У всі часи люди в силу свого допитливого розуму щось винаходили і вигадували. Не змінилася ця тенденція і зараз, тільки творіння сучасних умільців не просто радують око, а змушують ще більше пишатися технічною досконалістю витворів. Поява скла стало одним з основних факторів, що вплинули на розвиток нової естетики будівель, оболонка яких повинна захищати людину від несприятливих факторів зовнішнього середовища і при цьому забезпечувати йому максимальний візуальний зв'язок з навколишнім світом.

Одним з найбільш виразних застосувань скла в архітектурі є планарне скління фасадів. Технологія планарного скління з'явилася відносно недавно і зараз є однією з найбільш передових серед фасадних. Полягає вона в примикаючих один до одного світлопрозорих елементах (скло,склопакети ), не розділених рамами або перегородками, чим і відрізняється від профільних систем. Завдяки відсутності рамних елементів фасади та перегородки стають більш прозорими. Назва походить від терміна системи Planar англійської фірми Pilkington вперше застосувала подібне кріплення скла на початку 80-х років.

Найважливішим функціональним і декоративним елементом планарного фасаду виступає несуча металева конструкція у вигляді ферми, балки, арки або гвинтової ферми із сталі або алюмінію. Найбільш ефективною системою кріплень для планарного фасаду є кріплення на нержавіючих коннектора - «спайдер» (від англійського spider - павук) представляє собою хрестовину, до якої кріпляться точкові кріплення скла.

Всі виготовляємі «спайдери» об'єднані в серії, в залежності від максимально допустимого навантаження. Існують коннектори з різною кількістю плечей (від 1 до 4), до яких кріпляться клеми, встановлені в отвори по кутах скляного листа (склопакета). Їхня кількість визначає позицію «спайдер» на фасаді.

Наприклад, при кріпленні до двох кутах скла використовують 2-плечові спайдери:

при кріпленні до чотирьох - 4-плечові:

Допустиме осьове навантаження на плече (зворотнє вітрове навантаження) варіюється в діапазоні від 1500 до 7000 Н, радіальне навантаження, що викликається вагою скла - в діапазоні від 1000 до 2500 Н. Поверхня «павуків» може бути полірованою, матовою, а також може мати полімерне покриття PVF2 будь-якого кольору палітри.

В даний час завдяки цим кріпленням можна реалізувати практично будь-яке архітектурне рішення. До несучої конструкції спайдери приєднуються за допомогою спеціальних кріпильних елементів через отвори (або без них). Вони можуть кріпиться на колонах, ригелях, торцях бетонних перекриттів і стін, а також можуть бути підвішеними в повітрі за допомогою шпренгельних тросових ферм. Герметизація системи досягається за рахунок заливки спеціальним силіконовим герметиком зазорів між склопакетами. «Спайдерне» скління може виконуватися в холодному варіанті - для свiтлопрозорого елемент використовується загартоване скло. Також можливо реалізувати теплий варіант подібного скління, застосовуючи склопакет.

Існують кілька систем «спайдерного» скління:

• скління з використанням існуючих колон і перекриттів в якості несучих конструкцій. Перевагою такої системи є використання вже готових елементів будівлі в якості несучих. Цей спосіб є найбільш привабливим з точки зору вартості.
• Скління з використанням несучих металевих труб. Несучі труби можуть бути найрізноманітнішого перетину: круглого, каплевидного, квадратного та ін. Як матеріал використовується фарбована сталь, нержавіюча сталь, алюмінієвий прокат. Даний варіант дуже конструктивний, надає широкі можливості для проектування, і зручний у монтажі.
• Скління з використанням тросів або металевих стрижнів. Такі конструкції найбільш складні в розрахунках і монтажі і дорожчі.
• Скління з використанням скляних стійок-ребер. Одне із стекол виступає як ребра жорсткості. У такій системі скління використовується більше скла, ніж у першому варіанті, але сама конструкція не поступається їй за міцності і надійності. «Спайдер», застосовувані тут, відрізняються від вживаних в інших системах тим, що вони, як правило, складаються з двох частин, закріплених по сторонах скляного ребра.

У деяких випадках при встановленні потрібно додаткове посилення поверхні скла металевими пластинами.

Що стосується самого точкового кріплення, то воно буває двох видів:

• скляні панелі спираються на опору по кутах або бічних сторін;
• опори фіксуються в спеціально просвердлених отворах.

Елементом кріплення є несучий шарнір, який призначений для з'єднання скляній панелі з конструкцією, приєднуючи скляні панелі до «спайдер».Несучий шарнір сприймає на себе основні вітрові і снігові навантаження і запобігає руйнуванню скла за рахунок своєї рухливості. Несучі шарніри підбираються індивідуально до кожного об'єкта виходячи з розрахунку динамічних навантажень зовнішніх сил, застосовуваного скла і особливостей конструкції.

Існують шарніри:

• призначені для кріплення однолистового скла та скла триплекс

• призначені для кріплення склопакетів

Допустимі осьові навантаження (зворотні вітрові навантаження) варіюються в діапазоні від 2500 до 6000 Н, радіальні навантаження, що викликаються вагою скла - в діапазоні від 1200 до 2500 Н.

При використанні отворів точкові кріплення поділяються на ті, які використовують диски з обох сторін скляної панелі і на ті, які використовують отвори конічної форми (зенкування). Додатково розрізняють фіксовані і рухомі кріплення, рухливість може, наприклад, забезпечуватися за рахунок використання сферичних елементів.

Існує кілька причин для застосування точкових кріплень з використанням отворів конічної форми, які також можуть носити назву вбудоване точкове кріплення або конічне точкове кріплення. Використання точкових кріплень з зенкуванням дозволяє отримати досконало рівну поверхню без виступаючих деталей. Рівна поверхня також бажаніша з точки зору експлуатації: можна вільно використовувати очищувачі, не скупчується пил під виступаючими поверхнями і такі деталі не заважають процесу очищення поверхні.

До використовуваного скла висуваються жорсткі вимоги, оскільки воно забезпечує міцність конструкції, то має бути загартованим або "триплексом". Це також пов'язано з безпекою, гартування - це відносно недорогий та дуже ефективний спосіб підвищення безпеки фасадних конструкцій. При руйнуванні такого скла воно розбивається на скалки малої площі без ріжучої кромки. Так як скління на «спайдер» реалізується за допомогою точкового спирання скла на круглу головку «павука», то для скла точка кріплення є точкою місцевої концентрації напружень, і за допомогою силіконових прокладок необхідно виключати можливість контакту скла з металом. Ця технологія вимагає свердління скла тільки в спеціальних обробних центрах.

Основною проблемою на даний момент є дуже малий досвід застосування такого типу конструкцій, а також відсутність методик розрахунку кріплень і нестандартних несучих конструкцій. Несучі конструкції для спайдерного скління досить своєрідні, тому відзначається нестача кваліфікованих фахівців у цій галузі.

Кріплення таких фасадів не є абсолютно жорстким, і тому дозволяє зменшити і перерозподілити великі пікові статичні і динамічні зовнішні навантаження на будівлю. "Спайдерні" фасади володіють підвищеною зносостійкістю і практично необмеженим терміном служби. Ці достоїнства забезпечуються завдяки тому, що в зовнішній конструкції використовується тільки нержавіюча сталь і скло - найміцніші і зносостійкі конструкційні матеріали штучного походження. Великі розміри світлопрозорих елементів дозволяють найбільш ефективно використовувати сонячну енергію для обігріву та освітлення приміщення. Ще однією перевагою спайдерного скління є простота ремонту, у разі навмисного або випадкового пошкодження скла. Адже інсталяція даних світлопрозорих конструкцій відбувається секційно, і система «спайдер», як правило, ретельно продумана.

Одна з основних проблем, що підлягають вирішенню при проектуванні "спайдерної" систем скління - це облік різних коефіцієнтів лінійного розширення скла і металу. При великих габаритних розмірах фасаду внаслідок нерівномірних переміщень опорних точок стосовно один одного можливий розрив скла в зоні отворів. Вирішити цю проблему дозволяє кульовий шарнір в точковому кріпленні спайдера, що компенсує можливі перекоси при монтажі і особливо при експлуатації.

Одним з найбільш важливих правил є необхідність уникнути безпосереднього контакту між склом та сталлю (або будь-якою іншою достатньо твердою речовиною). Особливо часто це створює проблеми при використанні отворів конічної форми. Якщо відсутня точна відповідність між конічним отвором у склі і підтримуючої опори, то це може послужити потенційною причиною руйнування скла. Різниця в кутах конуса виконаного у склі отвору і кута конуса опори призводить до зменшення площі контакту, що викликає високі локальні напруження і навіть може призвести до безпосереднього контакту скла і сталі.

Якщо говорити про пластичну деформацію як засіб для перерозподілу напружень, то на відміну від сталі, скло є крихким матеріалом і може руйнуватися при виникненні високих локальних напруг. Проблема, пов'язана з розходженнями в розмірах між отворами в склі та елементами точкової опори може бути вирішена, наприклад, за допомогою створення довгастих отворів в опорній конструкції.

При використанні ламінованого скла можна компенсувати зсув окремих шарів скла за допомогою спеціального матеріалу, що міститься в зазорі між отвором у скляній панелі і віссю точкової опори.

При дослідженні механіки руйнування необхідно враховувати вплив отворів у скляних панелях на міцність виконаних зі скла елементів: залежно від методу свердління отворів можуть виникати додаткові пошкодження поверхні, що скорочує термін служби виробу.

У Європі та Америці «спайдерні» фасади вже не дивина. Є велика кількість реалізованих проектів.

Одним з спайдерних кріплень є RODAN (DORMA Holding GmbH + Сo KGaA, Німеччина) - це жорсткий елемент кріплення з використанням клем, встановлених у скло. При монтажі листи поміщають в проектне положення, потім клеми вкручують у відповідні частини в «спайдер». Дана система дозволяє створити як найпростіші стяжки для підвісних козирків, так і складні системи опор для дахів, що відкриває практично необмежені можливості перед проектувальником. Утворюючи єдине ціле, система стяжок і затискних елементів кріплення скла RODAN дозволяє створювати максимально легку і прозору архітектурну концепцію. Разом ці компоненти гарантують досягнення оптимального поєднання скла з підтримуючою конструкцією.

Ще однією з фасадних технологій є «SPIDER GLASS» (Балт-Строй, Росія). Дана технологія, що далі іменується як SG, являє собою суцільне структурне скління. За системою SG можна виконувати вертикальні фасади різних будинків, скління дахів, а також, внутрішні перегородки. Система SG складається з: скляних панелей розміром до 3 м2, несучої системи (ферми, балки, арки, ванти або ін) і кріпильних елементів типу « spider ». При використанні системи SG на фасадах, можлива додаткова комплектація системою автоматики, яка контролює процес експлуатації фасадного комплексу. Система автоматики дозволяє регулювати рівень освітленості в будівлі, температурний режим, контролювати регулярну мийку зовнішньої поверхні і так далі. За цією технологією вже створені і успішно діють паризький Центр мистецтв (Франція), Головний термінал аеропорту Кансай (Японія), бібліотека Кренфілдского університету (Англія), вхідний комплекс «Піраміда» музею Лувр (Франція) та ін За оцінками експертів, система SG має хороші перспективи для впровадження на всій території РФ.

Що стосується України, то тут такий спосіб кріплення скляних панелей тільки набирає обертів, але кількість компаній, що просувають дану продукцію на ринку, постійно зростає. І це не дивно. Адже скляний фасад вимагає менше витрат на експлуатацію ніж будь-яка інша фасадна конструкція; суцільне скління дозволяє поліпшити світловий режим приміщень, чим сприяє забезпеченню комфорту на робочих місцях і в побуті, надає можливість візуально збільшити інтер'єр і встановити візуальний зв'язок внутрішнього простору будівлі із зовнішнім середовищем.

Сьогодні Україна всіляко прагне потрапити в Євросоюз. Поступово приймаються європейські стандарти, в тому числі і в питаннях архітектури. У країні потихеньку починається «фасадний бум». Зовнішній вигляд нових будівель приходить до нас із заходу, роблячи наші будинки сучаснішими, візуально легшими, але залишаючи їх такими ж міцними і надійними. «Спайдерні» фасади в наших містах ще досить рідкісне явище, але всьому свій час. Вони теж заслужать довіру і полонять серця споживачів та архітекторів.