Алюминиевые светопрозрачные конструкции в современном строительстве

Строительство – одна из основных алюмопотребляющих отраслей. Экологичный и безопасный алюминий востребован в самых разных строительных сферах. А светопрозрачные конструкции, пожалуй, еще и самый высокотехнологичный вид алюминиевой продукции, которую используют архитекторы, проектировщики и строители.
Среди заметных архитектурных объектов, при возведении которых использованы светопрозрачные решения, – находящийся возле самого Кремля парк Зарядье, аэропорт в Симферополе, главный Храм Вооруженных сил в Кубинке, столичный стадион Спартак. Светопрозрачность играет важную роль в обеспечении необходимого уровня естественного освещения, создания микроклимата, инсоляции, тепло- и шумоизоляции в помещении. В целом можно говорить о том, что применение алюминия в светопрозрачных конструкциях переживает сегодня расцвет. Ведь современный архитектурный облик городов формируют высотные башни, а небоскребы – это, в первую очередь, алюминий и стекло. Но так было не всегда.


«Стеклянная кора» в парке Зарядье — крупнейшая в мире светопрозрачная конструкция без ограждающих стен
Взгляд сквозь время
В нашей стране алюминий для светопрозрачных (ограждающих) конструкций начали применять в 1960-е годы. В это время были построены пять крупнейших заводов по переработке алюминия – в Хабаровске, Воронеже, Каменске-Уральском, Белой Калитве и Видном – и закуплено оборудование для экструзии алюминиевого профиля. Именно в тот период у нас появились светопрозрачные конструкции для остекления аэропортов, вокзалов, домов культуры и кинотеатров, научно-исследовательских институтов и других общественных зданий. Один из ярчайших примеров зданий нового типа – Кремлевский дворец съездов. Алюминий, можно сказать, позволил пустить свет в помещение: вместо оконных проемов, архитекторы проектировали фасады и окна от пола до потолка. Некоторое время спустя из Европы пришли новые технологии – так называемый «теплый» профиль.

Ольга Огородникова, эксперт сектора «Строительство» Алюминиевой Ассоциации – «Долгое время алюминий считался фондированным материалом, что было связано с особенностями системы хозяйствования в Советском Союзе, – говорит Ольга Огородникова, эксперт сектора «Строительство» Алюминиевой Ассоциации. – По отраслям его распределяло министерство цветной металлургии. В качестве конструкционного материала он рассматривался для применения в таких областях, как самолетостроение, ракетостроение и судостроение, а в свободном доступе его не было. В строительстве алюминий был своего рода экзотикой».
Лишь сравнительно недавно «крылатый» металл стал доступен архитекторам и проектировщикам. Современные светопрозрачные конструкции пришли на российский рынок около 30 лет назад.
Прозрачность, пластика и свет
Пластичность алюминия делает его идеальным материалом для использования в светопрозрачных конструкциях в отличие от стали и пластика.
«При нагревании до 500°C алюминий становится мягким и пластичным, а после прохождения через матрицу на выходе получается профиль заданной инструментом конфигурации. Благодаря пластичности и деформируемости алюминий легко формообразуется, – поясняет Ольга Огородникова. – Это свойство отличает его от стали, которая не обладает такой пластичностью и, соответственно, получить профиль сложной конфигурации из нее трудно. И само собой сталь никогда не будет легче алюминия».
Пластик, в свою очередь, не имеет необходимых физико-механических свойств строительного материала – для получения конструкции, например, окна большой площади, его нужно усиливать и армировать для повышения статических характеристик. Кроме того, он хрупок при температурах ниже -20 С° и деформируется при температурах выше +50 С°. Архитекторы видят в алюминии идеальный материал для использования в светопрозрачных конструкциях: он легкий, долговечный, и кроме того правильно спроектированное сечение профиля и подобранный алюминиевый сплав позволяют получить статические характеристики, сравнимые со сталью. При расчете схемы нагрузок слабое сечение можно усилить, стенки алюминиевого профиля утолщать, добиваясь компенсации характеристик. Стоимость изготовления нового инструмента и нормы прессования от 1000 кг дают возможность изготавливать профиль под конкретное конструктивное решение. Доступность по стоимости и срокам производства нового сечения профиля для получения в итоге требуемой конструкции и фасада здания и есть основное преимущество алюминия, открывающее новые возможности для архитекторов и проектировщиков. И это особенно актуально при ремонте и реконструкции старинных сооружений и исторических зданий. Неслучайно при создании купола из стекла и металла над Северным и Южным дворами реконструируемого Политехнического музея в Москве из-за «ветхости» кирпичной кладки стен применена легкая алюминиевая конструкция.
Основной вес в светопрозрачных конструкциях приходится не на алюминиевый каркас, а на стекло или стеклопакеты, различных габаритов и структуры
Сплав металла и цифры
Пять лет назад в начале реконструкции Политехнического музея в Москве велись переговоры о создании крыши с немецкими специалистами, но выбор сделали в пользу новосибирской компании «Несущие системы». Новосибирцы предложили при создании светопрозрачной кровли вместо традиционной стали использовать особый алюминиево-магний-кремниевый сплав АД35Т1: он примерно в 3 раза легче стали при сопоставимых прочностных характеристиках. Этот сплав хорошо зарекомендовал себя в машиностроении, он также используется в авиастроении.

В 1872-1908 гг. был построен московский Политехнический музей – один из крупнейших в мире
Еще одной новацией при изготовлении прозрачной кровли музея стало применение технологии информационного моделирования зданий (BIM-технологий – от англ. Building Information Modeling). Чтобы организовать работу сотен специалистов в разных городах и организациях – проектировщиков, производителей металла и стекла, логистов, строителей, проект реализовывался в единой цифровой среде.
Собственно, проектировать столь сложные светопрозрачные конструкции, в которых буквально каждый сегмент уникален, невозможно в привычных бумажных 2D-чертежах. Чтобы освоить новые технологии, новосибирская команда выезжала на обучение в Швейцарию. Результат того стоил: внедрение цифровых методов позволило в 20-30 раз повысить точность соединения пространственных алюминиевых конструкций по сравнению с обычной сваркой.
В 2 раза быстрее удалось изготовить и смонтировать сетчатые конструкции сводов Политехнического музея благодаря BIM-технологиям
На последнем этапе принцип сборки кровли музея напоминал конструктор, в котором каждый элемент пронумерован. BIM-технологии ускорили реализацию проекта: параллельно выполнялись несколько этапов производства стекла и алюминиевых конструкций. Монтаж светопрозрачной кровли завершили за полгода, а традиционные технологии потребовали бы вдвое больших сроков и большего штата сотрудников.
За несколько лет решения беспрецедентно сложной задачи специалисты нескольких компаний – в Красноярске, Новосибирске, Ростове и Москве – получили передовой опыт работы в цифровых технологиях.

Биотехнопарк в Кольцово (Новосибирская область)
Широкий профиль СПК
Сегодня у алюминия как конструкционного материала большой потенциал для расширения применения в различных областях. Этому будут способствовать цифровые технологии опытно-конструкторской базы, а также НИОКРы по огнестойкости несущих конструкций, и разработка новых алюминиевых сплавов с улучшенными физикомеханическими свойствами. Актуальным вопросом остается изготовление габаритного профиля. Новые сплавы и новое оборудование позволят делать стойки шириной до 550 мм, которые смогут удерживать стеклопакеты большего размера, скажем, со стеклом джамбо-формата 3х6, изготавливать ламели и другие декоративные фасадные элементы, которые придадут новым зданиям индивидуальные черты. По мнению экспертов, отсутствие технологического оборудования для изготовления профиля таких габаритов в большей степени влияет на ограничение использования алюминия в строительстве, чем сами физические свойства металла. Необходимо развивать компетенции компаний – переработчиков конструкций, ведь качественный и правильный монтаж играет важную роль в обеспечении длительной эксплуатации светопрозрачных конструкций. Важным направлением также является обеспечение доступности алюминиевых продуктов для розничного рынка. Алюминий из фондированного материала, применяемого в закрытых областях, становится доступным для домохозяйств, в частности, в виде «теплых» алюминиевых окон. Алюминиевая Ассоциация активно участвует в расширении применения алюминиевых конструкций и строительных материалов на основе алюминиевых сплавов, путем совершенствования нормативной базы и обновления стандартов, которые порой содержат необъективные или завышенные требования к алюминию, либо игнорируют алюминий как альтернативный конструктивный материал.
Предприятия – производители алюминиевого профиля для светопрозрачных конструкций: ТАТПРОФ, Алютех, КраМЗ, Сегал, Реалит, Инициал. Сегодня они формируют рынок наружных фасадных конструкций. Албес, Фристайл Технолоджиз – производят продукцию для организации внутреннего пространства
Эта работа приносит ощутимые плоды. Возвращаясь к Политехническому музею – впервые не только в России, но и в Европе при возведении конструкции прозрачной кровли комплекса общественных зданий использовались не комбинация из несущих стальных ферм и прогонов, а самонесущие алюминиевые светопрозрачные конструкции.
Несущие и ограждающие светопрозрачные конструкции делятся на несущие и ограждающие. Первые предназначены для восприятия всех нагрузок и воздействий на здания и сооружения, обеспечивая прочность, жесткость и устойчивость. Вторые несут только свой собственный вес и защищают от ветра и снега

Дмитрий Рачков, руководитель сектора «Строительство» Алюминиевой Ассоциации
«Алюминиевые светопрозрачные конструкции становятся все более востребованными в современном строительстве. Их преимущества хорошо известны – энергоэффективность, экологичность и безопасность. Важно, что благодаря уникальным характеристикам алюминиевых сплавов мы можем изготавливать конструкции практически любых размеров, обеспечивая максимально возможный доступ естественного света в помещения. Кроме того, благодаря современным технологиям нанесения защитнодекоративных покрытий светопрозрачные конструкции повышают выразительность любого архитектурного объекта и при этом обеспечивают длительное гарантированное качество конструкций даже в условиях агрессивной эксплуатации».
Статья предоставлена Алюминивой Ассоциацией

Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
guest

Построить современный дом

  Содержание: Что собой представляет современный дом Характерные черты современного дома Способы выбора проекта Полезные рекомендации для постройки...

Окна Provedal

Испанская компания Provedal, занимающаяся изготовлением алюминиевого профиля, давно уже заслужила уважение на российском рынке. Во многих случаях применение...

Стиль «лофт» в архитектуре на примере проектов Pilkington

Зародившийся в 40-хх годах ХХ века архитектурный стиль лофт подразумевает переоборудование чердачных и промышленных (прежде всего фабричных) зон...

Причина неконтролируемого заедания самостопорящихся нержавеющих гаек DIN 985 или DIN 982.

Нержавеющий крепёж из коррозионно-стойких сталей марок А2 и А4 по ГОСТ ISO 3506: болты, винты и гайки, саморезы...

Окна ПВХ с климат-контролем

Установка пластиковых окон – это удачное решение проблемы теплопотерь и сквозняков в помещении, однако в случае постоянно закрытых...

Плоская кровля

Плоские кровли в частном доме — уникальное решение, которое позволяет воплотить оригинальные архитектурные идеи. Если раньше такие конструкции...

Программа реновации: как нестандартную идею решения фасадов подогнать под нормативы

Портал Фасады.PRO продолжает разговор с архитекторами Игорем и Аленой Кашириными. Сегодня они расскажут о своем проекте – Жилом...

План кровли

Хочется быть уверенным в том, что построенный дом будет служить надежной защитой и уютным пристанищем не одному поколению...

Заделка откосов. Чем, как и какой из вариантов лучше?

Установка окон ПВХ сопряжена с различными изменениями, которые касаются не только самой конструкции. Одно из таких преобразований –...

Алюминиевые системы Alumark – комплексное предложение от ТБМ

Строительство современных зданий требует сложных, многообразных комплексных технических решений, а также инновационных материалов. Одним из трендов последнего десятилетия...

Архитектурные и фасадные решения ЖК Зиларт

По итогам Всероссийского градостроительного конкурса жилых комплексов-новостроек ТОП ЖК-2020 лучшим жилым комплексом страны решением жюри стал ЗИЛАРТ от...

Описание кладочной перегородки

Один из способов строительства лёгких, т.е. ненесущих перегородок – это кладка. С помощью кладки можно построить каменную стену...

Заедание крепежа из нержавеющих сталей. Причины и способы предотвращения

Нержавеющий крепёж из коррозионно-стойких сталей марок А2 и А4 по ГОСТ ISO 3506: болты, винты и гайки, саморезы...

Установка стеклопакетов

Сохранение тепла в квартире или доме – актуальный вопрос для жителей России, ведь большую часть года мы проводим...

Устройство штукатурного фасада

Системы утепления штукатурных фасадов набирают все большую популярность. Сегодня они пользуются спросом уже не только в южных регионах,...

Как построить пожаробезопасный дом

Пожарная безопасность дома обеспечивается на всех стадиях его «жизни»: в момент выбора участка, в ходе проектирования, строительства и...

Фасады с ПЕНОПЛЭКС® — высокий класс климатической устойчивости

Теплоизоляционная композитная фасадная система (СФТК) ПЕНОПЛЭКС® ФАСАД имеет высокий класс устойчивости к климатическим воздействиям КВ0 по ГОСТ 56707-2015.На...

Остекление балконов и остекление лоджий: сходства и различия

Сегодня уже нет необходимости убеждать потребителя, что застекленный балкон или лоджия — это комфортно, практично и гигиенично. Однако,...

Монтаж пластиковых окон в зимнее время

Многие считают, что монтаж окон ПВХ зимой производить не следует – в холодное время года быстро выстудится помещение,...

Каким должно быть пластиковое окно

Покупая окна ПВХ, очень важно быть уверенным в их высоком качестве. Только при этом условии новая оконная конструкция...