Время стекла
Стекло активно применяется в архитектуре примерно с середины прошлого века. Но сегодня светопрозрачные конструкции стали одним из основных материалов для изготовления фасадов. Фантазии архитекторов может ограничить главным образом платежеспособность заказчика.
Сфер применения для стекла в архитектуре становится все больше, в том числе благодаря техническому прогрессу. Стекло – материал обманчивый: внешняя хрупкость и эстетика сочетаются с прочностью и стойкостью.
Стекло – один из любимых строительных материалов современных архитекторов, утверждает Владимир Плоткин, главный архитектор ТПО «Резерв». Архитекторы выделяют этот материал, поскольку целиком остекленные наружные стены или максимум остекленные позволяют увеличить пространство интерьеров, объединив его с окружающей средой, тем более, если эта среда имеет историческую, природную или иную ценность. Также стекло позволяет увеличить световой режим и тем самым повысить комфортность внутреннего пространства. Кроме того, с помощью этого материала подчеркиваются стилистические и функциональные особенности зданий, перечислил Владимир Плоткин.
«Стекло в архитектуре не теряет своей актуальности на протяжении десятилетий. Это износостойкий, энергоэффективный материал, технология применения которого для фасадов совершенствуется ежегодно», - вторит Никита Выходцев, генеральный директор архитектурной мастерской «Арканика», ГАП.
В то же время, указывает Сергей Чобан, руководитель архитектурных бюро СПИЧ (Россия) и Tchoban Voss Architekten (Германия), стекло требует бОльших затрат, причем под затратами подразумевается в том числе и стоимость поддержания поверхности фасада в зрелищном виде: кирпичному или бетонному фасаду это необходимо в меньшей степени, тогда как стекло нуждается в регулярной очистке для того, чтобы сохранять свою изначально задуманную привлекательность.
«Светопрозрачные структуры и их системы – пример статической выразительности конструкций, которые обеспечивают взаимодействие здания с окружающей средой и влияют на экосистему. Стремление к единению с природой в комплексе технологий всегда будет актуальным», - убеждена Анна Малюшицкая, главный архитектор проектов компании «Метрополис».
Лицом к городу
Первым всемирно известным зданием со стеклянным фасадом стал «Хрустальный дворец» архитектора Джозефа Пакстона в лондонском Гайд- Парке. Здание было построено в 1851 году ко Всемирной выставке. Затем были попытки изготовить стеклянные фасады, впрочем, в большинстве не слишком удачные.
Первое здание с конструктивными элементами появилось в 1951 году. Но более активно светопрозрачные конструкции стали использоваться примерно с начала 1980-х, с приходом новых технологий (магнетронное нанесение теплоотражающих покрытий на большеформатные стекла), благодаря которым стало возможным даже возведение небоскребов со стеклянными фасадами.
«Стекло это в первую очередь материал, который выполняет общеструктурную функцию в архитектуре. Стекло – материал, который формирует прозрачную границу между двумя реалиями пространства: границу между внешним и внутренним, между внутренним и внутренним и т.д. и, тем самым, актуальность этой функции самоочевидна. Она была, есть и, несомненно, сохранится», - убежден Вячеслав Ухов, заслуженный архитектор РФ, профессор Российской Академии художеств, кандидат архитектуры, вице-президент Санкт-Петербургского Союза Архитекторов, академик МААМ, руководитель «Архитектурно-проектной мастерской Ухова В.О.».
Одни архитекторы отмечают эволюцию светопрозрачных конструкций, которые становятся почти обычным инструментом в работе, при этом постоянно совершенствуясь. Другие продолжают считать стекло уникальным материалом. «Уникальные особенности стекла, такие как прозрачность и отражение, позволяют вписывать дом в окружение и одновременно увязывать внутреннее пространство с внешним миром. Именно эти два качества делали и делают стекло уникальным материалом», - полагает Алена Каширина, архитектор и сооснователь мастерской Кашириных.
В контексте застройки
Перечисленные качества позволяют вписывать новые стеклянные фасады даже в историческую застройку. Но спектр зданий и сооружений со стеклянными фасадами гораздо шире.
«Еще совсем недавно тотальное остекление было признаком общественного здания, сейчас все больше жилых зданий может похвастаться подобным принципом фасадного решения. При этом стекло и другие светопрозрачные материалы отлично справляются с фасадными решениями различных типов и сложности, а в сочетании с подсветкой и различными фактурами эстетический эффект превосходит все ожидания», - рассуждает Евгений Новосадюк, партнёр архитектурного бюро «Студия 44».
«Чаще всего речь идет о бизнес-центрах, стоит вспомнить московский или лондонский Сити, Манхэттен или Сингапур – преимущественное количество небоскребов выполнено из стекла. Однако не уступают общественные здания и жилые комплексы, частные виллы. Материал настолько себя зарекомендовал, что сложно вспомнить типологию, в которой бы не использовалось стекло. Например, в Японии есть общественные туалеты, выполненные из умного стекла. Благодаря фотоэлементам, когда в павильон заходит посетитель, прозрачное стекло становится цветным и непрозрачным. Автор проекта – всемирно известный архитектор Сигэру Бан, лауреат Притцкеровской премии (как Нобелевская в архитектуре)», - рассказывает Никита Выходцев.
По мнению Анны Реппо, главного архитектора проектов ООО «ТАМ Реппо», легче назвать объекты, где светопрозрачные конструкции не используются: «Все, что связано с жизнедеятельностью человека, требует естественного света. Особенно в северном климате. Исключения составляют некоторые сельскохозяйственные и производственные объекты с особенными технологическими процессами, особо опасные объекты (такие как атомные стации и хранилища). Все остальное требует света».
«Прозрачное стекло без оттенков будто стирает границы между помещением, фасадом и окружающей средой. При этом внешне остекление не перетягивает на себя внимание, а здание смотрится гармонично, подчеркивая целостность концепции, задуманной архитектором. Стекло подходит и для объекта в центре мегаполиса, и для современного загородного дома с панорамными окнами», - полагает Максим Колдышев, директор по маркетингу Guardian Glass.
Вячеслав Ухов указывает на применение светопрозрачных конструкций даже в подземных сооружениях, где необходимо иметь прозрачные границы между разными функциональными локализациями. По его словам, стекло для создания светопрозрачной границы применяется повсеместно, вплоть до космических станций.
Алена Каширина полагает, что дело не в типе недвижимости, а в необходимости «открывать из неё виды (или в неё)». Таким образом, при проектировании часть здания может получить сплошное или панорамное остекление, а часть – более скромные по размерам окна.
«Роль светопрозрачных конструкций в качестве средства оформления и формирования художественно-пластических качеств архитектуры в такой же степени значительна, как и все остальные материалы, которыми пользуются архитекторы для достижения художественно-пластических, выразительных свойств того или иного объекта. Безусловно, это связано с таким понятием как «мейнстрим» или иначе – модой на ограждающие конструкции – камень, кирпич, дерево, стекло и т.д.», - заключил Вячеслав Ухов.
Эксперименты со стеклом
Как любая другая сфера, производство стекла совершенствуется, появляются новые идеи. «Все время появляется что-то новое, но, большей частью, это заметно только профессионалам», - отмечает Карен Смирнов, ГАП «Евгений Герасимов и партнеры».
По словам Владимира Плоткина, есть масса разновидностей стекла: со специальными легко очищающими покрытиями, матовые, зеркальные, перфорированные, с рисунком.
Современные технологии стекла в архитектуре развиваются в сторону увеличения его энергоэффективности, экологичности, многофункциональности, повышения качеств солнцезащитных функций, разработки специальных покрытий, в том числе против скопления конденсата. Также стекло используется как конструктивный элемент.
Есть энергоэффективное остекление, остекление с меняющимися свойствами, вроде переменной прозрачности, уменьшение видимых несущих профилей, скрытые створки, разные противопожарные решения, указывает Карен Смирнов.
«В последние годы доля солнцезащитных стекол росла примерно на 15% ежегодно, - отмечает Максим Колдышев. - Таким образом, в России был спрос именно на сложные продукты с новыми характеристиками. В 2021 году мы вывели на российский рынок сразу несколько новых продуктов для архитекторов. Например, это стекло с высокой зеркальностью и нейтральным оттенком ― SunGuard Silver 60 и SunGuard HD Platinum. Они позволяют проектировать здания и поверхности фасадов, которые визуально не имеют цвета и создают «эффект невесомости». Применение этих высокотехнологичных многофункциональных стекол вместе и по отдельности позволяет максимально раскрыть эстетический потенциал «прозрачной» архитектуры».
По словам Максима Колдышева, есть запрос и на высокие характеристики продуктов по теплосбережению. Предприятие недавно запустило новые продукты с высокими солнцезащитными и теплосберегающими характеристиками: высокоселективные стекла SunGuard® SuperNeutral® (SN) 75 HT и SunGuard® SuperNeutral® (SN) 70S HT. Благодаря высокому уровню светопропускания и защиты от солнца стекло помогает наполнить здание естественным светом и сократить при этом УФ-излучение.
Анна Реппо в качестве одной из современных тенденций называет придание светопрозрачным конструкциям новых свойств – умного дома: стекло регулирует климат в помещениях, сохраняет и отдает тепло, меняет цвет в зависимости от света.
«В современных зданиях элементы остекления интегрируются с дополнительными устройствами в единые автоматически управляемые системы и за счет этого, помимо задач архитектурной выразительности, выполняются еще и целый ряд дополнительных функций, а именно: управление тепловой энергией Солнца в летнее время (в комплексе с солнечными батареями), ночное охлаждение внутренних объемов и несущих конструкций здания летом для предотвращения солнечного перегрева, дымоудаления и др.», - отмечает Владимир Плоткин.
Анна Малюшицкая добавляет: «Сегодня технологии светопрозрачных конструкций достигли такого развития, что ограничиваются разве что фантазией архитектора, чьи идеи становятся двигателем дальнейшего прогресса. Например, необходимость интеграции медиа-систем в архитектурную среду породило такой вид фасадов, как «цифровое» стекло (digitalglass), позволяющее создать условия для динамичного мультимедийного творческого взаимодействия архитектурной оболочки с городским пространством и всеми элементами, находящимися в нем. Или «экокожа» (EcoClean), под воздействием солнечного света и растворенного в воздухе водяного пара способная самоочищаться».
Алена Каширина тоже указывает в качестве новой актуальной технологии совмещение солнечных панелей со стеклом и добавляет: «Ещё одна интересная технология, которая активно находит применение - двойной фасад. Это эффективная конструкция, позволяющая улучшить естественную вентиляцию и теплообмен. Стекло вообще довольно хорошо вписывается в концепцию экологичных построек - ведь его можно полностью переработать».
Сергей Чобан называет в качестве интересного с художественной точки зрения и в то же время практичного вариант печати на стекле. «В свое время я был одним из первых в России, кто решил использовать этот прием в зданиях самой разной типологии, - вспоминает он. – Печать отчасти лишает стекло прозрачности и тем самым превращает его в более универсальный облицовочный материал, за которым, например, может быть размещена теплоизоляция. На мой взгляд, это интересный вариант решения стеклянного фасада, позволяющий снизить энергозатраты и в то же время создать ощущение здания, полностью решенного в светопрозрачных конструкциях, поскольку запечатанные панели также пропускают дневной свет. Кроме того, это интересный способ создать не просто декорированную поверхность, но зашифровать в фасаде дополнительную визуальную информацию об объекте».
Также, по словам Анна Реппо, очень интересен опыт применения цельностеклянных безрамных конструкций.
Максим Колдышев, кроме того, отмечает увеличение средней площади окна при уменьшении средней площади квартиры в жилых домах. «По нашим данным, коэффициент остекления квартиры вырос за последние семь лет с 15% до 19%, а в частных домах – с 9% до 20% и больше», - уточнил он.
По мнению Никиты Выходцева, тенденции двигаются в двух направлениях: эстетические и технологические. К эстетическим факторам относятся увеличение максимальных габаритов стекла в стеклопакете, бОльшая прозрачность стеклопакета, тоньше профиль в системе крепления. К технологическим – повышение энергоэффективности стеклопакетов (повышение теплоизоляции), противопожарные стеклопакеты, новшества в системе открывания (уходящие в пол конструкции или габариты слайдовых/ открывающихся элементов). «Усовершенствования происходят ежегодно, однако зависят от производителей стеклопакетов, профильных систем и географии производства. Например, в России максимальные длинна стеклопакета 12 метров, а в Китае есть печи длинной 13 метров, кажется, 1 метр, однако это может существенно отразиться на архитектуре фасада», - подчеркивает он.
Искусство архитектуры
Вместе с тем всегда есть те или иные ограничения в применении стекла. Порой речь идет о самых приземленных вещах. Например, о деньгах. Всегда стоит вопрос, сколько готов платить заказчик. Есть также противопожарные и другие законодательные нормативы, сроки реализации проекта. Так, если бюджет позволяет, можно изготовить стеклянные системы по индивидуальному заказу. «Такая практика существует, однако добавляет от года до двух к проектированию и требует дополнительных затрат от заказчика», - уточняет Никита Выходцев.
«Весь вопрос в цене светопрозрачных конструкций, а не в их технологиях. Чем дальше мы уходим от ПВХ-окошка, тем менее доступным становится такое решение», - добавила Алена Каширина.
По мнению Никиты Выходцева, архитектура – это про «баланс интересов», когда необходимо увязать максимальное количество требований, сохранив эстетику.
«Применение материалов таким образом, чтобы технологические ограничения не были заметны и смотрелись естественно, обогащали архитектурное решение деталями - один из признаков качественной архитектуры и искусства архитектора», - заключил Карен Смирнов.
Опираясь на лучшее
Среди наиболее интересных проектов со стеклянными фасадами профессионалы называют и зарубежные постройки именитых иностранных архитекторов, и объекты на территории России. Как правило, в каждом случае в проекте есть своя изюминка.
Например, Карен Смирнов отмечает интересные эксперименты с гнутым стеклом, вроде проекта James Carpenter Design Associates для магазина «Nordstrom» в Нью-Йорке или клубного дома на Кутузовском, 12 от архитектурного бюро «Цимайло, Ляшенко и партнеры». «В нашей практике таким уникальным объектом с применением гнутого стекла стал купол «Невской ратуши». Там применены изогнутые в двух плоскостях стеклопакеты большого размера», - добавил он.
Алена Каширина полагает уникальной небольшую постройку от MVRDV – бутик Шанель в Амстердаме, в котором часть фасада здания выполнена из стеклянного кирпича.
Никита Выходцев называет здание штаб-квартира ПАО «Татнефть» в Альметьевске от архитектурной мастерской «Арканика» - первое в России здание, где используются выгнутые и вогнутые стеклопакеты, создавая эффект «струящегося» стекла. Стеклянный волнистый фасад, переливающийся отражениями, создает эффектный запоминающийся образ.
Также запоминающимися проектами Никита Выходцев «Apple park» в Купертино Норманна Фостера: он считается «иконой» применения стекла в архитектуре. «Из выдающихся особенностей можно упомянуть о максимальной высоте стеклянных конструкций – до 16 метров, или уникальные слайдовые изогнутые двери, габаритами 16 х 28 метров, весом 180 тонн, которые открываются за 12 минут», - говорит он.
Помимо этих объектов интересен «Leeza Soho Tower» Захи Хадид в Пекине. «Небоскреб состоит из двух «переплетающихся» объемов, разделенных самым высоким в мире атриумом – 194 метра. Атриум пропускает солнечный свет в здание, а стеклопакеты за счет поворачивающегося фасада расположены таким образом, что появляется узкое вентиляционное пространство, которое при необходимости служит как дополнительный воздухозабор с фасада, создавая комфортный микроклимат на каждом этаже», - объяснил Никита Выходцев.
В свою очередь Анна Реппо считает наиболее ярким примером башню «Лахта-центра» в Петербурге. «Можно по-разному относиться к самой идеи проявления такого объекта в нашем городе, но нельзя отрицать что построена она по последним современным технологиям и возможностям, в том числе и в применении светопрозрачных конструкций», - уточнила она.
Максим Колдышев среди интересных объектов выделяет бизнес-центр «Ferrum» в Петербурге, музей Мирового океана в Калининграде, Аэропорт им Леонова в Кемерове, комплекс апартаментов «Neva Towers» в Москве.
У Ивана Кожина, партнёра архитектурного бюро «Студия 44», – свой подход: «Мне кажется, самый лучший объект со стеклянными фасадами, построенный когда-либо, - павильон водочных церемоний, построенный архитектором Александром Бродским, который является одним из лучших российских архитекторов. Этот павильон сделан из переработанных окон, со старых московских фабрик».
Владимир Плоткин отмечает целый ряд проектов на разных континентах: кампус Университета Люксембург в городе Эш-сюр-Альзетт, торговый центр «Emporia» в Швеции, комплекс Миланской ярмарки, Золотую рамку Дубая, Музей искусств Нельсона- Аткинса в Канзасе, Институт звука и изображения Хилверсюм в Нидерландах, бутик Кристиана Диора в Токио, а также Центр художественной гимнастики Ирины Винер-Усмановой в Лужниках.
По словам Анны Малюшицкой, при создании фасадов с использованием светопрозрачного материала или оболочки, когда граница внешнего и внутреннего исчезает, требуется комплексный подход к решению инженерных задач. Такие задачи филигранно решает архитектурное бюро Нормана Фостера (Foster and Partners). При создании небоскреба «Херст-тауэр» в Нью-Йорке использовалась специальная сетчатая оболочка со срезанными углами, которая экономит до 21% стали, а поверхность фасада собирает дождевую воду и потребляет на 25% меньше энергии, чем классическое офисное здание. ТРЦ «Хан-Шатыр» в Нур-Султане, достигающий 150 метров в высоту, представляет собой гигантский шатёр с провисающей крышей, которая состоит из прозрачной ударопрочной пластмассы с высокой коррозионной стойкостью и способствует проникновению вглубь здания естественного солнечного света.
«В России наибольшее применение светопрозрачных конструкций нашло высотное строительство. Так, в башне «Эволюция» в Москва-сити, напоминающей молекулу ДНК, используется холодногнутое остекление. Двояковыпуклая кривизна фасада обеспечивается при помощи абсолютно плоских стеклопакетов из отражающего стекла технологией их «холодного» гнутья, деформирующей их под собственным весом в проектное положение, в результате чего стекло принимает форму рамы без какого-либо термического воздействия. Ярким флагманом современной архитектуры на постсоветском пространстве становится мыс Хрустальный в Севастополе. Строящиеся там Театр оперы и балета и Академия хореографии, генеральным проектировщиком которых является компания «Метрополис», создаются на стыке новейших технологий и смелого замысла автора проекта Вольфа Прикса (Coop Himmelb(l)au). В решениях фасадов Театра оперы и балета применено многослойное мультифункциональное стекло, сочетающее функции солнцезащиты и энергосбережения: Energy NT on Crystalvision и Stopray Vision 50T on Crystalvision. Световые фонари, вкрапленные в поверхность кровли, растворяются в отделке наружного покрытия из стеклофибробетона и дополняют пространство, пронизывая его светом и вдохновляя будущих посетителей и артистов.
Светопрозрачное ограждение фасадов с многослойным стеклом в составе стеклопакета обеспечивает безопасность для людей как снаружи, так и внутри здания – в случае повреждения многослойное стекло даст трещину, но не выпадет. Также этот материал обеспечивает защиту от несанкционированного проникновения в помещение с улицы, актов вандализма (для нижних этажей здания), повышенный уровень звукоизоляции помещений и защиту от УФ-воздействия», - перечисляет Анна Малюшицкая.
Наверное, перечень можно продолжить.
Прозрачная перспектива
Архитекторы полагают, что сегодня отношение к стеклу переживает новый этап – по аналогии с другими материалами, которые то возникали, то пропадали на долгие годы за многовековую историю строительства.
«Особенно меня радует тенденция в сторону осмысления свойств самого материала, а не просто декоративная печать рисунков на гладкой поверхности, которая уже сейчас выглядит дешево и пошло. Здания обретают легкость и невесомость, растворяются в пространстве, изменяют силуэт, образ в течение суток. Удивительно и то, что зачастую постройка оказывается эффектней: эффект построенного превышает проектные визуализации. Новые технические возможности позволяют значительно обогатить арсенал архитектора. Возможно, сейчас мы переживаем новый этап в развитии архитектуры, который рискует, и он обещает стать столь же ярким и интересным как тот, что в свое время состоялся благодаря проектам работам Миса ван дер Роэ, Филиппа Джонсона и других ярких выдающихся архитекторов ХХ века», - поделился Евгений Новосадюк.
По мнению Сергея Чобана, стоит помнить и об энергоэффективности: «Важны, конечно, и соображения энергоэффективности. Думаю, это вообще главный вызов развития стеклянной архитектуры сегодня. Требования, связанные с энергоэффективностью и поддержанием комфортного климата внутри здания, по возможности минимальными средствами, напрямую влияют на количество используемого остекления и, конечно, на его качество. Сегодня если архитектор хочет создать эффект цельностеклянного здания, он, скорее всего, проектирует двойной фасад. Наружный слой такого фасада создается из тонкого и одинарного стекла, формируя ощущение своего рода прозрачной наружной оболочки. Но за этим слоем реализуется еще один фасад, из стекла, отвечающего всем современным требованиям тепло- и солнцеизоляции».
По словам Анны Малюшицкой, реализации амбициозных архитектурных замыслов помогают сегодня отечественные производители: «Вновь открывающиеся заводы способны создать стеклянные полотна требуемых параметров, до 12 метров в длину. Экспериментальные проектные институты (например, ФГУП «ВИАМ») уже имеют опыт работы с акустическими структурами, полимерными композиционными наноматериалами и пр., помогающими воплотить замысел в реальность».
Но есть и оборотная сторона медали. Иван Кожин отмечает возможность ресайклинга: «Стекло – это замечательный материал, который можно переработать. Поэтому мне кажется, что в современном мире, когда мы начинаем всё больше думать в этом направлении (а как известно, строительная сфера является одним из самых мощных загрязнителей), фасады из стекла будут ещё долгое время актуальны, как и остальные материалы, которые могут быть переработаны».
«Светопрозрачные конструкции, безусловно, перспективны в архитектуре. Сама перспективность связана с новыми технологиями, а это означает, что если существуют технологические ограничения, то эти ограничения со временем будут устранены технологическим прогрессом», - резюмировал Вячеслав Ухов.
Какие уроки стоит извлечь из трагедии в Гренфелл-тауэр в Лондоне?
72 человека погибли, когда Гренфелл-тауэр (Grenfell Tower), многоэтажный жилой дом, построенный на западе Лондона в 70-х годах, был охвачен пламенем в июне 2017 года. Очаг возгорания находился на четвёртом этаже, но огонь стремительно распространился по облицовке здания и достиг верхних этажей за рекордные 15 минут. В тушении пожара и спасении жильцов были задействованы сотни пожарных и бригад скорой помощи. Прошло уже почти четыре года, но расследование всех обстоятельств трагедии продолжается до сих пор. Мнение экспертов сходится в одном: именно использование горючей изоляции и облицовки способствовало быстрому распространению огня в высотке и большому числу жертв пожара.
Примечательно, что всего за год до трагедии в здании были проведены ремонтные работы по повышению энергоэффективности. В обход норм и рекомендаций для утепления и облицовки использовались горючие материалы: алюминиевые композитные панели и полимерный утеплитель (пенополиизоцианурат и фенольный пенопласт). В ходе расследования эксперты установили, что облицовка здания способствовала быстрому распространению огня, а 100% смертей при пожаре произошли от отравления токсичными продуктами горения. Спустя год после пожара был проведен анализ почвы, который показал серьёзное превышение предельно-допустимой концентрации по токсичным продуктам горения не только на месте происшествия, но и в радиусе одного километра от сгоревшего здания. На данный момент возвести новое здание на этой почве нельзя, поскольку она подлежит обязательной рекультивации.
Формально в Британии действуют достаточно серьезные противопожарные правила: учитывается высота здания, проводятся натурные испытания в пожарной лаборатории, составляются спецификации материалов. Однако, в ходе расследования трагедии в Гренфелл-тауэр были получены шокирующие доказательства того, что производители горючей изоляции фальсифицировали испытательные образцы, добавляя в полимерную изоляцию дополнительные огнезащитные добавки, которые отсутствовали в применённой продукции. Также установлено, что процедура оценки пожарной опасности была проведена таким образом, чтобы позволить горючим изделиям соответствовать предъявляемым требованиям. Таким образом, производитель получил разрешение на продажу горючих материалов для утепления высотных зданий, несмотря на осведомлённость о несоответствии материалов пожарным нормам. В конце 2020 года производители строительных материалов, которые использовались при капитальном ремонте Гренфелл-тауэр, сделали громкое заявление о том, что «исход пожара существенным образом не изменился бы, если бы здание было облицовано другим типом изоляции». Однако, это утверждение противоречит фактам о том, как ведут себя горючие и негорючие изоляционные материалы при воздействии пожара.
По сути, горючая изоляция представляет собой «пожарную нагрузку от горения топлива». Исследование Миланского университета показало, что комбинация полимерного утеплителя и горючей облицовки на здании с аналогичными Гренфелл-тауэр размерами обеспечивает нагрузку, эквивалентную горению примерно 30 000 литров бензина. Более того, дым при горении полимерных материалов содержит токсичные газы. Профессор Дэвид Персер, эксперт по расследованию трагедии Гренфелл-тауэр, описал роль теплоизоляции во время пожара как «основного источника частиц дыма, окиси углерода и цианистого водорода».
Каким мог бы стать исход пожара при использовании негорючего утеплителя? Международный опыт показывает, что, когда в высотных зданиях возникают пожары, при этом на фасадах применялась негорючая изоляция и пожаробезопасная облицовка, последствия гораздо менее разрушительны. Пожары в Мельбурнском небоскрёбе Лакросс и Полат-тауэр в Стамбуле показывают, что негорючая изоляция препятствует распространению огня по фасаду и защищает конструкции здания. В обеих башнях, как и в Гренфелл-тауэр, возгорание произошло внутри помещения, огонь перебросился на фасады и повредил здания снаружи, тем не менее, в отличие от Гренфелл, обошлось без жертв, и обе башни удалось полностью восстановить. А благодаря тому, что негорючий утеплитель не выделяет токсичных продуктов горения при воздействии высоких температур, у людей было больше шансов на спасение.
Англичане сделали все, чтобы извлечь уроки из лондонской трагедии. Было проверено более трехсот зданий с аналогичной облицовкой, более двухсот из них были признаны пожароопасными и подлежащими дорогостоящей замене утеплителя и облицовки на фасаде. А с декабря 2018 года правительство запретило использовать горючие материалы на фасадах новых и подлежащих капремонту жилых зданий высотой более 18 метров, больниц и школ и других социальных объектов вне зависимости от этажности. В настоящее время решается вопрос о полном запрете использования материалов от компаний, поставлявших продукцию для капитального ремонта Гренфелл-тауэр, в государственных проектах, то есть, речь уже идёт о бойкоте недобросовестных производителей.
Стоит отметить, что нарушение требований пожарной безопасности может стоить десятки человеческих жизней, а затраты на устранение последствий пожара могут оказаться в разы больше, чем изначальное применение негорючих теплоизоляционных материалов. Так, например, в октябре 2020 года в Екатеринбурге загорелся фасад строящегося многоквартирного дома, утепленного изоляцией из пенополистирола. Застройщик понес дополнительные расходы на восстановление и повторное утепление стены негорючей теплоизоляцией, которых можно было бы избежать.
Как считает Алексей Воронин, специалист по стандартизации и нормированию компании ROCKWOOL и руководитель технической рабочей группы ассоциации РОСИЗОЛ, проблема, с которой сталкиваются специалисты при выборе теплоизоляции заключается в том, что часто производители намеренно искажают реальные характеристики своей продукции: «Помимо показателей пожарной опасности есть факты занижения теплопроводности некоторых полимерных утеплителей и изделий из ячеистого бетона. Проектировщики, смотря на эти показатели, выбирают утеплитель с лучшей тепловой защитой. В последствии использование теплоизоляции с ложными показателями негативно сказывается как на энергоэффективности здания, так и на способности конструкций противостоять распространению огня. Ведь помимо теплопотерь, несоответствующая заявленным характеристикам продукция кроет в себе опасность: гибель людей от удушья токсичными продуктами горения».
«Данное происшествие подтверждает, что проведение натурных испытаний является наиболее эффективным способом анализа безопасности конструкции. Так, если у подрядчика, заказчика работ, контролирующей организации или частного потребителя есть малейшие сомнения в негорючести материала ассоциация РОСИЗОЛ поможет определить реальные характеристики теплоизоляции. Для этого уже несколько лет в России действует акция «Проверь свой утеплитель». Отправив образцы на бесплатную экспертизу, можно избежать покупки материалов, свойства которых могут не соответствовать действительности», — комментирует Алексей Воронин.
Трагический урок высотки Гренфелл-тауэр показывает, что не стоит пренебрегать правилами пожарной безопасности. Важно, чтобы воздуховоды, кровля, фасады, включая облицовку и изоляцию, состояли из качественных и негорючих теплоизоляционных материалов, например, каменной ваты. Именно они способны обезопасить находящихся в здании людей и предотвратить распространение огня, а также выделение густого токсичного дыма, который опаснее, чем само пламя.
Опалубка
Данная структура состоит из разных компонентов, в ней заполняют бетонированный состав, для того чтобы получить продукцию установленной формы. В последствии после застывания цемента опалубку убирают. Основное предназначение – выдержать влияние бетонированной смеси без сдвигов, которые могут сильно повлиять на геометрию запланированного продукта.
Опалубка обязана соответствовать следующим условиям:
- повторять фигуру бетонированной установки;
- в конструкции не должно быть щелей;
- крепкий строгий каркас;
- противостоять влиянию нагрузки бетонированной смеси без изменения формы;
- соединение бетона с щитами должно быть неплотным с целью установки сменной опалубки;
- иметь возможность неоднократного применения.
Опалубка делится на типы согласно материалу производства и установке. Материал изготовления такой конструкции выбирается в зависимости от её назначения. Для изготовления применяют:
- дерево;
- металлы;
- резину (надувная опалубка);
- пластмассу;
- для комбинированной опалубки: дерево и металл;
- железобетон;
- армоцемент.
Перечисленные типы материалов применяются с целью изготовления щитов, для крепления используют металл.
Все типы опалубок подразделяются на 2 категории: сборно-разборные и несъемные. Каждая из них обладает конкретными плюсами, но и не обделена минусами.
Несъемная форма: преимущества, а также недостатки
Этот тип опалубки возник на строительном рынке недавно, однако по праву заслужил авторитет и популярность у строителей. Несъемная конструкция обладает следующими преимуществами:
- малая масса – дает возможность избежать трудозатрат;
- при последующей эксплуатации форма делается частью структуры строения, что предоставляет вероятность сберечь материалы;
- скорость и простота монтажа;
- позволяет строить сооружения фактически на разных почвах, а также сейсмически не безопасных участках;
- ровная и гладкая плоскость несъемной опалубки упрощает и ускоряет внутреннюю отделку стен.
Главный минус несъемной опалубки – одноразовость. Но строители не категоричны в этом вопросе: считают это равно как минусом, так и плюсом. Несъемная форма освобождает строителей от трудной работы по неоднократной перестановке опалубки.
Несъемная конструкция опалубки подразделяется на группы по предназначению:
- для устройства фундамента;
- для возведения стен;
- для устройства перекрытий.
Несъемная форма делится на категории согласно и типам материала, из которого её производят. Материалом выступает как бетон, так и пенополистирол.
Бетонную опалубку используют с целью получения укрепленных систем с большой толщиной. Для производства применяют 2 бетонированные плиты незначительной толщины. Эти элементы объединяются железными перемычками. Внутренние стенки плит шероховатые, вместе со множественными выбоинами, что способствует лучшему сцеплению с бетоном.
В пространство между плит заливают бетонирующий состав. Затем к перемычкам крепят каркас из арматуры. Подобным способом получается единая структура.
Опалубка из пенополистирола делает стенки здания более теплыми, следовательно, после её применения необходимость в дополнительном утеплении лицевой стороны минватой либо иным утеплителем не возникает. Монтаж опалубки заключается в следующем:
- плиты или блоки кладут по принципу кирпичной кладки;
- в пустоты опалубки устанавливают арматурный каркас;
- заливается раствор бетона;
- когда бетон станет надежным, лицевую сторону упрочняют арматурой, а также штукатурят. Чаще используется несъемная форма с целью единой постройки.
Более популярными считают сборные и разборные конструкции. От их установки может зависеть объём материала и производительной силы, период времени, необходимый для монтажа конструкции, потребность в спецтехнике. По принципу установки опалубки распределяются на следующие типы:
- деревянные стационарные;
- универсальные переставные;
- скользящие;
- передвижные объемные;
- блок-формы.
Опалубка может быть мелкощитовой и крупнощитовой. Мелкощитовая форма состоит из компонентов не очень больших объемов, основание иногда имеет массу не более пятидесяти килограмм. С ее помощью формируют установки сложных конфигураций и всевозможных объемов.
Производство такого рода опалубки допускается выполнять ручным способом. Такой вид опалубки чаще применяют для небольших строений.
Крупнощитовая форма представляет собой мощные щиты вместе с крепежными компонентами. Эта форма способна вынести существенные перегрузки без использования добавочных усиливающих систем. Используют её для постройки длинных стен, перекрытий и тоннелей.
Деревянная неподвижная опалубка
Данную опалубку применяют в том случае, когда предстоит сделать бетонированные установки непростой конфигурации, либо с целью однократного применения. После разборки, как правило, древесную опалубку утилизируют. Структура опалубки элементарна, а также легко и просто собирается. Из досок сбиваются древесные щиты, которые объединяются между собой. Для того чтобы форма оставалась крепкой, её прочность усиливают упорами, распорками и перемычками.
Строительство жилья собственноручным способом предусматривает использование деревянной опалубки.
Скользящая железная опалубка
Опалубки такого типа используют для поярусного бетонирования при помощи особой конструкции. Применяется в строительстве многоэтажных строений, когда используется единая отливка. Такая опалубка предназначается для многоразового применения. Ввиду особой конструкции опалубка поднимается вверх самостоятельно. Подвинченные винты упираются в бетонированную поверхность, что ведет к поднятию конструкции. Электромоторы делают подобную опалубку более точной и высококачественной. В таком случае структура опалубки поднимается одинаково.
Навесная опалубка
При помощи навесной опалубки производят межэтажные, а также мансардные перекрытия, площадки маршевых лестниц.
Структура опалубки состоит из балок, щитов и стоек.
Щиты изготавливают из фанеры, пластика или листов железа. Балки со стойками – из железа или дерева. Щиты объединяются между собой, а строители подвешивают их на балках и ставят на стойки. Высота стоек регулируется.
Передвижная большая опалубка
Этот тип опалубки подобен скользящей железной опалубке. Главное различие заключается в мобильности большой опалубки – с ее помощью бетонируются горизонтальные конструкции, обладающие немалой длиной (водосточные лотки или стены и перекрытия одновременно). На опалубке допускается заливать боковые и верхние места конструкции одновременно. При затвердевании полимербетона опалубку переставляют. Для этого используют роликовое приспособление или колесные опоры. Для основания фундамента подобную конструкцию делают из секций в форме буквы П.
Блок-формы
Такой вид опалубок представляет собой каркасные конструкции крупных габаритов. Блок-формы делают съемными и несъемными. Для демонтажа съемных используют домкрат, а несъемные снимают при помощи специализированных ключей. Используют подобную опалубку для компактных элементов с горизонтальной и отвесной поверхностью. Её используют для постройки больших компонентов стен, шахт лифтов, колонн и др.
Блок-формы используют при производстве ЖБИ (железобетонных изделий) в промышленных условиях. Для возведения стен из шлакоблоков, пеноблоков и газоблоков применяют блочные материалы.
Несъёмная опалубка
Несъёмная форма опалубки — это конструкция из панелей, выполненных из разных материалов. Эти элементы собираются в единую опалубочную систему — форму для укладывания армированного бетона. Стимулирует, а также упрощает построение за счёт соединения некоторых действий в едином технологическом цикле (несущая стена вместе с необходимым противодействием теплопередаче возводится за один технологический период). Несъёмная форма в процессе схватывания в ней бетона делается многофункциональной частью установки отделанной стены.
Различают некоторые разновидности несъёмной опалубки.
Несъемные конструкции отличаются простотой и быстротой монтажа.
Обычно для несъемной опалубки используют ДВП и ДСП. Если необходимо обустроить столбчатое основание, функцию опалубки могут на себя взять полые металлические трубы либо трубы из асбеста. Выполнение такой технологии гарантирует увеличение дополнительной прочности бетонного основания. В таком случае строители отказываются от опорных элементов и дополнительных распорок.
Опалубка для фундамента
Опалубка для фундамента может стать в основном несъемная конструкция. Она применяется для придания нужной формы или для поддержания прочности фундамента. Для возведения основания фундамента при строительстве зданий необходима рассчитанная профессионалами опалубка, которая изготавливается из подходящих по габаритам деревянных досок. Щитовые элементы соединяются друг с другом при помощи крепежной системы. Соединённые между собой щиты усиливают строительными лесами. Чаще всего они смотрятся как рамы или стойки.
Требования к опалубке:
- жесткость – при недостаточной укреплённости конструкция может не выдержать массу бетонной смеси и будет отходить, влияя на конфигурацию и изменяя заданную форму;
- допустимое отклонение от установленных параметров – 2 мм;
- крепление осуществляется при помощи специального крепежа и металлических уголков;
- допустимая ширина щели на стыках щитов – 2 мм;
- четкость – монтаж опалубки проводят только на выровненном дне траншеи (сверху фундамент должен быть ровным).
Железобетонная опалубка
Это относительно дорогой вид опалубки.
Такая опалубка выполняется с применением бетонных плит. Ввиду того, что плиты имеют конкретную толщину, при заливке фундамента расход бетонной смеси сокращается. Это способствует экономии строительных материалов, но в то же время не влияет на прочность и другие технические характеристики конструкций.
Недостатком считают большую массу плит. Для их монтажа требуется специализированная техника. Размер готовых плит не всегда подходит под размер фундамента. При нехватке элементов устанавливают дополнительные распорки. Это ведет к некоторому удорожанию опалубки.
Пенополистирол
Это высококачественный и в то же время практичный материал опалубки. Сборка такой конструкции проста и позволяет элементам принимать требуемую форму.
Основные недостатки – трудность при подборе элементов конструкции и повышенная стоимость.
Для изготовления опалубки строители и умельцы могут использовать и имеющиеся под рукой материалы: листы шифера, профильного железа, или других материалов, которые позволят придать конструкции нужную форму и не приведут к образованию крупных щелей.
Основное преимущество этого типа опалубки – бюджетность.
Среди недостатков строители выделяют следующие:
- сложность сборки;
- риск утечки залитой бетонной смеси;
- низкие показатели несущей способности;
- необходимость использования дополнительных опор.
Стоит отметить, что этот тип опалубок применим только для маленьких строений.
Опалубка из дерева
Самый известный и широко распространенный тип опалубки. Часто используется листовая фанера и доски.
Основное преимущество этой опалубки – низкая стоимость и доступность материалов. Древесные элементы легко монтируются. Манипуляции проводятся без использования дорогостоящих сложных инструментов и техники.
Основным недостатком считается необходимость использования усиливающих конструкцию элементов. Причиной этого чаще выступает расхождение размеров материалов.
Монолитная опалубка
Монолитные опалубки применяются при возведении зданий и промышленных объектов с использованием современных технологий. Это гарантирует быструю постройку сооружений любой сложности и формы. Строители прибегают к использованию такой опалубки при точечной застройке в стесненных условиях центра города. Таким способом придается прочность и сейсмоустойчивость перекрытиям этажных конструкций.
Для использования технологии монолитного строительства существует съемная и несъёмная опалубки. Съемные конструкции используют для возведения фундаментов, стен и перекрытий. Применяется такая опалубка как горизонтально, так и вертикально.
Стационарная, несъемная, конструкция в свою очередь одноразовая. Выполняется из теплоизоляционного материала и служит для утепления монолитных стен. Монтируется такая опалубка только вертикально.
Мелкощитовая опалубка выполняется из щитов малого размера и включает в себя соединительные, поддерживающие и монтажные элементы. Масса щита составляет при этом не более 26 кг, а в сборе – 50 кг. Мелкощитовая опалубка монтируется без грузоподъемных механизмов и сложной техники.
Крупнощитовая опалубка представляет собой усиленную строительную конструкцию с ребрами жесткости, может быть сборной и разборной. Применяется при заливке протяженного фундамента и других элементов, требующих высокой прочности и надежности.
Объемно переставная опалубка — это крупногабаритная строительная конструкция, разделяющаяся на сегменты. Строители используют ее для заливки бетона как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях одновременно. Применяется чаще всего для заливки стен и перекрытий тоннелей.
Опалубка стен
Типы опалубок стен зависят от предъявляемых к ним требований.
Несъемная – сооружается из недорогих материалов для однократного использования.
Съёмная – прочная и долговечная опалубка (применяется в масштабном строительстве). Для сооружения используют железо, дерево и комбинированные материалы.
Устройство опалубки
Опалубки представляет собой сооружение из щитов, обеспечивающих форму и ровность поверхности будущего фундамента. Крепление опалубки способствует неподвижному положению опалубочных щитов. При установке этих элементов появляются пустоты, в которые заливается бетонирующий состав. После застывания смесь принимает характеристики бетона с заданной прочностью.
Как только бетон достигает требуемой прочности, опалубку демонтируют.
Для грамотно подобранной и смонтированной опалубки характерны следующие особенности:
- прочность;
- неизменность форм;
- устойчивость;
- выдерживание нагрузок при строительных работах;
- отсутствие больших щелей, которые могут быть источником вытекания раствора;
- обеспечение ровной поверхности без трещин и наплывов;
- практичность при сборке и разборке;
- низкая себестоимость.
В строительстве возникла тенденция, регламентирующая применение опалубок в соответствии с конкретными целями:
- разборно-переставная – для строения фундаментов, балок, массивов стен, перекрытий, перегородок и колонн;
- блочная – для строительства отдельно стоящих и крупногабаритных фундаментов;
- подъемно переставная – для строительства высоких конструкций с изменяющейся формой поперечного сечения;
- горизонтально перемещаемая – для возведения протяженных конструкций;
- несъемная- для строительства конструкций с гидроизоляцией, утеплением и облицовкой.
Самыми рациональными строители считают комбинированные конструкции. В них сочетаются металлические несущие и поддерживающие элементы.
Соприкасающиеся с бетоном элементы выполняются из пиломатериалов, ДСП, фанеры и пластика. Сейчас все большую популярность набирает металлическая опалубка, которая дает превосходный результат – гладкую бетонную поверхность.
Монтаж опалубки
Важный этап любой стройки – возведение прочного фундамента. Правильная установка опалубки —неотъемлемая часть этого процесса.
Этапы стройки:
- в начале очищается площадка для строительства сооружений;
- размечается площадь и наносится обозначение будущей опалубки деревянными брусками;
- после этого будет закрепляться другая часть опалубки;
- замеряется расстояние между брусками, по которым впоследствии собирают щиты опалубки;
- после этого с помощью саморезов и гвоздей элементы соединяются между собой. Бруски должны располагаться снаружи;
- параллельно выстраивается ряд щитов, образуя коробку по перимтеру площадки.
Необходимо обеспечить прочное крепление щитов к брускам для предотвращения возможной деформации конструкции при расширении бетона.
После завершения сборки опалубки в неё засыпают щебень или песок для защиты от влаги и грунтовых вод.
На этом этапе часто производят и гидроизоляцию фундамента. Для этого рекомендуется закрепить рубероид или пленку к внутренней стороне опалубочной конструкции.
После сборки опалубки рекомендуется проверить ее по высоте и длине с помощью уровня. Это гарантирует ровность залитого бетонного раствора и красоту заложенного фундамента.
Таким образом, можно смело говорить о том, что грамотно подобранный материал и конструкция опалубки обеспечит фундаменту здания или постройки «светлое» будущее и избавит от проблем, которые могут возникнуть в процессе дальнейшего строительства и эксплуатации объекта.
