Прозрачность превыше всего

«История архитектуры – это история борьбы за свет, борьбы за окна; вся история архитектуры вращается исключительно вокруг стенных отверстий», – писал знаменитый французский архитектор Ле Корбюзье. Окно он считал одним из важнейших элементов. Единственное, что не позволяло ему назвать стекло идеальным материалом для наружных ограждений, – это огромные теплопотери здания через фасадное остекление. Открыв для будущих поколений эстетику новой архитектуры, Ле Корбюзье рассчитывал, что со временем эта основная проблема стекла как строительного материала будет разрешена. И его ожидания в полной мере оправдались.

Сегодня наглядными свидетельствами победы в борьбе за свет стали не только «стеклянные» небоскребы и офисные здания, выросшие по всему миру, но и новые проекты загородных домов, которые готовы успешно выдержать суровые питерские зимы. Авторы наиболее популярных проектов стремятся по максимуму использовать широкие возможности алюминия и стекла как строительных материалов, дающих полную свободу для реализации творческого потенциала. Архитекторы раскрывают помещения навстречу солнцу, заменяя глухие массивные наружные ограждения и внутренние перегородки легкими прозрачными конструкциями. Ленточные световые проемы и витражи, расчлененные тонкими элементами остекления, создают впечатление, что пространство, заключенное внутри помещения, как бы переходит во внешнее пространство и тем самым объединяется с ним. Такие конструкции позволяют создать приятную атмосферу единения с природой, обеспечивая защиту обитателей дома от неблагоприятных погодных условий.

технологии открытости

Сопротивление теплопередаче светопрозрачных ограждений на сегодняшний день (исходя из требований изменений № 3 и 4 СНиП II¬3¬79 «Строительная теплотехника») почти в шесть раз меньше сопротивления теплопередаче наружной стены. Это означает, что тепловые потери через окна в шесть раз превышают теплопотери через наружную стену той же площади. Кроме того, через светопрозрачные ограждения поступает тепло солнечной радиации, в расчетные часы (в зависимости от ориентации поверхности и района строительства) до 400–600 Вт/м2, что приводит к перегреву воздуха в помещении в летнее время. Как же бороться с негативными последствиями нашей неодолимой тяги к свету?

К настоящему времени накоплен большой опыт измерений реальных динамических и статических нагрузок на профиль и изучения его «поведения» во время эксплуатации. В конструкциях окон с большой площадью остекления сегодня используются сталь, дерево, алюминий и металлопластик. Лучше всего зарекомендовали себя алюминиевые профили. Высокая теплопроводность металла сводится на нет с помощью многокамерных конструкций со вставками¬термомостами. Такие профили способны успешно защитить от мороза дом, построенный даже за Северным полярным кругом.

Еще один относительно новый и интересный метод строительства – технология структурного остекления. Она позволяет добиться эффекта сплошной остекленной поверхности. На внешнюю сторону фасада при этом не выходят никакие поддерживающие элементы, а устойчивость конструкции обеспечивается с помощью специального силиконового герметика. В систему структурного остекления могут быть встроены окна, часто открывающиеся наружу, причем таким образом, что при закрытых створках различия на фасаде между открываемыми и глухими блоками заметить невозможно. Впрочем, структурный фасад является одним из самых технически сложных по монтажу из всех типов светопрозрачных фасадов и применяется только в индивидуальном проектировании, да и то крайне редко.

Стекла будущего

Из методов улучшения теплозащиты светопрозрачных конструкций в мировой строительной практике, помимо совершенствования конструкций переплетов, известны увеличение числа слоев стекла в остеклении, устройство кондиционированных окон, а также применение стекол с селективными оптическими свойствами, которые в значительной степени отражают энергию длинноволнового инфракрасного диапазона (2500–25 000 нм).

Обыкновенное, триплекс и энергосберегающее стекло существенно различаются по цене; кроме того, встречаются их модификации: зеркальные, тонированные, с переменным коэффициентом пропускания. Особой популярностью пользуются низкоэмиссивитетные стекла (эмиссивитет – коэффициент, характеризующий способность материала отражать тепловое излучение). Следовательно, чем ниже эмиссивитет, тем меньше потери тепла. В настоящее время известны два типа низкоэмиссивитетных покрытий. Первый – это так называемое жесткое покрытие, представляющее собой слой оксида металла, наносимый методом пиролиза на поверхность стекла в горячем состоянии при его производстве. Второй тип – мягкое покрытии, наносимое в вакууме методом катодного распыления в магнитном поле по завершении процесса производства. Производство энергосберегающего стекла хорошо развито в мире, и объемы этого производства продолжают неуклонно расти в связи с ростом спроса. К примеру, в Германии производство низкоэмиссивитетного стекла за последние пять лет выросло в пять раз и составляет сейчас 69% общего объема выпуска энергосберегающего остекления.

Теплопроводность остекления может быть дополнительно снижена и в результате использования инертных газов (аргона, криптона) для заполнения стеклопакетов. Нередко при большой площади остекления фасадов необходимо дополнительное усиление конструкции в виде самостоятельного стального каркаса либо крепления к плитам перекрытия. В большинстве случаев для конкретного индивидуального или тиражируемого проекта применяются специальные конструкторские решения, основанные на технологических соображениях, опыте проектировщика и запросах заказчиков.

В широком спектре современных технических решений выделяется технология стеклопакетов «Тепловое зеркало». Натяжение одной или двух низкоэмиссионных прозрачных мембран во внутреннем пространстве стеклопакета решает проблему тяжелых оконных конструкций с трех¬ и четырехслойным остеклением. Комбинация мембран настолько повышает энергоэффективность окон, что они выполняют уже не только ограждающую и теплосберегающую функции, но и отопительную. Существенный «минус» новой технологии – высокая стоимость стеклопакета с «тепловым зеркалом».

Проекты для светопоклонников

От описания технологий перейдем к описанию проектов. Ярким примером скромного экономичного дома со сравнительно большой степенью остекления можно считать двухэтажный газобетонный коттедж общей площадью 149 кв. м (проект E¬1284¬0). Быстровозводимый, рационально спланированный, экономичный по материалам, этот дом – настоящая находка для небольшой семьи со средним достатком. Его можно отнести к категории доступного жилья. Пять жилых комнат и кухня разместились на одном этаже и в мансарде. Подвал и чердак отсутствуют. В мансарде окна верхнего света. Вход в дом решен с продольной стороны. Минуя небольшой тамбур, можно сразу оказаться в центре пространства. Перед глазами открывается большое гостевое помещение, образованное гостиной и кухней¬столовой. Справа – лестница на мансарду и небольшая жилая комната, слева – котельная и санблок. Мансарда – интимная, спальная зона дома. Террасы первого этажа гармонично дополняют внутреннюю планировку дома. За счет остекления этот коттедж всегда наполнен светом, пока светит солнце.

Пример более дорогостоящего дома для «светопоклонников» представлен проектом F¬1265¬0. Этот трехэтажный коттедж площадью 230 кв. м может быть возведен как из бетона, так и из кирпича. Находка планировочного решения – красивая и комфортабельная угловая гостиная – нашла свое отражение на фасадах в виде двусветных витражей. Гармоничность внутренней планировки и внешнего облика дома характерны для этого проекта. Дом красив снаружи, удобен внутри. По проекту в нем три этажа, решенные со смещением уровней. Такой прием позволяет максимально полно использовать внутреннее пространство дома. Подвал занят зоной релаксации с сауной, комнатой отдыха и техническими помещениями. На первом этаже расположены веранда и кухня, на полэтажа выше – ванная комната и небольшая гостевая спальня. Мансарда также двухуровневая. На нижнем уровне находятся спальня хозяев дома с гардеробной и просторный холл с видом на второй свет гостиной. Выше – две небольшие детские спальни.

Большая площадь остекления нередко используется в проектах домов, предназначенных для узких участков, чтобы нивелировать недостатки территории обилием естественного света в интерьере. Кирпичный дом площадью 187 кв. м (проект F¬1014¬0) в плане представляет собой вытянутый прямоугольник. И хотя главным фасадом является продольный фасад, с которого решен вход в дом, наиболее интересны торцевые. Так, фасад со стороны гостиной имеет огромный двусветный витраж, за счет которого внутреннее пространство наполняется воздухом и солнечным светом. А попасть на первый этаж можно по довольно высокой лестнице, так как дом возвышается над поверхностью земли на полтора метра. На первом этаже, кроме гостиной, расположены две спальни и ванная комната. Небольшая кухня отделена от гостиной барной стойкой. Из гостиной же можно подняться на мансардный этаж, где еще две спальни и кабинет. Интересным и необычным представляется решение кабинета. Свет сюда проникает через мансардные окна и остекленный витраж, заменяющий перегородку со стороны второго света гостиной.

В заключение – ложка дегтя. Несмотря на торжество энергосберегающих технологий, застройщику загородного дома с большой степенью остекления в любом случае придется смириться с очевидным фактом: повышенная площадь остекления приводит к увеличению затрат на обеспечение заданных параметров внутреннего воздуха. Нередко может потребоваться установка котла большей мощности, увеличение числа секций радиаторов отопления, использование комбинированных систем отопления (теплый пол в сочетании с радиаторами), а также, если мы говорим о теплом времени года, установка специальных устройств для вентиляции и кондиционирования воздуха. Кроме того, любые современные эффективные (с точки зрения теплозащиты) светопрозрачные ограждения существенно дороже, чем стеновая конструкция аналогичной площади. Но, несмотря на все сложности, большинство владельцев коттеджей с большой степенью остекления никогда не жалеют о дополнительных тратах в процессе строительства. По их мнению, открытость свету и очевидные плюсы от стирания границ с природой стоят любых жертв.