Основной архитектурной задачей, решаемой при проектировании панорамного остекления, является обеспечение максимального зрительного контакта человека с окружающей средой. Поэтому при разработке таких конструкций принципиально важно избежать использования зрительно утяжелённых элементов, параллельных линии горизонта, особенно находящихся на уровне глаз стоящего или сидящего человека (рис. 4.3.1.1).

Рис. 4.3.1.1. Горизонтальные конструктивные элементы на уровне глаз стоящего или сидящего человека ухудшают зрительный контакт с окружающей средой

Как правило, такие элементы ухудшают и общую композицию интерьера — внутреннее пространство помещения за остеклённой стеной теряет лёгкость и прозрачность, разрывается единая зрительная композиция (рис. 4.3.1.2).

Помимо требований архитектурной композиции, конструктивное решение панорамного остекления должно быть эффективным с точки зрения восприятия действующих нагрузок (ветра и собственного веса стеклопакетов), а также обеспечивать технологичность и удобство монтажа.

Элементы панорамного остекления индивидуальных жилых домов, как правило, имеют относительно небольшие размеры. В соответствии с описанной выше архитектурной спецификой, их конструктивная схема, как правило, строится на основе вертикальных профильных элементов (фасадных соединителей), закрепляемых по схеме «от перекрытия до перекрытия» (рис. 4.3.1.3). Между главными вертикальными элементами закрепляются заполняющие рамные конструкции, в которые для жёсткости могут быть введены горизонтальные импосты.

Рис. 4.3.1.2. Нарушение композиции интерьера помещения с остеклённой наружной стеной за счёт использования утяжелённого горизонтального элемента

Заполняющие рамы панорамного остекления, как правило, проектируются в глухом варианте или с панорамными патио-дверями, оборудованными наклонно-сдвижной фурнитурой (см. раздел 3.3.3). Для осуществления вентиляции в конструкциях панорамного остекления, как правило, используются проветриватели с механическим побуждением, зрительно не утяжеляющие конструкцию и эффективно работающие в летнее время, предотвращая перегрев остеклённого помещения за счёт воздействия солнечной радиации (см. раздел 6.1). Традиционно в таких конструкциях, наряду с устройствами для интенсивной вентиляции используются различные солнцезащитные системы.

Независимо от предварительного выбора оконной системы на стадии теплотехнических расчётов, конструкции панорамного остекления рекомендуется выполнять на основе систем 5-ти камерных профилей, имеющих более развитое и жёсткое поперечное сечение, а предварительный выбор стеклопакета корректировать обязательным прочностным расчётом.

По условию недопустимости избыточного прогиба, приводящего к разуплотнению и продуванию конструкции, статическому расчёту подлежат как главные вертикальные элементы, так и горизонтальные импосты заполняющих рам.

Рис. 4.3.1.3. Конструктивная схема панорамного или ленточного остекления в пределах одного этажа. Закрепление основного силового элемента по схеме «от перекрытия до перекрытия»

На рис. 4.3.1.4 приведён пример разбивки конструкции панорамного остекления VITR-1 жилого дома, показанного на рис. 4.3.1.1, на отдельные технологические элементы — заполняющие рамы и построение расчётной схемы для статического расчёта на действие ветровой нагрузки. Габаритные раз- меры технологических элементов принимаются в соответствии с первоначальным архитектурным решением (рис. 4.3.1.1).

Для главной несущей стойки, работающей как отдельный самостоятельный элемент, согласно DIN EN 14351-1, принимается прямоугольное распределение ветровой нагрузки. Вычисление требуемого момента инерции армирующего профиля стойки производится по формуле (4.3.1.1). Для горизонтальных импостов, входящих в состав рамы и работающих совместно со стеклопакетом, аналогично предыдущему разделу принимается трапецевидное распределение ветровой нагрузки, при этом вычисление требуемого момента инерции армирующего профиля производится по формуле (4.3.1.2). [16]

где
W — расчётное давление ветра, [Н/мм2 или Па]
B — ширина эпюры нагружения, [см]
L — длина профиля, [см]
E — модуль упругости материала усиливающего профиля, [Н/мм2 или Па]
Е = 210 000 Н/мм2 для стали
f — максимально допустимая деформация, [см]; в общем случае f = L/300.
1920, 5, 384 = const — постоянные величины

Рис. 4.3.1.4. Дробление витража на технологические элементы и расчётная схема с распределением действующей ветровой нагрузки

В качестве главного вертикального несущего элемента принимается фасадный соединитель Арт. 05 205 системы FUNKE KS Helios со стальным усилителем арт. 81 813 208 (рис. 4.3.1.5а); в качестве вторичного горизонтального элемента жёсткости — импост арт. 05 201 со стальным усилителем арт. 81 806 604 (рис. 4.3.1.5б).

Аналогично расчётам оконных конструкций, приведённым в разделе 4.2.2, расчётное значение ветровой нагрузки принимается по максимальной высотной отметке здания — 12 м (см. рис. 4.3.1.1) и соответственно составляет W = 0,00060 Н/мм2 = 600 Па. Площадь сбора нагрузки принимается на основании расчётной схемы рис. 4.3.1.4.

Рис. 4.3.1.5. Несущие профильные элементы витража. Система FUNKE KS Helios.
а) главный вертикальный элемент — фасадный соединитель Арт. 05 205 со стальным усилителем арт. 81 813 208 и дополнительным усиливающим элементом — стальной полосой 8 x 70 мм
б) горизонтальный элемент — импост с усилителем арт. 81 806 604

Элемент 1 — вертикальный. Главная стойка.
Допустимый прогиб элементов f = L/300 = 240/300 = 0,8 см
Площадь сбора нагрузки В1 = В2 = 90 см
Рабочая длина элемента L = 240 см
Модуль упругости армирующего профиля (сталь) Е = 210000 Н/мм2

Подставляя значения в формулу (4.3.1.1), получим

Поскольку В1 = В2 , то суммарный требуемый момент инерции может быть определён как Ix треб Σ = 13,89 x 2 = 27,78 см4
Момент инерции стального усилителя арт. 81 813 208, Ix = 20,63 см4
Момент инерции дополнительной стальной полосы 8 x 70 мм Ix = 24,8 см 4
Суммарный момент инерции Ix Σ = 20,63 + 24,8 = 45,43 см4 > Ix треб Σ = 27,78 см4 => выбранный вертикальный несущий удовлетворяет требованиям жёсткости с большим запасом.

Элемент 2 — горизонтальный.
Допустимый прогиб элементов f = L/300 = 240/300 = 0,8 см
Площадь сбора нагрузки В1 = В2 = 40 см
Рабочая длина элемента L = 180 см
Модуль упругости армирующего профиля (сталь) Е = 210000 Н/мм2

Подставляя значения в формулу (4.3.1.2), получим

Поскольку В 143 1 = В2, то суммарный требуемый момент инерции может быть определён как Ix треб Σ = 1,80 х 2 = 3,60 см4

Момент инерции стального усилителя импоста арт. 81 806 604, I x = 3,76 см4 > Ix треб Σ = 3,60 см4 => жёсткость выбранного горизонтального элемента также является достаточной.

Возврат к списку