Fasady aluminiowo-szklane są popularnymi i efektownymi konstrukcjami. Jednak aby stwarzały komfortowe warunki pracy we wnętrzach budynków, muszą spełnić określone wymagania. Jednym z nich jest możliwość przewietrzania pomieszczeń.
Przeszklone budynki stanowią ozdobę przestrzeni miejskich. Przez architektów bardzo chętnie są wykorzystywane konstrukcje budowlane bazujące na metalowym szkielecie, który utrzymuje szyby i okna. Mowa o fasadach o konstrukcji słupowo-ryglowej.
Ciepłe szyby i ramy
Konstrukcje słupowo-ryglowe pozwalają na wykonywanie fasad z bardzo dużymi przeszkleniami oraz realizowanie nietypowych obiektów. Umożliwiają tworzenie złożonych form architektonicznych nie tylko z płaszczyznami pionowymi, ale też skośnymi i narożami zarówno wklęsłymi, jak i wypukłymi. Wymaga się jednak od nich nie tylko dużej estetyki.
Elementy nośne oraz ramy ślusarki wykonuje się na bazie aluminiowych profili izolowanych z przekładkami termicznymi o kształcie prostym oraz litery omega. Mają szerokość ok. 16 mm i więcej, są wykonane z poliamidu i umieszczone w środkowej komorze kształtownika, chociaż w systemach o szczególnie wysokiej izolacyjności stosuje się dodatkowe ocieplenie.
Dzięki izolowanym kształtownikom oraz odpowiednim szybom, w tym z powłokami niskoemisyjnymi, w zimie wnętrza znajdujące się za taflami nie tracą ciepła, jednak latem mogą się nadmiernie nagrzewać. Aby temu zapobiec, stosuje się szkło o odpowiednich cechach, takich jak np. zdolność do odbijania promieni słonecznych. Problemem natomiast może się okazać nieodpowiednia jakość powietrza w pomieszczeniach, o ile projektant nie uwzględni możliwości ich wietrzenia. Aluminiowo-szklane fasady są więc wyposażane w elementy otwierane, których zadaniem jest wietrzenie pomieszczeń w celu wymiany zużytego powietrza. Należy przy tym mieć świadomość, że ręczna obsługa ślusarki zaburzy funkcjonowanie wentylacji oraz klimatyzacji sterowanych przez systemy inteligentnego budynku.
Otwierane do wewnątrz lub na zewnątrz
Okna mogą być otwierane do wewnątrz. Minusem takiego rozwiązania jest to, że skrzydła mogą przeszkadzać osobom korzystającym z pomieszczeń. Konstrukcje projektowane są jako uchylne, obrotowe, rozwierane, rozwierano-uchylne, z widocznymi bądź ukrytymi skrzydłami. Podstawą rozwiązania są kształtowniki słupów nośnych tak wykonane, że pełnią jednocześnie funkcję ramy okiennej. Dodatkowo technologia wklejania szyby pozwala uniknąć obecności listew przyszybowych. Na drugim biegunie są konstrukcje z widocznymi listwami przyszybowymi, które mają wyróżniać okno na tle fasady. Niektórzy systemodawcy proponują nawet listwy szersze lub wykonane ze stali nierdzewnej, aby dodatkowo podkreślić podział płaszczyzny.
W wysokich budynkach najczęściej montowana jest natomiast ślusarka otwierana na zewnątrz. Może być uchylna, a dokładnie odchylna (dołem) oraz wychylna (górą), ponadto wysuwana poza płaszczyznę fasady i określana jako równolegle odstawna. Ościeżnica i ramy skrzydeł mają taką samą budowę jak w przypadku okien otwieranych do środka. Również same skrzydła mogą być ukryte lub widoczne, ale warto zauważyć, że technologia wklejania, eliminująca obecność listew przyszybowych, poza wpływem na estetyką usztywnia również konstrukcję.
Kluczowa rola okuć
Otwierane elementy fasad aluminiowo-szklanych muszą być wyposażone w odpowiednie okucia. Ich dobór zależy od wielu czynników, wśród których są m.in. wielkość i waga skrzydła oraz sposób otwierania. Najczęściej bazą jest okucie obwiedniowe, a rezygnują z niego nieliczni producenci okien dachowych. Obecnie powszechne są stosowane w profilach rowki okuciowe typu euro, co umożliwia montowanie okuć przeznaczonych zarówno do okien aluminiowych, jak i tworzywowych. Okna z reguły mają odporność na włamanie w klasie RC2, ale jest też oferta w klasie RC3. Z tym wiąże się stosowanie rolek grzybkowych o wzmocnionej konstrukcji oraz punktów ryglujących, tzw. bezpiecznych, w liczbie i rozstawie wskazanymi przez systemodawcę. W przypadku skrzydeł rozwieranych istotne są ponadto zawiasy, które mogą być widoczne lub ukryte. Okna odchylne i wychylne również są przez nie utrzymywane – okucia są wówczas umieszczone na dolnym lub górnym kształtowniku ościeżnicy i ramy skrzydła (zależnie od sposobu otwierania). Z kolei za utrzymanie uchylonego skrzydła odpowiadają stalowe nożyce ograniczające zakres jego otwarcia. Również okna wysuwane wymagają zamontowania okuć nożycowych. Jest to jednak specyficzny rodzaj ślusarki, ponieważ otwarte skrzydło jest utrzymywane wyłącznie za ich pomocą. To dzięki nim jego ruch jest płynny, a stopień wysunięcia regulowany. Liczba i rozmieszczenie nożyc zależą od wielkości i wagi okna, ale najczęściej wystarczają cztery, po jednej na każdym boku.
Obwiednie, a za ich pośrednictwem ruchome elementy okuć obsługuje się za pomocą klamek. Niekoniecznie musi być to jedna klamka, ponieważ np. w oknach wysuwanych często stosuje się dwie umieszczone po przeciwnych stronach ramy.
Napędy odpowiednie do potrzeb
Okna można otwierać ręcznie, chociaż nie zawsze jest to możliwe z powodu umieszczenia ich na większej wysokości, a całkiem niemożliwe w przypadku ślusarki dachowej. Dlatego powszechnie są używane siłowniki elektryczne. Ich obecność pozwala na wykorzystywanie najwyżej położonych skrzydeł jako okien oddymiających w przypadku pożaru. Niektórzy producenci oferują napędy łączące dwa sposoby obsługi. Na co dzień otwiera się i zamyka okna ręcznie, natomiast siłownik aktywuje się w przypadku pożaru.
Napędy do okien w fasadach mogą być montowane na wierzchu profilu lub w jego wnętrzu. Rodzaj napędu i charakterystyka techniczna muszą być dostosowane do rodzaju okien, ich wielkości i wagi oraz sposobu otwierania. W oknach uchylnych elementem łączącym siłownik ze skrzydłem jest łańcuch, przy czym długość wysuwu można precyzyjnie regulować. Łańcuch przenosi obciążenia ciągnące i pchające, zaś w położeniu zamkniętym jest zwinięty i ukryty w obudowie. Innym rozwiązaniem są siłowniki z liniowym wrzecionem. Również w tym przypadku maksymalny wysuw można regulować – płynnie lub skokowo.
Każdy napęd automatycznie wyłącza silnik po osiągnięciu skrajnych położeń. Siłowniki są wyposażane w różne funkcje, przy czym główne to oczywiście otwieranie i zamykanie okna. Natomiast np. funkcja blokowania skrzydła może zastąpić m.in. ogranicznik rozwarcia. Napęd może też automatycznie zaryglować okno. W przypadku urządzeń, które pozostają stale aktywne, oferowana jest także funkcja stałego monitorowania ich stanu.
Sterowanie może odbywać się za pomocą przycisku, pilota radiowego lub podczerwieni, a także poprzez aplikację. Natomiast nawet w przypadku pełnej, scentralizowanej obsługi musi być możliwość natychmiastowego otwarcia okna, np. dzięki panelowi dotykowemu umieszczonemu w jego pobliżu.
Dzisiaj trudno wyobrazić sobie, że okna stanowiące jeden z elementów fasady aluminiowo-szklanej, zazwyczaj o dużej powierzchni, będą obsługiwane za pomocą siłowników, ale indywidualnie. Standardem stają się rozwiązania smart. Automatyką okienną włączoną w system inteligentnego budynku kieruje centrala. Otwarcie poszczególnych okien lub ich grup, szerokość i czas mają służyć nie tylko wymianie powietrza we wnętrzach i zachowaniu jego odpowiedniej jakości. Równie ważne są korzyści energetyczne w postaci zmniejszenia nakładów na ogrzewanie i klimatyzowanie pomieszczeń.
Przegląd oferty
Tutaj naprzeciw problemowi wychodzą systemodawcy aluminiowych profili przeznaczonych do wykonywana fasad. Właściwie każdy z nich oferuje rozwiązania umożliwiające konstruowanie drzwi, ale też okien pionowych, często również dachowych i otwieranych świetlików. Przyjrzyjmy się ich ofercie.
Aliplast ma w ofercie system MC PW, trójkomorowy, izolowany termicznie wkładami z poliamidu, z uszczelnieniem zewnętrznym, środkowym i wewnętrznym. Umożliwia on wykonanie okna równolegle odstawnego. Skrzydło jest schowane w ościeżnicy i niewidoczne od strony wewnętrznej. Może być szklone zespoleniem dwukomorowym mocowanym za pomocą listew szklących montowanych od zewnątrz. Listwy są zatrzaskiwane i dodatkowo przykręcane do zewnętrznej komory skrzydła. Okna w systemie MC PW mogą być wykonywane również jako wychylne dołem. Głębokość ościeżnicy wynosi 117 mm, zaś skrzydła w zakresie 98-115,3 mm. Zespolenie może mieć z kolei grubość od 24 do 52 mm. Izolacyjność termiczna ram wynosi od 1,65 W/m2K. Aliplast oferuje również system MC RW umożliwiający konstruowanie klap wentylacyjnych z ukrytymi zawiasami. Mogą być one montowane na dachach o kącie nachylenia połaci 5-75°. Również ten system jest izolowany termicznie, a współczynnik Uf wynosi od 1,70 W/m2K. Głębokość ościeżnicy wynosi 87 mm, skrzydła 81 mm, zaś zespolenia – od 28 do 56 mm.
Jednym z systemów Aluprofu umożliwiających konstruowanie okien jest MB-SR50N OW HI+. Okno odchylno-wysuwne otwierane na zewnątrz może być oszklone pakietem szybowym o grubości 48-64 mm i mieć współczynnik Uw na poziomie 0,9 W/m2K. Dostępne są dwie wersje szklenia. Okno może mieć widoczną listwę zewnętrzną mocującą szybę lub być wykonane jako bezramowe z wklejanym zespoleniem, dzięki czemu z zewnątrz nie będzie się wyróżniało na fasadzie. W ofercie Aluprofu do wykonywania klap wentylacyjnych jest przeznaczony system MB-SR50N RW o izolacyjności termicznej Uf na poziomie 1,8 W/m2K. Zawiasy schowane są do wnętrza profilu, co chroni je przed negatywnym wpływem warunków atmosferycznych. Okno ma aluminiowy rowek odprowadzający skraplającą się wodę z wewnętrznej powierzchni szyby. Dopuszczalna grubość zespolenia to 24-32 mm. Tego rodzaju okna dachowe można montować na połaci o nachyleniu od 5° do 75°.
Cortizo ma profile do konstruowania okien i klap dymowych otwieranych przez wychylenie dołem lub odstawienie od płaszczyzny fasady. Współczynnik przenikania ciepła ślusarki osiąga wartość Uw w granicach 0,9 W/m²K. Konstrukcje są ciepłe, ale też ciche – współczynnik Rw wynosi do 44 dB. Przeznaczone są też do użytku przy obciążeniu śniegiem SL 60, co oznacza, że można je otworzyć mimo zalegającej na nim warstwy śniegu o ciężarze 60 kg/m².
Wśród produktów firmy Procural są z kolei dostępne wychylne okna systemowe. Można je montować np. w konstrukcji słupowo-ryglowej wykonanej z profili systemu PF152. Maksymalna grubość przeszklenia wynosi 70 mm, co pozwala na zastosowanie zespoleń trzyszybowych. Izolacyjność termiczna profilu wynosi od 1,3 W/m2K, natomiast okna – 0,64 W/m2K (w przypadku szyby o współczynniku Ug = 0,5 W/m2K).
Reynaers ma w ofercie kilka rodzajów okien fasadowych kompatybilnych z systemem CW 50. Są to konstrukcje wysuwane równolegle, wychylne na zewnątrz, rozwierano-uchylne oraz płaskie okna dachowe. Przykładowo okno otwierane do wewnątrz jest konstruowane z tzw. ukrytym skrzydłem. Widoczna szerokość profili od wewnątrz wynosi 80 mm, zaś od zewnątrz – 50 mm (z listwą maskującą). Ślusarka może być szklona szybami o grubości w zakresie 22-28 mm. Współczynnik Uf może wynosić 0,56 W/m2K (zależnie od zastosowanej izolacji termicznej). Z kolei izolacyjność ram okna dachowego Uf = 1,3 W/m²K kompatybilne z systemem dachowym CW 50. Zespolenie szybowe może być umocowane listwami przyszybowymi albo całkowicie lub częściowo wklejone. Okno można instalować w powierzchniach o nachyleniu 2-85°.
FWS 60 CV.HI jest jednym z systemów fasadowych Schüco, który również umożliwia wykonywanie elementów otwieranych. Z zewnątrz nie wyróżniają się one na tle fasady, natomiast od wewnątrz zamknięte skrzydło jest zlicowane z konstrukcją nośną. W zależności od wymagań konstrukcyjnych dostępne są dwie głębokości ościeżnicy – 65 i 85 mm. Wartość Uf ramy dochodzi do 1,4 W/m²K, natomiast okna – 0,7 W/m²K. W systemie są dostępne również okna francuskie ze zintegrowaną szklaną balustradą.
Należąca do Hydro Wicona ma w swoim portfolio serię okien Wicline, dostępne są one jako otwierane do wewnątrz obrotowe (w pionie i poziomie), obrotowo-uchylne oraz uchylne, a także otwierane na zewnątrz uchylne. Przedstawicielem systemu jest konstrukcja Wicline 65 evo/75 evo. Grubość wypełnienia skrzydła może wynosić do 69 mm. Konstrukcje mogą być wyposażone w widoczne zawiasy uchylno-obrotowe oraz ukryte uchylno-rozwierane z funkcją spowolnienia położenia krańcowego. W ofercie Aluronu znajdziemy m.in. system IW 50 przeznaczony do konstruowania okien zintegrowanych z fasadą. Skrzydło jest wyposażone w ukryte zawiasy i otwierane do wewnątrz. Od strony zewnętrznej okno nie różni się wyglądem od kwater stałych. W systemie zastosowano uszczelkę centralną o konstrukcji zapewniającej oprócz szczelności również skuteczne odwodnienie. System jest dostępny w kilku wariantach konstrukcyjnych, co umożliwia wykorzystanie go w różnych typach fasad.
Yawal z kolei ma w ofercie system fasadowy FA 50N HI, który umożliwia wykonywanie okien wychylnych i wysuwnych otwieranych na zewnątrz, a także z niewidocznym skrzydłem. Izolacyjność termiczna ram to 0,63 W/m2K, zaś akustyczna – 53 dB. Dopuszczalna grubość przeszklenia zawiera się w przedziale 32-64 mm.
EKSPERCI
Marcin Micek, Roto Okucia Budowlane
Nowoczesne fasady aluminiowe wymagają systemów, które łączą wysokie wymagania designu z funkcjonalnością i parametrami technicznymi. Wyraźnym trendem w aluminium są okucia z ukrytą stroną zawiasową pozwalające uzyskać elegancki efekt bez widocznych elementów na skrzydle. Ich istotnym atutem jest zachowana ciągłość uszczelki obwiedniowej, co zwiększa szczelność i odpowiada na potrzeby budownictwa energooszczędnego. Współczesne budownictwo zakłada stosowanie dużych formatów przeszkleń, które muszą zapewniać komfort, bezpieczeństwo i trwałość. W obiektach komercyjnych nowym trendem są rozwierane klapy wentylacyjne umożliwiające skuteczną i bezpieczną wymianę powietrza. Dla producentów stolarki obiektowej kluczowa jest rentowność, dlatego w systemach okuć stawiamy na modułowość ułatwiającą produkcję oraz dopasowanie okuć do różnych projektów.
Michał Marcinowski, Aluprof
W fasadach aluminiowo-szklanych budynków średnich i wysokich najczęściej stosuje się okna uchylno-rozwierane (z blokadą otwarcia i możliwością pełnego otwarcia do serwisu), ponieważ najlepiej łączą wygodę użytkowania z wysoką szczelnością, ergonomią i bezpieczeństwem. To rozwiązanie sprawdza się zarówno w codziennej wentylacji, jak i w sytuacjach wymagających dostępu serwisowego, przy zachowaniu kontroli nad zakresem otwarcia. Coraz częściej architekci wybierają również okna odchylane na zewnątrz, zlicowane z elewacją, a także rozwiązania okien panelowych. Pozwalają one utrzymać jednolitą powierzchnię fasady i spójny rytm podziałów, a jednocześnie – poprzez właściwie dobrane skrzydła otwierane – zapewnić naturalną wentylację bez zaburzania architektury budynku. Kierunki rozwoju takich rozwiązań wyznaczają dziś przede wszystkim: wyższa efektywność energetyczna, zrównoważony rozwój – rosnące znaczenie aluminium z recyklingu i transparentności środowiskowej materiałów, a także automatyzacja i integracja z systemami sterowania budynkiem – od napędów i scenariuszy wentylacji po sterowanie pogodowe i kontrolę dostępu. Równolegle obserwujemy dążenie do większych przeszkleń przy jednoczesnej minimalizacji widocznych profili, co wzmacnia „szklany” charakter fasad i poprawia doświetlenie wnętrz.
Kamil Majewski, D+H
Napędy łańcuchowe i zębatkowe stosowane w oknach oddymiających pełnią funkcję otwierania zarówno w przypadku pożaru, jak i podczas codziennej wentylacji. Choć realizują te same zadania, różnią się budową i typowymi zastosowaniami. Siłowniki łańcuchowe są bardziej estetyczne (bardziej podobają się architektom i inwestorom), bo nie odstają prostopadle od ramy i najlepiej sprawdzają się w oknach pionowych, gdzie liczy się wygląd oraz kompaktowa forma. Ograniczeniem jest jednak mniejsza odporność na obciążenia ściskające, co wpływa na maksymalny kąt otwarcia szczególnie w przypadku dużych okien dachowych. Z kolei siłowniki zębatkowe odstają prostopadle od powierzchni skrzydła, co sprawia, że stosuje się je głównie w oknach dachowych i klapach stosowanych m.in. na halach przemysłowych. Taki rodzaj montażu pozwala przenosić większe obciążenia i osiągać szerokie kąty otwarcia, kluczowe przy klapach oddymiających czy też wyłazach dachowych. Mimo że oba rozwiązania mają swoje miejsce w zastosowaniach oddymiających i wentylacyjnych, klienci coraz częściej sięgają po napędy łańcuchowe, głównie ze względu na estetykę i łatwiejsze wkomponowanie w architekturę, podczas gdy modele zębatkowe pozostają niezastąpione w sytuacjach wymagających dużej siły.