Классификация безрамного остекления крыши — на какие виды они делятся

Что называют безрамным остеклением крыши

Строго говоря, полностью безрамной стеклянной крыши не существует: несущий каркас есть всегда, иначе стекло не выдержит снег. Безрамным называют такое решение, в котором каркас не виден снаружи или сведён к минимуму — стеклянные полотна стыкуются между собой напрямую через герметизированный шов шириной 12–20 мм, а несущие элементы спрятаны изнутри. Снаружи кровля читается как сплошная стеклянная поверхность.

Технически это достигается двумя разными способами. Первый — структурное остекление: стеклопакет вклеивается в алюминиевую рамку двухкомпонентным силиконовым герметиком, рамки крепятся к внутреннему каркасу, а снаружи видны только швы между полотнами. Второй — точечное (спайдерное) крепление: полотно сверлится, и через отверстия сажается на паукообразные кронштейны из нержавеющей стали AISI 304 или 316, вынесенные на кронштейнах от несущей фермы.

Область применения: зимние сады, атриумы, стеклянные кровли веранд и террас, световые фонари над лестницами и вторым светом, бассейны, оранжереи, входные группы и переходы между зданиями. Общее у всех этих объектов одно — требование к максимуму естественного света и минимуму видимых конструкций. И общее ограничение тоже одно: кровля работает на снеговую нагрузку постоянно, а это в Московской области 180 кг на квадратный метр по III снеговому району.

Классификация по геометрии

Плоская (горизонтальная) кровля — формально самая простая, фактически самая проблемная. Уклон в 1–3° не обеспечивает схода ни снега, ни воды: снег лежит всю зиму, создавая полную расчётную нагрузку, а вода оставляет разводы и грязь. Такое решение применяют только для небольших световых фонарей и всегда — с усиленным расчётом и обогревом кромки. Минимально разумный уклон для стеклянной кровли — 5–7°, оптимальный — 15–25°.

Односкатная кровля — рабочая лошадка для веранд, террас и пристроек. Уклон 10–25°, стекло опирается на прогоны, вода и снег сходят самостоятельно. Двускатная («шатёр», «домик») применяется для зимних садов и оранжерей отдельно стоящих: она эффективно сбрасывает снег на обе стороны и хорошо смотрится. Трёх- и четырёхскатная («пирамида») закрывает квадратные атриумы и лестничные фонари, распределяя нагрузку по четырём граням.

Арочная и купольная геометрия — отдельный класс. Криволинейное стекло (мулированное, то есть согнутое в печи по форме) стоит в 2,5–4 раза дороже плоского и требует индивидуальной оснастки под каждый радиус. Купол собирают либо из мулированных сегментов, либо из плоских треугольных панелей на пространственной ферме — второй способ дешевле и технологичнее. Арочные кровли эффектны над бассейнами и переходами; снег с них сходит хорошо, но узел примыкания к стене сложнее прямого.

• Плоская (1–3°) — только для малых фонарей, с обогревом кромки;
• Односкатная (10–25°) — веранды, террасы, пристройки;
• Двускатная — зимние сады, оранжереи;
• Пирамидальная — квадратные атриумы и световые фонари;
• Арочная и купольная — бассейны, переходы; стекло дороже в 2,5–4 раза.

Классификация по способу крепления стекла

Структурное остекление. Стеклопакет вклеивается по периметру в алюминиевую рамку структурным силиконовым герметиком — двухкомпонентным составом, который несёт механическую нагрузку и работает как конструкционный клей. Рамки крепятся к внутреннему стоечно-ригельному каркасу скрытым крепежом, а снаружи между полотнами остаётся только шов 12–20 мм, заполненный погодным силиконом. Фасад и кровля выглядят гладкой стеклянной поверхностью. Требования к качеству нанесения герметика здесь жёсткие: работа ведётся в цеху, а не на объекте.

Полуструктурное остекление — компромисс. Стекло удерживается прижимными планками, но снаружи планки закрыты декоративными накладками, либо стекло фиксируется по двум сторонам, а по двум других вклеено. Дешевле полностью структурного примерно на 20–30%, а внешне почти неотличимо с расстояния нескольких метров. Наиболее востребованный вариант для частных объектов.

Точечное (спайдерное) крепление. В стекле сверлят отверстия (до закалки — после неё сверлить нельзя), и полотно сажают на кронштейны-«пауки» из нержавеющей стали AISI 304 или 316 с шарнирными узлами, компенсирующими температурные деформации и прогиб несущей фермы. Крепление видно снаружи, и это осознанный приём — «пауки» стали архитектурным элементом. Для кровли применяют только с триплексом: точечное крепление создаёт локальные напряжения, и требования к стеклу здесь выше.

Классификация по подвижности

Глухая (стационарная) кровля — базовый и самый надёжный вариант. Полотна не открываются, конструкция полностью герметична, число потенциальных точек протечки минимально. Такую кровлю ставят над атриумами, лестницами, входными группами. Обязательное условие — отдельная система вентиляции подкровельного пространства, иначе летом там накопится перегретый воздух с температурой +50…+60 °C.

Кровля с открывающимися фрамугами — самое распространённое решение для зимних садов и веранд. Часть полотен выполняется в виде откидных или выдвижных фрамуг с электроприводом; управление — с пульта, по таймеру или автоматически по датчику температуры и дождя. Датчик дождя обязателен: забытая открытой фрамуга в грозу заливает помещение за минуты. Площадь открывающихся элементов проектируют из расчёта не менее 10–15% площади кровли.

Раздвижная (откатная) кровля — самый эффектный и самый дорогой класс. Полотна на каретках едут по направляющим и наезжают друг на друга, открывая до 50–70% площади кровли; в летний вечер веранда превращается в открытую террасу. Механизм требует мощного привода, точных направляющих и продуманного водоотвода в открытом положении. Разновидность — телескопическая кровля над бассейном, где секции разной высоты вкладываются одна в другую. Цена таких систем в 2–3 раза выше глухой кровли той же площади.

• Глухая — максимум надёжности, но нужна отдельная вентиляция;
• С фрамугами — 10–15% площади, электропривод и датчик дождя обязательны;
• Раздвижная — открывает 50–70% кровли, дороже глухой в 2–3 раза;
• Телескопическая — павильоны над бассейнами.

Классификация по заполнению

Здесь классификация переходит из области вкуса в область безопасности, и правило тут одно, жёсткое. В верхнем (наружном) стекле кровли применяется только многослойный триплекс по ГОСТ 30826-2014. Причина проста: если полотно разрушится, склеивающая плёнка PVB или EVA удержит осколки, и они не осыплются на головы людям внизу. Закалённое стекло без плёнки при разрушении обрушивается вниз гранулами — на фасаде это допустимо, на кровле категорически нет.

Холодная кровля (веранда, терраса, навес, павильон над бассейном без отопления) собирается из закалённого триплекса толщиной 8.8.2 или 10.10.4 — то есть два стекла по 8 или 10 мм и две-четыре плёнки. Толщину определяет расчёт снеговой нагрузки и пролёт между прогонами. Такая кровля защищает от осадков, ветра и ультрафиолета, но тепла не держит.

Тёплая кровля (зимний сад, атриум, второй свет отапливаемого дома) собирается из стеклопакета: наружное стекло — закалённый триплекс, внутреннее — закалённое, между ними камера с аргоном, стекло с низкоэмиссионным покрытием и обязательно тёплая дистанционная рамка. Толщина такого пакета 32–44 мм, вес 50–65 кг/м², сопротивление теплопередаче 0,55–0,70 м²·°C/Вт. Для южной ориентации наружное стекло берут мультифункциональным — иначе летом под стеклянной крышей будет +40 °C и выше.

Зенитные фонари и атриумы: отдельный класс

Зенитный фонарь — светопрозрачная вставка в непрозрачную кровлю. Классификация внутри класса своя: точечные фонари (площадью до 2–3 м², обычно купольные или пирамидальные, над лестницей, санузлом, гардеробной), ленточные (полоса шириной 1–2 м вдоль конька или ската, дающая равномерный свет по длине помещения) и панельные (большие плоские вставки над жилыми зонами и вторым светом).

Ключевой узел зенитного фонаря — примыкание к кровельному пирогу. Здесь встречаются два разных материала с разным температурным расширением, и здесь же проходит граница тёплого контура. Фонарь ставят на цоколь-стакан высотой 150–300 мм над плоскостью кровли: это защищает от подтопления талой водой и от снегового заноса, а также даёт место для утепления и гидроизоляции узла. Фонарь заподлицо с кровлей течёт почти всегда.

Атриум — стеклянная кровля над многосветным пространством внутри здания, и это уже инженерное сооружение. Помимо снеговой и ветровой нагрузки там считают температурные деформации (перепад от −30 до +60 °C за год даёт заметное удлинение алюминиевого ригеля длиной 12 м — до 12–15 мм), дымоудаление, систему естественной вентиляции по принципу тепловой тяги и обязательно доступ для мытья. Атриум почти всегда проектируется вместе со зданием, а не пристраивается к нему.

Нагрузки и уклоны: что определяет расчёт

Снеговая нагрузка — главный расчётный фактор для кровли. Московская область относится к III снеговому району: расчётное значение 180 кг на квадратный метр. При уклоне 25–60° вводится понижающий коэффициент, при уклоне свыше 60° снеговую нагрузку можно не учитывать вовсе — снег просто не держится. Именно поэтому кровля с уклоном 20° требует заметно более толстого стекла и более частых прогонов, чем кровля с уклоном 40°.

Отдельно учитывают снеговые мешки: у примыкания к вертикальной стене, в ендовах и за парапетами снег наметает вдвое-втрое выше среднего. Расчётная нагрузка в этих зонах доходит до 300–400 кг/м², и стекло там ставят толще. Ветровая нагрузка по СП 20.13330 для кровли работает в основном на отсос — на срыв полотна вверх, — и это отдельный расчёт крепежа, который часто недооценивают.

Результат расчёта — три числа: толщина и формула стекла, шаг прогонов и сечение несущего профиля. Для холодной односкатной кровли веранды с уклоном 15° и шагом прогонов 1,2 м обычно достаточно триплекса 8.8.2. Увеличив шаг до 2 м, придётся уйти на 10.10.4 и получить прибавку по весу и цене. Оптимизация этих трёх параметров и есть работа инженера — на бесплатном замере мы считаем именно это, а не «прикидываем на глаз».

• Снеговая нагрузка III района — 180 кг/м²;
• Уклон 25–60° снижает расчётную нагрузку, свыше 60° — снимает;
• Снеговые мешки у стен и в ендовах — до 300–400 кг/м²;
• Ветер на кровле работает на отсос — считается крепёж.

Водоотвод, снег и обогрев кромки

Вода со стеклянной кровли уходит по швам между полотнами и по специальным водоотводящим каналам в ригелях. В структурной системе шов герметизируют погодным силиконом, а нижний ригель имеет дренажный жёлоб с выходами наружу. Дренаж — не опция: закрытый или отсутствующий канал приводит к тому, что вода стоит в узле, зимой замерзает и разрывает герметик. Все дренажные выходы проверяют каждую осень.

Снег — главный враг стеклянной кровли, и не столько нагрузкой, сколько сходом. Лавинообразный сход пласта снега со стеклянной кровли высотой 4 м — это опасно для всего, что внизу: людей, машин, растений. Поэтому на кровлях с уклоном свыше 25° ставят снегозадержатели, а внизу устраивают безопасную зону. Для кровель с малым уклоном проблема обратная: снег лежит и создаёт полную нагрузку, поэтому расчёт ведут по максимуму.

Обогрев кромки (антиобледенение) — практически обязательная опция для тёплой стеклянной кровли в нашем климате. Тепло изнутри подтапливает нижний слой снега, вода стекает к холодной кромке карниза и там замерзает, образуя наледь и сосульки — а заодно перекрывая водоотвод, из-за чего вода начинает стоять на кровле и искать путь внутрь. Греющий кабель мощностью 30–50 Вт на погонный метр в жёлобе и водостоке с термостатом решает вопрос и потребляет немного — он включается только в диапазоне около нуля.

Монтаж, обслуживание и цена

Монтаж стеклянной кровли начинают с несущего каркаса: стойки, фермы, прогоны выставляют по лазеру, допуск по плоскости — не более 3 мм на 3 м. Затем ставят полотна: стеклопакет площадью 3 м² с триплексом весит около 150–180 кг, и его поднимают вакуумными присосками или краном-манипулятором. Швы герметизируют в сухую погоду при температуре не ниже +5 °C — силикон при холоде не полимеризуется как следует. Ставят дренажные элементы, нащельники, снегозадержатели, греющий кабель. Кровля площадью 20–30 м² монтируется за 3–5 дней.

Обслуживание. Мыть стеклянную кровлю нужно 2–3 раза в год: пыль, пыльца и осадки быстро делают её мутной, а зимой на грязном стекле хуже тает снег. Для крупных объектов предусматривают анкерные точки страховки и доступ, для веранд обходятся телескопической щёткой с земли. Раз в год проверяют герметик швов, состояние дренажных каналов и работу приводов фрамуг. Раз в 8–12 лет погодный силикон в швах обновляют — это плановая работа, а не поломка.

Цена. В «Стеклофорт» безрамное остекление крыши стартует от 4000 ₽ за квадратный метр. Холодная односкатная кровля веранды из закалённого триплекса — 4000–8000 ₽/м². Тёплая кровля зимнего сада со стеклопакетом, мультифункциональным стеклом и тёплой рамкой — от 12 000 ₽/м². Купольная и арочная геометрия с мулированным стеклом — в 2,5–4 раза дороже плоской. Раздвижная кровля считается индивидуально. Смету двигают вверх электроприводы фрамуг, датчики дождя, греющий кабель, снегозадержатели и системы солнцезащиты. Инженер приедет на бесплатный замер, посчитает снеговую и ветровую нагрузку и выдаст чертёж со спецификацией: напишите на info@steklofort.ru.

• Монтаж кровли 20–30 м² — 3–5 дней;
• Мойка — 2–3 раза в год, проверка швов и дренажа — ежегодно;
• Обновление погодного силикона — раз в 8–12 лет;
• Цена от 4000 ₽/м², тёплая кровля зимнего сада — от 12 000 ₽/м².