, новосибирская команда выезжала на обучение в Швейцарию. Результат того стоил: внедрение цифровых методов позволило в 20-30 раз повысить точность соединения пространственных алюминиевых конструкций по сравнению с обычной сваркой.
В 2 раза быстрее удалось изготовить и смонтировать сетчатые конструкции сводов Политехнического музея благодаря BIM-технологиям
На последнем этапе принцип сборки кровли музея напоминал конструктор, в котором каждый элемент пронумерован. BIM-технологии ускорили реализацию проекта: параллельно выполнялись несколько этапов производства стекла и алюминиевых конструкций. Монтаж светопрозрачной кровли завершили за полгода, а традиционные технологии потребовали бы вдвое больших сроков и большего штата сотрудников.
За несколько лет решения беспрецедентно сложной задачи специалисты нескольких компаний – в Красноярске, Новосибирске, Ростове и Москве – получили передовой опыт работы в цифровых технологиях.
Биотехнопарк в Кольцово (Новосибирская область)
Широкий профиль СПК
Сегодня у алюминия как конструкционного материала большой потенциал для расширения применения в различных областях. Этому будут способствовать цифровые технологии опытно-конструкторской базы, а также НИОКРы по огнестойкости несущих конструкций, и разработка новых алюминиевых сплавов с улучшенными физикомеханическими свойствами. Актуальным вопросом остается изготовление габаритного профиля. Новые сплавы и новое оборудование позволят делать стойки шириной до 550 мм, которые смогут удерживать стеклопакеты большего размера, скажем, со стеклом джамбо-формата 3х6, изготавливать ламели и другие декоративные фасадные элементы, которые придадут новым зданиям индивидуальные черты. По мнению экспертов, отсутствие технологического оборудования для изготовления профиля таких габаритов в большей степени влияет на ограничение использования алюминия в строительстве, чем сами физические свойства металла. Необходимо развивать компетенции компаний – переработчиков конструкций, ведь качественный и правильный монтаж играет важную роль в обеспечении длительной эксплуатации светопрозрачных конструкций. Важным направлением также является обеспечение доступности алюминиевых продуктов для розничного рынка. Алюминий из фондированного материала, применяемого в закрытых областях, становится доступным для домохозяйств, в частности, в виде «теплых» алюминиевых окон. Алюминиевая Ассоциация активно участвует в расширении применения алюминиевых конструкций и строительных материалов на основе алюминиевых сплавов, путем совершенствования нормативной базы и обновления стандартов, которые порой содержат необъективные или завышенные требования к алюминию, либо игнорируют алюминий как альтернативный конструктивный материал.
Предприятия – производители алюминиевого профиля для светопрозрачных конструкций: ТАТПРОФ, Алютех, КраМЗ, Сегал, Реалит, Инициал. Сегодня они формируют рынок наружных фасадных конструкций. Албес, Фристайл Технолоджиз – производят продукцию для организации внутреннего пространства
Эта работа приносит ощутимые плоды. Возвращаясь к Политехническому музею – впервые не только в России, но и в Европе при возведении конструкции прозрачной кровли комплекса общественных зданий использовались не комбинация из несущих стальных ферм и прогонов, а самонесущие алюминиевые светопрозрачные конструкции.
Несущие и ограждающие светопрозрачные конструкции делятся на несущие и ограждающие. Первые предназначены для восприятия всех нагрузок и воздействий на здания и сооружения, обеспечивая прочность, жесткость и устойчивость. Вторые несут только свой собственный вес и защищают от ветра и снега
Дмитрий Рачков, руководитель сектора «Строительство» Алюминиевой Ассоциации
«Алюминиевые светопрозрачные конструкции становятся все более востребованными в современном строительстве. Их преимущества хорошо известны – энергоэффективность, экологичность и безопасность. Важно, что благодаря уникальным характеристикам алюминиевых сплавов мы можем изготавливать конструкции практически любых размеров, обеспечивая максимально возможный доступ естественного света в помещения. Кроме того, благодаря современным технологиям нанесения защитнодекоративных покрытий светопрозрачные конструкции повышают выразительность любого архитектурного объекта и при этом обеспечивают длительное гарантированное качество конструкций даже в условиях агрессивной эксплуатации».
Светопрозрачные конструкции из алюминиевого профиля — особенности фасадного остекления алюминием
Современное высокотехнологичное градостроение невозможно представить без сооружения высотных зданий, в которых применяется фасадное остекление из алюминиевого профиля. Стекло в алюминиевой раме при возведении высоток не имеет конкурентов среди других материалов благодаря своим прочностным характеристикам, прозрачности и сопротивлению теплопередаче.
Фасадное остекление алюминием как передовая технология при строительстве в городах благодаря сочетанию эстетичности и высоких характеристик нашла широкое применение и в индивидуальном домостроении. Дома такого типа имеют не только красивый эстетичный внешний вид, но и выгодны с точки зрения экономии энергоресурсов на отопление, ведь основной элемент остекления — герметичный стеклопакет, обладает низкой теплопроводностью, которую можно изменять за счет использования различного вида профильных каркасов и стеклянных полотен.
Рис. 1 Варианты стеклянных фасадов
Особенности алюминиевых фасадов
Стеклофасады включают в себя стеклянные пакеты, помещенные в алюминиевую раму, которая собирается из вертикально установленных стоек, примыкающим к горизонтальным опорам — ригелям.
Стеклянные фасады в алюминиевом профиле отличаются между собой по следующим признакам:
1. Остекление является холодным при установке одного стеклянного полотна в неотапливаемых сооружениях, теплым с применением стеклопакетов для обогреваемых зданий, и тепло-холодным, совмещающих оба приведенных варианта.
2. По методам монтажа стеклопакетов различают следующие светопрозрачные конструкции, выполненные из алюминиевого профиля:
3. По технологии привязки к каркасу здания различают навесной (используются в подавляющем большинстве архитектурных сооружений) и самонесущий профиль для фасадного остекления.
Нередко в индивидуальном домостроении при монтаже фасадного остекления на первых этажах зданий в нем размещают распашные (раздвижные) двери или окна для проветривания помещений, иногда используют комбинированный вариант, когда низ в алюминиевом каркасе закрывают теплыми светоблокирующими панелями, а вверху устанавливают стеклопакет.
Рис. 2 Применение остекления
Сфера применения
Так как стеклянные пакеты в каркасах из алюминия обладают высокой прочностью, низкой теплопроводностью и отличной светопроницаемостью, они применяются при строительстве любого вида сооружений, являясь достойной альтернативой традиционным материалам и во многих случаях превосходя их по функциональности. Фасадный алюминий со стеклянным полотном или стеклопакетом находит применение в следующих видах сооружений:
Характеристики светопрозрачных конструкций из алюминия
Профиль из алюминия, применяемый при сборке светопрозрачных ограждающих конструкций, изготавливают по нормативам, установленным ГОСТ 22233-2001, его основные положения:
1. При производстве каркасов используют разновидности профилей:
2. Профили подразделяют по состоянию материала (алюминия), из которого он выполнен, они бывают:
3. Алюминиевый профиль по размерным отклонениям при изготовлении подразделяют на типы с нормальной (Н), повышенной (П) и прецизионной (ПР) точностью.
4. Виды покрытия готовых алюминиевых профилей:
На склеенные стеклопакеты общестроительного применения, используемые при изготовлении створок для наружного фасадного остекления, распространяется ГОСТ 24866-99, его основные положения:
1. Тип конструкции по количеству камер:
2. Наполнение камер:
3. По назначению разбивают на общие строительные или специальные с повышенными характеристиками по:
4. Толщина стеклянных пакетов в сборе от 14 до 60 мм, зазор между стеклянными листами 8 — 36 мм, сечение стеклянного листа от 3 до 6 мм.
5. Габаритные размерные параметры пакетов до 3200х3000 мм, соотношение сторон не более 5:1.
6. Сопротивление теплопередаче от 0,28 до 0,8 м 2* °С/Вт.
Рис. 7 Сопротивление тепловой передаче различных стройматериалов
Преимущества фасадного остекления алюминиевым профилем
Алюминиевое фасадное остекление способно заменить стены любых зданий вместе с теплоизолятором, дом со стеклянным фасадом имеет следующие преимущества перед обычным типовым зданием:
К основным недостаткам метода относят стоимость стеклопанелей, минимальная цена которых за 1 квадратный метр 6000 рублей.
Виды алюминиевого фасадного остекления
Разработано несколько технологий устройства стеклофасадов, придающих зданиям наиболее эстетичный вид и отличающихся методами фиксации стеклопакетов в профиле. Каждая из технологий имеет свои преимущества и недостатки, отличается стоимостью проведения работ.
Стоечно-ригельное
Как следует из названия, стоечно-ригельный конструкционный узел включает в себя несущие вертикально и горизонтально расположенные стойки (ригели), при этом опорная часть системы, испытывающая максимальную нагрузку, часто располагается внутри здания.
При остеклении конструктивный узел собирают из одинакового по поперечным размерам алюминиевого профиля, рассчитанного на установку конкретного стеклопакета, сборочный этап состоит из следующих операций:
Алюминиевые витражи
Алюминиевые витражи смотрятся стильно и современно. Отличаются безопасностью, надежностью, прочностью, долговечностью, что объясняет возрастающую популярность таких систем. Мы производим алюминиевые конструкции с использованием высокотехнологичного оборудования. Работы по фасадному остеклению выполняются на основе рабочей проектной и технической документации, с учетом требований ГОСТ 1519-2003. Установка светопрозрачных систем осуществляется в соответствии со СНиП 3.03.01-87.
Монтаж витражного алюминиевого остекления
В витражи монтируются алюминиевые окна и двери с различными способами открывания-закрывания: откидным, раздвижным, распашным, подъёмным. Открывающиеся створки алюминиевых окон имеют площадь до 2,6 м². Для конструирования полотен с большей площадью проводятся лабораторные испытания и расчёты прочности. Двери и окна с алюминиевыми каркасами дополнительно оборудуются автоматическими элементами, реагирующими на движение, осадки, содержание углекислого газа в воздухе. Стекла могут подвергаться декоративной обработке: быть зеркальными, цветными, затемненными, прозрачными. Закаленные и противоударные стекла устойчивы к ударам.
Теплые и холодные блоки
Холодное алюминиевое витражное остекление предназначено для неотапливаемых зданий. Производится из однокамерных профилей без термоизоляционных вставок, поэтому стоит дешевле теплого остекления. Используются однокамерные стеклопакеты или стекла толщиной до 24 мм. Листовое стекло соответствует ГОСТ 111-2001, ГОСТ 30698-2000, ГОСТ 30826-2002; стеклопакеты — ГОСТ 24866-99. С такими каркасами монтируются офисные и межкомнатные перегородки, разделители душевых кабин, беседки.
Преимущества витражной системы
Алюминиевые витражные конструкции обладают множеством сильных сторон:
Алюминиевый профиль изготавливается по ГОСТ 22233-2001. Обладает высокой прочностью и небольшим весом. Это позволяет создавать панорамные окна с большой площадью. В конструкции предусмотрены отверстия, отводящие дождевую воду, компенсирующие давление ветра и осушающие пространство под стеклопакетами. Стекла и стеклопакеты устанавливаются на полимерных подкладках с высокой степенью жёсткости. Плотное прилегание подкладок благодаря герметику и уплотнителю предотвращает проникновение дождевой воды.
Установка витражей
Оказание услуги витражного остекления осуществляется в 7 этапов:
Цена на алюминиевый витраж за 1 м² начинается от 8000 руб. Стоимость рассчитывается индивидуально для каждого заказчика. Цена меняется в зависимости от разных факторов: размера конструкции, площади остекления, материалов заполнения, фурнитуры, наличия электронных систем управления.
Мы проектируем, производим и устанавливаем светопрозрачные конструкции. Беремся за сложные заказы. Работаем с надежными производителями, у которых можно купить качественную фурнитуру и комплектующие. Собственное производство позволяет возводить фасады по доступным ценам. Гарантия на витражное остекление из алюминиевого профиля — 3 года.
Остались вопросы? Оставьте свои контакты для обратного звонка или свяжитесь с менеджером нашей компании. Он расскажет о новостях в области оформления фасадов алюминиевыми витражами, особенностях изготовления и применения комплектующих материалов.
Алюминиевые светопрозрачные конструкции — устройство, производство и эксплуатация
Современное остекление фасада обеспечивает свыше 80% светопропускания
Фасадное остекление из алюминиевого профиля, давно пользуются популярностью на отечественном строительном рынке и похоже, что популярность этой технологии с каждым годом только увеличивается. Что такое светопрозрачные конструкции, как они изготавливаются, как они устанавливаются и как они эксплуатируются — об этом и многом другом читайте в этой статье.
Основные сведения о светопрозрачных конструкциях
Зенитный фонарь на крыше производственного здания
Светопрозрачные конструкции в алюминиевом профиле — это ограждающие сооружения, которые применяются при обустройстве экстерьеров и интерьеров здания. В основе этих сооружений применены стеклопакеты, заключенные в обрамлении из алюминиевого профиля.
Несмотря на кажущуюся воздушность светопропускающих конструкций, фасады с таким остеклением отличаются высокой прочностью и устойчивостью к механическим нагрузкам.
| Иллюстрации | Разновидности в зависимости от расположения |
 | Конструкции с внешним расположением. Такое остекление выполняет ограждающую и/или теплосберегающую функцию. Очевидное достоинство такого остекление — отсутствие массивных видимых рам, что позволяет строить современные многоэтажные здания в минималистичном стиле. |
 | Конструкции с расположением внутри здания. Эти перегородки используются для зонирования пространства на производственных предприятиях, в коммерческих объектах, в офисных зданиях и т.п. К таким сооружениям предъявляются высокие требования по степени звукоизоляции и эстетике. |
Конструкции с внешним расположением выполняют функцию элемента здания (фасадное остекление) или эксплуатируются как самостоятельные сооружения. Ознакомьтесь с характерными примерами.
Светопрозрачные фасады — это отличительный признак любого крупного современного города, где наряду с исторической застройкой есть современные объекты, в которых размещаются офисы, торговые центры и прочие коммерческие учреждения
Витрины традиционно делаются большими и прозрачными для того, чтобы продемонстрировать товар в наиболее привлекательном виде и тут без современного остекления не обойтись
Остеклённые входные группы и окна пользуются все большей популярностью у обычных заказчиков, которые заинтересованы в том, чтобы их недвижимость выглядела современно и при этом была наполнена дневным светом
Остекление балконов и лоджий позволяет использовать это пространство в качестве вспомогательных помещений, что немаловажно для владельцев небольших квартир
Прозрачное остекление лифтовых шахт — это отличительная характеристика элитных новостроек и качественно реконструированных и модернизированных домов
Остекление крыш и зенитные фонари — это преимущество своевременных зданий, которое позволяет сократить расход электроэнергии без ущерба для освещённости помещения
Зимние сады — это популярные сегодня пристройки к загородным домам, собранные из стеклянных модулей. Благодаря герметичному остеклению в пристройке можно круглогодично поддерживать температуру, оптимальную для выращивания растений
Атриумы невозможно себе представить без прозрачного потолка по центру и остекление, заключённое в металлический каркас, для обустройства таких объектов подойдёт как нельзя кстати
Теплицы традиционно собираются с применением прозрачных материалов, так как для выращивания зеленых наваждений нужно много естественного освещения
Навесы из стекла встречаются не часто, но с каждым годом популярность этих конструкций растет
Наряду с внешне расположенными светопрозрачными конструкциями аналогичные сооружения применяются и в интерьере зданий. Характерный пример — это устройство перегородок, призванных отделить функциональную зону от остальной территории.
На этом примере показан внешний вид офиса, ограждённого от остального помещения светопрозрачные конструкцией с обрамлением из алюминиевого профиля
Вид изнутри офисного помещения, устроенного с использованием сборных перегородок с матовым остеклением
Витрина, собранная из светопропускающих конструкций и отделяющая павильон от остальной территории торгового центра
Преимущества и недостатки алюминиевых светопрозрачных конструкций
Преимущества:
Есть ли недостатки? Недостаток один — остекление в алюминиевых каркасах выглядит минималистично, а потому плохо вписывается в стилистику классических строительных объектов. Впрочем, это не столько недостаток, сколько особенность технологии, которая применяется для обустройства современных зданий.
Устройство светопрозрачных конструкций
| Иллюстрации | Способы крепления стекла на профиле |
 | Структурный фасад. В основе такой конструкции применен стоечно-ригельный каркас, поверх которого крепится остекление. В системе поверх установленных стекол не предусмотрены декоративные накладные планки, так как швы заполняются монтажной мастикой, которая надежно герметизирует прорезиненные уплотнители. |
Такой способ устройства остекления позволяет собирать окна с внешним открыванием наружу при том, что створка не будет заметна снаружи.
Установка декоративной накладки выполняется из эстетических соображений. Повсеместно применяются накладки с шириной 50 мм и вылетом от стекла 20-80 мм.
И открытый шов, и шов, накрытый декоративной накладкой в процессе монтажа, герметизируются монтажной мастикой.
Преимущество такого способа крепления — это надежность и долговечность фасада. Недостаток — скопление пыли на стыке горизонтальной накладки и стекла.
Изготовление профиля
Торцовка профиля на специализированном пильном оборудовании
В соответствии с ГОСТ 22233-2001 для производства оконных каркасов используются алюминиевые сплавы марок АД31Т1, АД31Т1(22), АД31Т1(25) и 6060Т66. Перечисленные сплавы отличает небольшой вес, высокая степень жёсткости и минимальные деформации, вызванные усталостными напряжениями.
Стекло для установки в каркас подбирается в зависимости от того, где собранные конструкции будут эксплуатироваться. Например, для сборки стеклопакетов при обустройстве высотных зданий, применяется каленое стекло с толщиной листа от 8 мм и более. С увеличением этажности здания толщина стекла увеличивается.
Как правило, отечественные производители светопрозрачных конструкций — это только сборщики, так как профиль и стекло закупается у сторонних, преимущественно зарубежных компаний.
Производство оконных рам с прямоугольной и изогнутой конфигурацией
В соответствии с проектом, профиль на специальном оборудовании нарезается на промежутки нужной длины. Далее выполняется сборка раскроенных заготовок в единую рамную конструкцию с помощью штифтового или обжимного соединения.
Схема, по которой выполняется монтаж витражей из алюминиевого профиля — в полость рамы на стыке устанавливаются скрепляющие штифты
На этом же этапе выполняется сверление и фрезерование металлических рам для установки фурнитуры. Стекла в собранные рамы устанавливаются и фиксируются с использованием мастик, приготовленных на каучуковой основе и силиконовых герметиков.
Заделка монтажных швов на стеклянной крыше
Герметизация швов выполняется с предварительным наклеиванием малярного скотча по краю. После демонтажа скотча со шва, остается ровная полоса полимеризованной мастики.
Подведем итоги
Теперь вы знаете, что такое светопрозрачные конструкции в алюминиевом профиле и сможете подобрать подходящее решение для остекления дома, балкона теплицы и др. Если по этому типу остекления остались вопросы, задайте их в комментариях к статье.