Оконные конструкции при строительстве высоток

Начало 21 века в России ознаменовалось стремительным ростом количества небоскребов, которые до этого ассоциировались у нас только с Токио, Гонконгом или Нью-Йорком. Конечно же, первыми высотки появились в столице в виде жилых комплексов «Триумф-Палас», «Воробьевы Горы», «Алые паруса» и т.п. В то же самое время международным деловым центром «Москва-Сити» воплощался амбициозный проект с высотными офисными зданиями. Современные москвичи успели привыкнуть к 40-50-этажным жилым и офисным высоткам, которые на сегодняшний день стали уже вполне привычным явлением. Жители других крупных российских городов говорят о высотных зданиях в 25-30 этажей разве только в плане обсуждения надежности лифтов и красоты видов из окон, которые можно заказать на сайте. Проекты небоскребов или уже построенные высотки имеются в таких городах России, как Санкт-Петербург, Грозный, Саратов, Екатеринбург, Казань и Красноярск.

Строительство небоскреба для проектировщиков и архитекторов представляет собой целый комплекс чрезвычайно сложных технических задач. Количество взаимосвязанных между собою в одном здании инженерных систем может составлять до 30 штук. Большой проблемой при строительстве небоскребов можно назвать оконные конструкции, которые должны иметь отличную прочность, долговечность, хорошие теплотехнические параметры и характеристики по безопасности. Разобраться в некоторых нюансах этой многогранной темы, в том числе и в формировании цены на окна нам помогут эксперты.

Теория и практика

Прежде всего необходимо определить нормативы, с помощью которых производится регулировка проектирования светопрозрачных конструкций высотных зданий и самих высоток. И здесь необходимо отметить одну очень интересную деталь. Притом, что в России уже более десяти лет возводятся небоскребы, у нас де-факто отсутствует нормативная база, отвечающая за вопросы высотного строительства.

По крайней мере, никаких строительных норм и правил для проектирования и строительства высотных зданий у нас пока что нет. А временные строительные нормы МГСН 4.19-2005 «Многофункциональные высотные здания и комплексы» были приняты в Москве в 2005 году и касаются только зданий, высота которых превышает 75 метров.

Чтобы как-то заполнить данный правовой вакуум, в 2005 году в Москве были приняты временные строительные нормы МГСН 4.19-2005 «Многофункциональные высотные здания и комплексы» для зданий выше 75 метров.

До сих пор также не были разработаны и детальные требования к светопрозрачным конструкциям высотных зданий. Такими нормативами, как СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» и ГОСТ 23166-99 «Блоки оконные» определяются нормы термосопротивления и воздухопроницаемости окон и балконных дверей при разных климатических условиях. Этими правилами при строительстве пользуются проектировщики и изготовители окон для высотных зданий.

В МГСН 4.19-2005 все-таки имеются некоторые упоминания об окнах. К примеру, в целях безопасности окна в верхней части здания рекомендуется выполнять со створками неоткрываемого («глухого») типа. В соответствии со столичными нормами, ограничения также вводятся на площадь остекления фасадов небоскребов. Площадь остекления в общественной части не должна превышать 25 процентов, в жилой части – 18 процентов. Превышение данных величин допускается, но не более чем на половину – приведенное сопротивление теплопередаче конструкций окна в таком случае должно превышать 0,56 м²*°С/Вт.

Гораздо сложнее оказывается реальное положение дел в отечественной сфере высотного строительства. Каждый потенциальный покупатель квартиры в высотке хочет иметь квартиру с большими окнами. Отличным вариантом для многих являются открывающиеся окна, а также возможностью выхода на балкон. Кроме того, очень сложным процессом является мытье «глухих» окон, и вряд ли в этом деле можно обойтись без помощи промышленных альпинистов. Так что предприниматели, которые занимаются созданием новых объектов недвижимости, зачастую устанавливают только «глухие» окна на верхних этажах, пренебрегая другими популярными решениями.

К примеру, каждым корпусом жилого комплекса «Воробьевы Горы» высотой до 47 этажей предусматривается открывание окон на всех этажах для мытья и проветривания. Никаких проблем с открывающимися окнами не было выявлено в ходе эксплуатации в другом небоскребе - «Алые Паруса».

Практика показывает, что на высотах 35-36 этажей могут использоваться обычные окна ПВХ с открывающимися створками. Настоятельной необходимостью, а не просто рекомендацией, является использование «глухого» структурного остекления на более высоких этажах и в регионах с большой ветреностью.

Ветер, солнце и другие неприятности…

При проектировании и установке окон для высоток должны учитываться некоторые факторы, о которых поговорим далее.

По мнению генерального директора девелоперской компании «Геотэк» из Краснодара Максима Мариничева, окна небоскребов должны выдерживать всевозможные ветровые нагрузки, в т.ч. и с учетом ветровых пульсаций. Максим Мариничев отмечает, что прочность стеклопакета, створок, рамы, а также анкерного крепления к несущей конструкции должна определяться в соответствии с расчетной ветровой нагрузкой.

Архитектурные особенности здания – это не единственный фактор, который здесь нужно учитывать. Внимание также обращается на климат и ландшафт такого здания. Существенное отличие между уровнем воздействия ветра на высотное остекление отмечается между закрытыми и открытыми местностями. В советское время была составлена карта «Районирование по давлению ветра», которая используется и до сегодняшнего дня. В соответствии с ней, территория России делится на 7 зон, в первой безветренной из которых находится Москва, а во второй - Санкт-Петербург.

Другим обязательным требованием для окон является и сейсмика. Во избежание разрушения оконных конструкций, анкерное крепление окон к конструкциям несущего типа должно иметь соответствие со всеми критериями сейсмостойкого проектирования в строительном деле.

Как сказал один из экспертов, ветровые нагрузки в Московском Регине для небоскребов являются более существенными, чем землетрясения до 4-5 баллов. В подтверждение этих слов можно отметить, что вокруг небоскреба создается зона мощных турбулентных воздушных потоков, последствием чего становится не только возникновение вибраций, но и раскачивание здания. В качестве примера можно привести заметность отклонения примерно на метр вершины Останкинской телебашни уже даже при вполне умеренной скорости ветра 5-7 метров за секунду.

Для высотного остекления очень важными являются теплосберегающие свойства, зависящие не только от воздухопроницаемости уплотнений, но и от термосопротивления стеклопакета, рамы и створок, что объясняется морозными зимами на территории России.

Пластиковые окна с армирующими вставками из стали являются оптимальным сочетанием энергоэффективности и прочности. Учитывая факт понижения среднегодовых температур на верхних этажах, наиболее подходящими являются системы с двухкамерным стеклопакетом и монтажной шириной 70 мм, значительно снижающие теплопотери здания и успешно справляющиеся с ветровыми нагрузками.

Сокращение затрат на отопление в зимний период – это не единственное преимущество использования энергосберегающих окон. Они еще, кроме всего прочего, позволяют экономить на кондиционировании в жаркое лето.

«Стеклянный» вопрос

Применяемая в небоскребах светопрозрачная часть окон заслуживает особого внимания. Стеклопакет должен не только иметь соответствие с жесткими требованиями по энергоэффективности, но и быть безопасным для всех случайных прохожих, а также живущих или работающих в зданиях.

Несмотря на относительную дороговизну, большие панорамные окна являются прекрасным решением для архитекторов и жильцов верхних этажей. Стекла повышенной прочности, такие как триплекс и закаленное стекло, применяются в этом случае по соображениям безопасности.

К примеру, в высотном комплексе «Федерация» на территории ММДЦ «Москва-Сити» использовался однокамерный стеклопакет, где в качестве внутреннего применяется 8-миллиметровое закаленное стекло, а в качестве наружного – 12-миллиметровый триплекс.

Для изготовления триплекса используется 6-миллиметровое обычное и низкоэмиссионное стекло. Задача триплекса состоит в том, чтобы не допустить выпадения осколков и снизить теплопотери через стеклопакет. «Повисая» на пленке, разбитое стекло покрывается трещинами, не осыпаясь при этом острыми осколками вниз. Закаленное стекло, являясь намного прочнее обычного листового стекла, может выдерживать, к примеру, удар бегущего со скоростью 18 км/ч человека. При повреждении оно начинает рассыпаться на маленькие осколки, которые не представляют собой опасности, поскольку не содержат режущих кромок.

Защита от чрезмерной инсоляции должна быть предусмотрена в тех районах, которые характеризуются большим количеством солнечных дней в году. Чтобы в летний период года затраты на кондиционирование помещений многократно не возрастали, используйте полимерные светоотражающие и тонирующие покрытия, жалюзи и т.п. Практически полностью блокируя ультрафиолетового излучения, полимерные светозащитные пленки дополнительно повышают уровень устойчивости стеклопакета к ударным воздействиям.

Сегодня становятся модными такие высокотехнологичные решения, такие как «умное стекло», характеризующееся переменной прозрачностью. Тонкая жидкокристаллическая пленка позволяет регулировать светопроницаемость окон – от непроницаемого матового экрана до полной прозрачности. Делать это можно с помощью пульта дистанционного управления.