Этапы и особенности проектирования светопрозрачных конструкций

Содержание статьи:

Здания современных банков, музеев, обсерваторий, торговых центров поражают воображение сложностью своих конструкций. Глядя на них, создается впечатление, что возведены они не из металла и стекла, а буквально сотканы из воздуха!

На самом деле их легкость и хрупкость – мастерски созданная иллюзия. Светоконструкции, которые выпускает завод светопрозрачных конструкций и благодаря которым создается такое иллюзорное впечатление, на самом деле прочны не менее чем кирпичная стена.

Чтобы сделать здание крепким, не лишая его изящества, многим специалистам приходится напряженно работать, сверять и перепроверять подготовительные данные. Однако наибольшая заслуга того, что в наших городах все больше таких «невесомых» конструкций, принадлежит проектным бюро и отделам. Именно они стоят у истоков появления каждого подобного архитектурного шедевра.

Проектирование светопрозрачных конструкций – процесс очень ответственный, ведь любая даже малейшая неточность в расчетах может обернуться большими проблемами. Наоборот, если проект составлен грамотно, с учетом соответствующих технических норм, стеклянные фасады, зимние сады и другие светопрозрачные конструкции будут служить максимально долго.

Этапы проектирования: от эскиза до утверждения расчетных документов

Процесс проектирования светопрозрачных конструкций довольно сложный, ввиду того, что наполнением конструкций являются стеклянные изделия. Проект остекления фасада включает в себя несколько этапов, которые мы и рассмотрим.      

Этап I: составление эскиза будущей конструкции

На этом заказчик сообщает исполнителю проекта в самых мелких деталях, какая конструкция ему нужна. Опираясь на эти данные, готовится Техническое задание от заказчика, в которое включается:

  • место, где будет размещен будущий фасад и его параметры;
  • функциональное предназначение фасада (утепление, реконструкция или улучшение внешнего видаздания);
  • высотные отметки будущего фасада;
  • шаг несущих колонн вдоль здания или данные о конструкциях здания, к которым будет примыкать светопрозрачная конструкция;
  • отметки перекрытий;
  • вид и толщина стекла (стеклопакетов), материал перекрытий;
  • способ крепления стеклопакетов;
  • требования к системе профилей, из которых будет выполнена алюминиевая конструкция светопрозрачного фасада (пожаробезопасность, теплоизоляция, звукоизоляция);
  • размеры будущих окон, дверных систем;
  • в зависимости от будущих функций фасада выбирается фурнитура;
  • сроки, в которые проектное бюро берется выполнить проектную документацию.

Естественно, без утвержденного проекта здания здесь не обойтись. Заказчик подает техническое задание, обязательно оформленное в письменном виде.

Обработав предоставленные данные, проектировщик создает несколько моделей будущей конструкции в формате 3d. Заказчик делает свой выбор, определяя базовую модель.

     

Этап II: разработка технической концепции

На основании полученного технического задания исполнитель разрабатывает подробный план будущей конструкции. В частности, он определяет технологию, которая будет использоваться при остеклении конструкции, конструкцию соединительных узлов, виды крепежных элементов и в целом – тип профильной системы. Естественно, все эти технические решения принимаются на основании дополнительных данных, в том числе и геодезических.

Параллельно проводятся расчеты, целью которых является определение степени сопротивляемости профильных систем внешней среде и нагрузкам. Отчет по разработке содержит показатели:

  • проверка на вырыв крепежа;
  • показатель снеговой нагрузки (важен при ухудшении погодных условий - мокрый снег и перепад температур);
  • ветровые нагрузки (вычисляются по скорости ветрового давления);
  • расчет ригелей и стоек на прогиб от ветровых нагрузок;
  • расчет стеклопакета на прогиб от ветровых нагрузок;
  • показатели теплопроводности алюминиевых профилей (для монтажа определяется вид будущих профилей - холодные ил теплые);
  • величина светопропускания (солнцезащита в регионах с ярко выраженным солнечным фактором, особо важна при больших заполнениях стеклопакетами);
  • технический расчет теплопотерь и теплоизоляционных преимуществ.

Этап III: составление и утверждение чертежной документации

Завершающая стадия проектирования светопрозрачной конструкции включает в себя все основные расчеты, в частности, особенностей металлического каркаса, его заполнения стеклянными элементами, крепления всей конструкции к несущим частям здания. Здесь же указывается и спецификация материалов, которые будут использоваться при сооружении конструкции, а также их расход.

Чертежная документация также должна содержать чертеж фасада, чертеж этажей дома, чертеж разрезов. Все чертежи выполняются в программе AutoCAD (автокад), формат - dwg.

Дополнительно бюро проектирования предоставляет следующие расчеты:

  • документы по расчетам на стадии ОПР (основные проектные решения);
  • документация по разработке КМ (конструкций металлических);
  • Чертежи и расчеты по узлам крепления;
  • Документация раздела КМД (кoнcтрукции металличеcкие деталирoвoчные) - расчеты по узлам примыкания.

Одним словом, на этом этапе принимаются и утверждаются все инженерные решения, а также составляется смета объекта.

     

Особенности проектирования различных светопрозрачных конструкций

В предыдущем разделе мы рассмотрели общий план проектирования светопрозрачных конструкций. Однако проектировка каждого вида такой конструкции имеет свою специфику. Поэтому стоит отметить данные особенности проектирования светопрозрачных конструкций.

Зенитные фонари

При проектировании светопрозрачных фонарей (название остекленной части кровли), которые устанавливаются для обеспечения помещения естественным освещением и экономии электроэнергии, особенное внимание уделяется прозрачности стеклянных элементов:

  • тип и толщина стекла;
  • способность стекла отражать ультрафиолет;
  • очень важно также обеспечить в помещении работу системы проветривания. Для этого на этапе разработки проекта зенитного фонаря, необходимо отработать наличие или отсутствие в конструкции открывающихся элементов (фрамуг).
  • естественно, имеет значение и форма данной конструкции. Она может быть как плоской, так и объемной.

Проект фонаря в формате 3д обязательно подается заказчику на утверждение.

     

Атриум

Данная конструкция представляет собой внутреннюю стеклянную часть здания, которая освещается проемами в перекрытии или светопрозрачным зенитным фонарем.

При его проектировании необходимо учитывать момент величины зенитного фонаря, ведь стеклянная кровля из-за размера своей площади, как правило, нуждается в крепком каркасе, на который и будет опираться.

Также как и при проектировании зенитного фонаря учитываются все нюансы разработки: тип стекла, отражаемость ультрафиолета, возможные системы проветривания.

     

Зимний сад

Специфика этого типа светопрозрачной конструкции заключается в том, что она не только должна пропускать естественный свет внутрь помещения, но и сохранить искусственно созданный в нем микроклимат, необходимый для растений.

Поэтому большое значение при проектировании уделяется месторасположению конструкции (в середине здания, примыкает к нему, находится отдельно), форме крыши, то есть внешнему виду. В данном случае отдельно разрабатывается также проект автономной вентиляционной системы, и поддержания температуры.

Просмотр предварительно составленного проекта зимнего сада обязательно утверждается заказчиком в формате 3д.

     

Светопрозрачные ограждающие конструкции

Процесс проектирования их, как и результат напрямую зависит от типа самых конструкций.

Проектирование алюминиевых окон

Если речь идет о проектировании алюминиевых окон, то кроме стандартных исходных данных учитывается:

  • размеры;
  • место расположения в здании;
  • специфика несущих конструкций;
  • цветовые вариации стекольного наполнения и алюминиевого профиля;
  • учитывается тип открывания двери (карусельные, револьверные, распашные и т. д.);
  • звукоизоляционные требования.

Поскольку отдельные алюминиевые окна обычно невелики по площади, то расчеты сопротивляемости их факторам внешней среды (давлению ветра, осадков) заменяют расчетами второстепенных нагрузок, которые возникают в середине стеклопакетов при существенных разницах температур и влажности.

Проектировка алюминиевых дверей

Проектировка алюминиевых дверей мало чем отличается от проектирования алюминиевых окон.

В случае с дверьми в исходном Техническом Задании указывается тип отрывания двери. При этом также учитываются:

  • нагрузки на конструкцию: ее вес и давление ветра;
  • расчеты по креплению узлов,
  • толщина алюминиевого короба будущих дверей;
  • обработка данных несущих элементов;
  • очень важно при этом учитывать предназначение здания (в музее и торговом центре конструкция дверей будет концептуально разная), а также их расположение (на входе устанавливают более дорогие «теплые» двери)

При разработке проекта светопрозрачных конструкций учитываются малейшие нюансы будущей конструкции. Так от габаритов конструкции зависит и проектировка системы ее крепления, и толщина остекляющего материала. Поэтому для заказчика так важно найти подрядчика, имеющего в штате своего проектного бюро профессионалов, которые смогут воплотить в жизнь все его пожелания, не нарушив при этом санитарных норм и руководств по возведению светопрозрачки.