Завеси от стъкло

Предимства и приложение на стъклените окачени фасади

Окачените фасади са неизменен елемент на обществените и административни сгради и претърпяват бурно развитие в последните няколко десетилетия. „Окачена” наричаме всяка фасада, която защитава сградата от атмосферните влияния, без да носи товари от конструкцията на сградата. Желанието за максимално оползотворяване на фасадната повърхнина за нуждите на естественото осветление и освобождаването на фасадата от носеща функция водят до богато разнообразие от системи за „стъклени завеси” (curtain walls). В настоящата статия ще Ви запознаем с най-популярните видове стъклени окачени фасади.

В зората на развитието си окачените фасади далеч не представляват финия скелет от метал и стъкло, който познаваме днес. Първата крачка към отнемане на носещата функция на екстериорните стени се прави още с готическия скелет от колони и контрафорси, който позволява изграждане на внушителни по размерите си витражи. С индустриалната революция през 19-ти век чугунът, стоманата, а по-късно и стоманобетонът добиват широка употреба, като съсредоточават товарите на конструкцията в много малки площи и свеждат външните стени до опаковка. Така се раждат окачените фасади от края на 19-ти век, които са съставени най-често от стройни колони, поддържащи богато остъкляване.

Класическите стъклени завеси се появяват през края на 20-те и началото на 30-те години на 20-ти век, когато фабричната обработка на метални листове, използвани при производството на автомобили и самолети, започва да се прилага и в строителството. Окачените фасади като облицовка на обемите се налагат от широко разпространения Интернационален стил, в който се изпълняват поредица небостъргачи в големите американски градове. В Европа концепцията за преход от прозорец към стъклена завеса се прилага при много индустриални и обществени сгради. След Втората световна война, анодно оксидираният алуминий навлиза масово в цивилното производство и така се създава класическият скелет на окачените стъклени фасади – хоризонтални и вертикални алуминиеви профили, поддържащи панели от метал и стъкло. При тази система, алуминиевите профили предават натоварванията от вятъра, валежите и собственото тегло на фасадата в етажната конструкция на сградата, която ги отвежда до основите.

И днес стъклените фасади интегрират най-добрите практики в развитието на технологиите. Монтажът е максимално опростен и стандартизиран, а стъклата могат да реагират на регистрираните от автоматични датчици атмосферни влияния, пропускайки различно количество светлина чрез електро- или фотохромни покрития. Така, благодарение на динамичното си регулиране, добре проектираните окачени фасади са красиви, енергоспестяващи и високо ефективни в защитата от неблагоприятните климатични условия.

Съществуват разнообразни класификации на видовете стъклени окачени фасади, поради множеството характеристики, по които могат да се сравнят. Все пак, най-често се вземат предвид вида на връзките между елементите и броят на защитните слоеве.

Видове според връзките между елементите
Според начина на свързване на стъклата с металните рамки и на рамките - с носещата алуминиева конструкция на фасадата, различаваме четири вида стъклени завеси: стандартни (с капачки), сглобяеми (със стъклопакети, предварително монтирани в рамки със сглобки), структурни (със силиконови фуги) и полу-структурни (със сухи фуги).

Стандартни стъклени окачени фасади
Това е най-старият, класически вид стъклена окачена фасада. Конструкцията й се монтира от страната на помещенията, за да се намалят възможните температурни деформации. Основни носещи елементи са вертикалните алуминиеви или студено-валцувани стоманени профили (колони), широки поне 50mm, които се закрепят към етажната конструкция чрез Г-образни планки. Към тях се монтират хоризонталните профили (ригели), като за по-добра топло- и звукоизолация, както и за поемане на температурните разширения, връзките с вертикалните се изолират с ПВХ или EPDM елементи. Както вертикалните, така и хоризонталните профили са с предварително заложени EPDM уплътнители. Най-накрая, към тях се монтират и стъклопакетите, чиито фуги се покриват с алуминиеви капачки с широчина между 50 и 60mm. Капачките могат да допринесат за архитектурния облик като изявят растера на фасадата чрез различни декоративни форми и покрития.

Основно предимство на тази система е голямата й здравина, както и сигурната защита на фугите. Поради поемането на натоварванията от предварително положения алуминиев растер, конструкцията позволява сравнително по-големи размери на стъклопакетите. Благодарение на сложната структура на алуминиевите профили, водата постъпваща от кондензните канали на хоризонталните профили преминава във вертикалните и се отвежда в приземната част на фасадата. Стандартните окачени фасади са с висока степен на шумо- и топлоизолация, поради заложените изолационни елементи между вертикалните и хоризонтални профили, както и между тях и стъклопакетите. Не на последно място, този вид е икономически изгоден поради по-ниската си, в сравнение с другите видове стъклени окачени фасади, цена.

Като недостатък на стандартните окачени фасади може да се посочи голямата зависимост на качеството на фасадата от монтажа на място и трудното прилагане на ефективен качествен контрол. Полагането на стъклопакетите усложнява монтажа, като налага външен достъп чрез скеле или висящи гондоли, а складирането им на обекта е за сравнително по-дълго време и изисква повече пространство. Трябва да се има предвид и че тази система не позволява контрол на отвеждането на водата от отделните етажи.

Сглобяеми (модулни) стъклени фасади
При големи и трудоемки обекти често се предпочита изпълнението на сглобяеми (модулни) стъклени фасади. При тях стъклопакетите се монтират фабрично към алуминиеви рамки в модулни единици с етажна височина. Алуминиевите рамки могат да обхванат целия стъклопакет, при което остава видим в екстериора профил, или само вътрешното стъкло, което освобождава залепеното със силикон външно от видима рамка.

На обекта, модулите се полагат от най-долния към най-горния етаж. Те се повдигат от кулокран и се монтират към етажната конструкция с помощта на моно-релси или мобилен етажен кран, като обикновено не изискват външен монтаж. Системата на носещата фасадата конструкция е идентична с тази на стандартните стъклени окачени фасади. Хоризонталните и вертикални профили могат да се монтират директно на обекта или да се получат при сглобка на половинки профили, добавени предварително към всеки панел.

Голямото предимство на тези фасади е в значителното намаляване на необходимите за монтаж операции на обекта, а от там – и на броя работници, времето и разходите за изпълнение. Друго сериозно предимство е сглобяването на модулите в контролирана среда и от специалисти, което гарантира по-високо качество на изпълнената фасада поради по-малкото изпълнени на обекта уплътнения.

Като проблем при модулният начин на изпълнение може да се посочи допълнителната сглобка между половинките профили, която според специалистите увеличава възможността за проникване на вода с 50%. Фактор, който трябва да се вземе предвид, е дали използването на тази система е икономически изгодно за конкретния обект, тъй като при нея се изискват сравнително по-големи първоначални инвестиции.

Структурни стъклени фасади
Структурните фасади, за разлика от стандартните, разчитат на структурен силикон за уплътнение между стъклопакетите. Носещата конструкция е аналогична на тази при стандартните фасади и е съставена от вертикални и хоризонтални алуминиеви профили, към които се монтират стъклопакетите.

Съществуват два основни метода за подход към монтажа.
При първия, вътрешното стъкло на стъклопакета се полага фабрично в алуминиева рамка, която се монтира към носещата конструкция с болтове. Външното стъкло пък се придържа към вътрешното чрез силиконово уплътнение. Голямото предимство на така конструираните фасади е, че се избягват каквито и да било видими в екстериора профили. Освен това, за разлика от стандартните фасади, при структурните няма видима разлика между отваряемите и неотваряеми части. Така се създава мечтаната още от модернистите непрекъсната от нищо идеална стъклена повърхнина.

При втория начин за закрепване на стъклопакетите се разчита на специални точкови дистанционери, познати в практиката като спайдери. Поради статичността си, те се използват най-често при неотваряеми остъклени повърхнини. Чрез спайдерите, стъклата или стъклопакетите се прихващат в четирите си края, като обикновено всяко устройство захваща краищата на два или четири съседни стъклопакета. При големи обществени или административни сгради се прилагат и системи от носещи елементи като стоманени ферми или опънати стоманени въжета, които се вписват в технологичната естетика на дистанционерите. Остъкляването обикновено се залага с ниска степен на огледалност, за да изпъкне стройният ред на точковото прихващане.

В практиката се използва четиристранно или двустранно структурно остъкляване. При четиристранното уплътняването със силикон се прилага по всички страни на стъклопакетите. При двустранното, то се прилага само при вертикалните или само при хоризонталните фуги, като останалите връзки се изпълняват на суха фуга или с традиционните системи от носещи алуминиеви профили с капачки. Този метод придава характерен растер и насоченост на фасадата, и се използва най-често за подчертаване на етажните височини във високото строителство.

Основното предимство на системите с точкови елементи е способността им да овладяват сложни, наклонени и дори хоризонтални остъклени форми, както и да освобождават рамките на стъклопакетите от видими алуминиеви профили. Друг плюс е възможността за монтаж на спайдърите директно към носещата сградна конструкция (колони, греди, плочи).

Големият недостатък на структурните фасади е, че структурният силикон е влаго-промокаем. Ако се предвижда силиконът да е изложен на много висока влажност в интериора, например при закрити басейни, и особено в зимни условия, добре е фугите да се покрият с влаго-устойчив изолиращ слой.

Полу-структурни окачени фасади
Този термин се използва в практиката при монтиране на стъклопакети на суха фуга. В този случай, те се полагат фабрично в алуминиеви рамки с ширина на видимия профил от порядъка на 15-25mm, които се монтират към носещата алуминиева конструкция. Между рамките се оставят фуги от 12-16mm, които се уплътняват с EPDM срещу проникване на влага. Монтажът към профилите се осъществява чрез специално разработена фирмена сглобка или чрез лепене със силикон. Вторият метод е статически по-неустойчив. При него гумените уплътнители са зад равнината на външното стъкло, което води до допълнително замърсяване на фасадата. Освен по чисто естетически причини, натрупването на замърсяване е нежелателно и поради опасността от повреда на уплътнението.

Полу-структурните фасади са едни от най-устойчивите на атмосферни влияния стъклени фасади, благодарение на термо-изолационните елементи между носещата конструкция и рамките на стъклопакетите. Те са и много по-издържливи на висока влажност, силни валежи и пожари в сравнение със структурните фасади, които разчитат единствено на силикон за уплътненията. Някои фирми предлагат голяма гъвкавост в работната експлоатация чрез превръщане на неотваряемите части в отваряеми единствено с добавяне на дръжка към рамкирания стъклопакет.

Единични и двойни стъклени окачени фасади
Според броя на защитните слоеве могат да се обособят две групи стъклени фасади – единични и двойни. Изброените досега видове могат да се отнесат към единичните, но са приложими и при всеки от слоевете на двойните фасади.

При двойните стъклени фасади се разчита на естествена или принудителна циркулация на въздуха в междинния слой, за постигане на по-добри топлоизолационни характеристики. Разстоянието между двата стъклени воала варира в порядък от 20cm до 2m, като при по-голяма дистанция се осигурява вътрешен достъп за ремонт и почистване. От съображения за защита от атмосферните влияния и по-лесна поддръжка, слънцезащитните устройства се разполагат в междинния слой. Фактор е и стремежът да се избегне излъчването на акумулираната през лятото топлина директно в интериора. Кухината между фасадните повърхнини работи като естествен комин, в който се осъществява инверсия на въздушните маси. През лятото нагретият въздух се издига нагоре и се отвежда извън фасадата, а през зимата затвореният между слоевете обем действа като температурен буфер, осигурявайки денонощен цикъл на нагряване през деня и равномерно излъчване на акумулираната топлина през нощта.

Двойните фасади са отлично решение за обществени и админстративни сгради, при които е необходимо щедро естествено осветление на приемни пространства, атриуми или офисни площи. По-високите първоначални инвестиции за изпълнение се обосновават икономически от значително по-ниските експлоатационни разходи, което е особено силно изразено при едромащабни обекти.


В заключение, стъклените окачени фасади като цяло предоставят множество икономически, естетически, монтажни и експлоатационни предимства. Те са без конкуренция, когато става въпрос за осигуряване на естествено осветление на широкоплощни или многоетажни структури, като едновременно с това предоставят отлична възможност за характерен архитектурен облик.