“Спайдерні системи” – високі технології сучасної архітектури!

Трохи історії – у 1982 році один із світових лідерів з виробництва будівельного скла, британська компанія Pilkington, презентувала принципово нову систему структурного скління Pilkington Planar™. Ця передова система, яку згодом почали називати «планарним» склінням, відрізнялась від усіх існуючих раніше можливістю створювати ідеально гладкі монолітні засклені поверхні різноманітних форм та розмірів, не розсічені віконними шибкам або металевими профілями. Кріплення скляних панелей до несучої конструкції вперше було реалізовано за допомогою використання точкових шарнірів, утоплених в конічні отвори в склі. З’єднані між собою променевими просторовими металевими кронштейнами, такі кріплення отримали назву «спайдер» (від англ. «павук»), а система альтернативну назву – «спайдерне скління».

Відмова від традиційних профілів рамного скління, з одночасним забезпеченням міцності та надійності нової системи, відкрила додаткові можливості у проектуванні ті дизайні. Розвиток «спайдерного» скління – це великий крок вперед в містобудівній архітектурі, який має значний потенціал. Мінімальна кількість конструктивних елементів та максимальна візуальна прозорість дозволяють створювати унікальну архітектуру майбутнього – витончену естетику екстер’єру та інтер’єру, багато природного світла, відчуття простору та стирання меж, що розділяють приміщення та навколишнє середовище.

Де застосовувати «спайдерні» конструкції – переваги «спайдерних» систем найбільшою мірою виявляються при склінні масштабних фасадів будівель, де необхідно забезпечити максимальний візуальний доступ до інтер’єру з зовнішньої сторони – таких як автосалони, виставкові експозиції, тощо. В цьому відношенні жодна інша система скління не може конкурувати зі «спайдерними» конструкціями. При склінні центрів активного відпочинку, басейнів та зимових садів визначається інша незаперечна перевага “спайдерних” систем – найвищий, порівняно з іншими, коефіцієнт пропускання природного світла. Цікавим варіантом застосування також є так звані системи “Dual Skin”, коли поверх існуючого фасаду встановлюється конструкція «спайдерного» скління, що утворює додаткову оболонку, яка істотно покращує термоізоляційні параметри фасаду та змінює архітектурний вигляд будівлі. Поряд з цим «спайдерне» скління з успіхом використовують для козирків та навісів, куполів, атріумів, ліфтових шахт, огорож, шумоізолюючих екранів та інтер’єрних перегородок. Існують вдалі приклади облаштування скляних ковпаків над історичними пам’ятками, що захищають їх від несприятливих погодних факторів, але при цьому зберігають візуальний доступ. Скляні панелі можуть мати різну форму та встановлюватись під різними горизонтальними та вертикальними кутами, дозволяючи створювати ступінчасті та вигнуті скляні конструкції.

За яким принципом працює «спайдерне» скління – поряд з естетичною привабливістю та ажурністю конструкції «спайдерне» скління має високу міцність та здатність протистояти різним навантаженням. Такі навантаження формуються власною вагою скла, позитивним та негативним вітровим тиском, вагою снігового шару, який утворився на похилих площинах скління, температурними деформаціями конструкції. Структура «спайдерного» фасаду не є абсолютно жорсткою та дозволяє склу прогинатися під впливом навантажень. Використання шарнірного кріплення допомагає рівномірно розподілити такі навантаження по точках кріплення, придати еластичність та пружність всій системі, компенсувати можливі статичні, динамічні та температурні напруги та передати їх частку на несучі елементи конструкції. Такі властивості «спайдерних» конструкцій запобігають утворенню тріщин та руйнуванню скла.

Скло для «спайдерних» систем – для таких систем може використовуватись більшість видів сучасного скла, а також склопакети спеціальної конфігурації у випадку підвищених термо-шумоізоляційних або будь яких інших функціональних вимог до скління. Вибране скло обов’язково загартовується, а частіше додатково ламінується з іншим загартованим або термозміцненим склом. Найважливішим критерієм є безпека, якість та геометрична точність виготовлення скляних елементів. Детальніше про скло «спайдерних» конструкцій…

Герметики в «спайдерному» склінні – в процесі монтажу стики між суміжним склом заповнюються спеціальними герметиками. В конструкціях зовнішнього скління для захисту від атмосферних впливів герметики повинні відповідати особливим вимогам. Вони повинні мати високу ступінь фіксаціі та адгезіі до скла, мати стійкість до ультрафіолетових променів, забезпечувати надійну гідроізоляцію та герметичність конструкції. В широкому діапазоні температур, в тому числі низьких в холодну пору, зберігати еластичність, потрібну для компенсаціі температурних та динамічних деформацій конструкції. ТОВ “ГлассПро“ використовує тільки сертифіковані для умов України герметики виробництва компаній “Sika“ (Швейцарія) i “Dow Corning“ (США). Для герметизації стиків між склопакетами використовуються додаткові полімерні вставки. Крім вибору належного типу герметика, високі вимоги пред’являються до якості проведення робіт – шов повинен заповнюватися щільно та послідовно.

Шарніри для «спайдерного» скління (інша назва:гранати або ратули) – забезпечують закріплення скляної панелі до променевого кронштейну. При цьому таке з’єднання зберігає певну ступінь рухомості скла щодо осі шарніру. Оскільки різні моделі шарнірів відрізняються за величиною допустимого навантаження та за пераметром максимально можливого кута відхилення від центрального положення осі (від ±5° до ±10°), під час вибору типу шарніру необхідно враховувати специфіку конкретного проекту, вид та розміри елементів скління, снігові та вітрові навантаження для регіону. Виходячи з цих параметрів розраховуються максимальні проектні величини прогину скла, що в свою чергу дозволяє підібрати шарнір відповідної потужності з необхідним діапазоном ходу стрижня. Існують моделі шарнірів з кутом відхилення до ±20°, які дають можливість встановлювати скляні елементи під кутом один до одного при монтажі фасадів складних форм. Шарніри для «спайдерного» скління виготовляються з нержавіючої сталі найвищої якості. Для конструкцій зовнішнього скління та приміщень із високою вологістю використовують сплав марки 316, який має особливі антикорозійні якості, для інтер’єрного використання – марку 304.

Варіанти кріплення шарнірів до скляних панелей та склопакетів у «спайдерному» склінні:

Фіксація шарнірів кріплень в скляних панелях здійснюється за допомогою отворів. Тип отвору в склі визначається моделлю шарніру. Для одного виду використовуються прості циліндричні отвори, до складу скріплення у них входять диски більшого діаметру, який перевищує розмір отвору та виступає над поверхнею скла з зовнішньої сторони фасаду. Інші моделі шарнірів припускають використання отворів конічноі форми, яку отримують шляхом зенкування, або при використанні ламінованого скла, отворів у вигляді складного різно-розмірного циліндру. В цьому випадку зовнішня частина кріплення утоплюється в тіло скла, що дозволяє отримати абсолютно гладку поверхню скління без виступаючих деталей. Такі конструкції мають більш витончений зовнішній вигляд, зручніші в експлуатації внаслідок того, що не мають виступаючих деталей, які б накопичували бруд та ускладнювали очищення скла. Найбільш привабливим варіантом, який може бути реалізований тільки при використанні ламінованого скла, або склопакету, є повна відсутність виходу металевих частин кріплення на зовнішню поверхню скла, коли всі несучі деталі кріплення повністю інтегровані у внутрішні шари елементу скління. Окрім естетичних переваг таке рішення мінімізує ризики промерзання та конденсації вологи на металевих елементах конструкції всередині приміщення. Оскільки при використанні кріплень в місцях спирання скла на кріпильну частину шарніра виникає висока концентрація навантаження, до складу шарніру обов’язково входять додаткові вирівнювальні кільця із м’якого високочистого (99,5%) алюмінію типу EN AW-1050A або полімерних матеріалів, виключаючих прямий контакт скла зі сталлю.

Кронштейни для «спайдерного» скління (інша назва : «спайдери» або «павуки») – існують для з’єднання шарнірів між собою та забезпечують кріплення такого вузла до несучої конструкції. Модель та параметри кронштейну визначаються типом несучоі підсистеми та величиною розрахункових навантажень, які він має витримувати. Більшість моделей кронштейнів, які виробляються, розраховані на навантаження у діапазоні 1000-2500 N для сил, діючих паралельно до площини скла, обумовлених його вагою , та 2000-6500 N для осьових навантажень перпендикулярних до площини скла (пряме та зворотне вітрові навантаження). Матеріалом для виготовлення кронштейнів є високолегована нержавіюча сталь AISI 316 або спеціальні сплави на основі алюмінію типу Al Si 5 mg. При цьому кінцева поверхня сталі може бути полірованою або матовою (шліфованою), алюмінію – анодованою, або мати порошкове полімерне покриття типу PVF2 в кольорах палітри RAL. Також компанія “ГлассПро” надає архітектору проекту можливість обрати дизайн кронштейнів серед варіантів, які постачаються різними виробниками.

Кронштейни «спайдерних» систем встановлюються серіями. Місцеположення «спайдера» в конструкції (у полі / по краю / в куті) визначає кількість променів для кріплення шарнірів – зазвичай від 1-го до 4-х. Крім того, промені кронштейну відрізняються за типом закріплення шарніру: фіксоване, рухоме в одному або в усіх напрямках площини скління. При проектуванні конструкції важливо не тільки використовувати кронштейни відповідної потужності, але й, визначивши точне місцеположення кожного з них у системі, належним чином підібрати конфігурацію «спайдера» з урахуванням типу його променів.

Переваги систем скління «спайдер»:

• додають максимальну прозорість та візуальну легкість всій конструкції за рахунок мінімізації кількості додаткових несучих елементів;
• забезпечують гладкість поверхні скління з обох боків – ззовні та зсередини;
• мають довговічність та стійкість до різних природних умов завдяки використанню скла та нержавіючої сталі, як найбільш інертних та непідвладних корозії та УФ-випромінюванню матеріалів;
• завдяки секційній структурі, в разі пошкодження окремого скляного елементу, дозволяє його нескладну та швидку заміну;
• прості у догляді та не потребують великих витрат на утримання.

Схеми кріплення та підконструкціі для «спайдерного» скління  –  «павуки» спайдерного скління, в свою чергу можуть кріпитися до елементів капітальних несучих конструкцій, до додатково збудованих металевих колон, ригелів та навіть можуть утворювати враження підвішених у повітрі, перебуваючи закріпленими за допомогою вантових тросових ферм або скляних опорних ребер. Вибір системи залежить від бюджету проекту, існуючих капітальних конструкцій та архітектурних вподобань замовника й архітектора.

  До несучих конструкцій

  На металеву стійку

    На скляні ребра

     До вантової системи