ТИМатические метаморфозы
Технологии информационного моделирования продолжают внедряться в проектирование, строительство и другие смежные отрасли. Однако есть определенные сложности в регуляции и стандартизации ТИМ, считают эксперты, что замедляет их более широкое проникновение и использование.
С 1 июля 2024 года все новые проекты в жилищном строительстве, реализуемые по 214-ФЗ, будут обязаны исполняться с использованием технологий информационного моделирования. С 1 января следующего года это же требование будет распространяться на все остальные девелоперские проекты. В целом, по мнению участников рынка, внедрение ТИМ (BIM) в проектную, строительную и другие отрасли растет. Многие заказчики и исполнители понимают значимость информационного моделирования в решении множества задач. Тем не менее, полагают эксперты, есть и сложности. Они связаны с противоречивым нормотворчеством, отсутствием ряда единых правил и стандартизации ТИМ.
На пути к национальным стандартам
По словам заместителя генерального директора АО «СиСофт Девелопмент» по науке Михаила Бочарова, сейчас правительство, профильные министерства, технические комитеты и отраслевые ассоциации активно работают над созданием стандартов для российских технологий информационного моделирования. «Основой остается Градостроительный кодекс РФ, но есть попытки исказить требования федерального закона и создать хаос в нормативном поле. И частично это удается. Амбициозные замыслы информационного моделирования включают и принципы управления данными, до сих пор не используемые в мировой практике. Что позволит в ближайшем будущем оптимизировать процессы взаимодействия, особенно на этапе эксплуатации объекта информационного моделирования, и обеспечивать процессы надежными данными информационной модели в машиночитаемых и машинопонимаемых форматах. Это длинный путь, но мы его пройдем быстро. Нам оказали неоценимую помощь западные вендоры, добровольно «отчистив» наш рынок от своего ПО, но пока оставив навязанные стандарты и форматы. Поэтому нам необходим, в частности, национальный формат хранения, передачи и управления данными ИМ, так как зарубежные форматы не отвечают сегодняшним российским отраслевым реалиям», — отмечает эксперт.
За последний год, подчеркивает Михаил Бочаров, развитие российских ТИМ и степень их внедрения вышли на новый уровень. Многие компании оценили преимущества отечественных разработок, а также осознали риски, которые несет дальнейшее использование импортного ПО. Полное понимание того, как работают ТИМ, есть у специалистов, работающих в сфере промышленного строительства, а также у крупных девелоперов, часть которых уже использует ТИМ на этапе строительства. Безусловно, понимание значимости и перспектив ТИМ имеется и у государства. Регионы-драйверы сейчас создают собственные проекты, направленные на внедрение российских технологий информационного моделирования, а также их популяризацию.
Схожие выводы делает и первый заместитель генерального директора АО «Управление строительства № 30» Павел Мирошниченко: «Говоря о внедрении ТИМ-технологий, я для себя провожу следующую аналогию: вспомните первую презентацию сотни одновременно включенных ламп Эдисона в конце ХIX века в Нью-Джерси. Газеты тогда раскритиковали проект — мол, дорого, сложно в изготовлении, нереалистично в повседневной жизни и так далее. При этом от газовых фонарей все же начали быстро избавляться, и электрические лампочки стали обыденностью. Так же — и с ТИМ, и с любой другой технологией. Сначала трудно, затем ахаем: как без этого обходились прежде? Не скажу, что сегодня внедрение технологий информационного моделирования переживает какой-то бум, и это, безусловно, не дань мировым трендам, а все же жизненная необходимость, к которой закономерно подошла наша строительная отрасль».
Цифровизация, добавляет Павел Мирошниченко, это уже не туманное будущее, а вчерашний и сегодняшний день. Поэтому BIM-технологии стали если не обыденностью, то, во всяком случае, понятным и принятым в работу аспектом нашей деятельности. «Уверен, что их внедрение в рутинные процессы происходило бы на порядок быстрее, если бы не история с санкциями и прочими разрывами деловых связей с нашими так называемыми партнерами. Не секрет, что раньше мы оперировали их программными продуктами при построении информационных моделей. Увы, по объективным причинам мы их лишились. И здесь я нахожу весомые плюсы: наши отечественные разработчики начали создавать вполне приемлемые аналоги — не хуже, а зачастую и где-то лучше западных», — констатировал он.
Внедрение технологий информационного моделирования в строительство набирает обороты, считает генеральный директор ООО «БИМПРО» Анна Николаева. Важным шагом стало введение обязательного ТИМ для бюджетных объектов и ожидаемое введение обязательного ТИМ для застройщиков этим летом. Эти государственные меры создали, с одной стороны, хаос в индустрии, особенно у тех, кто ранее не слышал про ТИМ и BIM, с другой стороны, стали мощным импульсом в понимании, что цифровизация процессов неизбежна, и обратной дороги не будет.
«Мы видим на рынке серьезные изменения в части требований застройщиков/заказчиков — в технических заданиях появились ссылки на дополнительные нормативы или непосредственно требования к информационным моделям. Но, к сожалению, нарастает все бо́льший разрыв между пониманием целей и эффектов внедрения BIM, использованием информационных моделей у профессионального практикующего сообщества (застройщики, проектировщики) и государственным регулированием этих процессов. И там, где модели должны помогать и повышать эффективность, данные модели становятся обузой как для исполнителей, так и для принимающих сторон, а впоследствии ложатся в стол», — подчеркивает Анна Николаева.
На наш взгляд, темпы внедрения ТИМ-технологий снизились, полагает старший партнер, технический директор ООО «ПСС» Константин Биктимиров, особенно в проектировании. Тем не менее тренд на внедрение технологий информационного моделирования остается. Ощущается рост использования отечественных решений для ТИМ, особенно в части Сред общих данных (СОД), проверки информационных моделей, выгрузки физических объемов работ и материалов из модели. В этих областях отечественные решения ТИМ нарастили функционал, что очень радует.
«В части выстраивания стратегии перехода к ТИМ за последние два года подход не изменился. Есть определенные методики, при которых сначала формируются цели цифровизации проектной или строительной фирмы и задачи, которые надо реализовать, и исходя из целей и задач прорабатывается стратегия внедрения ТИМ-технологий. В последние два года одним из основных факторов внедрения стали требования государственных органов, но этот фактор пока не до конца формализован. Это накладывает свой отпечаток, так как наши заказчики очень часто запрашивают пояснения ТИМ-технологий с точки зрения регулятора», — отмечает эксперт.
По словам руководителя департамента информационного моделирования и автоматизации WE-ON GROUP Алексея Бабинова, внедрение технологий проходит посредством появления дополнительных требований к участникам процессов. Такие требования сейчас уже присутствуют практически у каждого крупного девелопера Москвы и у многих продвинутых девелоперах в регионах. «Государство также готовит свои собственные требования к цифровым информационным моделям, но, к сожалению, государственные стандарты по БИМ/ТИМ/ЦИМ в данный момент все еще уступают по проработке и практичности тому, что уже есть у частного бизнеса. Государству такая стандартизация в первую очередь нужна для применения цифровых информационных моделей в госзаказах. Текущая ситуация с существующими стандартами, например с СП-333, не позволяет применять эти требования на практике из-за сильного методологического уклона данных документов, а также перегруза их второстепенными задачами, которые на данном этапе цифровизации не представляется возможным выполнить, используя текущий технологический потенциал существующего программного обеспечения».
Мы будем говорить о нашей отрасли и инженерных изысканиях, продолжает тему технологий информационного моделирования генеральный директор ЗАО «ЛенТИСИЗ» Николай Олейник: «Я бы разделил их на два направления — это геодезические и геологические изыскания. С геодезическими изысканиями все обстоит неплохо, есть понимание у всех представителей отрасли, что входит в ТИМ по "геодезии", к тому же есть большое количество инструментов для работы с данными. Эта сфера показала стремительный рост в последнее время, в частности развитие БПЛА и система сканирования позволяют получать большое количество качественных данных (цифровые модели местности, рельефа, мониторинг и др). В части геологических изысканий все обстоит намного хуже. На сегодняшний день нет единого стандарта к цифровым данным по геологии, однако за последние два-три года в этом направлении развитие идет, в том числе и в части инструментов (специализированное ПО). В частности, на региональном уровне в Санкт-Петербурге и Москве создаются 3D-модели подземного пространства. Пока ни у геологов, ни у чиновников нет четкого представления, в каком формате или виде должны быть представлены цифровые данные в части геологических изысканий. Необходимо выработать единый стандарт по представлению цифровых данных геологических изысканий, с тем чтобы эти модели можно было использовать в проектировании и эксплуатации объектов», — считает он.
Оптимальный подбор
Очень важно, полагают эксперты, компаниям, внедряющим ТИМ, подобрать их наиболее оптимальный вариант. По мнению коммерческого директора компании «Ингипро» Вадима Пронина, этап выбора информационных систем является ключевым при переходе к оптимальному набору ТИМ-инструментов для предприятия. «Правильно организованный выбор позволит значительно упростить последующее внедрение информационной системы (ИС) и повысит эффективность ее использования. Сложности, с которыми можно столкнуться, связаны с недостаточно эффективным подходом к организации процесса выбора будущих информационных систем. Часто встречаются следующие ошибки: процесс выбора ИС и их сравнения не выделяют в отдельный вид деятельности, не выделяют команду выбора, работа ведется по “остаточному принципу”; сравниваются функции систем, часто в виде таблиц, без привязки к задачам, которые эти системы должны решать. Кроме того, бывает, что задачи для информационных систем не формулируются явно, а также не проводится полноценное тестирование выбранных систем на реальных проектах», — полагает он.
Самое первое, важное и основное в начале работы с ТИМ, считает Павел Мирошниченко, это четко обозначить цели и задачи нашей будущей информационной модели, а их устанавливает заказчик. Будет это 3D-BIM — трехмерная пространственная модель объекта, которая включает в себя, кроме комплекса всевозможных чертежей, информацию об инженерно-геологических изысканиях, безопасности и обеспечении строительства, в этом случае работают одни специалисты, если заказчик хочет видеть 4D-BIM (ко всему вышеперечисленному добавляется, скажем, временное планирование) — привлекаются другие специалисты; если интересна 5D-BIM (учет финансовых затрат), то закономерно нужны экономисты в команде и т. д. Поэтому, рекомендует он, начинать надо все же с первой модели — 3D, освоить ее и постепенно наращивать информативность по мере обучения сотрудников.
«Выстраивать переход к оптимальному набору ТИМ нужно со стандартизации данных ИГИ. Должен быть единый для всех формат, чтобы независимо от инструмента (ПО) получаемые в процессе изысканий данные могли быть использованы в любом случае, будь то предпроектная оценка геотехнических решений либо расчеты. На первых этапах будут ошибки в различных коллизиях и нестыковки данных, но по мере накопления опыта они будут устранены», — обращает внимание Николай Олейник.
Касаясь оптимального для работы набора ТИМ, рассказывает Михаил Бочаров, подход нашей компании заключается в формировании индивидуального предложения для каждого заказчика, который обращается к нам, на основе оценки структуры, ресурсов и целей его предприятия: «Общая схема в этой ситуации едва ли возможна. Но аудит, о котором говорилось выше, — первый и необходимый шаг, который нужно сделать до приобретения и внедрения нового продукта. Именно он поможет избежать ошибок, связанных, например, с необходимой, но не проведенной на момент внедрения оптимизацией бизнес-процессов, или с отсутствием нужного количества специалистов для работы с ПО и т. д».
В теории и практике
Опрошенные эксперты также считают важным уделять серьезное внимание подготовке кадров, которые будут работать с ТИМ. Молодые специалисты — выпускники вузов должны иметь, полагают они, не только теоретические знания, но и практические навыки работы с различными инструментами для моделирования данных. Соответственно, важно организовывать стажировки и практику для студентов в компаниях, которые уже успешно используют ТИМ в своей деятельности.
По словам главного инженера-технолога строительства компании «Айбим» Андрея Андреева, появление новых правил и изменений в законодательстве РФ требуют формирования новых компетенций в области ТИМ, особенно это касается государственных организаций. Речь идет не только о создании нового направления в вузах, но и о его полноценном развитии. Это позволит быстрее внедрять цифровые технологии, повысить уровень прикладных компетенций, практически применять ТИМ в строительстве и использовать новые подходы в области подготовки квалифицированных кадров.
«Кроме того, важно эффективно применять полученные компетенции с учетом специфики деятельности своих организаций (застройщиков, проектных институтов, строительных и эксплуатирующих организаций). Таким образом, создание специализированных факультетов в образовательных учреждениях и центров компетенций в области информационного моделирования обеспечит научный подход и придаст значительный импульс для повышения цифровой зрелости, а также поможет решить проблему с отсутствием квалифицированных кадров, что в итоге приведет к ускорению цифровой трансформации строительной отрасли», — уверен Андрей Андреев.
Михаил Бочаров отмечает, что, безусловно, объем материала по ТИМ в профильных образовательных учреждениях необходимо увеличивать. Подготовка специалистов, компетентных в работе с российским инженерным программным обеспечением, — не только вклад в развитие строительной отрасли, но и необходимый шаг в формировании технологического суверенитета страны. Сейчас сложилась уникальная ситуация, когда два эти направления развиваются синхронно. Задача науки сейчас — внести вклад в унификацию понятий, терминов, определений, а также в разработку методик для ТИМ-сферы, что ускорит не только внедрение данных технологий, но и формирование бесшовной экосистемы создания, обращения, управления и применения информационных моделей в России.
Современные образовательные программы по ТИМ, считает Анна Николаева, большей частью состоят из теории, которая не очень-то помогает в практической деятельности: «Считаю очень важным поднимать научное направление ”информационное моделирование в строительстве” на уровень полноценных исследований ввиду отсутствия таковых в достаточном объеме. Предположу, что даже обязательное внедрение ТИМ в России было бы порядком эффективнее, если бы оно было основано на результатах исследований, научной аналитике проблем и выдержках из опыта зарубежных стран».
Похоже думают и другие эксперты. «Конечно, абсолютно согласен, что в образовательных программах необходимо больше давать знаний по ТИМ, научная составляющая должна быть, но более прикладная. Использование технологий информационного моделирования должно пересекаться с разработкой собственных решений, программированием. Будущим специалистам необходимо выходить не просто с научными знаниями, а в первую очередь с практическими», — полагает Константин Биктимиров.
На сегодняшний день, отмечает Николай Олейник, во многие образовательные программы внедрены компетенции по ТИМ в виде отдельных дисциплин или практик: «На мой взгляд, относить информационное моделирование к научным направлениям не совсем корректно, здесь больше прикладные задачи исследования, а также кооперация с инновациями в ИТ-сфере».
В отдельном направлении по информационному моделированию есть один важный нюанс, считает Алексей Бабинов, который в данный момент уже начинает превращаться в определенного рода проблему. Заключается он в том, что очень велик соблазн начать выстраивать методологию исключительно вокруг процессов информационного моделирования, поскольку они достаточно понятны сами по себе, имеют заданные цели и способы их достижения, но такого рода методология очень быстро начинает отрываться от реальности и как будто даже забывать, для чего именно она создается. «Теряется принцип того, что это методология информационного моделирования в строительстве должна работать на нужды именно строительной отрасли, а не наоборот. Сейчас же все явственнее ощущается отрыв такого рода методологий от реальности, когда то, что в них постулируется и предлагается, все больше и больше оторвано от реальных задач в проектировании, строительстве, эксплуатации», — добавляет он.
По словам Павла Мирошниченко, отечественное образование в сфере строительной отрасли также трансформирует свои образовательные программы с учетом ветра ТИМ-перемен, в том числе во взаимодействии с бизнесом. В частности, наша компания активно сотрудничает с кафедрой «Строительство подземных сооружений и горных предприятий» НИТУ МИСИС. Вместе мы создали центр подготовки специалистов-проектировщиков, ознакомленных с инструментарием для комплексной цифровизации геологоразведки в стране и готовых выполнять сложные, даже уникальные задачи.
«А научное направление развития ТИМ уже есть: недавно создана ассоциация "Национальное объединение организаций в сфере технологий информационного моделирования" (НОТИМ), куда входят не только практикующие BIM-технологии застройщики, но и ученые, разработчики, инженеры. На этой площадке аккумулируются новинки и разработки, которые затем либо интегрируются в работу, либо уходят с рынка. Кроме того, в Москве традиционно проходит BIM-форум — главное научное и деловое событие, посвященное BIM-технологиям в проектировании и строительстве. Науку информационного моделирования пишем мы с вами даже в эту минуту», — резюмировал Павел Мирошниченко.
Инъекционная гидроизоляция: материалы и технологии
Зачастую при реконструкции и ремонте заглубленных подвалов и паркингов, транспортных и канализационных тоннелей, гидротехнических сооружений, когда нет возможности проведения вскрышных работ, возникают вопросы восстановления или усиления несущей способности и гидроизоляции строительных конструкций.
Для решения этих проблем применяются инъекционные технологии, о которых рассказывают эксперты:
- Алексей Слабодчиков, генеральный директор ООО ГЕЛИОС
- Евгений Назаров, директор по продажам ООО «Гидрозо»
- Андрей Глухов, генеральный директор НПО СТРИМ
- Эдуард Рудев, технический директор ООО «ПРОМГИДРО»
- Данил Кругов, основатель Группы Компаний по гидроизоляции и усилению конструкций «Оптимум Прайс»
Эффект инъектирования
«Инъекционная гидроизоляция — это технология закачки полимерных составов в тело строительной конструкции или массив грунта, — поясняет технический директор ООО "ПРОМГИДРО" Эдуард Рудев. — При помощи инъектирования полимеров можно останавливать водопротоки в подвалах и паркингах жилых домов, укреплять ослабленные железобетонные перекрытия и опоры мостов, перекрывать подземные течения грунтовых вод и выполнять многие другие работы. При этом в отличие от рулонной или напыляемой гидроизоляции инъекционные материалы могут исправлять ошибки неопытных строителей».
По словам директора по продажам ООО «Гидрозо» Евгения Назарова, главным при проведении работ является правильный подбор материалов и решений для каждой конкретной задачи. Преимущество инъекционных технологий — это быстрая остановка протечек и возможность за короткий промежуток времени выполнить большой объем работы без доступа к наружной части сооружения, находящегося в грунте.
«Принцип действия основан на нагнетании при помощи насосов в полость шва, трещины или ввода коммуникации гидроизоляционного состава (геля, смолы или пены), что создает по периметру или части конструкции замкнутый герметичный контур, — рассказывает генеральный директор ООО ГЕЛИОС Алексей Слабодчиков. — Образующиеся при полимеризации нерастворимые химические соединения с закрытой системой пор увеличиваются в объеме до 35 раз, тем самым вытесняя влагу из полости шва бетона до внешнего грунта. Таким образом дефект или полость поверхности устраняется, решаются проблемы с активным поступлением влаги внутрь заглубленных конструкций, увеличивая срок эксплуатации строения».
Алексей Слабодчиков отмечает эффективность метода, поскольку он дает возможность ремонта дефектов бетона на локальных участках строения без вывода всего или части этого объекта из режима постоянной эксплуатации. При использовании этого метода нет необходимости проведения земляных работ снаружи зданий, то есть выполнение плановых гидроизоляционных работ проходит внутри сооружений в любое время года. Инъектирование бетона не только создает барьер внутри конструкций, но и сохраняет проектную эластичность швов, которая обеспечивает длительный герметичный эффект, в том числе и на динамичных транспортных объектах, таких как мосты, эстакады, пешеходные переходы, тоннели метро и другие.
Российские материалы не уступают зарубежным
На российском строительном рынке сложился пул компаний, которые разрабатывают материалы и технологии для инъекционной гидроизоляции, используя полиуретановые, эпоксидные и другие органические композиции. Инъекционные составы могут быть одно-, двух-, трехкомпонентными, применяться в системе с сухими строительными ремонтными смесями. Инъектирование происходит с помощью разжимных, адгезионных, глубинных паркеров или через инжектосистему.
В НПО СТРИМ одними из первых начали производство российских инъекционных продуктов линейки «Аквидур». Тогда, в 2002 году, ориентиром для выпуска продукции послужили материалы японского и французского происхождения. С тех пор номенклатура продукции выросла, а свойства и характеристики материалов проработаны под оптимальные значения.
«Благодаря наличию собственной лаборатории мы постоянно проводим различного рода исследования под определенные специфические задачи и сотрудничаем со многими известными организациями, среди которых ГК "Алроса", "Лукойл", "Норникель"», — рассказывает генеральный директор НПО СТРИМ Андрей Глухов.
Компания «ГЕЛИОС» в течение одиннадцати лет производит полиуретановые инъекционные пены, смолы и гели торговой марки «АкваВИС». Продукция разработана совместно с инженерами НИИМосстрой и применяется для гидроизоляции швов бетонирования заглубленных сооружений, остановки активных протечек, герметизации заглубленных вводов коммуникаций, закрепления рыхлых и неустойчивых грунтов, монтажа железобетонных опор трубопроводов, линий передач и др. строительных конструкций, в том числе в условиях вечной мерзлоты.
«Нельзя сказать, что наши материалы уникальны, и у других производителей нет ничего подобного. Но нашим преимуществом является высокое качество продукции, проработанные технические решения и техническое сопровождение объектов, — говорит директор по продажам ООО "Гидрозо" Евгений Назаров. — В своих лабораториях с учетом полученного опыта мы постоянно дорабатываем и улучшаем существующие материалы, а также разрабатываем продукты специально под нужды заказчиков. Наша линейка материалов постоянно пополняется. Увеличилось количество инъекционных материалов на минеральной основе из-за повышенного спроса на данный тип инъекционных продуктов».
В Группе Компаний «Оптимум Прайс», наоборот, сделан упор на уникальность выпускаемого состава ФОРС, который отличается сверхпрочностью и способен остановить мощный водяной поток.
Но в целом, по словам Эдуарда Рудева, 70–80% технических задач имеют решения с типовым набором материалов, а универсальность линейки материалов каждого производителя инъекционной гидроизоляции дает возможность решать девять из десяти поставленных задач.
Сумма технологий
Правильность выбора конкретных инъекционных технологий и материалов определяется по результатам обследования и состояния конструкций, анализа ситуации, характера дефектов, вида нагрузок, с учетом требований по водонепроницаемости, огнестойкости, морозостойкости, а также исходя из поставленных задач.
«Для каждого объекта метод инъектирования может быть или индивидуальным, или комбинацией элементарных решений, таких как герметизация трещин, примыканий элементов конструкций, деформационных швов, противофильтрационных завес, — поясняет особенности проектов по гидроизоляции Евгений Назаров. — Для каждой конкретной задачи разрабатываются технические решения, выполнение которых контролируются нашими специалистами».
В компании есть ряд типовых решений, которые прописаны и согласованы в Альбоме технических решений по применению материалов «Гидрозо» для ремонта, усиления, гидроизоляции и защиты строительных конструкций. Перед тем как предложить то или иное решение, специалисты должны ознакомиться с проектом, с существующими обследованиями, при необходимости технический эксперт выезжает на объект для оценки проблематики. После ознакомления со всеми данными подготавливается техническое решение под объект или предлагается один из стандартных узлов.
«Мы не просто выполняем работы, но занимаемся комплексным обследованием и проектированием сложных гидроизоляционных работ, например, на Сахалинской ГРЭС-2, — говорит основатель Группы Компаний по гидроизоляции и усилению конструкций "Оптимум Прайс" Данил Кругов. — Наш подход к инъекционной гидроизоляции в корне отличается от общепринятого. Благодаря отличительным чертам его выбирают для работ на таких памятниках архитектуры федерального значения, как Петропавловская крепость, где мы делали отсечную гидроизоляцию ограждающих кирпичных конструкций и подвала Монетного Двора».
Более того, в компании научились работать при низком давлении и отказались от пакеров, считая, что этот инородный неэстетичный элемент, остающийся в конструкции, вредит прочностным и гидроизоляционным характеристикам. Такой подход в ряде случаев оказывается не только эффективнее, но и позволяет исправлять гидроизоляционные промахи других исполнителей.
Следует отметить, что инъекционные технологии — это не самое бюджетное инженерное решение вопросов гидроизоляции как в части расходных материалов, так и в части оборудования и квалификации персонала.
«Инъекционные технологии требуют специального оборудования и в обязательном порядке подготовку специалистов, — отмечает Андрей Глухов. — К сожалению, в настоящее время в рамках системы образования подготовки таких специалистов не ведется. Однако специалисты нашей организации имеют требуемую квалификацию и навыки и, при необходимости, оказывают необходимую техническую поддержку».
Количество подрядных организаций, которые берутся за гидроизоляционные работы, растет, однако, по оценке Эдуарда Рудева, 80% из них не имеют в своем штате опытных производителей работ. Вместе с тем наличие обученных специалистов для выполнения даже простых и типовых работ является обязательным условием для реализации проектов по инъекционной гидроизоляции.
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.