Українські інженери з компанії AESTECH, яка входить у холдинг TECHIIA, працювали над створенням енергоефективного та довговічного склопакету. А отримали до всього ще й вирішення екологічного питання. Як саме безрамне скління терас і фасадів покращує стан навколишнього середовища — розбираємося нижче.
Міська екологічна політика
Чиновники найбагатших країн на різних рівнях приділяють багато уваги питанням нешкідливого транспорту, розумного використання води, викопних ресурсів, енергетики.
Підписанти Нової програми розвитку міст ООН від 2016 року (в тому числі Україна) декларують, зокрема, застосовувати екологічно чисту енергію, охороняти екосистеми й біорізноманіття, спонукати до здорового способу життя та гармонії з природою. А ще — впроваджувати стійкі моделі виробництва. Йдеться про регулювання відходів, їхню переробку, мінімальне використання звалищ та всіляко сприяти політикам, які приносять найкращі результати для довкілля.
Керуючись конвенціями, здоровим глуздом та цікавістю, вчені Данії дослідили велосипедно-тротуарну математику міста. Вийшло, що два тротуари завширшки 7 метрів пропускають 20 000 людей на годину. Двох велодоріжок по 2 метри завширшки досить для 10 000 велосипедистів на годину. При піковому навантаження двостороння вулиця на 2 смуги може пропустити від 1000 до 2000 автомобілів.
Отже, звичайна велодоріжка транспортує уп’ятеро більше людей, ніж автомобільна дорога. На одному автомобільному місці паркується 10 велосипедів. Вело й пішохідний рухи заощаджують місце й є вигідними для «зеленої бухгалтерії» міста, адже завдяки їм зменшуються викиди й забруднення.
Автомобілецентрична Америка теж погоджується на парково-транспортні експерименти. У 1989 у Сан-Франциско стався потужний землетрус. Окрім інших пошкоджень, з ладу вийшла важлива автодорога. Поки чиновники займалися паперовою роботою та узгодженням проекту реконструкції, містяни знайшли альтернативні способи доїхати до центру міста. Шосе перетворили на пішохідну зону з тролейбусною смугою. Містяни та туристи полюбили нове місце прогулянок.
Екологічна катастрофа, яку не помітили
Отже, з одного боку, ми рухаємося до реалізації ідеї екологічно безпечного громадського простору. З іншого, не помічаємо проблему просто перед носом. Йдеться про звичні для нас склопакети у вікнах, фасадах, терасах, атріумах. А точніше — про алюміній, з якого складаються опорні конструкції для цих склопакетів.
Під час виробництва алюмінієвих профілів фабрика викидає в повітря шкідливі гази та пилоподібну речовину. Так, у радіусі 15 км від виробничих потужностей випадає 15% від загальної кількості фтору, газоподібні та мілкодисперсні сполуки, які можуть переноситися на понад 50 км. Тривалий вплив таких речовин на дерева має згубну дію. Часто 50% із них засихають.
Викидання відходів від виробництва алюмінієвих конструкцій у водойми шкодить здоров’ю риби, молюсків та ракоподібних. Велика концентрація таких речовин веде до масового мору мешканців водойм. Люди, що працюють чи живуть поруч з такими фабриками, теж ризикують втратити здоров’я. Найчастіше вони стикаються з проблемами дихальних шляхів, захворюваннями шкіри, зубів, серцево-судинної системи.
Такий великий список жертв має бути чимось виправданий. Наприклад, естетичним та фінансовим результатом. На жаль, якщо ми говоримо про склопакети з алюмінієвою опорною конструкцією, це не так. Металеву опору видно і з приміщення, і з вулиці, вона з’їдає простір, погіршує енергоефективність, збільшує кошторис фасаду та тераси. Але це необхідне зло, адже стандартні склопакети чимось треба тримати.
Тобто люди в маленькому індустріальному містечку дихають викидами, споглядають хворі дерева і мають в анамнезі хронічні захворювання заради того, щоб люди у великому місті бачили невиразні, неестетичні скляні будівлі, порізані опорними перетинками. Звучить абсурдно й антигуманно.
Склопакет підвищеної міцності як вирішення одразу кількох проблем
Українські інженери з Aestech, які працювали над новим типом склопакетів, не тримали у фокусі викладені вище факти. Вони шукали альтернативу звичному для нас склопакету.
Аби зрозуміти, навіщо була потрібна альтернатива, потрібно ближче подивитися на звичне. Стандартний склопакет складається з кількох шарів скла та алюмінієвої дистанційної рамки. Скріплює їх між собою відносно м’який герметик. Попри те, що ми сприймаємо склопакет більше як засіб естетики та енергоефективності, передусім його завдання — тримати вітер і опади. Але його конструкція така, що майже все зовнішнє навантаження припадає на перше скло. Інші забезпечують лише тепло- та шумоізоляцію.
Відповідно, звичайний склопакет неможливо використовувати без металевих опор чи рам. Проблема в тому, що алюміній та скло мають різні коефіцієнти розширення. Це означає, що від перепадів температури у фасаді чи терасі поступово утворюються зазори. А це — витік тепла взимку чи прохолоди влітку на вулицю, витрати на додатковий обігрів / охолодження приміщення. І ще — швидка зношуваність конструкції.
Зрештою розробники придумали жорстко вклеїти між шарами скла пултрузійний профіль — попередньо натягнутих та закріплених скляних волокон. Так вони змогли задіяти внутрішні шари скла до роботи в триманні вітру. Завдяки цьому вдалося прибрати підтримувальні конструкції навколо склопакетів — вони тримають навантаження самі. Винахід отримав назву «склопакет підвищеної міцності».
Плюс пултрузії в тому, що її коефіцієнт розширення близький до цього ж показника у скла. Через відсутність металевих елементів у фасаді чи терасі немає нерівномірної деформації та містків холоду. Зазори просто закривають герметиком та ущільнювачами, а сам склопакет можна робити величезним — до 19 квадратних метрів. Уявіть собі цей розмір — і жодної алюмінієвої перетинки.
Відмова від алюмінієвої складової — важливий результат наукового пошуку. Хоч він і керований енергоефективними та естетичними задачами, зменшення шкоди для здоров’я та довкілля — важливий результат. Що більше нових будівель оберуть для себе безрамкові склопакети, то менше алюмінію треба буде витрачати. А це — ще один крок до одужання для жителів індустріальних містечок.