Витраж высотой 6 м и выше: алюминий или сталь?

Стойка витража работает как балка между точками опоры: ветер давит на стекло, стекло передаёт нагрузку на стойку, стойка — на перекрытия. Ограничивает её прежде всего прогиб, а не прочность. Прогиб растёт намного быстрее пролёта: при равномерной нагрузке — пропорционально четвёртой степени длины. Поэтому стойка с пролётом вдвое длиннее при том же сечении прогибается примерно в 16 раз сильнее.

Ветровую нагрузку считают по СП 20.13330 для конкретного здания: она зависит от района, высоты над землёй и зоны фасада, на углах здания она выше, чем в середине. Вес заполнения отдельно нагружает ригели и опорные узлы — у крупноформатных стеклопакетов он измеряется сотнями килограммов, на отдельных объектах АФД — больше тонны.

Из этого следует главное: высота «6 м» сама по себе ничего не решает. Решает, где у стойки опоры, какой пролёт без опор, какой формат стекла и какая ветровая нагрузка на этом участке фасада.

Если высокий витраж проходит мимо перекрытий и стойку можно закрепить на каждом из них, пролёт стойки — это высота этажа, а не всего витража. Такой фасад штатно делается на алюминиевых стоечно-ригельных системах.

Если опоры нет, алюминиевую стойку усиливают: берут профиль большей глубины или ставят стальной вкладыш в полость стойки. Сечение и необходимость усиления определяет расчёт; для конструкций Schüco его ведут в фирменном ПО SchüCal.

Плюсы алюминия на большом фасаде — меньший вес, тёплые серии с терморазрывом и одна линейка с окнами и дверями: витраж, створки и входные группы стыкуются штатными узлами одной системы.

Модуль упругости стали примерно втрое выше, чем у алюминия. Прогиб обратно пропорционален жёсткости — произведению модуля упругости на момент инерции сечения, поэтому при сопоставимом сечении стальная стойка прогибается примерно втрое меньше. Сталь выбирают, когда большой пролёт без опор нужно закрыть узким профилем: атриумы, двусветные пространства, архитектура с тонкой сеткой переплётов.

Стальные системы Jansen — это стоечно-ригельная VISS и линейка Janisol для окон и дверей. Цена вопроса — вес, более сложная обработка, антикоррозионная защита и более долгие сроки поставки.

Отдельный случай — противопожарные преграды с нормируемым пределом огнестойкости. Там выбирают не материал, а испытанную конструкцию с нужным пределом: такие системы есть и в стали, и в алюминии. Монтаж заполнений проёмов в противопожарных преградах — лицензируемая деятельность (лицензия МЧС); у АФД её нет, поэтому такие конструкции выделяют в отдельный контур работ.

По опубликованным карточкам объектов: тяжёлое крупноформатное остекление на объектах АФД выполнено на алюминиевых системах Schüco, а сталь Jansen Janisol HI применялась вместе с ними, а не вместо них. Шаг стоек и необходимость стали под ваш витраж определяются расчётом по проекту.