Komplexní řešení pro přístupové body a skleněné fasády

Skleněné fasády dodávají budovám lehkost a přispívají k jejich vizuální atraktivitě. Díky promyšlené konstrukci tvoří pevný a estetický doplněk. S použitím moderních konstrukcí nelze při pohledu zvenčí rozlišit pevné a otevíravé prvky. Prosklená fasáda otevírá budovu kráse krajiny a dokonale osvětluje interiér. Jednoduché tvary a minimalismus fasádních konstrukcí uspokojí vkus všech příznivců moderních architektonických trendů.

Bezvadný vzhled však není jediným klíčovým faktorem. Fasády a okna musí sloužit jako dlouhodobě odolné systémy. Tyto specifikace si žádají nejmodernější silikonové tmely, jež jsou vyvinuté na míru vysoce specifickým požadavkům a zajišťují špičkové vlastnosti v každém ohledu.

Typy systémů zasklení pro skleněné fasády

Systémy strukturálního zasklívání mohou být buď dvoustranné, nebo čtyřstranné, přičemž každá z konstrukcí má své výhody.

1. Čtyřstranné strukturální zasklení

• Všechny čtyři strany velkoformátové skleněné tabule jsou nalepeny na přechodový profil pomocí silikonových lepicích tmelů Sikasil® SG a nemají žádný viditelný rám.
• Tyto prefabrikované skleněné moduly jsou poté připevněny na nosnou konstrukci, takže fasáda působí dojmem plochého skleněného povrchu.
• Dynamické zatížení přenáší silikonové lepidlo.
• Atraktivní vzhled bez viditelných rámů.
• Ideální rozložení teplot ve skle: nejsou zde žádné krycí profily, které by fasádu přistínily.

2. Dvoustranné strukturální zasklení

• Jsou k rámu pomocí silikonového lepidla Sikasil® SG upevněny pouze dvě vzájemně protilehlé hrany skla nebo obkladové desky (vodorovně nebo svisle).
• Druhé dvě vzájemně protilehlé strany jsou upevněny mechanicky, podobně jako tomu je u systému rámových zavěšených fasád.
• Mechanické upevnění skleněných prvků na dvou stranách nemá vliv na zatížení dvojice lepených stran.

3. Bodově upevněné systémy zasklení

• Skleněné prvky se upevňují k lanovým systémům nebo kovovým nosníkům pomocí kovových spojovacích prvků.
• Tento spojovací materiál se v otvorech v tabuli skla kotví pomocí „lepidla na sklo“ nebo plastového krytu. Případně jej lze na sklo nalepit vysokopevnostním silikonovým lepidlem.
• Sklo může být ve formě jednoduchých tabulí nebo izolačních prvků s utěsněním hran silikonem s odolností vůči UV záření, či dokonce plněných argonem (Sikasil® IG).
• Tmely Sikasil® WS jsou díky výrazné pružnosti vhodné jako utěsnění proti povětrnostním vlivům ve spojích mezi skleněnými prvky.

4. Lepená okna

• Izolační skla se strukturálně lepí k rámům.
• Zatížení se rovnoměrně přenáší do rámu.

Nízkomodulová těsnění proti povětrnostním vlivům Sikasil® WS vstřebávají pohyby mezi moduly strukturálního zasklení a trvale je utěsňují proti účinkům větru a počasí.

Lehký obvodový plášť (LOP)

Z hlediska legislativního se jedná o výrobek specifikovaný technickou harmonizovanou normou EN 13830. Takový výrobek se skládá ze systémových profilů, konstrukčních spojů, systému zasklení a kotvení do stavby. I když se obvykle jedná o jedinečné architektonické provedení pro konkrétní projekt, vyráběné v podstatě na zakázku, musí takové řešení vycházet z vyzkoušených (otestovaných) principů - systému kotvení, těsnění, osazení skla.

Čtěte také: Význam U-hodnoty v budovách

Systémy LOP se nejčastěji realizují z hliníkových profilů, které nepodléhají korozi a umožňují aplikaci vysoce odolných a trvanlivých práškových vypalovaných laků, případně eloxovaných povrchů. V podstatně menší míře se používají systémy z PVC-U profilů, které mají nejen menší odolnost na zatížení, ale jsou také hořlavé.

Typy LOP konstrukcí

• Sloupkopříčkové systémy (rastrové): Skládají se z předvyrobených svislých a vodorovných prvků (profilů) nesoucích průhledné nebo plné výplně, případně lze do otvorů rastru osadit otevíravé výplně. Tyto fasádní systémy umožňují realizovat i prostorově složitější fasády. Sloupkopříčkové systémy jsou obvykle konstrukčně jednodušší, a tudíž levnější. Do finální podoby se sestavují přímo na stavbě, takže vyžadují delší čas na montáž a instalaci vnějšího lešení po dobu realizace. Taktéž všechny obkladové a doplňkové (stínící) prvky se montují na stavbě. Nevýhodami těchto konstrukcí je požadavek na vyšší míru zkušenosti montážních pracovníků, riziko znečištění kontaktních ploch, zasklívacích a drenážních spár stavebním prachem, a určitá závislost na klimatických podmínkách kvůli vyššímu podílu lepení a tmelení.
• Modulové systémy (elementové nebo blokové fasády): Skládají se z předem vyrobených fasádních dílců obvykle na výšku jednoho podlaží, které se zavěšují na nosný skelet. Jednotlivé fasádní dílce jsou zkompletovány včetně vnějších a vnitřních obkladů a vnějšího, případně vnitřního stínění. Montáž dílců se provádí jeřábem, a proto není nutné instalovat lešení kolem vnějšího pláště a samotná montáž pláště je obvykle rychlejší. Modulové systémy jsou technicky složitější, a proto výrobně dražší. Vyšší cena těchto systémů je vyvážena rychlejší realizací a vyšší kvalitou, protože větší podíl kompletace se odehrává v továrních podmínkách. Montáž vyžaduje menší počet pracovníků oproti rastrovým konstrukcím nejen pro manipulaci, ale i pro samotnou instalaci.
• Skleněné terčové fasády: Jsou tvořené tabulemi skla (jednoduchého nebo izolačního skla) upevněnými na nosnou konstrukci systémem bodových úchytů. Tyto terčové fasády se používají jako pláště velkoprostorových hal, atrií, nebo jako předsazené fasády.

Klíčové vlastnosti LOP

• Vodotěsnost a průvzdušnost: Vlastnosti dané systémem utěsnění konstrukčních spojů a provedení zasklívací spáry, tedy vodotěsnost a průvzdušnost, nejsou závislé na typu výplně a rozměrech, jestliže tyto vychází z technických předpisů dodavatele systému.
• Energetická účinnost: Vysoce výkonné potahované sklo může poskytovat tepelnou izolaci a/nebo solární ochranu, a proto má pozitivní vliv na celkovou energetickou účinnost obálky budovy. Součinitel prostupu tepla proskleného LOP, doplněného v určitém poměru tepelněizolačními panely je závislý na dosažitelném součiniteli prostupu tepla izolačního skla (v případě trojskla nejméně - tedy nejlépe 0,5 W/m2 K) a na velikosti polí, resp. na množství profilů na plochu (lineární tepelné vazby profilů zvyšují tepelné ztráty). Tepelná setrvačnost LOP je také výrazně nižší než u těžkých konstrukcí. Unikátní systém pěnového izolátoru a možnost použití izolačních trojskel umožňují dosáhnout vynikajících tepelněizolačních parametrů. Doplnění tepelné izolace na vnitřní líc LOP za neprůhledné výplně je konstrukčně možné a eliminuje se tím vliv lineárních tepelných vazeb profilů a riziko kondenzace na vnitřním povrchu LOP, ale zároveň se posouvá kondenzační rovina do této přidané tepelné izolace, a je nutné ji doplnit na vnitřní straně parotěsnou membránou.
• Akustická izolace: Použití skla pro kontrolu zvuku může pomoci snížit rušivý hluk zvenčí a vytvořit tiché prostředí uvnitř budovy. LOP tvoří celou vnější stěnu chráněné místnosti bez vlivu zabudování. Proto požadovaná vážená stavební neprůzvučnost R´w je rovna laboratorní neprůzvučnosti Rw. LOP se skládá obvykle z dutých kovových profilů, izolačního skla s deklarovanou, laboratorně nebo výpočtově ověřenou vzduchovou neprůzvučností a tepelněizolačních panelů, složených z různých vrstev. Maximální vážená vzduchová neprůzvučnost prosklených LOP je přibližně 52 dB a při zahrnutí faktoru přizpůsobení spektru CTR pak můžeme uvažovat o hodnotě okolo 46 dB. Další charakteristikou LOP je tzv. „flanking“, což je prostup zvuku připojovací spárou mezi pláštěm budovy a stropní deskou, nebo svislou dělící příčkou.
• Požární bezpečnost: Požadavky na požární bezpečnost obvodových stěn definují normy skupiny ČSN 73 08... Budova je obvykle rozdělena na požární úseky po patrech. Z hlediska konstrukce LOP je nejvhodnější budovu, která je rozdělena na jednotlivé požární úseky, doplnit samočinným hasicím zařízením (sprinklery). Pak nemusí LOP vykazovat žádnou požární odolnost. V případě, že je nutné realizovat požární pásy v obvodové stěně, je možné integrovat do rastrové konstrukce části s požadovanou požární odolností.
• Zatížení: U LOP se uvažují tři základní zatížení - zatížení větrem (ČSN EN 1991-1-4), užitné vodorovné zatížení a zatížení od vlastní tíhy (ČSN EN 1991-1-1).

Lanové sítě pro skleněné fasády

Předpjaté lanové sítě působící jako nosné konstrukce rozměrných fasádních ploch se stále více prosazují u prominentních fasád jak z hlediska vysoké transparentnosti, tak i estetiky a ekonomie konstrukce. Obvyklé realizace používají lanovou síť se čtvercovými oky 1,2÷1,8 [m], popř. s obdélníkovými oky až do delšího rozměru 2,4 m. Lana jsou obvykle jednopramenné konstrukce z nerezové oceli, s průměrem 19÷36 mm. Skleněné tabule jsou z vrstveného (laminovaného), tepelně zpevněného skla. Přípoje skleněných tabulí k lanové síti jsou průmyslové výrobky z nerezové austenitické oceli, a to buď šroubované („pavouky“), nebo svorkami s neoprénovými podložkami.

Numerická analýza a parametrické studie

Článek uvádí podrobnou numerickou analýzu reálných předpjatých lanových sítí pro skleněné fasády. Vychází ze zvolených parametrů jednotlivých součástí, numerický model v programu ANSYS validuje na provedených experimentech a verifikuje podle publikovaných numerických studií provedených v jiném softwaru.

• Pro modelování skleněných tabulí byl použit prvek SOLID 186, pro spojovací prvky ve formě šroubovaného přípoje („pavouky“) i svorek prvek SOLID 187 a pro lana BEAM 188.
• Ve styku povrchů skla a spojovacích prvků byl posun umožněn s třením, přitom součinitel tření byl volen podle doporučení 0,12.
• Lana mají na jednom konci uložení ve všech směrech tuhé, na druhém mají volný posun ve směru osy (umožňující zavedení předpětí). Spojovací prvky jsou k lanům po zavedení předpětí připojeny tuze.
• Všechny prvky zohledňují geometrickou nelinearitu, ale materiálové vlastnosti byly zavedeny jako pružné a izotropní.
• Po zavedení příslušného předpětí volné sítě byla síť přes spojovací prostředky spojena se zasklením a zatížena příslušným vnějším zatížením.

V rámci studie byly vyšetřovány dvě předpjaté lanové sítě se čtvercovým uspořádáním dvanácti skleněných tabulí 1,2×1,2 a 1,5×1,5 [m]. Skleněné panely jsou připojeny k lanovým sítím šroubovými bodovými držáky („pavouky“). Držáky z nerezové oceli (např. třídy 1.4404) mají dva otvory pro vodorovná a svislá lana. Panely jsou z tepelně tvrzeného bezpečnostního laminovaného skla s viskoelastickou mezivrstvou PVB (polyvinyl butyral) podle EN 16613. Pro lana byl uvažován systém Macalloy a jednopramenná vinutá nerezová lana konstrukce 1×19 s modulem pružnosti 107 MPa.

Vnější plošné zatížení představuje účinky větru podle ČSN EN 199-1-4. Z hlediska reálného návrhu mají být průhyby podle [6] omezeny na L/65 (L je menší z rozpětí lanové sítě) nebo 50 mm.

Čtěte také: Bebelplatz: Místo paměti

Tabulka níže shrnuje výsledky parametrické studie pro různé konfigurace lanových sítí a zasklení. Tučně uvedené hodnoty průhybů, popř. napětí, nevyhovují z hlediska podmínek mezních stavů uvedených v článku.

Z výsledků je patrné, že síly v lanech se po předpětí zvýšily až o 42 %, nicméně zůstaly hluboko pod návrhovou pevností. Studie poskytuje náhled k přístupu pro návrh těchto fasád a orientaci při výběru vhodných materiálů i postupů.

Konkrétní příklady realizací skleněných fasád

Danube House, Praha

Danube House, nová dominanta pražského Karlína, je první stavbou nově vznikající městské čtvrti River City na Rohanském ostrově v Praze. Na první pohled zaujme svým výrazným tvarem trojúhelníka v půdorysu i v řezu a řešením fasád, které tvoří obklad z červeného čínského pískovce a velké prosklené plochy a atypické okenní konstrukce výrazně vertikálního formátu. Na severní a východní straně budovy jsou umístěny kancelářské trakty, které od jihozápadu propojuje hlavní prosklená fasáda monumentálního atria, které je srdcem jak prostorového, tak nízkoenergetického konceptu tohoto domu.

Firma SIPRAL a.s. dodávala pro stavbu Danube House veškeré prosklené fasády, okenní konstrukce, střechu atria, vnitřní interiérovou fasádu kanceláří, konstrukce dveří atd. Z konstrukčního hlediska stojí za pozornost především tři celoprosklené fasády: hlavní jihozápadní, severní a východní fasáda. Všechny mají společné konstrukční i statické principy. Jedná se o fasády zavěšené na systému nerezových tyčových táhel, na nichž jsou vodorovně umístěny nerezové T-profily, které podpírají skleněné tabule ve vodorovných spárách. Pro zasklení všech fasád byla použita izolační, vysoce transparentní low-iron skla. Proti silám větru jsou fasády ztuženy systémem skleněných žeber, která zde fungují jako plnohodnotné nosné prvky. Toto řešení je zcela unikátní a v ČR bylo použito poprvé.

Hlavní jihozápadní fasáda atria je nejzajímavější částí celého obvodového pláště budovy. Je zavěšena na konzolách hlavní a sekundární nosné ocelové konstrukce atria. Skleněná žebra šířky 1 m a délek 3,5-9,6 m dle sklonu střechy svírají s hlavní fasádní plochou úhel cca 114° a jsou přímo součástí fasádní plochy. Vzniká tak 70 m dlouhá a téměř 35 m vysoká prolamovaná skleněná plocha.

Čtěte také: vše o izolačním zasklení stěn

Nejnáročnější částí projektu bylo vyřešení nezávislých dilatačních pohybů jednotlivých částí konstrukce hlavní fasády, které jsou navíc z různých materiálů. Pro tyto účely firma SIPRAL a.s. navrhla a zrealizovala poměrně složitý systém pevných a posuvných spojů. Z montážního i výrobního hlediska bylo rovněž velmi obtížným úkolem dodržení požadovaných vysokých přesností nerezových i skleněných prvků fasády, které jsou přímo kotveny do atypických styčníků ocelové konstrukce.

Fakulta humanitních studií Karlovy univerzity (FHS UK), Praha

Návrh přestavby původní menzy pro Fakultu humanitních studií Karlovy univerzity zachoval její tvar, podlažnost i proporce. Zásadní bylo vytvoření velkorysé centrální dvorany s horním osvětlením, které dovnitř proniká mezi nosníky střešního světlíku. Kladl se důraz na protihluková opatření a budova byla opláštěna dvojitou prosklenou fasádou. Předsazený fasádní plášť navíc umožnil přirozené větrání interiérů a umístění stínicích prvků do prostoru fasády.

Nová fasáda v 1. NP a 2. NP je složena ze dvou na sobě nezávislých stěn. Vnitřní z rastrového prosklení s vloženými tepelně izolačními dvojskly, v polovině podlaží spřažené vodorovnými paždíky. Otevíravá okna jsou umístěna v úrovni podhledu. Rastr této fasády je ze systémových hliníkových profilů hloubky 140 mm. Vnější skleněná fasáda je terčová. Skleněné panely byly kotveny systémovými čtyřbodovými kotvami. Obě fasády mají mezi sebou provětrávací mezeru šířky 900 mm, která umožňuje také jejich čištění. Řešilo se například zamezení vletu ptáků do dutiny předsazené fasády. Síla větru uvnitř předsazené fasády byla modelována na počítači. Ve výsledku to pak ovlivnilo změnu vedení žaluzií z lankového systému na systém vodicích lišt. Všechny LOP konstrukce byly také podrobně tepelně vypočítány, takže světlík v jídelně má proti projekčnímu návrhu trojsklo.

Inovativní produkty a řešení pro skleněné fasády

Společnost AGC nabízí kromě speciálních povlaků a vrstvených bezpečnostních skel i největší portfolio produktů, které splňují různé potřeby, od protisluneční ochrany až po nízkou emisivitu. Klienti mohou vytvářet vlastní barvy přizpůsobené konkrétním požadavkům každého projektu. Vytváření různých barevných kombinací s použitím jedné až čtyř barevných PVB mezivrstev nabízí tisíce možností!

• Floatglas: Velkoformátové floatové sklo s délkou až 18 metrů pro působivé designové možnosti.
• Čiré floatové sklo s nízkým obsahem železa: S bezkonkurenční 92% světelnou prostupností pro maximální využití denního světla.
• Stopray: Tvoří nejširší škálu neutrálního zasklení s protisluneční ochranou pro komerční budovy.
• Antelio: Široká škála čirých a barvených skel s protisluneční ochranou a příjemnou světelnou reflexí pro více soukromí i lepší komfort, ideální pro obytné a komerční budovy.
• Stratobel: Vrstvené bezpečnostní sklo, které umožňuje kombinovat téměř všechna skla AGC s průhlednými nebo průsvitnými barevnými PVB mezivrstvami. Osm standardních barevných provedení (škála Classic) pro módní řešení, která lze použít v bezpečnostních aplikacích.
• Stratophone: Vrstvené bezpečnostní sklo, které umožňuje kombinovat téměř všechna skla AGC se speciálními PVB mezivrstvami.

Řešení poskytovaná společností Yawal zahrnují strukturální fasády s možností integrace okna, účinného větrání nebo montáže fasádních žaluzií. Fasádní systémy Yawal jsou dostupné v úplné škále barev RAL, a to jak v matném, strukturálním, tak i lesklém provedení. Technologicky pokročilá konstrukce fasádních systémů je založena na profilech vybavenými pěnovými izolátory. Druhým velmi důležitým faktorem, který rozhoduje o správné tepelné izolaci fasády, je výběr vhodného vícevrstvého izolačního skla. Vynikající tepelné izolace skleněných tabulí je dosaženo vyplněním prostoru mezi jednotlivými tabulemi ušlechtilým plynem. Kromě toho se ve výrobním procesu používají kompozitní distanční rámečky mezi tabulemi, které rázně snižují tepelné ztráty vznikající na styku skla s profilem.

tags: #pristupovy #bod #sklenena #fasada #řešení

Oblíbené příspěvky:

• České stezky korunami stromů: Prožijte adrenalin
• Jak vybrat stahovací lať
• Motocykly se střechou pro městskou mobilitu
• Kompletní průvodce výběrem nátěrů na dřevo v exteriéru
• stavebniny The Partners a možnosti