Американцы, излишняя предприимчивость которых часто ставится им в упрек, тем не менее, в своей постоянной погоне за прибылью сумели породить массу идей, определивших целые технологические направления и даже этапы научно-технической революции. В частности, стремление сэкономить на плате за землю вызвало к жизни появление небоскребов, а чтобы сделать эти каменные глыбы легче и изящнее, американские инженеры в 50-х годах стали экспериментировать с каркасными фасадными системами. И преуспели. Сегодня остекленный фасад или витраж - один из самых излюбленных приемов архитекторов.

Системные профили
Любая фасадная система состоит из столбов и поперечин - стоек и ригелей. Они составляют скелет фасадной системы, который "обрастает" стеклом, стеклопакетами, декоративными вставками, из алюминия — кассетами, окрашенным профилированным листом или композитными декоративными панелями. Многие системы позволяют устанавливать даже солнечные модули с фотоэлементами для аккумулирования солнечной энергии Термин "система" связан с тем, что огромная номенклатура различных видов профилей и дополнительных элементов к ним оказывается своеобразным конструктором, дающим возможность изготавливать окна, двери, крыши, фасадные конструкции и интегрировать эти отдельные элементы в единое целое. Многообразие элементов в современных профильных системах столь велико, что позволяет воплотить практически любые архитектурные решения. При проектировании фасадов уникальных и представительских зданий часто бывает недостаточно номенклатуры системных профилей, и ведущие фирмы разрабатывают специально под конкретный объект особые индивидуальные профили и даже системы. Различные материалы нельзя бездумно комбинировать друг с другом. Если основные конструкции фасада выполнены из алюминия, то применение ПВХ-окон недопустимо, т. к. коэффициент температурного расширения у алюминия в два раза ниже, чем у пластика.
Фасадными системами можно обшивать здания, требующие уже серьезного ремонта, придавая им одновременно современный и респектабельный вид.

Алюминиевые профили
Для стеклянных фасадов используются в основном алюминиевые профили, которые могут усиливаться, если это требуется по статическому расчету, стальными (при условии специальной обработки поверхности металлов во избежание электрокоррозии), т. к. по несущей способности алюминий уступает стали Профили изготавливаются, как правило, из трехкомпонентного сплава алюминий-магний-кремний и имеют антикоррозионное покрытие. Алюминий обладает высокой теплопроводностью, поэтому обычно все производители выпускают два вида профилей: "холодные" и "теплые" "Холодные" профили не походят для фасадов отапливаемых зданий. Теплые" профили имеют в своей конструкции теплоизолирующую вставку, которая прерывая поток тепла, обеспечивает лучшую теплоизоляцию профиля. Вставка изготавливается из армированного стекловолокном полиамида Для повышения термо- и звукоизоляции она может быть заполнена полиуретаном. Несущие профили имеют достаточно сложную геометрию. Они должны иметь дренажные каналы, каналы для резиновых уплотнителей, удерживающих стекло, и винтовые каналы для обеспечения возможности винтового крепления в любой точке основного профиля прижимной планки. В камеру профиля может быть вставлен дополнительный алюминиевый усиливающий профиль. Размер несущего профиля по глубине может быть разным в зависимости от рекомендуемой или необходимой жесткости и прочности. Профили из алюминия можно анодировать в естественный цвет, имитировать поверхность различных материалов, окрашивать порошковым методом в любой из цветов RAL
Форма внешних декоративных накладок может быть самой разной - плоской и коробчатой, полукруглой и чечевицеобразной.

Стальные профили
Стальные профили, также как и алюминиевые, могут быть "теплые" и "холодные". До недавнего времени существенным недостатком стальных профилей, в отличие от алюминиевых, считалась коррозия Сегодня для изготовления профилей используется гальванизированная сталь, что в сочетании с порошковой окраской или покраской эпоксидными красителями высокой стойкости уменьшает риск появления коррозии Для фасадных конструкций стальные профили широкого распространения не получили. Тем не менее, они достаточно широко применяются как усиливающие элементы в алюминиевых и комбинированных системах.

Комбинированные профили
Внешне комбинированные профили похожи на ПВХ, которые всем хорошо знакомы по пластиковым окнам и дверям. Но фасадные ПВХ-профили усилены армирующим стальным профилем. В системе фирмы REHAU (Германия) как основа фасадной конструкции разработан Т-образный профиль из ПВХ со стальным оцинкованным армирующим сердечником. Данный Т-образный профиль используется и как стойка, и как ригель. Дополнительные термомосты в фасадных конструкциях из пластика не нужны. Т-образный профиль имеет 3 пустотелые камеры. Таким образом, стальная арматура Т-профиля отделена от алюминиевой прижимной планки, как и от арматуры усиления стойки. С таким принципом строения фасад имеет коэффициент теплопередачи конструкции 1,7 Вт/кв. м К. Достоинство фасада из такого профиля - возможность встраивания пластиковых окон.

Стекло
Не менее важную роль при создании фасадной конструкции играет стекло. Создание больших стеклянных поверхностей стало возможным благодаря появлению новых технологий производства стекла, в том числе функционального, т. е. обладающего особыми свойствами и декоративного. Для климатических условий Украины особую остроту приобретает проблема энергосбережения, поэтому для уменьшения потерь тепла применяют многослойное остекление (стеклопакеты) и энергосберегающие стекла Придание энергосберегающих свойств стеклу связано с нанесением на его поверхность низкоэмиссионных оптических покрытий, а само стекло с таким покрытием получило название низкоэмиссионного. Эти покрытия обеспечивают прохождение в помещение коротковолнового солнечного излучения, но препятствует выходу их помещения длинноволнового теплового излучения, например от отопительного прибора. Солнцезащитные стекла обладают способностью понижать количество световой и солнечной тепловой энергии. Солнцезащитными, например, являются окрашенные по всей массе стекла, а также некоторые виды стекол с покрытиями. Однако использование тонированного стекла с коэффициентом пропускания меньше 50% в качестве облицовочного фасадного остекления не рекомендуется, поскольку в жаркий день панели из него могут нагреваться до 80-90 град и выше, что создает большие температурные напряжения, которые могут привести к разрушению. В этом случае необходимо применение специальных закаленных, армированных и ламинированных стекол. Увлечение тонированным остеклением, дающим значительно отличающийся от природного спектральный состав света, чревато и ухудшением самочувствия - теряется чувство времени, портится зрение и проч., поэтому в Европе от этой моды отказались. Таким образом, выбор остекления должен определяться не только эстетическим соображениями, но и оптико-энергетическим характеристиками стекла и их биологическим воздействием.
Ламинированное стекло (триплекс) - архитектурное стекло, состоящее из двух или более стекол, ламинированных вместе с помощью пленки или специальной жидкости. Ламинирование не увеличивает механическую прочность стекла, однако при разрушении осколки стекла остаются приклеенными к пленке. Армированное стекло - листовое безопасное стекло с металлической сеткой. При пожаре оно может треснуть, но арматура удержит его на месте, предотвращая тем самым распространение огня и дыма. Осколки стекла не выпадают даже при образований нескольких разломов. Закаленное стекло - стекло, у которого путем химической или термической обработки повышается прочность к ударам и перепадам температуры. При разрушении закаленное стекло распадается на маленькие безопасные осколки. Закаленное стекло не подлежит механической обработке, поэтому выполняться она должна до процесса закаливания. Закаленные стекла могут применяться при производстве стеклопакетов или ламинированных стекол.
В архитектуре используется также еще один вид специального стекла, на которое наносится особая непрозрачная краска. Обработанный таким образом лист используется в качестве непрозрачной закрывающей панели, причем его можно вставить в стеклопакет или использовать самостоятельно для вентилируемых фасадов. Для придания стеклам необходимых свойств применяют также специальные пленочные покрытия. Основными функциями защитных пленок являются: увеличение ударопрочности, придание свойств безопасного стекла, термоизоляция, защита от ультрафиолетового излучения, увеличение огнестойкости, шумозащита, тонирование, защита информации, УФ-защита, придание стеклу односторонней видимости. Защитная пленка представляет собой прозрачную полимерную основу с нанесенным на нее методом спаттеринга или в процессе теплового вакуумного напыления металлического слоя (титан, медь, нержавеющая сталь и проч.). Выпускаются как бесцветные, так и тонированные защитные пленки.

Среклопакеты
Для теплых фасадов применяется не одиночное стекло, а специальная конструкция -стеклопакет, состоящий из двух или нескольких стекол и дистанционной рамки с осушителем. Стекла разделены между собой промежутком, заполненным сухим воздухом или инертным газом и герметично соединены по контуру. Стеклопакеты обладают высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами. Швы между дистанционной рамкой и стеклами заделываются герметиками. Основная задача герметиков - обеспечить прочность стеклопакетов, не допустив проникновения водяных паров в межстекольное пространство. От качества герметика во многом зависит срок службы стеклопакета.

Стоечноригельные конструкции
Фасад из системных профилей представляет собой стоечно-ригельную конструкцию. Крепятся (жестко или шарнирно) к фасаду или к несущим конструкциям здания только стойки, и у каждой уважающей себя фирмы разработаны свои стандартные элементы крепления - начиная от самореза и заканчивая специальными приспособлениями. К вертикальным несущим стойкам механическим путем крепятся горизонтальные ригели. Несущая структура такой конструкции располагается с внутренней теплой стороны навесной стены. При стоечно-ригельной конструкции на фасаде, в отличие от структурного остекления, неизбежно присутствуют вертикальные и горизонтальные членения. Разработан также и комбинированный вариант, когда фасад пересекают только вертикальные или только горизонтальные накладки, которые могут иметь различный цвет и форму, позволяющие акцентировать на них внимание. В комбинированном варианте стеклопакеты в одном направлении крепятся традиционным для стоечно-ригельной конструкции способом, а в перпендикулярном швы между соседними стеклопакетами герметизируются специальными резиновыми прокладками. Существует несколько принципов крепления конструкции фасада здания. Один из них - это навесная самонесущая система. Вся фасадная конструкция навешивается перед стеной или каркасом здания.
Крепление несущих вертикальных профилей осуществляется к конструкциям перекрытия или каркаса. Горизонтальные ригели являются элементами, которые только воспринимают вес стеклопакета. Существуют системы, когда фасад встраивается в здание. Конструкция устанавливается от пола одного этажа до перекрытия следующего. Но при этом торцы перекрытий остаются незащищенными. Для того чтобы они не стали проводниками холода вовнутрь здания, их необходимо декорировать и теплоизолировать. Когда необходимо перекрывать большие пролеты, то часто становится экономически нецелесообразным увеличение жесткости конструкции путем усиления жесткости алюминиевых конструкций. Гораздо проще установить изнутри дешевый стальной каркас, на который закрепить алюминиевые конструкции. Узлы сопряжения конструкции со стеной и с основаниями, а также узлы крепления фасадов и кровель выполняются посредством специально разработанных элементов, являющихся составной частью систем. Углы сопряжения двух плоскостей в фасадах выполняются с помощью специальных профилей. Переломы могут быть как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, в положительном и отрицательном направлениях. Стеклопакеты устанавливаются снаружи на алюминиевые опорные пластины, которые предварительно прикрепляются к ригелю. Уплотнители из морозостойкой резины обеспечивают герметизацию стыков между стеклом и алюминиевыми несущими профилями. Прижимные планкистеклопакетов крепятся болтами из нержавеющей стали Затем на прижимные планки защелкиваются декоративные алюминиевые крышки. В этих типах фасадов интегрированные оконные конструкции ничем не отличаются от простого глухого остекления. Иначе говоря, при взгляде снаружи на фасад здания нельзя определить, где используется простое остекление Оконные конструкции могут открываться вовнутрь и наружу, иметь поворотную и откидную функцию
Важнейшим моментом правильного функционирования фасада является отвод конденсата и его вентиляция, отсутствие которой приводит к образованию плесени и росту грибков. В хорошо продуманных фасадных системах все эти вопросы решаются с помощью специальных отверстий, дренажных резинок и пластмассовых вставок. В фасадных системах из алюминиевых профилей должна быть предусмотрена также возможность компенсации теплового расширения конструкций (особенно при их значительных размерах) структурное остекленение.

Структурное остекление
В этих системах плоскость фасада являет практически единую стеклянную поверхность без видимых наружных накладных планок. Такая конструкция требует, чтобы скелет здания был должным образом подготовлен под монтаж фасада, т к зазоры между стеклами делаются минимальными. Зазоры предназначены только для того, чтобы компенсировать температурные колебания соседних стеклопакетов или других фасадных элементов, а пространства для восприятия прогиба плит перекрытия, на которые крепится вся система, не остается. И поэтому каркас самого здания должен быть абсолютно жестким, а конструкции перекрытия должны иметь прогиб практически равный нулю. В ряде систем предусматривается приклеивание стекло-пакета к алюминиевой опорной рамке, которая затем закрепляется на вертикальные алюминиевые стойки и горизонтальные ригели. Для структурного остекления применяют особый стеклопакет - наружное стекло делается длиннее, чем внутреннее Это позволяет приклеивать к опорной рамке одновременно два стекла - наружное и внутреннее, что, несомненно, делает всю конструкцию более надежной.
Для увеличения безопасности и надежности системы многие фирмы, кроме простого приклеивания стекло-пакетов, предлагают еще и их механическую фиксацию путем продления опорной рамки и загибания ее за край стекла наружу. Алюминиевая рамка становится видна на фасаде, но зато существенным образом повышается безопасность всей системы. По мнению немецких специалистов, это особенно важно в случае пожара, т. к. термостойкость клея менее 200 град. С, и только механическое крепление удерживает стеклопакет в конструкции. Ряд фирм применяет и совершенно особые стеклопакеты, у которых фиксируется край стекла под 45 град таким образом, чтобы алюминиевый уголок (механическая поддержка) оставался в плоскости стекла. В систему структурного остекления могут быть включены окна, открывающиеся как наружу, так и вовнутрь, причем при закрытых створках различия на фасаде между открываемыми блоками и неподвижными заметить невозможно.

Облицовочные фасады
В случае реконструкции существующего здания, которое имеет в вертикальных стенах оконные проемы, используется ''тепло-холодный" облицовочный фасад При этом стеклянная стена навешивается поверх существующей ограждающей конструкции, и крепление фасада происходит не к перекрытиям, а к стенам или каркасу здания. В этом случае применение теплой конструкции всего навесного фасада является излишним. В области оконных проемов навесной фасад должен быть "теплым" (здесь он выполняет все функции стандартного окна), а в области глухих простенков - "холодным" (декоративная функция). В теплых областях должна быть предусмотрена гидро- и пароизоляция оконных проемов. В холодных же областях остекление ведется не стеклопакетами, а стеклами. И за ними может образовываться конденсат, который должен испаряться. Поэтому холодные области необходимо обязательно проветривать. Между стеклом и стеной здания оставляется некоторый зазор, и в этом промежутке образуется каминный эффект - вытяжка. И вся влага, которая образовалась в результате сезонных или дневных температурных колебаний, вытягивается вверх.

Вентилируемые стеклянные фасады
Вентилируемые стеклянные фасады уже достаточно широко распространены на Западе, где это конструктивное решение в используется в архитектуре зданий представительского класса. Они делают возможным создание внутри помещения наиболее благоприятного микроклимата — с оптимальной освещенностью, температурным и влажностным режимом, движением воздуха и т. п. - при минимальном использованием кондиционеров, обогревателей и искусственных источников света.
Вентилируемый стеклянный фасад - это светопрозрачная оболочка, которая устанавливается вокруг здания на некотором расстоянии (до 0,6 м) от основной стены и является наружным фасадом, который воспринимает ветровые нагрузки, защищает здание от осадков, частично поглощает солнечную энергию. Поэтому для него достаточно использования "холодного" профиля и одинарного глухого остекления. Наружный фасад может быть навешен не только на стену реконструируемого здания, но и светопропускающую конструкцию нового сооружения. При устройстве стеклянного вентилируемого фасада при реконструкции в местах расположения окон ставится прозрачное стекло, а в районе глухой стены, в зависимости от замысла архитектора, может быть применено либо зеркальное остекление, либо глухие панели. Крепление стекла в наружной стене может быть выполнено как видимыми элементами крепления, так и по принципу структурного остекления.

Рынок
Сегодня на украинском рынке профильные фасадные системы представлены достаточно широко. Разные потребительские группы ориентируются на разных производителей, что легко объясняется с экономической точки зрения. Среди западных систем профилей наиболее распространены (в алфавитном порядке): Broekelmann Aluminium (Германия), Hueck (Германия), METRA (Италия), RC System (Бельгия), REYNAERS (Бельгия), SCHUCO (Германия). Именно эти системы позволяют выполнить структурное остекление фасадов. Следующую группу составляет продукция польских производителей (YAWAL, МЕТАЛЛПЛАСТ-БЕЛЬСКО), греческий и турецкий профиль. Среди отечественных производителей алюминевых систем наиболее известен Броварской завод алюминиевых строительных конструкций, доля которого в объеме общеукраинского производства прессованного профиля составляет 70%. К производству новой фасадной системы ТЕКНО 150Ф, позволяющей изготавливать структурное и полуструктурное остекление, по лицензии итальянской фирмы CLL приступает завод ЮГЧЕРМЕТ.
Фасадные системы на основе комбинированных профилей в Украине представлены фирмой REHAU (Германия). Наиболее авторитетные производители фасадного стекла и стеклопакетов для структурного остекления - фирмы SAINT-GOBAIN (Франция), PILKINGTON (Англия), DOW CORNING (США). Эксклюзивный партнер бельгийского подразделения DOW CORNING - украинская компания ЭНРАН - изготавливает кассеты по технологии и под руководством мирового лидера, дает совместную гарантию на изделия, а также предлагает услуги по возведению фасадных систем со структурным остеклением на базе профильной системы HUECK. Функциональное стекло и стеклопакеты, защитные и тонирующие пленки SUN GARD, а также изготовление светопрозрачных конструкций из алюминиевого профиля предлагает фирма САКУРА. Пленочные покрытия от авторитетных американских производителей для придания стеклу специальных свойств поставляет фирма ЛИЗАРД. Производство стеклопакетов из прозрачного, тонированного, зеркального, пуленепробиваемого и других видов стекол, а также гнутых стеклопакетов осуществляет киевская фирма АДМЕТАС, которая построила в Киеве несколько довольно значительных объектов с использованием фасадных профильных систем Spectral (MEТАЛЛПЛАСТ-БЕЛЬСКО). Активно используют киевские проектировщики и профильные системы фирмы REYNAERS (поставщик ГЕЯ). Фасады на основе профиля SCHUCO возводит фирма ЕВРОВИКНОБУД, Проектирование, изготовление и монтаж фасадных систем из алюминиевого профиля Broekelmann Aluminium осуществляет фирма ФАСТКО. Эти же профильные системы использует фирма МАРКОНИ, которой первой из отечественных фирм удалось спроектировать и смонтировать фасад со структурным остеклением на здании офиса Одесского коньячного завода (торговая марка "Шустов"). На ее счету еще два объекта в Одессе с применением этой технологии -офисное здание в порту и частный коттедж.