Стеклопакеты для зданий повышенной этажности

При выборе архитектурного решения для возведения зданий повышенной (ЗПЭ) этажности в условиях современного крупного города 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.

Сегодня для остекления ЗПЭ на основе разработанной специалистами компании «Glass Team» (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 SUPER SPACER и Duraseal.

Так же следует отметить высокую стойкость таких стеклопакетов к утечке аргона за счет отсутствия неплотностей между стеклом 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 100м. 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. Как видно из ниже представленного рисунка, запас прочности ограждающих конструкций увеличивается как минимум в 2 раза, а деформационные перемещения соответственно уменьшаются (у стеклоблока максимальный прогиб- 34мм, а у моностекла – 64мм), 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:



Как правило, для данного фасадного остекления в качестве заполнения используются стеклопакеты из двух закаленных стекол толщиной по 6мм.

Ниже представлены результаты прочностного анализа (перемещения, напряжения) обычных стеклопакетов под воздействием ветровой нагрузки 40 кг/м²: перемещения 20,1мм, 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 20,8мм, 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 150м (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 23,1мм, 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 100м (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 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 конструкций общим весом 150 тонн может быть облегчено на 37,5 тонны, что является более чем значимым фактором.

Стеклопакеты с повышенными прочностными свойствами открывают дорогу для современных архитектурных решений и к повышению энергоэффективности систем. Одним из примеров такой системы может служить безстоечная система (ригельная), позволяющая получить непрерывный ряд стеклопакетов, визуально образующих единый остекленный проем высотой до 4,0 м до отметки высот 20м и высотой до 3,0 м до отметки 100м. При этом, выдерживаются нормативные требования по сопротивлению теплопередаче на уровне не ниже 0,6м²•°C/Вт.






Сравнение остекления ригельно-стоечного и ригельного (безстоечного) остекления крупноформатными стеклопакетами




Лазебников Л.А., ктн. руководитель ИТД ООО «Микол» корпорация Glass Team

Инженер И. Щедрин
Моб. +380 67 549 06 90
E-mail: leo@ua.fm