Алюминиевый «воздух» как система

Революционные настроения в архитектуре привели к поиску созвучных времени строительных материалов. Будущее виделось за стальными конструкциями, стеклом и бетоном. Ах, кто бы мог подумать, что мягкий алюминий окажется востребован ничуть не меньше, что его применение войдет в систему.

Строго говоря, в строительстве используют не чистый алюминий, а сплавы. Содержание легирующих компонентов может составлять от 2 до 20%: добавка кремния повышает литейные качества, магний усиливает прочность. Победить «мягкотелость» металла помогает также дополнительная обработка.

Большинство алюминиевых сплавов отличается высокой коррозионной стойкостью. Минимальный расчетный срок службы конструкций из них – 80 лет. Материал нормально работает в любых климатических условиях в диапазоне от –80 до +100 0С и хорошо сохраняет свои структурные свойства при перепадах температур. Он экологичен: не намагничивается, не выделяет вредных веществ под воздействием ультрафиолета. Отсутствие искрообразования повышает надежность его эксплуатации во взрывоопасных местах.

Мало того, серебристо-белый металл обладает достоинствами, благодаря которым резко возросла эффективность современного строительства. Удельный вес алюминия примерно в 3 раза меньше, чем у стали. Легкость материала позволила сократить расходы на фундамент и несущий каркас сооружения, на транспорт и монтаж. Технологичность, то есть возможность получения широкого спектра полуфабрикатов с различными механическими характеристиками, явилась почвой для дифференцированного подхода к решению строительных задач. Сегодня практически любую светопрозрачную структуру, будь то окно, крыша, зенитный фонарь, фасад, зимний сад, можно собрать из специализированного системного алюминиевого профиля – полых тонкостенных брусков довольно хитрого сечения.

Системный подход, 100 лет спустя

Профильные системы – это своеобразные конструкторы. Они объединяют в своих номенклатурах огромное количество самонесущих и накладных элементов, отличающихся друг от друга конструктивной толщиной и видами сечений, а также крепеж, уплотнители и прокладки. Обычно в комплектах имеется все необходимое для реализации самых смелых архитектурных идей. Многие производители прилагают даже программное обеспечение, позволяющее быстро произвести статический и динамический расчеты, чтобы точно подобрать нужные позиции. Есть и готовые конструкторские решения «на все случаи жизни». Если же, по мнению руководителя проекта, необходим эксклюзивный профиль, специально под объект, то выполнят и его. Поверхность элементов анодируют в естественный цвет, имитируют дерево или некоторые породы камня, окрашивают порошковым методом в любой из цветов RAL.

Как известно, алюминий обладает высокой теплопроводностью, поэтому изготовители выпускают две основные линейки профилей. Так называемые «холодные» системы используют при зонировании внутренних помещений, для устройства тамбуров, второй линии дверей, остекления лоджий; для внешних конструкций отапливаемых зданий они не подходят. У «теплых» профилей наружная и внутренняя части корпуса соединены (точнее, разъединены) термоизолирующей полимерной вставкой, которая прерывает поток тепла из помещения на улицу. Прочностные характеристики у полиамидного «термомоста», армированного стекловолокном, лучше, чем у полиэтиленового. Зато полиэтилен выигрывает в цене и с успехом может работать там, где нет больших нагрузок. Для повышения тепло- и звукоизоляции дополнительно используют полиуретан.

Из «теплого» мощного фасадного профиля теоретически можно «слепить» хоть торговый комплекс, хоть межкомнатную перегородку. Но грамотный подход к проектированию предполагает использование узкоспециализированных материалов, ведь у каждой конструкции – свои требования. Скажем, решая фасад высотного здания, заботятся о большой несущей способности, возможности логично интегрировать профильные окна и двери. В данном случае массивность видимых алюминиевых стоек и ригелей, наглядно «доказывающая» надежность, будет восприниматься скорее как плюс. А вот для зимнего сада нужен изящный профиль. Здесь важно соблюсти соразмерность архитектуре основной, как правило, малоэтажной постройки. Система, разработанная специально для зимних садов, подразумевает вариабельность, наличие большого количества версий декора; нужны коньки, карнизы, подходящие для различных стилевых направлений. Отдельная тема – вентилирование «стеклянных» комнат и защита от излишней инсоляции (летом температура под потолком может достигать 70 0).

Светопропускающие крыши при всей видимой воздушности обязаны не только гарантировать прочность, гидро-, паро-, тепло-, звукоизоляцию, но и обеспечивать вентиляцию стыков, дренаж конденсата. Требуется решение вопросов молниеотвода, удаления снега, автоматического пожаротушения. Спецкомплект для крыш позволяет возвести любую конфигурацию, будь то вальма или купол. В номенклатуру входят элементы примыкания конструкции к стенам здания, сопряжения плоскостей. Узлы компенсируют температурные изменения размеров. Особое внимание уделено уплотнителям. Со стороны помещения – жесткий, способный удерживать тяжелый стеклопакет, снаружи – мягкий, плотно прилегающий. Надежность уплотнителей может дополнительно увеличить вплавленная проволока, которая препятствует геометрическим усадкам.

Неограниченные возможности и пределы разумного

Строя на ватмане «воздушные» замки, надобно четко представлять, какие же средства имеются для их воплощения.

Для возведения профильных фасадов чаще всего применяются стоечно-ригельные конструкции. Основные элементы здесь (вертикальные несущие стойки и горизонтальные ригели) видимы и даже представляют собой часть декора. Их крепеж друг к другу может осуществляться по-разному. В отвесно расположенной стене – «внахлест», с помощью прижимных винтов и алюминиевой детали. Такое соединение легко регулируется на стройплощадке. В наклонной стене ригели и стойки обычно крепят «встык», винтами из «нержавейки» или же путем частичного углубления горизонтального профиля в вырезы вертикального.

Стеклопакеты устанавливают снаружи на предварительно прикрепленные к ригелю алюминиевые опорные пластины и фиксируют синтетическими скобами, привинченными к несущим профилям. Герметичность обеспечивают уплотнители из морозостойкой резины. Сверху болтами из «нержавейки» крепят прижимные планки, затем на них защелкивают декоративные алюминиевые крышки.

Интегрированные оконные конструкции с виду не отличить от глухого остекления. Створки могут открываться внутрь помещения, иметь поворотную и откидную функции.

Если при стоечно-ригельном варианте на фасаде имеются вертикальные и горизонтальные членения, то при структурном лицо дома представляет собой гладкую стеклянную поверхность. Несущая часть спрятана. Добиваются эффекта различными способами. В ряде систем стеклопакет клеят к алюминиевой опорной рамке, которая затем закрепляется на вертикальных и горизонтальных элементах конструктива. Бывает, применяют особый стеклопакет, в котором наружное стекло делается длиннее внутреннего, тогда к рамке можно приклеить оба. Иногда помимо приклеивания предлагается механическая фиксация: опорную рамку увеличивают и загибают наружу, охватывая край стекла. На фасаде появляется тонкая алюминиевая полоска, зато безопасность повышается. Чтобы алюминиевый уголок оставался в плоскости стекла, некоторые производители используют стеклопакеты, у которых кромка фрезеруется под 45 0. Совершенно новое направление – структурный фасад с точечным креплением светопропускающих элементов с помощью так называемых «спайдеров».

В систему структурного остекления могут быть встроены верхнеподвесные окна, открывающиеся наружу. Закрытые створки на фасаде ничем себя не выдают.

Ну хорошо, а каким же волшебным образом вся эта прозрачная красота зависает в воздухе? Во-первых, алюминиевая система может навешиваться перед стеной или каркасом здания снаружи и крепиться вертикальными стойками к плитам перекрытия. Во-вторых, фасад встраивают в здание. Тогда конструкцию монтируют от пола одного этажа до плиты перекрытия следующего. Торцы плит теплоизолируют и декорируют. В-третьих, когда речь идет о больших пролетах и, стало быть, значительных нагрузках, облегченные алюминиевые конструкции крепят к установленному сзади дешевому стальному каркасу. В-четвертых…

В-четвертых, жизнь не стоит на месте. Несмотря на отсутствие революционных событий (тьфу-тьфу-тьфу, чтоб не сглазить!), архитектурные искания дополнительных «степеней свободы» продолжаются. Оглянитесь вокруг и увидите, что безграничные возможности алюминия в деле ограничения пространства снова и снова привлекают градостроителей.

Как выбрать лучший профиль

Рынок профильных систем уже сложился. Производителей много, и вот что интересно: лидера, который был бы «на голову» выше других, нет. Все известные солидные марки выпускают продукцию высокого качества. Даже теплые страны импортируют к нам системы, специально разработанные для климата России. Отличия в «мелочах»: в материале и конфигурации уплотнителей, в способах решения проблем, обусловленных физикой природных явлений.

* Дренаж. Когда за окном холод, а дома тепло, то будет образовываться конденсат, если профиль холодный – на профиле, если остекление «слабовато» – на стекле. Вода может скапливаться и под стеклопакетом, по торцу, и должна как-то отводиться. При этом фасадная система обязана оставаться герметичной и со стороны улицы, и со стороны помещения. Существует несколько способов слива конденсата, к примеру, такой.

Под каждым стеклопакетом предусматривают отверстия. Просочившаяся через них влага стекает по горизонтальным элементам к узлу крепления со стойкой, попадает в нее, уходит вниз и в самой нижней части выводится наружу. Вода течет по резиновой дренажной полке уплотнителя стеклопакета и дренажным каналам вертикальных профилей.

Если система не предполагает водоотвод, она должна предусматривать элементы для активного проветривания помещения.

* Вентиляция. Плохая вентиляция пространства вокруг стеклопакета, сырость могут привести к образованию плесени, разрушению герметика. Чтобы этого не произошло, в серьезных фасадных системах имеются отверстия в зоне углов стеклопакета.

* Компенсация теплового расширения. Чем больше размер конструкции, тем острее стоит эта проблема. Температурные изменения элементов могут компенсироваться путем их привинчивания друг другу не через круглые, а через продолговатые отверстия, применением резиновых прокладок в стыках, использованием компенсирующего профиля.

* Защита от контактной коррозии. Алюминий по стойкости к агрессивным средам даст сто очков вперед любому другому материалу. Однако его контакт со сталью, медью и большинством прочих металлов во влажной среде вызывает электрохимическую коррозию. Для ее предотвращения используют оцинкованный или кадмированный крепеж. Еще лучше, если применяется крепеж из «нержавейки». Места контакта должны быть герметизированы.

Новости светотехники