Этапы проектирования светопрозрачных алюминиевых конструкций

В данной статье рассмотрены основные этапы проектирования светопрозрачных конструкций. Эти этапы могут варьироваться в зависимости от особенностей компании производителя конструкций, требований службы Заказчика и др. моментов. К примеру, этап ОПР может отсутствовать вовсе или к перечисленным этапам может добавиться этап – проект ППР (план производства работ). Поэтому статья дает общее представление, и не претендует на истину в последней инстанции, а скорее рекомендует оптимальную последовательность проектирования.

Исходные данные для проектирования

Исходные данные для проектирования должны содержать необходимую информацию о светопрозрачной конструкции: - габаритные размеры; - количество; - цвет; - вид заполнения; - вид открывания; - соответствие нормативным документам и специальным требованиям (оснащение специальными приборами или требования по пожарной безопасности); - место расположения конструкции на здании; - географическое расположение здания; - условия использования конструкций (и особенно открывающихся элементов); - вид и характеристики несущих конструкций здания и примыкающих конструкций; - теплотехнические и звукоизоляционные требования - и т.д.

Основным критерием для определения, какие именно необходимы исходные данные, должна быть достаточность информации для осуществления проектирования конструкции. Исходными документами для проектирования являются: -проект на строительство здания, в состав которого входит документация стадии АР, КМ на несущие конструкции, КЖ, а также другие разделы проекта; -требования Заказчика, оформленные в виде Технического Задания; -геодезическая съемка несущих конструкций здания; -иные документы, согласованные обеими сторонами (компания переработчик и Заказчик).

Как правило, исходные документы передаются в двух видах – в бумажном с подписями и печатями, и электронном в формате удобном для проектирования. Передача исходных данных оформляется соответствующим актом, в котором фиксируется дата, объем и вид переданных документов. Техническое задание на проектирование, обычно готовится совместно службой Заказчика и компанией-переработчиком на основании проектных решений.

Техническое задание для расчета и проектирования содержит: -месторасположение объекта (город, тип местности, на которой находится объект в соответствии со СНиП 3.01.07-85* «Нагрузки и воздействия»); -назначение объекта (требования по теплотехнике, противопожарные и др.); -высотные отметки; -шаг несущих колонн здания; -отметки несущих перекрытий или иных несущих конструкций; -материал перекрытий или иных несущих конструкций; -материал проемов стен; -требования к системе профилей (оконная или фасадная), с указанием теплотехнических, звукоизоляционных и др. требований к конструкциям; -доступный способ остекления (снаружи или изнутри); -размеры открывающихся элементов (окон, дверей) и вид открывания, в случае двупольных дверей – указывается рабочее полотно; -толщина и формула стеклопакета; -цвет конструкций (снаружи, изнутри); -комплектация дополнительными монтажными элементами снаружи (отливы, нащельники) с указанием их вида, типа, цвета и т.д.; - комплектация фурнитурой; - специальные требования к конструкции (огнестойкость и др); - сроки выполнения и объем проектной документации.

Выбор системы профилей

Предварительный выбор системы профилей осуществляется архитектором в процессе проектирования здания, и может быть, как прямо указан – прописана определенная система профилей, так и неявно показаны в чертежах сечения профилей определенной системы. Под выбором системы профилей понимается, как выбор типа профильной системы – оконная, фасадная или элемент-фасадная, так и выбор определенного производителя (разработчика) алюминиевой системы. В России при выборе алюминиевой системы архитекторы, часто руководствуются эстетическими особенностями системы и наличием информации, что называется «под рукой». Поэтому, при составлении Технического Задания алюминиевая система, указанная в архитектурном проекте может быть заменена на более подходящую, для данного типа конструкций и с учетом особенностей архитектуры здания. В подобном случае это изменение утверждается у архитектора осуществляющего авторский надзор за строительством объекта. В процессе подготовки Технического Задания на проектирование, специалист переработчика проверяет возможность и целесообразность использования системы профилей указанной в архитектурном проекте. Проверка включает в себя проверку технических характеристик с учетом нагрузок воздействующих на профиль в конструкции и требований, предъявляемых к конструкции (теплотехнические, звукоизоляция и т.д.). Целесообразность проверяется сравнением использования различных подходящих по техническим характеристикам систем с учетом цены, технологичности изготовления и монтажа.

Статические расчеты элементов конструкции

При выборе системы профилей производятся предварительные расчеты алюминиевого профиля на сопротивление нагрузкам, воздействующим на светопрозрачную конструкцию. В процессе проектирования эти расчеты производятся более тщательно и подробно. Производятся расчеты алюминиевого профиля на деформации от различных нагрузок (ветровые, снеговые, собственный вес и т.д.) и сравнивается с допустимыми значениями. Нагрузки принимаются и учитываются в соответствии со СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия».

Стеклопакет рассчитывается на деформацию стекол от изменения погодных условий – так называемую «линзу». Т.е. прогиб стекла в составе стеклопакета, который происходит в результате изменения температуры и давления наружного воздуха. И при больших размерах стекла приводит к слипанию стекол. Расчеты на нагрузки и воздействия могут производиться, как с помощью специального расчетного программного обеспечения, так и без него. В процессе проектирования светопрозрачных конструкций помимо расчета алюминиевого профиля и стеклопакета производятся расчеты крепежных элементов (анкерных пластин, узлов крепления, анкеров, дюбелей и т.д.), с учетом характеристик материала в который они устанавливаются. В особо сложных случаях для уточнения фактических данных, проводят натурные испытания крепежных элементов на строительной площадке. Все расчеты оформляются соответствующим образом для проведения экспертизы службой Заказчика или специализированной экспертной организацией.

Геодезическая съемка проемов здания и/или конструкций здания

Геодезическая съемка проемов здания и/или конструкций здания производится для определения фактических размеров проемов зданий или несущих конструкций, что бы определить размеры отклонений от теоретических размеров в проекте стадии АР. По результату геодезической съемки совместно с архитектором проекта определяются габаритные размеры конструкций (по фактическим размерам или по теоретическим, с исправлением силами строительной организации отклонений). Проведение съемки и ее результаты фиксируются актом приема-передачи строительных проемов под монтаж светопрозрачных конструкций или актом отклонений от теоретических размеров. В зависимости от сложности конструкций и здания, съемка может производиться различными инструментами, для простых конструкций, это рулетка механическая или лазерная и нивелир. Для сложных и больших конструкций используется тахеометр, который позволяет получить и преобразовать данные для графических программ, таких как AutoCAD, в трехмерном изображении. Геодезическая съемка может производиться как силами компании переработчика, так и другими компаниями, участвующими в строительстве объекта или по отдельному договору.

Разработка документации стадии ОПР

Документация стадии ОПР (основные проектные решения) выполняется до проведения геодезической съемки, на основании проекта стадии АР, КЖ, КМ и другой проектной документации полученной от архитектурной мастерской. Цель разработки проекта ОПР является определение предварительного количества материалов и комплектующих для изготовления и монтажа светопрозрачной конструкции. В проекте ОПР, разрабатываются узлы крепления, примыкая, спецификации конструкций, вид использованных профилей и заполнений. Узлы показываются с указанием фасада, плана или разреза здания. Как правило проект ОПР готовится на большие объекты с большим количеством сложных светопрозрачных констуркций, что бы избежать ошибки при заказе профиля и комплектующих, а так же уточнения затрат на производство и монтаж конструкций. Качественно подготовленный проект ОПР позволяет избежать неучтенных издержек на производство и монтаж конструкций, а так же снизить время и трудозатраты на проект КМ.

Разработка документации стадии КМ

Разработка проекта стадии КМ (Конструкции металлические) осуществляется в соответствии с ТЗ и на основании исходных данных и фактических габаритов проемов для установки светопрозрачных конструкций. В состав проекта КМ входят: - чертежи монтажных схем; - чертежи узлов крепления и примыкания; - спецификация стеклопакетов (заполнения); - спецификация используемых дополнительных материалов и комплектующих; - информация об используемой алюминиевой системе и стеклопакетах; - перечень нормативных документов, использованных в процессе проектирования. Чертежи с монтажными схемами могут различаться в зависимости от вида светопрозрачных конструкций. Для окон и дверей указывается расположение конструкции на здании с привязкой к осям здания, указанием марки (конструкция доставляется на строительную площадку в собранном виде), для витражей, собираемых на строительном участке, на монтажной схеме указываются марки алюминиевых деталей, стеклопакетов, и крепежных узлов. На чертежах узлов крепления и примыкания показываются все элементы, входящие в данный узел с указанием всех узла. В спецификации заполнения указываются вид, габаритные размеры, и маркировка стеклопакетов или иного заполнения. Для стеклопакетов непрямоугольных размеров и иных нестандартных исполнений выполняются рабочие чертежи. В спецификации используемых дополнительных материалов и комплектующих указываются материалы не входящие в указанную алюминиевую систему и используемые компанией переработчиком, для монтажа конструкций перечисленных в проекте КМ. В спецификации указывается вид (название) материала, название нормативного документа для данного материала, требуемое количество материала, для конструкций, перечисленных в проекте КМ. В процессе разработки проекта КМ учитываются все особенности примыкающих конструкций и деталей, а так же несущих конструкций, к которым крепятся светопрозрачные конструкции. Проект стадии КМ может быть выполнен, как с помощью специального графического программного обеспечения, так и без него. Оформляется проект в соответствии с требованиями ЕСКД. Особых требований к оформлению проекта на светопрозрачные конструкции нет.

Разработка узлов крепления

Простая светопрозрачная конструкция, такая как окно или дверь, закрепляется к проему (несущей конструкции здания), как правило, с помощью анкерной пластины или анкерного винта. Установка таких конструкций нормируется ГОСТ 30971-2002 «Швы монтажные узлов примыканий оконных блоков к стеновым проемам. Общие технические условия». При проектировании сложных конструкций – витражей, требуются узлы креплений, которые передают все нагрузки, воздействующие на витраж на несущую конструкцию здания (перекрытия, несущие стены, металлические несущие конструкции и т.д.). Узлы крепления разрабатываются и рассчитываются на воздействия нагрузок конструктором компании переработчика и согласуются с Главным Инженером Проекта (ГИП), который ведет весь проект здания в целом. При разработке узлов крепления необходимо руководствоваться следующими принципами: - надежность; - экономичность; - технологичность изготовления и монтажа; - унификация; - коррозионостойкость.

Как правило, при проектировании узлов крепления в составе проекта КМ стараются разработать такой вид крепления, который не будет виден ни снаружи, ни изнутри. Если же запроектировать, таким образом, не удается, то узлы крепления стараются изготовить с минимальными размерами, чтобы не портить внешний вид здания. Во многих случаях можно использовать стандартные кронштейны, предлагаемые на рынке России. Они продаются с крепежным комплектом и антикоррозионным покрытием (как правило, они оцинкованы). Расчеты на нагрузки и воздействия на узлы крепления могут производиться, как с помощью специального расчетного программного обеспечения, так и без него. Чертежи для узлов крепления могут быть выполнены, как с помощью специального графического программного обеспечения, так и без него.

Разработка узлов примыкания

При проектировании узлов примыкания необходимо руководствоваться ГОСТ 30971-2002 «Швы монтажные узлов примыканий оконных блоков к стеновым проемам. Общие технические условия», который регламентирует состав узла. Узел примыкания не менее важен, чем узел крепления. Он выполняет следующие функции: - теплоизоляция; - пароизоляция (не позволяет пару из помещения проникать в теплоизолирующий слой); - гидроизоляция (не позволяет влаге снаружи проникать в теплоизолирующий слой); - декоративное оформление монтажного шва изнутри и снаружи здания. В состав шва входят различные материалы, выполняющие соответствующие функции, они выбираются конструктором переработчика в зависимости от конструктивных особенностей здания и требований, предъявляемых Заказчиком.

Выполнение чертежей стадии КМД

Разработка проекта стадии КМД (Конструкции металлические деталировочные) осуществляется на основании проекта стадии КМ светопрозрачные конструкции. Проект КМД готовится для изготовления деталей и заполнения на производстве. В состав проекта входят чертежи на детали с указанием, размера детали, ее обработки, маркировки, указанием конструкции, в состав которой она входит, комплектации (уплотнитель, термоизолятор и т.д.), полная спецификация деталей и заполнений. Проект стадии КМД, может быть выполнен, как с помощью специального программного обеспечения, так и без него. Оформление проекта стадии КМД не нормируется и может различаться на разных производствах. Это связано с тем, что проект стадии КМД, как правило, не передается Заказчику и является внутренним документом компании переработчика.

Временные затраты на проектирование светопрозрачных конструкций

Единых норм и правил учета временных затрат на проектирование светопрозрачных конструкций нет. Время необходимое для проектирования светопрозрачных конструкций определяется индивидуально, с участием главного конструктора ответственного за этот проект со стороны компании переработчика. Учитывается количество конструкций, уровень сложности отдельных конструкций и объекта в целом, количество конструкторов участвующих в разработке, глубина проработки проекта, качество и полнота исходной информации, и другие факторы. Очень часто в процессе проектирования выясняется, что исходная информация не полная или в процессе проектирования и согласования отдельных вопросов с архитекторами или смежными организациями в основной проект на здание вносятся изменения, что приводит к увеличению сроков выпуска проектов КМ и КМД.

Литература

ГОСТ 24866-99 «Стеклопакеты клееные строительного назначения. Технические условия».

ГОСТ 30971-2002 «Швы монтажные узлов примыканий оконных блоков к стеновым проемам. Общие технические условия».

ГОСТ Р «Конструкции светопрозрачные фасадные навесные. Общие технические условия».

СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия».

CНиП 2.03.06-85 «Алюминиевые конструкции»

«Технические рекомендации по технологии применения комплексной системы материалов, обеспечивающих качественное уплотнение и герметизацию стыков светопрозрачных конструкций». ТР 109-00. Комплекс Архитектуры, строительства, развития и реконструкции города. 2001г.

Борискина И.В., Плоткин А.А., Захаров А.В. «Проектирование современных оконных систем гражданских зданий», Издательство Ассоциации строительных вузов, Москва, 2003

Вклад участника

Иконников Алексей