Светопрозрачныенаружные ограждения.

Исторические сведения.

Общие требования.

Окна и балконные двери.

Витражи и витрины

 

 

Наиболее часто используемое отверстие для освещения и проветривания внутренних помещений здания, и второе по важности после входных дверей отверстие на фасаде – окно. Исторически сложилось, что это отверстие укреплялось в верхней части горизонтальной балкой-перемычкой или сводом с замком. Вертикальный откос оконного проема и горизонтальный наружный подоконник образуют прямоугольник, который может быть разделен импостом и стойкой. Сводчатые перемычки в форме арки перекрывают не только оставшиеся отверстия, но и придают окну разнообразные контуры. Сложность укрепления верхней перемычки окна приводила в прошлом к превышению высоты над шириной. Поэтому в основном преобладали вертикальные форматы окон, обрамление которых в зависимости от архитектурной задачи было скромным или пышным.

Так в средней Европе отверстия в стене необходимо было укреплять, закрывая от порывов ветра и снега, но при этом было необходимо обеспечить доступ свету. Для этого было испробовано множество конструкций и материалов. Наиболее подходящим решением на протяжении столетий оказалась застекленная подвижная рама из дерева. Наличие только маленьких форматов стекол предполагало вначале разделение оконной створки свинцовыми прутками и деревянными поперечинами. Только начиная с 1845 г. стало изготовляться плоское стекло. И только в 20 веке появился метод вытяжного проката для стекол больших размеров.

Различные варианты формата окна и его размеров, виды обрамления и разделения и, наконец, возможности расположения окон сделали «глаза дома», вероятно, самым важным элементом оформления фасадов.

Уже в древности стали делать откосы окон скошенными. Окна стали делать сдвоенными или расположенными в виде аркады, что улучшало освещение помещений и обогащало архитектурный вид здания.

Окна средневековых жилых домов закрывались оконными ставнями, чаще всего расположенными изнутри, а, начиная с XIIIвека, всегда застеклялись в верхней части ромбовидными или круглыми с утолщением посредине стеклами.

В готический период в результате использования каркасных конструкций окна, и прежде всего, окна культовых сооружений достигли значительных размеров и выполнялись на высоком художественном уровне. Стрельчатые перемычки над стрелообразными окнами заполнял ажурный каменный орнамент, формы которого неоднократно изменялись, вплоть до позднеготического периода. С начала эпохи Ренессанс каменные обрамления окон, по большей части прямоугольные или полуциркульные, стали снабжаться рамами с орнаментальными украшениями. Область перемычек украшалась сандриками, а наружные подоконники иногда опирались на консоли.

Развитие науки и техники, стекольной промышленности и строительного искусства сделало возможным превращение фасадов здания в сплошные зеркальные поверхности, пропускающие только необходимую часть солнечного спектра в помещения, вот потому, сегодня мы уже говорим не про окна, как элемент фасада, а в целом, о светопрозрачных ограждениях.

Основные светопрозрачные ограждения зданий – это окна и балконные двери; дополнительные – витрины и витражи, которые применяют при размещении на первых этажах предприятий торговли, служб сервиса и выставочных залов. Конструкции наружных входных дверей также содержат светопрозрачные элементы.

Наличие светопрозрачных ограждений – обеспечение необходимой величины естественного освещения основных помещений и возможность визуального контакта с окружающей средой. В подсобных помещениях визуальный контакт не обязателен.

Конструкции светопрозрачных ограждений подвержены силовым и не силовым воздействиям: снаружи на них воздействуют ветровые нагрузки, атмосферные осадки, переменные температура и влажность воздуха, солнечная радиация, шум, пыль и водорастворимые химические примеси в атмосферной влаге; изнутри – потоки тепла и пара, шум.

Соответственно перечисленным воздействиям конструкции светопрозрачных ограждений должны обладать: необходимой прочностью и жесткостью; герметичностью сопряжений элементов светопрозрачного ограждения друг с другом и со стеной при температурно-влажностностных деформациях конструкций и инфильтрации наружного воздуха; соответствующими условиями эксплуатации, величины звукоизоляции и сопротивления теплопередаче. В районах избыточного освещения конструкции светопрозрачного ограждения дополняют элементами солнцезащиты. Конструкция светопрозрачного ограждения должна быть химически стойкой, а также износостойкой к абразивному воздействию пыльных ветров, легко поддаваться очистке. Для выполнения своих основных функций светопрозрачное ограждение должно сохранять прозрачность в любое время года; снижение прозрачности вследствие образования конденсата или обледенения не допускается.

Конструкции ограждений состоят из светопрозрачного материала и обрамляющих его элементов. Основной светопрозрачный материал – силикатное стекло. Для ограждения подсобных и коммуникационных помещений наряду со стеклом могут быть применены стеклоблоки и стеклопрофилит. Эти материалы обеспечивают рассеянное естественное освещение и защиту от радиации, но исключают визуальный контакт с внешней средой.

В качестве обрамляющих конструкций используют деревянные, алюминиевые, дерево- алюминиевые, пластиковые и металлопластиковые, стальные и железобетонные элементы.

Поскольку светопрозрачные и обрамляющие элементы имеют различные температурные и влажностные деформации, в местах их сопряжений предусматривают зазоры. Они исключают разрушение стекла при обжатии металлическим обрамлением или набухающей при увлажнении древесиной. Зазоры заполняют упругими материалами, морозо – и озоностойкой резиной или полимерными компенсаторами и герметиками, защищающими места сопряжения от инфильтрации наружного воздуха.

Обычно, стандартная светопрозрачная конструкция состоит из стационарной контурной обвязки – коробки, неподвижно закрепленных стеклянных створных элементов – переплетов и подоконной доски. При площади проемов более 2 м2. для обеспечения жесткости коробки вводят промежуточные вертикальные и горизонтальные бруски – импосты и средники. Коробки с навешенными на них переплетами называют столярными блоками, а в случае не металлических переплетов, - оконными блоками. Часто конструкция оконного блока объединяет окно и балконную дверь.

Размеры окон сегодня назначают в соответствии с нормативными требованиями естественной освещенности, архитектурной композицией, экономии единовременных и эксплуатационных затрат.

 

Энергия солнца и стекло.

Огромное значение сегодня уделяется вопросам энергосбережения, и в первую очередь использованию солнечной, лучистой энергии, попадающей в наши дома через светопрозрачные ограждения. Большая часть энергии, которую мы получаем от солнца, поступает в виде коротковолнового излучения. Когда это излучение падает на поверхность твердого или жидкого тела, поглощается и преобразуется в тепловую энергию, тело нагревается и отдает часть энергии окружающей среде (воздуху, воде, другим твердым и жидким телам) и вторично излучает его на другие тела, имеющие более низкую температуру. Это излучение является длинноволновым.

Стекло, легко пропуская коротковолновое излучение, является плохим проводником длинноволнового излучения. После того как энергия солнца проникла через стекло и была поглощена каким-либо телом, находящимся за ним, тепловая энергия путем излучения передается наружу значительно хуже. Следовательно, стекло работает как тепловая ловушка. Это явление известно под названием «парниковый эффект». Именно на парниковом эффекте основан принцип действия большинства установок, аккумулирующих солнечное излучение и преобразующих солнечное излучение и преобразующих его в тепло.

В связи с современной ситуацией по энергосбережению, огромное значение в мире пробрели технологии, позволяющие снижать потери тепла ограждающих конструкций зданий и сооружений. И если ранее требования по теплоизоляции предъявлялись, в основном, к непрозрачным ограждающим конструкциям, а также к профильным системам и конструкциям узлов примыканий, то развитие технологий обработки стекла позволило снижать теплопотери зданий и за счет улучшения теплосберегающих свойств стекла. Придание энергосберегающих свойств стеклу связано с нанесением на его поверхность низкоэмиссионных оптических покрытий, а само стекло с таким покрытием получило название низкоэмиссионного стекла. Эти покрытия обеспечивают прохождение в помещение коротковолнового солнечного излучения, но препятствует выходу длинно волнового теплового излучения.

В иных случаях активно используют так называемое «солнце защитное стекло». Это стекло, обладает способностью снижать пропускание световой или тепловой солнечной энергии. Отличительной чертой современной архитектуры являются огромные поверхности стеклянных фасадов как элемент дизайна. С солнцезащитными стеклами у архитекторов появляется намного больше простора для творчества, для более эффектной расстановки акцентов. Одновременно достигается высочайший уровень экономичности, так как, выигрывая в привлекательности здания, его создатели и пользователи получают еще и снижение потребления энергии. Солнцезащитное стекло заботится как о достаточной освещенности, так и о комфортной температуре в помещении, ограничивая доступ тепловому излучению. Таким образом, расходы на поддержание заданной климатической среды внутри помещения могут быть значительно снижены.

Современные технологии производства окон из металопласта, сделали возможным создания самых разнообразных конструктивных форм оконных блоков, что дает возможность различного назначением их эксплуатации. Это и оконные рамы с вертикальным и горизонтальным открыванием фрамуг и форточек для проветривания помещений. Интересны конструкции «зенитных» или мансардных окон предназначенных для встраивания в наклонную плоскость кровли мансардных этажей, которые могут превратить мрачный чердак в светлое и приятное помещение. В состав оконного блока могут вмонтироваться жалюзийные решетки, и снабжаться противомоскитные сетки. Но не только мансардные окна могут освещать чердачные помещения.

 

Стекло применяемое в архитектуре можно разделять:

- по качеству его поверхности – полированное и не полированное;

- по способу упрочнения – обычное отожженное, закаленное и упрочненное химическими или иными способами;

- по цвету – бесцветное и цветное;

- по профилю – плоское, волнистое и гнутое. Но этот вопрос следует рассматривать в особом разделе.

 

Витражи.

Витражи представляют собой большие участки наружного светопрозрачного ограждения высотой в один или несколько этажей. Протяженность витража может составлять несколько метров или равняться всей длине фасада. Назначение витража – обеспечение естественной освещенности помещения и визуальной связи внутреннего пространства с внешним. Конструкция наружного ограждения в виде витража может быть принята также по композиционным и конструктивным соображениям. Композиционно архитектор применяет витраж как элемент, создающий выразительный художественный контраст с глухой частью наружного ограждения. Наиболее характерно применение витражей в крупных общественных зданиях – выставочных павильонах, спортивных залах, магазинах и др.

Конструкция витража состоит несущего каркаса (коробки), воспринимающего ветровые нагрузки, и переплетов с большеразмерным (площадью до 3,5 х 4,5 м) стеклом толщиной 8 -12 мм. Несущие элементы витража выполняют из стальных профилей различных сечений, либо из алюминиевых трубчатых профилей. Сопряжения стекла с металлом осуществляется через эластичные прокладки. Крепление стекла, в алюминиевых переплетах, осуществляется на алюминиевых штапиках с пружинной защелкой, а в стальных, чаще всего, на винтах.

Соответственно климатическим условиям витражи выполняют с одинарным или двойным остеклением.

 

Витрины.

Витрины представляют собой большие светопрозрачные ограждения первого этажа торгового предприятия (отдельно стоящего или встроенного в жилой дом), предназначенные для экспозиции товаров.

Витрины и витражи могут быть запроектированными непроходными – с расстоянием между наружным и внутренним остеклением до 350 мм и проходными с расстоянием между стеклами не менее 450 мм. По функциональным соображениям это расстояние может быть увеличено до 1 – 1.3 м. /расстояния между стеклами в магазинах рекомендуется: продовольственных – не менее 0,5м; промтоварных – 0,6 – 0,7м; мебельных – 1,3/. Ширина витрин определяется соображениями архитектурно-художественными, технологическими, бытовыми. Высота проема витрин должна быть не менее 1,5м.

Проходные витрины более удобны в эксплуатации, проще по конструкции и менее материалоемки, так как требуют только одного створного проема во внутреннем остеклении или с торца витрины (из тамбура). В непроходных витринах для очистки внутренней поверхности стекол требуется по всей поверхности внутреннего остекления предусматривать открывающиеся створки. При проектировании витрин необходимо учитывать эксплуатационные требования защиты больших светопрозрачных поверхностей от конденсата, обледенения и снижения их блесткости. С этой целью межстекольное пространство вентилируют более сухим наружным воздухом через небольшие отверстия в верхних и нижних обвязках наружного переплета. Для притока воздуха в торговый зал допускается проектировать фрамуги. Предусматривают обдув внутреннего остекления струей теплого воздуха от отопительной системы. Наружные переплеты витрин проектируются глухими. Внутренняя стенка (внутренний переплет) должен иметь входные створки шириной не менее 0,6м.

Блесткостьвитрин может быть устранена при размещении наружного остекления с отклонением от вертикали на 10 – 15 *. Непроходные витражи размещают обычно в толще наружных стен. Для размещения наружного ряда остекления проходных витрин предусматривают горизонтальные консольные выносы из плоскости цоколя и наружной стены, либо второй цоколь, параллельный основному цоколю здания.

Витрины магазинов должны устраиваться просматриваемыми с улицы и торгового зала. Витрины не продовольственных магазинов должны иметь экспозиционные площадки. В продовольственных магазинах устройство экспозиционных площадок не обязательно. Отметка экспозиционной площадки витрины не должна быть выше 0,8 м от уровня тротуара. Не рекомендуется проектировать высоту экспозиционной площадки ниже 0,45м от уровня тротуара.

Конструктивное решение витрин должно обеспечивать удобный доступ к выставленным образцам товаров, возможность протирки стекол и уборки пространства между ними. Для защиты наружного остекления витрины ограждают металлическими поручнями на консолях.

 

 

Вопросы для проверки:

1. Назначение светопрозрачных ограждений.

2. История развития окон.

3. Характер светопрозрачных ограждений.

4. Конструкции светопрозрачных ограждений.

5. Витражи их назначение и конструкции.

6. Витрины их типы и конструкции.

7. Требования к витринам.

8. Светопрозрачныеперегородки.

9. Стекло и солнечная энергия.

 

Лекция – 15

Портал здания.

Входные двери. Тамбура.

Балконы, лоджии, эркеры

 

 

Порталы.

Каждое здание имеет вход. В зависимости от архитектурно-художественной задачи, поставленной перед зодчим, оно может быть скромным или пышно оформленным, но в любом случае он состоит из рамы и подвижной, запирающейся на замок или щеколду дверной створки. Наиболее представительные входы называются порталами. Своими украшениями они могут символизировать богатство или власть владельца, сигнализировать о гостеприимстве или обороне, но всегда архитектурно определяют входной фасад. Есть целые сооружения, имеющие только функцию портала: это триумфальные арки, городские ворота, надвратные сооружения крестьянских дворов, крепостей и замков, а также отдельно стоящие вестибюли современных общественных и промышленных зданий.

Уже античные зодчие достигли высокого уровня в оформлении порталов при входе в город, дворец или храм. Археологи открыли для нас и восстановили Вавилонские ворота богини Иштар (ок.570 г. До н.э.), рыночные ворота из Милета, в городе Трир сохранились римские городские ворота порта Нигра (3 век).

Самые великолепные средневековые порталы сохранили культовые здания. Полуциркульные порталы романского периода, как правило, вырубались в толстых стенах со ступенчатыми косяками. Этот «ступенчатый» прием оформления входов был распространен и в строительстве русских храмовых сооружений средневековья.

Перспективные порталы, украшенные скульптурами, со стрельчатыми арками, над которыми часто поднимался стрельчатый фронтон (вимперг), характерны для периода готики. В позднеготический период перспективные порталы постепенно исчезают. Портал с килевидной (мавританской) аркой использовал стержневую структуру из утолщений (валиков) и выкружек. Как правило. В готических церквях было несколько порталов, служивших вполне определенным целям, например, портал невест.

Итальянские сооружения периода ренессанса не отличаются роскошью порталов, самым распространенным архитектурным мотивом на протяжении столетий стал заимствованный из античности колонный портик.

С огромной пышностью украшались порталы периода барокко, единственные в своем роде по рисунку и пластике. Над полуциркульными, коробчатыми или сегментными арками, над монументальными замковыми камнями и картушами с гербами «пылали» изломанные орнаменты в виде свитков, а на средних ризолитах целые группы аллегорических скульптур доходили до верхних этажей. Порталы церквей периода позднего барокко напоминают о триумфальных арках для религиозных процессий. В период позднего барокко собственная архитектурная ценность порталов быстро пошла на убыль, чтобы в период классицизма снова отдать предпочтение скромному портику.

После того как историзм вновь возродил богатые формы порталов прошлых эпох, и закончилась короткая фаза стиля модерн, порталы вновь стали скромными, но вследствие использования остекления, более прозрачными. Вход в здание с подчеркнутым специальным назначением и сильно выступающим в виде консоли защитным навесом и дверными створками на фотоэлементах сегодня следует рассматривать как самое предпочтительное место для размещения произведений прикладного и монументально-декоративного искусства, связанного с архитектурой.

Входные двери жилых домов проектируют, как правило, деревянными, металлическими (цельными или остекленными) или стеклянными, глухими. Они бывают одно – или двухпольными, с одинаковыми или разными по ширине полотнами. Размеры дверей, обычно стандартизованы. Высота их составляет 2 или 2,3 м. Ширина однодольных дверей – 0,9 м, ширина двухпольных дверей с одинаковыми полотнищами – 2 м, с неравными – 1,5 м и 1,3 м.

Конструкция дверей состоит из прямоугольной замкнутой дверной коробки, нижний профиль, которой выполнен с порогом или без него и навешиваемого на коробку на петлях дверного полотна (одного или двух). Обычно двери поставляют на стройку в виде готового столярного блока, потому при проектировании необходимо подбирать формы дверей и размеры дверного проема по каталогам выпускающих фирм.

Двери общественных зданий бывают раздвижными и вращающимися. Такие двери выбирают только по каталогам или заказывают индивидуально.

Нижнюю часть дверных полотен с обеих сторон защищают от загрязнения полосами из декоративного слоистого пластика или металлического (бронзового или латунного) листа, который крепится на шурупах. Для остекления дверей применяют узорчатое, полупрозрачное стекло толщиной 4 – 5 мм. На остекленные двери иногда устанавливают дополнительно декоративные металлические решетки. Входные двери снабжают декоративными ручками открывания, а также соответствующей фурнитурой.

 

Внутренние двери.

Ряды опор позволяют открывать помещения и собирать их в большие комплексы пространств. Этот принцип важен при сооружении залов, особенно общественных зданий прошлых веков, и при этом каждый раз являет собой особый случай. Как правило, архитектурные объекты включают в себя изолированное одно от другого внутреннее помещения, служащее разным целям. Один из классических примеров – отдельная квартира. Все внутренние помещения, частично объединяются с помощью дверей. Как и порталы, двери, как правило, состоят из рамы, плотно соединенной с отверстием в каменной кладке, и дверного полотна, свободно подвешенного к боковым дверным петлям.

В качестве запора двери используют ручки и щеколды, их можно дополнять дверной замок. Разработано и опробовано множество приспособлений, чтобы особенно широко и гостеприимно распахнуть двери: это и дверь, состоящая из двух створок, и раздвижная дверь и дверь-ширма. В качестве материала для дверей чаще всего используют дерево или похожие на него материалы, а также металл и стекло.

С точки зрения и расположения двери могут иметь весьма скромную функцию закрывания. Так и соответствовать более высоким требованиям в зданиях и помещениях парадного назначения. Среди них складчатые опоры и богатые обрамления из благородных металлов с колоннами по обеим сторонам и венчающим антаблементом, с живописными десюдепортами или скульптурными украшениями. Возможны сложные по рисунку дверные полотна с рельефами.

Двери в исторических залах для торжеств или культовых помещениях почти не отличаются по пышности форм от входов в здания и порталов. Все сказанное относится к дверям в парадных залах Зимнего дворца, Эрмитажа, Павловского и Царскосельского дворцов. Одним из наиболее производящих впечатление расположением дверей служит анфилада: соединительные двери нескольких соседних помещений располагаются в этом случае на одной оси так, что весь ряд комнат образует при открытых дверных створках цельное пространство, полностью обозреваемое и свободное для прохода. В каждом случае дверь служит составной частью стены и должна вписываться в рисунок ее оформления. Решающую роль в данном случае играет функция прохода: она определяет, использовать ли неброские формы типа двери, оклеенные обоями, или подчеркнуть двери всеми доступными декоративными средствами.

Большинство дверей, используемых в городских и деревенских домах, состоят, начиная со средневековья, из досок, которые скрепляются между собой двумя шпонками. На шпонках укреплялись дверные полотна, образующие с металлическим шарниром единое целое. Петли, навесы и головки гвоздей могли украшаться в процессе ковки орнаментами. На исходе средневековья дверная конструкция начала походить на развитые мебельные конструкции. Теперь дверную створку, закрытую дверной филенкой, удерживает рамочная конструкция. В результате использования более крепкого дерева для рамы и более тонкой филенки возникла живая кессонная поверхность. Рисунок и пропорции филенок, а также выбранные породы дерева, вплоть до интарсии, создавали многочисленные возможности для оформления, к которым добавлялись также и орнаментальные украшения.

Двери покрывали краской и бесцветными лаками. Очень эффектно выглядели двери, кованные из железа, решетчатые двери. В конце 19 века используют изысканное застекление дверей, которое весьма оживляет дверные створки стиля модерн. Вот уже более ста лет назад филенчатую дверь заменила закрытая рамочная конструкция. С этого времени фанерованные и лакированные панели из фанеры и твердых волокон образуют совершенно ровную и гладкую поверхность двери. Поскольку в настоящее время весьма популярны в архитектуре прозрачные перегородки. То появились двери из цельных кусков стекла без всякого обрамления.

Сегодня, из соображений экономии дорогостояще древесины дверные полотка стали изготовлять из древесностружечной плиты, фанерованных древесных отходов, пластика, МДФ и пр. дверные конструкции изготавливаются на высокотехнологичных предприятиях и доставляются на стройплощадку в готовом виде с необходимой фурнитурой.

В соответствии с назначением двери проектируют одно – и двухпольными, глухими и остекленными, правыми и левыми, с порогом и без порога. Входные двери в квартиру проектируют с порогом, внутриквартирные, как правило, без порога.