Проблемы витражного остекления высотных зданий на примере города Ростов-на-Дону
Анализ проблемы остекления зданий, в том числе с повышенной этажность. Возможные причины возникновения дефектов при остеклении в таких зданиях. Анализ ряда проблем, связанных с неправильным производством и монтажом стеклопакетов, варианты их решения.
Рубрика | Строительство и архитектура |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 22.02.2019 |
Размер файла | 2,7 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Академия архитектуры и искусств Южного федерального университета Ростов-на-Дону, Россия
Проблемы витражного остекления высотных зданий на примере города Ростов-на-Дону
Автор работы - студентка 5 курса Академии Архитектуры и Искусств
Черниченко Алина Евгеньевна
Научный руководитель-Лебединская Алла Робертовна доцент кафедры инженерно- строительных дисциплин
Аннотация
остекление здание дефект этажность
Данная работа посвящена проблеме остекления зданий, в том числе с повышенной этажность,. были рассмотрены возможные причины возникновения дефектов при остеклении в таких зданиях. На примере города Ростова-на-Дону были рассмотрены различные варианты остекления высотных зданий, в которых был выявлен ряд проблем, связанных с неправильным производством и монтажом стеклопакетов, были предложены варианты решения проблемы остекления.
В современном возведении зданий остекление фасадов как в малоэтажном, так и в высотном строительстве занимает главенствующую роль. Оно позволяет придать современный облик любым типам зданий и сооружений(промышленным, гражданским). Изменяя состав стекла различными примесями, можно совершенствовать его физико-механические и эстетические свойства, что позволяет расширить область применения стекла в архитектуре(остекление фасада, оконные и дверные блоки, ограждения, перегородки ,полы, крыши и даже лестницы). С каждым годом число населения в городах растет, а земли под строительство становится все меньше, поэтому возведение высотных зданий становится все более популярным. Витражное остекление эстетично смотрится, дает хорошее естественное освещение для помещений. Но при остеклении зданий с повышенной этажностью может возникнуть ряд проблем, которые необходимо решить архитектору еще на стадии проектирования здания.
В остеклении высотных зданий необходимо учитывать изменение давления с высотой, ветровую нагрузку, климатический фактор региона строительства, разницу температур как внутри здания, так и снаружи для подбора нужного стеклопакета(перепад температур),условия инсоляции(нагрев стекла зимой и летом),которые необходимо решить архитектору еще на стадии проектирования здания.
При эксплуатации стеклопакеты претерпевают различные разрушающие негативные воздействия: ветровая нагрузка ,перепады температур, механические воздействия.
В последнее время популярным становится сплошное остекление фасада здания. С увеличением высоты здания увеличивается площадь остекления, меняются условия его эксплуатации, а также действующие на него нагрузки и воздействия(с увеличением высоты здания ветровое давление увеличивается, температура и атмосферное давление падает). Так, выше 22 этажа должны быть установлены только нераскрывающиеся окна, потому что на такой высоте открытое окно опасно для жизни, возрастает угроза сквозняков и, следовательно, произвольного захлопывания окон. Кроме того, высотные здания испытывают большие ветровые нагрузки, а с учетом конфигурации здания окна могут не только разрушиться, но и будут вырваны ветром.
Однако для того, чтобы стекло могло с успехом применяться в современном строительстве, помимо выполнения своих основных функций оно должно удовлетворять установленным требованиям по целому ряду показателей, таких как:
- безопасность;
- прочность (стойкость к нагрузкам и воздействиям);
- оптические характеристики (коэффициенты пропускания, отражения и поглощения света, солнечной энергии, ультрафиолетового излучения, оптические искажения, цвет);
- тепловые характеристики (сопротивление теплопередаче, температура внутренней поверхности остекления, воздухо- и водопроницаемость);
- звукоизоляция;
- долговечность;
- специальные характеристики (в том числе огнестойкость, стойкость к ударам, взрывобезопасность, пулестойкость, стойкость к пробиванию отверстий и др.).
Современные клееные стеклопакеты - это достаточно герметичные конструкции из 2-3-х стекол с осушенным воздухом или благородными газами (инертными газами) в межстекольном пространстве. Но в использовании широкоформатного остекления есть и свои недостатки. Один из нихлинзование. Линзование - выгибание стекла в стеклопакете с ту или иную сторону в зависимости от температурных перепадов на улице. Чем толще стекло в таком стеклопакете, тем менее выражено линзование. Неправильное изготовление, транспортировка и установка стеклопакета тоже может повлиять на образование в нем линзы. Зимой воздух нагревается и
расширяется, а зимой холодный воздух сжимается внутри стеклопакета. Изза этого изменяется объем стеклопакета и меняется его геометрия: плоское стекло выгибается наружу или вовнутрь.
Проектирование остекления следует производить с учетом архитектурно-планировочных решений здания или сооружения, климатических и геологических особенностей района, в котором предполагается строительство, назначения, расположения, функциональных особенностей и предполагаемых условий эксплуатации здания, сооружения или помещения. Регионы России очень сильно различаются по своим климатическим условиям.
В холодный период года появляются и теплотехнические проблемы. При сближении стекол в центре стеклопакета вполне возможно промерзание с появлением на поверхности внутреннего стекла эллиптического пятна инея. Еще хуже ситуация может стать при наличии между стеклами декоративной раскладки. Стекла при сближении могут надавить на металлический профиль и треснуть. В сильные морозы прогиб стекол может привести к их слипанию в центральной зоне, промерзанию или даже к разрушению стеклопакета.
При многоэтажной застройке проблема линзования стоит еще более остро. При больших перепадах высот на стекло действует различное давление, которое вызывает искажение стеклопакета.
Немаловажен и эстетический вид таких стекол. При искажении, стекло дает и неправильное изображение. Отражения от таких стекол кривые, что значительно портит архитектурно-художественный образ не только самого здания, но и окружающих построек. Наиболее ярко искаженное изображение можно наблюдать на тонированных стеклах.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис.1 Бизнес-центр «Купеческий двор»
Рис.2 Бизнес-центр «Риверсайд-Дон».
Бизнес-центр «Риверсайд-Дон» - это 17 этажный, ступенчатый, террасированный бизнес-центр класса А. Фасад выполнен преимущественно из стекла с добавлением отделочных пластиковых панелей. Панорамное остекление ведущих европейских производителей Schuco и Graverbel придает фасаду представительский вид. Форма здания плавная, обтекаемая, что позволяет снизить ветровую нагрузку на фасад. В основе конструкции железобетонный каркас. Сплошное остекление достигается за счет крепления стеклопакетов к верхним и нижним перекрытиям пола и потолка(высота этаже достигает 3м).
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис.3 Кинотеатр «Ростов»
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис.4 Здание по пер Островского г.Ростов на Дону.
Рис.5 Здание по улице Социалистическая г. Ростов на Дону.
Как можно заметить, в городе очень много остекленных зданий, как больших бизнес-центров, так и малых построек.
С момента герметизации внутренняя нагрузка оказывает давление на стекла и деформирует их. По мере деформаций стекол происходит изменение внутреннего объема[2]. Изменение внутреннего объема связано с внутренним давлением и описывается уравнением Менделеева -- Клапейрона:
=const (1)
где Р0 и Р1-- начальное и конечное давления газа; и V0 и V1 -- начальный и конечный объемы газа;
Т0 и Т1 -- начальная и конечная температуры газа.
Поскольку при изменении объема и давления в данном случае температура изменяется незначительно, то можно считать температуру Т константой. Следовательно, при увеличении внутреннего объема снижается внутреннее давление. То есть наличие деформаций влияет на величину нагрузки. Нагрузка воспринимается одновременно двумя способами. Часть нагрузки воспринимается за счет сопротивления стекол деформациям, а часть компенсируется за счет изменения объема газа при деформациях стекол.
Эффект линзы, невооруженным взглядом начинает проявляться при прогибе стекла 1/350.
Меры для снижения эффекта линзования стеклопакетов:
1) Использование более толстого стеклопакета (например, «триплекс», толстые закаленные стекла)
2) Отверстие в стеклопакете для нивелирования давления между внутренними и наружными средами(разгерметизация)
3) Использование тонкого капилляра для выравнивания давлений
4) Создание воздушных клапанов в стеклопакете
5) Чтоб минимизировать эффект линзы сейчас активно используют стеклопакеты с инертными газами, а именно аргоном.
6) По своим эксплуатационным характеристикам стеклопакеты с аргоном значительно отличаются от обычных стеклопакетов, заполненных сухим воздухом. Они характеризуются повышенными изолирующими свойствами, защищают помещение от ультрафиолетового излучения и имеют улучшенные оптические характеристики. Благодаря наполнению аргоном стеклопакет значительно меньше искажает изображение. Если в стеклопакетах с воздухом иногда возникает эффект линзы, из-за которого изображение за окном может быть неодинаковым при разных температурах, то при установке стеклопакетов с аргоном этого не происходит.
Рис.6 Пример стеклопакета с аргоном
Рассмотрим максимальные площади стеклопакетов (таблица 1) и их ориентировочный вес (таблица 2).
Таблица 1. Максимальная площадь стеклопакета
Стеклопакеты |
Максимальная площадь стеклопакета, м2,при толщине стекол: |
|||
4мм |
5мм |
6мм |
||
Однокамерные |
3,6 |
5 |
7 |
|
Двухкамерные |
2,5 |
3,5 |
4,5 |
Таблица 2. Ориентировочная масса стеклопакета
Стеклопакеты |
Вес стеклопакета, кг/м2,при толщине стекла, мм |
|||
4мм |
5мм |
6мм |
||
Однокамерные |
21 |
25,5 |
30 |
|
Двухкамерные |
31 |
37,5 |
45 |
При создании стеклопакетов имеющих размеры больше 1000*1400 во избежание образования эффекта линзы при отрицательных температурах рекомендуется использовать стекло толщиной 6мм.
Одной из важнейших характеристик стекла является коэффициент направленного пропускания света. Чем больше значение этого коэффициента, тем большей степенью прозрачности обладает стекло и тем меньше его цветовой оттенок. С увеличением толщины коэффициент направленного пропускания света снижается, и более заметным становится зеленоватый или голубоватый оттенок стекла.
Таблица 3. Коэффициент направленного пропускания света
Толщина стекла, мм |
Коэффициент направленного пропускания света |
|
1,01,5 |
0,90 |
|
2,02,53,0 |
0,89 |
|
3,54,05,0 |
0,88 |
|
6,0 |
0,87 |
|
7,0 |
0,85 |
|
8,0 |
0,83 |
|
10,0 |
0,81 |
|
12,0 |
0,79 |
|
15,0 |
0,76 |
|
19,0 |
0,72 |
|
25,0 |
0,67 |
В однокамерном стеклопакете - 2 стекла, следовательно, количество света от общего светового потока, через такую конструкцию будет проходить 80%[4]. Если заменить стеклопакет на двухкамерный, т.е. из трех стекол - света станет меньше на 8%. Такие характеристики, как сопротивление теплопередаче (чем больше, тем окно теплее) и звукоизоляция (чем больше, тем тише) у двухкамерного стеклопакета выше на 27 и 7% соответственно. Поэтому не рекомендуется ставить окна с однокамерными стеклопакетами стандартного исполнения (алюминиевые дистанционные рамки, обычные стекла) в отапливаемые помещения, типа квартир, школьных классов и т.д.
Таким образом, можно сделать вывод, что подбор остекления является важной составляющей проектирования здания. Подобрать остекление необходимо на стадии проектирования, а не на стадии возведения здания.
Неправильный подбор стекол в стеклопакете не только сказывается на эстетике фасадов, но и может привести к травмам находящихся вблизи людей. Однако необходимо отметить, что линзы на фасадах могут возникать и по причине неправильной технологии сборки стеклопакетов.
Несмотря на сложность устройства конструкции многоэтажных зданий, полное фасадное остекление его возможно. Архитектор должен заранее просчитать нагрузку, работать с формой здания, правильно сочетать материалы и использовать современные , инновационные методы остекления фасада.
Таким образом, решая все задачи только в комплексе, архитектор сможет запроектировать прочное, безопасное здание, которое прослужит много лет.
Литература
1. Чесноков А.Г., Черемхина Е.А., «Проектирование остекления высотных зданий для сложных климатических условий», ОАО «Институт стекла», Москва http://glassinfo.ru/articles/2007_05__proektirovania_osteklenia_visotn_zdani_v_pl ohom_climate.pdf
2. Плотников А.А., Стратий П.В. Численно-аналитическая методика расчета прогибов стекол герметичного стеклопакета от климатической (внутренней) нагрузки/ А.А. Плотников, П.В. Стратий //ФБГОУ ВПО «МГСУ», Вестник МГСУ .-Москва,2014.С.71-76.
3. Выбор окон. Стеклопакеты с аргоном [Электронный
ресурс].http://vbokna.ru/okna/steklopakety/s-argonom(дата обращения: 19.01.2016)
4. Сравнение стеклопакетов окна по светопропусканию-режим доступа: http://www.wikipro.ru (дата обращения: 20.01.2016)
5. О максимальных размерах стеклопакетов-режим доступа:
http://vprofile.ru/education/detail.php?ID=56 (дата обращения: 20.01.2016)
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Категорирование высотных зданий и составление их рейтингов. Три критерия измерения высоты здания. История небоскребов - очень высоких зданий с несущим стальным каркасом. Конструктивные схемы высотных зданий. Разные варианты составных стальных колонн.
презентация [6,3 M], добавлен 06.03.2015Аргументы в пользу фасадного остекления зданий: высокая тепло- и звукоизоляция помещений, абсолютная экологичность, существенное снижение затрат на освещение. Виды стекла для фасадного остекления. Выбор стекла с учетом его достоинств и недостатков.
курсовая работа [200,9 K], добавлен 04.12.2009Понятия "пластиковые окна", "стеклопакеты". Классификация стеклопакетов по назначению, количеству камер, газонаполнению. Использование стеклопакетов при остеклении оконных проемов жилых и промышленных зданий. Уменьшение потерь тепла через поверхность.
курсовая работа [74,4 K], добавлен 29.11.2012Природа просадочных грунтов. Проектирование и проведение инженерно-геологических изысканий на просадочных грунтах в соответствии с нормативной документацией. Анализ изменения свойств просадочной толщи в ходе строительства зданий повышенной этажности.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 10.11.2014Архитектоника как художественное выражение структурных закономерностей конструкции здания. Понятие и разновидности конструктивных систем. Ствольные системы высотных зданий. Архитектоника высотных зданий, ее принципы и значение, направления исследования.
реферат [2,0 M], добавлен 27.10.2013Изучение понятия "высотное здание" - здание, высота которого больше регламентированной СНиП для жилых многоквартирных, а также многоэтажных общественных и многофункциональных зданий. Архитектурная организация высотных жилых зданий и высотных комплексов.
реферат [21,9 K], добавлен 09.11.2010Общие сведения о зданиях и сооружениях. Технико-экономическая оценка проектов жилых и общественных зданий и сооружений. Объемно-планировочные и конструктивные решения жилых зданий. Основания и фундаменты зданий. Инженерное оборудование зданий.
курс лекций [269,4 K], добавлен 23.11.2010Общие правила проведения обследования и мониторинга технического состояния зданий и сооружений. Наблюдение за зданиями, находящимися в аварийном состоянии. Примеры проектирования и эксплуатации схем мониторинга конструкций и оснований высотных зданий.
реферат [1,9 M], добавлен 11.06.2011Типология и классификация гражданских зданий. Основные требования, предъявляемые к зданиям. Основные положения модульной системы. Конструктивные схемы бескаркасных, каркасных зданий и зданий со смешанным каркасом. Модульная система координации размеров.
реферат [2,2 M], добавлен 15.01.2011Основные требования к современным промышленным зданиям. Объемно-планировочные решения промышленных зданий. Типы многоэтажных промышленных зданий. Ячейковые и зальные промышленные здания. Унифицированные параметры одноэтажных производственных зданий.
презентация [9,0 M], добавлен 20.12.2013