Архитектура стекла и металла
Обновлено: 08.05.2024
К альтернативе — стальные или железобетонные конструкции — многие архитекторы и инженеры, даже те, кто не был связан по долгу службы или по призванию с тем или иным видом строительного производства, относились и по сей день относятся как к коренному вопросу в строительстве. Даже два таких компетентных и непредубежденных специалиста, как известный инженер и архитектор Э. Торроха и заслуженный автор по истории строительного искусства швейцарец X. Штрауб, считают сталь конструкционным материалом, а не строительным в собственном смысле этого слова, так как ей не хватает «массы». Такой взгляд, который в настоящее время можно считать уже преодоленным, типичен для укрепившихся представлений многих мастеров строительства. Железобетон же не противоречил традиционным представлениям об архитектуре. Поэтому он намного быстрее нашел свой собственный, всеми принятый язык в области строительных форм. По этой же причине он долго препятствовал внедрению подлинной архитектуры стали.
Импульсы и течения в архитектуре нашего столетия могут быть грубо сведены к общему знаменателю: «или сталь, или бетон». Попытка такого упрощенного подхода тем более естественна, что в главных творениях Мис ван дер Роэ и Ле Корбюзье воплощены изобразительные возможности того и другого строительного материала.
Были высказаны и сомнительные соображения из истории архитектуры в том смысле, что в творениях этих двух мастеров воплощены истоки и главные возможности функциональной архитектуры в современном ее развитии: бетон, массивное строительство — как средиземноморский романский мотив, возникший из строительства стен и массивных конструкций, и сталь — как компонент англо-саксонско-германский, явл яющийс я развитием деревянного каркасного строительства севера.
Ни Мис ван дер Роэ, ни Ле Корбюзье нельзя отводить роль приверженцев только стали или только бетона. Проект конторского здания 1922 г. или жилой комплекс «Промонтори» 1948 г. — это образцы строительства из железобетона. С «Мезон Кларте» мы, напротив, познакомились как с одним из самых значительных строений со стальным каркасом раннего европейского строительства. Очень положительным моментом является то, что информационный центр, сооруженный в Цюрихе в память Ле Корбюзье, является строением со стальным каркасом, правда, гораздо менее строгим, чем памятник классической стальной постройки — Национальная галерея Мис ван дер Роэ в Берлине.
Для настоящего архитектора и инженера не существует или во всяком случае не должно существовать серьезного предубеждения в выборе «сталь или железобетон», его девиз гласит: «сталь и железобетон».
Если он внимательно следит за прогрессом строительных конструкций, то он может только извлечь пользу из соревнования обоих видов строительства. И если не всегда принимаются к сведению шансы, предоставляемые свободным выбором того или иного вида строительства, а это еще и поныне отрицательно влияет на строительство из стали, то это объясняется различными причинами. Финансирование, утверждение проекта, составление сметы, разрешение и осуществление строительства при всевозрастающем усложнении заводских требований и требований к производству работ — все эти моменты осложняют работу проектировщиков и архитекторов, не оставляя времени на то, чтобы продумать множество структурных вариантов и сопоставить их, чтобы сделать вывод, какой из них лучше. При разработке и оценке вариантов с архитектурной точки зрения, к сожалению, игнорируются конструктивные и экономические интересы. Строительство же на основе проверенных конструктивных систем, которые облегчают выбор вариантов, использование привычных, часто повторяющихся строительных решений многие архитекторы и заказчики отклоняют или принимают с недоверием. Они видят или боятся в них увидеть нанесение ущерба своим правам или свободе творчества.
Для возведения стальных каркасов не существует принципиальной дилеммы — строительство из заранее изготовленных стандартных элементов или по индивидуальным проектам. В основе каждого сооружения из стали лежит определенная система. Архитектор имеет возможность выбирать эти системы для своих целей и рассматривать их не как сковывающие его цепи, но как стимул к творческому проектированию. Целью данной книги не является замена одного предубеждения или привычки другой — предвзятостью или односторонним подходом к строительству из стальных конструкций в практике проектирования и выработке методов конструирования. Нель книги состоит в том, чтобы внести вклад в конструктивное проектирование, возбудить к нему интерес, оказать помощь и дать стимул для критических размышлений в сфере как стали, так и железобетона.
Только обостренное сознание и чувство ответственности автора проекта, а также длительность службы строения независимо от материала могут оправдать выбор материала. Средняя долговечность здания в большом городе в Европе в настоящее время значительно меньше длительности человеческой жизни; американские крупномасштабные стройки рассчитаны приблизительно на 25 лет. В этом отношении стальные конструкции имеют определенные преимущества вследствие того, что стальное каркасное здание можно без существенных затрат демонтировать, а его части вновь использовать или переплавить. Стоимость металлолома, как правило, покрывает расходы по демонтажу. Уже с этой точки зрения стальное каркасное строительство рассматривается как экономически выгодное и удобное для городского строительства.
Архитекторы, так же как и заказчики, должны понять и постепенно поймут, что их строения не являются ни памятниками, ни гробницами, но что они должны с помощью доступных средств создавать для быстро изменяющихся условий легко приспособляемый, удобный объект для жизни и деятельности человека. Это было свойственно уже строениям из стали XIX в. В наше время претензия на вечность уже не является критерием в архитектуре; ее отличительные признаки скорее в единстве функции, конструкции и формы, приведенном в соответствие с ясным видением эпохи. С этой точки зрения сталь — поразительно современный материал; с этой же точки зрения кажется глубоко знаменательным, что даже выдающиеся строения, действительно соответствовавшие своему времени, вроде «Хрустального дворца» или большого зала парижской галереи машин, больше не существуют.
Сталь и стекло в архитектуре
Представление об идеально чистой архитектуре из стекла и стали, несомненно, одна из важнейших и наиболее характерных движущих сил современной архитектуры. Первые шаги в этом направлении были сделаны на рубеже XVIII и XIX столетий непосредственно после того, как для несущих конструкций зданий в качестве строительного материала начали применять железо вместо дерева и кирпича. Во Франции еще в XVIII в. было сильно развито производство зеркальных стекол в связи с изобретением литьевого метода. Уже первый купол зернового элеватора, деревянная конструкция которого была заменена после пожара 1799 г. железной, был в значительной мере застеклен. При строительстве галереи в Орлеане был, как уже раньше упоминалось, применен свод из стекла и железа. Это, вероятно, одно из самых плодотворных достижений архитектуры XIX в., с которым пришло новое восприятие пространства и массы и принципиально новое оформление внутреннего и внешнего пространства.
Кровля или свод из стекла и железа стали характерным признаком городского строительства — крытые пассажи и гаяе-реи, рынки, перроны, зимние сады и стеклянные дворцы. По лондонскому «Хрустальному дворцу» можно судить, насколько технология стекла как строительного материала отставала от технологии железа. Весь проект, его строго модулированный порядок, проект организации работ и календарный график должны были быть ориентированы на вырабатываемые в то время форматы стекла с максимальной длиной 1,25 м.
Достичь идеала полной прозрачности или по крайней мере приблизиться к нему при постройке многоэтажных зданий было гораздо труднее, чем при строительстве залов. Все трудности и неудачи, которые приходилось преодолевать стальному строительству, проявлялись также почти всегда при уменьшении застекленных площадей, и, наоборот, самые удачные и элегантные решения архитектуры, использующей стальной каркас, шли рука об руку с максимально большими плоскостями остекления.
То, что архитектура стекла и металла при строительстве многоэтажных зданий смогла добиться успеха лишь с таким сильным опозданием — приблизительно через 100 лет после постройки «Хрустального дворца», отчасти является результатом технологической отсталости производства стекла. Только в начале 20-х годов нашего столетия техника производства стекла достигла уровня поточного производства с выпуском стекла большого формата.
Но именно в эти годы в Европе, которая в то время была источником новых идей в области подлинно каркасной архитектуры, железобетон оттеснил стальное строительство на второй план. Поэтому идея дома из стекла в высотном строительстве была реализована сначала в комбинации не со стальным каркасом, а с железобетоном. Первыми постройками, в которых стекло целиком заменило другие строительные материалы в высотном строительстве, были табачная фабрика ван Нелле в Роттердаме 1927 г., «Диогенверзандхауз» архитектора Вутса в Бостоне (Англия). Это промышленные здания и склады, сплошное остекление которых было легче выполнить, чем в жилых домах или в учреждениях, так как оно диктовалось функцией этих зданий.
Первая постройка, в которой был использован целиком стальной каркас с застекленными переплетами большого формата, ставшими неотъемлемой частью всего сооружения, — необычайно прогрессивная конструкция для 1939 г. — это многоцелевой зал Народного дома в Клиши во Франции (архитекторы Бодуэн и Лодс, инженеры Бедянский и Пруве).
Фасады из стали и стекла жилых домов Мис ван дер Роэ, так же как и первые навесные стены, были технически несовершенны в том смысле, что они еще были застеклены обычным толстым стеклом. Долгое время пришлось заниматься проблемами утечки и лучистого распространения тепла и другими физиологическими и физико-строительными проблемами, которые связаны с применением обычного стекла. Эти проблемы были менее актуальны для США благодаря мягкому климату и меньшей стоимости энергии.
Мис ван дер Роэ способствовал прогрессу техники стекла. Промышленность, производящая стекло, быстро устранила недостатки своего материала (недостаточные теплозащитные свойства, ломкость, тепличный эффект при солнечном освещении) и добилась усовершенствования и быстрого повсеместного внедрения крупноразмерных стекол. В «Левер-хауз» в Нью-Йорке было использовано для остекления зеленоватое, защищающее от солнца стекло «catacalor», которое в то время использовалось в США для задних стекол автомобилей. Авторы проекта имели при этом в виду не только защиту от солнца — такое стекло относительно меньше отбраковывалось и легко достигалось единство в цветовом решении всей стеклянной оболочки здания, так как армированное остекление междуэтажных простенков было тоже зеленого цвета. Эта идея была сразу же повсеместно подхвачена. Самого большого эффекта Мис ван дер Роэ удалось достигнуть коричнево-золотой окраской, соответствующей бронзированным импостам здания «Сигрэм».
Среди ранних примеров применения навесных стен в американских небоскребах «Корнинг Гласс билдинг» — здание, построенное в Нью-Йорке архитекторами Гаррисоном и Абрамовицем, представляющее собой образец максимального использования стекла: чрезвычайно тонкие вертикали и едва заметные горизонтальные импосты и последовательно использованное солнцезащитное стекло приводят к тому, что между окном и подоконной зоной почти незаметно различия. Европейцу сразу же бросается в глаза сильная волнистость и неравномерность тянутого стекла с искаженным размытым отражением соседних домов, поскольку в Европе принято считать, что в классической навесной стене необходимо абсолютно гладкое кристаллическое зеркальное стекло.
Фасад центра ИБМ архитектора Сааринена по окраске стекла намного темнее фасада «Корнинг Гласс билдинг», но темное стекло почти неощутимо изнутри. Чем темнее окраска стекол, тем сильнее они отражают лучи, как зеркало, и знаменательно то, что в архитектуре международного масштаба именно это волшебное действие стекла как строительного материала было вновь открыто и использовано при развитии романтической выразительности и символики. В основе этого направления лежит возврат к глубинам истории строительных материалов. Теперь в спросе уже необязательно чистопрозрачное нематериальное стекло, к которому, видимо, стремилась архитектура функционалистов и которое широко применяется благодаря современному поточному производству зеркального стекла. Теперь известно, что можно использовать цветные прозрачные, непрозрачные или отражающие остекленные поверхности; такую роль стекло играло уже в готических соборах и в замках, построенных в стиле барокко.
При строительстве здания библиотеки редких книг в Нью-Хавене архитекторы заполнили пластическую сетку крестообразных готовых частей фасада ониксом. Это вызывает в памяти античную архитектуру дворцов и храмов, эпоху, когда стекло было дороже, чем шлифованные полудрагоценные камни.
В этой перспективе следует рассматривать те проекты, в которых воплощены посмертно мечты Мис ван дер Роэ о берлинском небоскребе из стекла (проект 1919 г.); это относится прежде всего к зданию «Лейк Пойнт Тауэр» в Чикаго с очертанием, похожим на листок клевера, и с вздымающимися плоскостями из стекла. Здесь железобетон вновь опередил сталь. Это 65-этажное здание, остававшееся некоторое время самым высоким в мире, было построено с таким расчетом, чтобы самой формой плана способствовать уменьшению давления ветра с передачей горизонтальных усилий на массивное ядро жесткости.
Образцом чистой архитектуры стекла и стали 50-х годов в области строго делового промышленного многоэтажного строительства может служить уксусная фабрика в Питтсбурге (проектное бюро СОМ) с ее ритмическим делением импостами и с прекрасными пропорциями. Из европейских зданий с ней можно сравнить гараж и зал для продажи автомобилей в Барселоне (архит. Эхагю).
Примерно с 1950 г. в технологии стекла были достигнуты дальнейшие успехи. Различные системы заполнения оконных проемов, объединение двух или более переплетов с воздушными прослойками, которое снижает затраты на обогревание внешней остекленной стены и препятствует ее запотеванию, нашли самое широкое применение. Если сравнить, например, детали фасада здания «Сигрэм» с фасадом Федерального центра в Чикаго, в котором применена более совершенная теплозащита, то разница в решениях остекления едва заметна.
Одновременно с технологией изготовления теплозащитного стекла была разработана технология различных типов безопасных стекол — многослойного безопасного стекла и закаленного стекла. Цельностеклянные конструкции для стен и световых проемов открыли совершенно новые возможности для архитектуры. Новые знания о проницаемости цветного стекла различными лучами спектра стали источником новых возможностей уменьшения тепличного эффекта и обогащения выразительных возможностей архитектуры. К этому несколько лет назад добавились методы металлизации или создания дымчатости стекла, способствующие лучшему отражению тепловых лучей и придающие фасаду характер гигантского зеркала. Наиболее последовательно этот эффект использовал Сааринен при строительстве каркасного здания телефонной компании «Белл». Огромные плоскости этого гигантского здания заполнены рефлектирующими солнцезащитными стеклами.
Уже сегодня обнаруживается богатство конструктивных и выразительных возможностей применения стекла — от гладкого до рифленого, от бесцветно-прозрачного до окрашенного, от непрозрачного до зеркального. К этому прибавляется еще одна альтернатива: какое стекло имеет перспективы — тянутое или зеркальное. Эта проблема станет, возможно, беспредметной, если перевесят преимущества третьей технологии — огневой полировки, при которой блестящая полированная поверхность тянутого стекла сочетается с ровной поверхностью стекла шлифованного.
Богатство красок и блеск, которые современная технология производства стекла предоставляет архитекторам, ярче всего выявляются в сочетании с изяществом чисто стальных каркасных строений. Среди международных стальных строений последних лет следует отметить деловые и конторские здания со сплошным остеклением высотой в этаж, а именно: административное здание завода в Штефа в Швейцарии, здания страховой компании в Лондоне и пенсионной кассы в Люксембурге. Особенно заметна красота стекла в сочетании с функциональной правдивостью в некоторых зданиях, в которых стеклянный фасад имеет вторую оболочку из навесных стеклянных солнцезащитных козырьков. Первые смелые опыты в этом направлении были предприняты архитекторами Зер-фусом и Бройером при постройке здания «Юнеско» в Париже и здания правления «Ван Леер компани» в Амстердаме еще в начале 60-х годов. Строго функционально разработанное многоэтажное здание машиностроительного завода фирмы «Геберлейн» в Ватвиле (Швейцария, архит. Кустер) со стальным каркасом особенно привлекательно вследствие комбинации двух различных сортов стекла, используемых для наружной оболочки и солнцезащитных козырьков. Это дает впечатляющий эффект контрастного действия, противопоставления дня и ночи, который делает невесомым, воздушным огромное строгое строение.
К рекордному эффекту крупноформатного сплошного остекления стремился при сооружении приземистого здания генерального бюро ИБМ в Кошеме (Англия) архитектор Форстер, что было связано с известными трудностями при разработке каркаса фасада с учетом высокого насыщения здания инженерными коммуникациями. В этом здании на практике достигнуто впечатление стеклянной призмы, в которой отражаются деревья и облака. Такая маскировка несущей конструкции или стальных импостов не должна, однако, быть конечной целью идеалом архитектуры стекла и стали; изящное обрамление для стекол различного размера в сочетании с элегантным профилем выходящей наружу стальной конструкции представляет еще один шаг вперед в эстетическом отношении. Такое решение было применено при строительстве парижского Музея искусств и народного творчества (архит. Дюбюссон). Большой приемный зал отеля «Голубое небо» в Японии убеждает нас в том, что в последнее время архитекторы вновь вспомнили о цветном стекле и о том волшебном впечатлении, которое оно производит. Стальной каркас, стены и потолок этого здания целиком заполнены цветными стеклами большого формата.
Примером блестящего использования архитектуры стекла и стали в наши дни является здание управления «Ройяль Белж» в Бойтсфорте под Брюсселем. По фантастическому впечатлению, которое оно производит, оно сходно с построенным на 100 лет раньше «Хрустальным дворцом», который оказывал подобное же действие на своих современников. Зеркальные стекла высотой 7,5 м с обеспечивающими их жесткость металло-стеклянными импостами в приземистом цокольном здании, дымчато-золотые солнцезащитные и теплоизолирующие стекла высотного дома в сущности впервые доводят впечатление от конструкции стального каркаса до такого яркого эффекта.
VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014
СОЧЕТАНИЕ СТЕКЛА И МЕТАЛЛА В АРХИТЕКТУРЕ ВЫСТАВОЧНЫХ КОМПЛЕКСОВ
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Социально-экономическое развитие стран, диктует новые условия проведения и содержания выставок. В последние десятилетия цивилизованные страны стали обращать пристальное внимание на архитектуру комплексов, где проводятся коммерческие выставки с демонстрацией последних достижений в области моды, интерьерного дизайна, книгоиздания, музыкальных инструментов, образования, компьютерного программного обеспечения, аудио-, видеотехники, игрушек, подарков и прочих полезных вещей. В настоящее время международные выставки становятся экспериментальной проверкой урбанистических решений, современных приемов формообразования в архитектуре, новых конструктивных решений, использования прогрессивных инженерных идей, применения новых материалов.
Среди многообразия используемых конструкций, конструкции из стекла и металла можно назвать "визитной карточкой" современной архитектуры. Они широко применяются при строительстве зданий и сооружений самого разного типа и функционального назначения. Не обошла стороной комбинация этих двух материалов и объекты выставочных комплексов, которые все чаще и чаще проектируются и строятся со светопрозрачными фасадами, стеклянными перекрытиями, "зимними садами" и всеми прочими атрибутами новой архитектуры из стекла и металла, которые позволяют достичь небывалой архитектурно-художественной выразительности зданий. Немаловажную роль в восприятии выставки зрителем играет и естественное освещение экспозиции, в чем опять же помогает разнообразие приемов остекления фасадов выставочных комплексов.
Строительное стекло раньше чаще всего служило лишь для заполнения оконных проемов, теперь же очень успешно выполняет функции стеновых материалов. В связи с изменение функционального назначения стекла, изменяются и требования, предъявляемые к конструктивным элементам. Поскольку стеновой материал принимает участие в создании художественного образа объекта, то наряду с требованиями к несущей способности стекла предъявляются и требования к декоративным качествам, а именно таким характеристикам, как цвет, зеркальность, фактура поверхности. Для обеспечения несущей способности, необходимо строгое соблюдение технологии производства этого материала, включающей в себя следующие этапы: обработка, приготовление, стекловарение, формование, отжиг и закалка, которая непосредственно, и применяется при получении строительного стекла с повышенной при сжатии и при изгибе прочностью, по сравнению с обычным стеклом. Придание стеклу необходимых декоративных характеристик осуществляется на последнем этапе производства – заключительная обработка изделий. [3]
Растет популярность применения в строительстве металлических конструкций. Металлы, как материалы, обладают комплексом ценных для строительства свойств – большой прочностью, пластичностью, свариваемостью, выносливостью, способностью упрочняться и улучшать другие свойства при термомеханических и химических воздействиях. [3]
Однако применение сочетания металлического каркаса и стекла не является нововведением современной архитектуры и свое начало берет еще в 19 веке. Конструкция первого выставочного комплекса «Хрустальный дворец», построенного английским архитектором Джозефом Пакстоном для Всемирной выставки 1851 года в Гайд-парке Лондона, представляла собой сложную систему тонких железных стержней, служащих опорой для стеклянных стен. Он стал одним из первых сооружений, в котором были приняты столь распространенные сейчас унифицированные элементы: все здание было составлено из одинаковых ячеек, собранных из 3300 чугунных колонн одинаковой толщины, 300 000 одинаковых листов стекла, однотипных деревянных рам и металлических балок. Хрустальный дворец - уникальное сооружение для своего времени, первое в мире большое металлокаркасное здание и первое здание со стеклянными стенами - стал образцом для проектировщиков выставочных павильонов и прародителем современных зданий выставок. Именно при сооружении Хрустального дворца родилась принципиально новая архитектура, стиль «стекла и металла». [1] В 1889 году был возведен павильон машиностроения, так называемая "галерея машин", авторы - инженер В. Контамен и архитектор Ф. Дютер. Стальной цех был почти целиком облицован стеклом. Эти здания поистине стали сенсацией для того времени, но со временем выставочные комплексы, возводимые с применением металлического каркаса и стекла достигают еще большего совершенства и становятся инструментом общения с посетителями.
В 1917 году, был построен комплекс Feria Valencia (рис.1, а), проект Валенсия в Испании. Самыми эффектными архитектурными элементами этого комплекса являются шарообразные конструкции из прозрачного стекла и металла, которые украшают главный вход и павильон с многоцелевыми залами, предназначенными для разных встреч. Создается впечатление, что слева и справа от вас стены, а над головой вместо потолка и крыши – открытое небо.
Комплекс Fiera Milano Rho, проект Массимилиано Фуксаса, Милан, Италия (2006 год) (рисунок 1, б) – пример современной архитектуры выставочных комплексов. Главные эстетические элементы – это изящная прозрачная крыша - «покров», представляющая собой металлическую сетку со стеклом в ячейках, вырастающие из земли гигантские воронки - «колокольчики» из этой же конструкции. Игра отражений и эфемерные конструкции – и эстетика готова.
Рис.1. Выставочный комплекс
а - Feria Valencia, Валенсия (Испания); б - Fiera Milano Rho, Милан (Италия)
Еще один пример - выставочный комплекс в Базеле, Швейцария (рис.2, а), реконструкция которого была осуществлена в 2012 году по проекту швейцарских архитекторов Жан Херцог и Пьер де Мерон. Первые этажи новых строений в Базеле полностью остеклены, верхние облицованы ажурной алюминиевой сеткой, причем каждый следующий уровень смещен относительно нижнего таким образом, что здания приобретают несколько выразительных консолей.
Нельзя не отметить и ультрасовременное футуристического здание торгово-выставочного комплекса в Мюнхене — «BMW Welt» (рис.2, б), которое навевает множество ассоциаций – настолько оно фантастически и нереально выглядит. Здание, высота которого 24 метра, длина 180 м, а ширина — 130 м, кажется, парит в воздухе, плавно идя на посадку. А все из-за огромного количества стеклянных блоков, из которых состоит «двойная воронка» здания. И даже 12 колонн, на которых крепятся стеклянные стены павильона, снаружи не видимы.
Рис.2. Выставочный комплекс
а – CityLounge, Базель (Швейцария); б – BMW Welt, Мюнхен (Германия)
Раньше покрытия выставочных комплексов чаще всего состояли из отдельных состыкованных плоских ферм. В соответствие же с рассмотренными примерами можно заметить, что в качестве несущих металлических конструкций в выставочных комплексах широкое распространение получили сетчатые покрытия, созданные инженером В.Шуховым. Такие покрытия представляют собой пространственные несущие конструкции из однотипных (одинаковых) частей. Линейные диагонально пересекающиеся элементы, соединенные в местах перекрещивания, образуют сетку с ромбовидными ячейками. Эта сетка может применяться как висячая, растянутая или как сводчатая конструкция со сжатыми элементами. В обоих случаях поверхности могут быть образованы как с одинарной, так и с двоякой кривизной. Преимуществами сетчатых конструкций является заметное уменьшение веса, по сравнению с обычными конструкциями; работа элементов только на одноосное напряжение; высокая несущая способность сетчатой поверхности в случае сосредоточенных нагрузок; значительное упрощение изготовления и монтажа, благодаря наличию одинаковых конструктивных элементов. [2]
Таким образом, анализ современной архитектуры выставочных комплексов, позволяет утверждать, что популярность применение сочетания таких материалов как металл и стекло растет с каждым годом, что вполне оправдано. Это поистине незаменимые материалы, символ красоты и изящества, приоритетная мода, которая захватила цивилизацию. В многообразии форм стеклянных поверхностей современные архитекторы с каждым разом по-новому используют необычные сочетание свойства стекла - зеркальность, прозрачность, цветовой тон, решая широкий спектр профессиональных задач для достижения оригинальных архитектурных эффектов. Металлического каркас, в свою очередь, один из ключевых факторов развития архитектурной формы, так как позволяет освободить тектонику стены от ее основной функции – несущей. Его применение позволяет создавать большие остекленные поверхности, иначе решать композиционную структуру зданий.
Литература
Ионина Н.А. 100 великих дворцов мира: Энциклопедия / Н.А. Ионина. – Вече, 2007
В. Г. Шухов (1853—1939). Искусство конструкции, Райнер Грефе, Оттмар Перчи, Ф. В. Шухов, М. М. Гаппоев и др., «Мир», Москва, 1994. - 192 с.
Микульский В.Г., Сахаров Г.П. и др. Строительные материалы (Материаловедение. Технология конструкционных материалов): Учеб. издание. – М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2007. – 520 с.
XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020
Одним из величайших достижений человечества стало изобретение стекла – уникального материала, который благодаря исключительным свойствам и эстетическим характеристикам широко используется в современной архитектуре.
Не так давно стекло служило только для заполнения оконных проемов, чтобы позволить свету и воздуху проникать в помещения. Зимой такие окна впускали в дом холод, а летом – жару, оказываясь постоянным источником сквозняков.
В конце 20-го века стеклянные фасады стали передовой строительной технологией. Сегодня все больше и больше фасадов во всем мире выполняются из этого прозрачного материала с уникальными свойствами.
Стекло дает неограниченные возможности полету архитектурной фантазии. К области его применения относится остекление фасадов, создание стеклянных перегородок, козырьков и ограждений. Благодаря стилю хай-тек, основанному на применении высоких технологий в интерьере, стали прозрачными не только двери и стены, но и лестничные марши и перила, а также полы и потолки. Жилое пространство «расширилось», а мебель словно растворилась в воздухе.
1. Умное стекло.
Основным назначением "умного" стекла в настоящее время является его способность менять степень затемнения и прозрачности. Такие стекла есть в продуктовом портфеле у всех крупнейших производителей стекла.
Компания AGC представила инновационный продукт Halio, работающий по принципу электрохромной технологии.Особенностью технологии является управление прозрачностью стекла с помощью электричества. Посредством переключателя можно изменять ступенчато или плавно степень затемнения или прозрачности стекла. Данные стекла используются для защиты от солнца и создания приватности. Умное решение Halio имеет очень высокую скорость затемнения (перехода из прозрачного состояния до темного) всего за 3 минуты. У аналогичных продуктов это время, в среднем, составляет около 10 минут.
Новинку в области динамических смарт стекол на выставке представила компания Pilkington. Затемнение в термохромных динамических стеклах происходит под воздействием температуры внешней среды.
Компания Guardian Glass представила инновацию под названием "dynamic shade solution", где внутри стеклопакета расположена непрозрачная штора из пленки, с помощью которой можно обеспечить 100% непрозрачность остекления, что потенциально заменит наружные жалюзи. Для большей вариабельности можно установить два слоя: одна пленка полностью непрозрачная, другая полупрозрачная.
2. Солнечные панели BIPV
В экспозициях выставки Гласстек много внимания уделялось стеклянным панелям со встроенными внутри солнечными батареями.
В мире все большее внимание уделяется развитию встроенных в стеклопакет солнечных панелей (BIPV технологий). На начальном этапе их КПД был невысоким, но уже сегодня до 30% электроэнергии здания могут получать за счет солнечной энергетики. Недостатком технологии пока является необходимость использования прямых солнечных лучей. Поэтому многие солнечные панели делают "двигающимися" за солнцем.
Сегодня энергии рассеянного света недостаточно для эффективной генерации электроэнергии. Пока еще не придуманы эффективные солнечные панели, которые могли бы получать достаточное количество энергии из рассеянного солнечного света, чтобы применяться не только в южных регионах, но и в средней полосе России. Совершенствование технологии эффективного использования рассеянного света позволит расширить диапазон использования солнечных фасадов.
3. Медиа фасады .
Данная тенденция начала прослеживаться на предыдущей выставке Glasstec 2016 и получила свое продолжение в 2018 году. Фасад перестает быть только оболочкой здания и элементом светопропускания. Он становится огромным рекламным носителем – медиа экраном. Первый успешный опыт реализации этой технологии есть и в России – новые спортивные стадионы к ЧМ по футболу.
В 2018 году компания AGC представила свой новый продукт GLASSILED UNI с применением LED – технологий, позволяющий создавать эффектную подсветку фасадов зданий, не расходуя много энергии.
4. Вакуумные стекла.
На выставке Glasstеc 2016 китайская компания LandGlass продемонстрировала первое запатентованное вакуумное стекло (его еще называют вакуумный стеклопакет) LandVac, которое было готово к серийному производству. Тогда участники рынка отнеслись к новинке с осторожностью. Разработка имела свои недостатки: межстекольные распорки были достаточно заметными и портили внешний вид вблизи оконной конструкции. Место для откачки воздуха на поверхности стекла не украшало стеклопакет.
Отличительным преимуществом вакуумных стекол (стеклопакетов) является то, что при незначительной толщине менее 10 мм, они обладают кардинально более высокими показателями по теплосбережению.
В 2018 году на выставке стекла Glasstec компания AGC совместно с Panasonic представила вакуумный стеклопакет нового поколения Fineo с усовершенствованными свойствами. Его сопротивление теплопередаче составляет 1,4 m2 0С/Вт. Для сравнения – сопротивление теплопередаче традиционного двухкамерного стеклопакета с двумя теплосберегающими И-стеклами и заполнением межстекольных камер аргоном составляет 1,2 m2 0С/Вт. Также, светопропускание вакуумного стеклопакета будет на 30% выше, чем у сравниваемого двухкамерного стеклопакета. В ближайшее время компания AGC планирует модернизировать и эту конструкцию, увеличив сопротивление теплопередаче до 2,5 m2 0С/Вт.
Основные характеристики нового продукта – отсутствие отверстия на внешней поверхности стекла для откачки воздуха, менее заметные межстекольные распорки темного цвета.
Вакуумные стеклопакеты также были представлены группой NSG на стенде Pilkington, разработкой этой продукции занимается подразделение в Японии.
Также вакуумное стекло обладает повышенными звукоизоляционными свойствами, сопоставимыми с триплексом аналогичной ширины, а также улучшенным светопропусканием по сравнению с обычным. При этом, вес вакуумного стеклопакета значительно меньше, что немаловажно для оконной конструкции.
5. Антиграффити стекло.
Компания Pilkington представила стекло со специальным покрытием. На него невозможно нанести рисунки и надписи красками на водной основе. При контакте с поверхностью стекла краска не фиксируется, а стекает за счет гидрофильных свойств покрытия.
Новинка может успешно использоваться на транспорте, стеклянных информационных панелях и стать заменой специальной пленке.
6. Проникновение стекла в интерьер.
Зеркала с каждым годом все больше применяются в интерьере помещений, визуально увеличивая пространство:
Появление антикоррозионных свойств в зеркалах, благодаря нанесению специального покрытия – слоя хрома, придает зеркалам дополнительные свойства защиты от ржавчины и прочность.
Продукт может использоваться для душевых кабин, находить все новые сферы для применения – зеркало-телевизор. Зеркало реагирует на воздействия пальцев при включенном телевизоре – интересная идея, когда необходимо сэкономить место. Когда нужно – это зеркало, а когда нет – экран или ТВ.
7. Стекла для душевых кабинок.
Экспозиции выставки показывают, что предложение переработки стекла для изготовления душевых кабин, стеклянных шторок и прочих изделий из стекла, увеличивается. Преимущества их перед аналогами из оргстекла очевидны – привлекательный внешний вид, долговечность, надежность.
Предложение стекла с антикоррозионным покрытием, позволяющим сохранить прозрачность стекла, несмотря на время, и широкий спектр фурнитуры способствуют увеличению спроса. На выставке Glasstec 2018 года были представлены дизайны душевых кабинет с армированным триплексом – как элемент дизайна.
8. Мировое лидерство в индустрии стекла.
Согласно оценкам Freedonia Group – агентства, занимающегося промышленными исследованиями, – в настоящее время всего четыре мировых производителя обеспечивают 70% от объема мирового производства стекла. Среди них – NSG Group (Pilkington, Англия), Asahi (Япония), Saint-Gobain (Франция), ACG (США – Европа) и Guardian (США – Европа).
9. Здания из стекла:
1. «Большой янтарь» – это крупнейший концертный зал в странах Балтии. Он рассчитан на 1024 места.
Здание представляет собой бетонную скульптуру, облицованную самонесущим чуть наклоненным стеклянным фасадом.
2. Пекин. Большой национальный театр.
3. Штаб - квартира "Aldar” (Al Dar Headquarters), Абу - Даби
4. Департамент здравоохранения в Бильбао, Испания
5. Прозрачное здание церкви, Калифорния
6. Дом – Рояль со скрипкой из стекла. Китай
Стекло позволяет зданиям «парить», создает обзор и единение внешнего и внутреннего пространства, поэтому его так любят архитекторы и дизайнеры .
Как минеральный материал, стекло прекрасно сочетается с благородным деревом (напольные покрытия, панельная облицовка стен), что, несомненно, дает самый теплый эффект, который можно получить только при сочетании природных материалов. Комбинация стекла с кожей, натуральным камнем помогает достичь прекрасного баланса для создания уютной атмосферы. Эти материалы потрясающе сочетаются с металлом, современной алюминиевой рамой.
Естественный свет привносит в дом больше счастья, создает настроение: он оживляет интерьер, добавляет теплоты. Солнечные лучи, проходящие сквозь окна, прекрасно создают во внутреннем пространстве ощущение уюта.
Реакция против строгой архитектуры из металла и стекла
Реакция против «функционализма» в международной архитектуре, протест против строгой конструктивной дисциплины, которая была установлена Мис ван дер Роэ в Чикаго, наступила очень рано. Это означало для стального строительства весьма ощутимый удар.
Более серьезно и обоснованно, чем в поверхностной модной волне, которая была начата с алюминиевых граней фасада здания «Алкоа», появляются новая архитектурная точка зрения, новые выразительные средства в работах рано умершего Ээро Сааринена. Его первое большое сооружение — комплекс зданий технического института фирмы «Дженерал Моторе» в г. Уоррене близ Детройта, запроектированных и выполненных в период с 1946 по 1955 г., — демонстрирует еще строгую дисциплину школы Мис ван дер Роэ. Однако общий план является противоположностью плану Иллинойского технологического института в Чикаго. В нем доминирующее значение имеют искусственное озеро с фонтанами, поднимающаяся из воды водонапорная башня из нержавеющей стали и сводчатое сооружение выставочного зала.
Прямоугольно расположенная группа зданий конторы и цехов отчетливо демонстрирует несущий стальной каркас; конструкция фасадов по сравнению с небоскребами значительно упрощена: стройные колонны, поставленные на расстоянии 1,6 м, немного выступают наружу, между ними расположены оконные элементы из зеленого стекла, а также выступающие элементы покрытий и парапеты из эмалированных стальных листов. Вся эта стройная структура основного фасада всех зданий вставлена между глухими плоскостями из глазурованной кирпичной кладки. Разнообразием и игрой красок этот фасад напоминает латиноамериканскую фольклорную строительную керамику, которую архитекторы пытались снова воскресить в Мехико.
Еще один острый контраст материалов применил Сааринен в научно-исследовательском центре в Йорктаун-Хейтсе (штат Нью-Йорк). Двухэтажное здание длиной около 300 м в виде кругового сегмента расположено вокруг плоской вершины холма. Впечатление огромной длины усилено вертикальным членением фасада — остеклена лишь крытая галерея, идущая через все здание и служащая для отдыха и обозрения местности. Лаборатории и исследовательские помещения, расположенные внутри здания, наглухо отгорожены от окружающего пространства и имеют искусственное освещение. Для торцовых стен с редкими оконными проемами применена рустированная кладка из очень крупных неровных камней. При ближайшем рассмотрении видно, что это не циклопическая кладка, а каменная крошка, покрывающая бетонную стену. Этот искусственный прием особенно неприятен в сочетании с огромными сильно заостренными кверху колоннообразными пилястрами, которые поддерживают вырастающий из стеклянной стены закругленный навес над главным входом.
- 1) «экран» (screen) — навесная сетка из металлических частей, прорезанная керамическими элементами, которая скрывает наружную стену с небольшим числом окон или совсем без окон, обычно крайне невыразительную;
- 2) навесные панельные элементы из искусственного камня, в которых более богатое и сильное пластическое членение так же возможно, как и сокращение площади остекления;
- 3) панели из натурального камня, вставленные в металлические рамы или свободно навешенные.
Экран очень близок солнцезащитным устройствам, которые, по инициативе Ле Корбюзье, были использованы уже в 40-х годах в южноамериканских железобетонных каркасных зданиях. Около 1950—1951 гг. в административном здании «Пан-Американ Лайф Иншуренс компани» в Новом Орлеане, выстроенном почти одновременно со зданием «Левер», между сквозными балконными плитами, выступающими из перекрытий, были установлены на расстоянии около 1 м вертикальные, прочно закрепленные алюминиевые экраны. Таким образом, одновременно с солнце-защитой создавалась возможность наружной очистки окон.
Передовые европейские архитекторы рассматривали экран как упадочническое решение, но усердно его практиковали, например, при строительстве магазинов. Это было выгодно с коммерческой точки зрения, так как давало возможность закрывать старые, запущенные каменные фасады ажурным металлическим плетением как модной сверкающей одеждой. Именно такое применение экранов, правильно понятое, могло бы быть для архитекторов благотворным приемом, позволяющим увеличить срок службы старых зданий и легко трансформировать фасады при реконструкции, так как экранирующие сетки легко устанавливаются и снимаются.
Близкими по замыслу были панельные навесные элементы, выполненные из бетона или искусственного камня. Ранние попытки их применения были сделаны архитекторами Гаррисоном и Абрамовицем при строительстве «Вачовиа Банк» в Шарлотте (США) и в здании «Алкоа» в Питтсбурге. В бетонном фасаде здания банка пластически оживлены тонкостенные основные элементы и одновременно увеличена их жесткость благодаря складчатости и введению ребер по контуру. Между краями перекрытий установлены вспомогательные колонны, так как элементы, размещенные в шахматном порядке от оконной до парапетной зоны, занимают лишь половину высоты этажа. Теплоизолирующая вермику-литовая штукатурка нанесена на стены торкретированием изнутри; дополнительная облицовка вспомогательных колонн и оборудования создает впечатление, что наружные стены состоят из толстых несущих простенков Площадь окон здесь еще меньше, чем в фасаде «Алкоа».
Среди американских архитекторов Ямасаки сумел противостоять пуританскому функционализму. Его навесная стена из искусственного камня была уже проверена раньше в четырехэтажном здании университетского корпуса, где он применил эклектический викторианско-готический или скорее индийский стиль. Многие архитекторы были шокированы тем, что он перенес эту экзотически-декоративную фасадную филигрань на небоскреб; однако этот прием вполне допустим. Так, бронзовый фасад «Сигрэм-билдинг» был перенесен на низкие сооружения, находящиеся в отдаленном географическом районе, например на здание парламента в Штутгарте. Фасады, похожие на фасады М. Ямасаки, нашли широкое распространение и копировались не только в США, но в Англии и ФРГ, частично даже выполненные в металле, но при этом сделанные более грубо. Чтобы не потерять из виду ход развития конструкций металлического каркаса, мы должны еще заметить, что при строительстве высотного здания газового завода в Детройте был применен стальной каркас, выполненный полностью на электросварке.
Построенное в 1963 г. высотное здание «Пан Американ билдинг» в Нью-Йорке группой архитекторов во главе с В. Гропиусом (совместно с Е. Ротом и П. Беллуши) имеет строгий фасад из железобетонных панелей, поверхность которых была облагорожена добавкой кварца. Основные элементы фасада, жесткость которых увеличена по вертикальным краям с помощью выступающих ребер, расположены в шахматном порядке от этажа к этажу и включают простые подоконные панели и окна. Фасадная система Мис ван дер Роэ, несомненно, служит здесь образцом. При грубом рельефе бетона вполне логично, что горизонтальные фрагменты между вертикальными ребрами подчеркнуты сильнее; очевидно, что это не несущие, а только ограждающие элементы. Несущие колонны выявлены благодаря сильно утопленному остеклению обоих технических этажей, которые эффектно делят высоту и усиливают общее впечатление от здания.
Комбинация фасадных элементов из бетона со стальным каркасом не более ошибочна, чем комбинация металлических элементов фасада с железобетонным каркасом, хотя она и противоречит старому принципу, что более легкие строительные детали должны всегда крепиться к более тяжелым. При постройке «Пан Американ билдинг» тщательно взвешивалось, насколько более высокая нагрузка на стальной каркас может быть компенсирована снижением стоимости бетонного фасада, и то, что здесь применены тяжелые конструкции, служит еще одним доводом, говорящим о высокой несущей способности стальных конструкций, которая здесь уже граничит с фантастикой: башнеобразное сооружение высотой 246 м стоит над железнодорожным полотном Центрального вокзала в Нью-Йорке и должно было быть построено так, чтобы не прерывать или не мешать эксплуатации железной дороги.
Стремление придавать зданиям богатый и внушительный вид не могло обойтись без возврата к естественному камню, к этому древнему строительному материалу монументальной архитектуры, к применению его в навесных фасадах. Первые шаги в этом направлении были сделаны при строительстве зданий банков и страховых обществ. Начало положили Гаррисон и Абрамовиц — они доказали свое пристрастие к естественному камню мраморной облицовкой огромной фасадной стены здания ООН в Нью-Йорке, построенном в 1955 г., плоскости колонн и подоконных панелей облицованы полированными гранитными плитами на растворе; нащельники из нержавеющей стали над стыками производят впечатление элементов висячей стены.
Фасад из натурального камня был осуществлен несколькими годами позже архитектором Альбертом Каном при строительстве Национального банка в Детройте. Плиты из шлифованного кристаллического мрамора заключены в профилированные рамы из нержавеющей стали и чередуются с рамами из нержавеющей стали оконных и подоконных элементов. Однако здесь высокие декоративные качества этих прекрасных материалов использованы далеко не полностью.
Знатоки и любители каменных материалов считали недопустимым вставлять естественный камень в оправу из металла, но другой возможности создавать из камня панельные элементы высотой на этаж не было. Если на несущий каркас или кирпичную кладку в качестве облицовки пилонов и простенков непосредственно навешиваются плиты из естественного камня, размеры которых ограничены размерами камня, то такую конструкцию уже нельзя рассматривать как навесную стену — она представляет собой обычную облицовку фасада, в ней возникают детали, неспецифичные для каркасного строительства.
Протест против функционализма, против строгого и сдержанного идеала строительства Мис ван дер Роэ в конце 50-х годов приобрел особую остроту. На смену объективной, конструктивно подчеркнутой архитектуре с ровными поверхностями и простыми цветовыми контрастами пришла субъективно-экспрессивная, пластически подвижная форма с живописными эффектами и оживленной структурой. Эта форма не останавливалась перед использованием историко-фольклорных мотивов и банальных приемов, прибегая к ним для усиления внешнего эффекта. Перелом происходил так, что были основания предполагать скрывающуюся за этим историческую закономерность в смене фаз, в противоборстве классических и романтических течений на различных этапах новой истории архитектуры. Для подчеркнуто выразительной, пластичной архитектуры бетон оказался более подходящим и предпочтительным материалом. Таким образом, этот поворот имел серьезные последствия для международного развития каркасного строительства и особенно для стальных конструкций.
В 1961 г. было возведено 20-этажное административное здание «Хартфорд Иншуренс компани», представляющее собой чисто железобетонное каркасное сооружение с массивным ядром жесткости и без-балочными перекрытиями при квадратной сетке колонн. Создание этого сооружения, запроектированного в Чикаго, означало вторжение железобетона в американское металлическое строительство, в конструкцию деловых высотных зданий. Здесь продемонстрирован новый принцип оформления фасадов, отражавший новую фазу развития современных каркасов высотных зданий, которая в мировом строительстве 50-х годов уже созревала. Этот принцип позднее снова нашел блестящее подтверждение в стальных конструкциях', это выдвинутые несущие каркасы, различные утопленные и вставленные элементы фасадов.
Непривычная пластичность выявленной на фасаде несущей структуры производила почти шокирующее впечатление — в соседстве с современными фасадами из металла появлялись капители, которые на внешней стороне зданий выглядели рассеченной шляпкой гриба, образованной переходом от тонких плит покрытия к наружным колоннам и фактически создающей впечатление свода. Невольно вспоминается, и этому содействует гранитная облицовка, фашистско-патетическая монументальная архитектура дворца итальянской нации, названного устами народа «черным сыром» из-за глубоких крупных отверстий на фасаде. Вероятно, сегодня здание «Хартфорд Иншуренс компани» не вызывает больше подобной ассоциации, так как мы до некоторой степени привыкли к сильным пластическим эффектам архитектуры истекшего десятилетия.
В 1964 г. в Чикаго была построена первая из двух круглых башен «Марина Сити». Мотив выведенных на фасад плит перекрытий, несомненно, заимствован из здания «Хартфорд Иншуренс» и доведен до полного пластичного совершенства. Вырастающие из радиальных стеновых дисков в одну пространственную кривую и имеющие форму полуокружности балконы, на которые выходят отдельные квартиры, придают башням поразительную структуру «кукурузного початка». В башнях «Марина Сити» выразительно подчеркнута новая тенденция бетонного строительства того времени: они сделаны из конструктивного легкого бетона, имеющего меньший вес без снижения прочности на сжатие по сравнению с обычным тяжелым бетоном; бетона, который по отношению прочности к весу, правда, еще не достиг показателя стали, но все же несколько приблизился к нему.
Синтез изобразительных и конструктивных тенденций новой фазы развития нашел отражение в железобетонном здании «Колумбиа Бродкастинг Систем» в Нью-Йорке, построенном Ээро Саариненом. При сравнении с разновидностями архитектуры Мис ван дер Роэ это здание производит впечатление очень строгое и внешне простое. В действительности оно служит острейшим вызовом работам Мис ван дер Роэ, в частности зданию «Сигрэм».
Читайте также: