Сила света и культуры
В России наблюдается тенденция увеличения использования светопрозрачных конструкций при строительстве современных объектов культуры и частично — при реставрации исторических. Стекло становится важным элементом визуального пространства здания и его уникальности.
Современные культурные учреждения, такие как театры, музеи и выставочные залы, все чаще проектируются с акцентом на светопрозрачные фасады. Это позволяет не только создать эффект открытости и доступности, но и максимально использовать естественное освещение, что положительно сказывается на восприятии пространства. Стекло в архитектуре новых объектов культуры становится не просто строительным материалом, а важным инструментом для создания уникальной атмосферы и взаимодействия между внутренним пространством и окружающей средой.
Расширяя пространство
По словам архитектора и генерального директора «АМЦ-ПРОЕКТ» Сергея Цыцина, в целом доля стекла в архитектуре зданий увеличивается с середины XIX века. Однако если ориентироваться на нашу культурную идентичность, то, безусловно, основа здания остается в первую очередь в его стенах и архитектурных формах. На многих современных культурных объектах действительно наблюдается рост использования стеклянных и светопрозрачных конструкций. С развитием новейших технологий значительно повысилось качество витражей, стеклопакетов и самого стекла. Это, в свою очередь, открывает новые горизонты для возведения сложных архитектурных проектов.
«Стекло может сыграть решающую роль в создании связи между интерьером и экстерьером здания, расширяя пространство и наполняя его светом. Человек, находясь внутри здания, может наблюдать за окружающим миром, как будто за картиной, где красивые виды раскрываются перед ним через стеклянные стены. Таким образом, правильное использование стекла в архитектуре объектов культуры приносит не только эстетическое удовлетворение, но и функциональные преимущества. Ландшафт прилегающей территории к таким объектам также играет важную роль восприятия здания», — отмечает эксперт.
Есть сложности, добавляет Сергей Цыцин, с усилением доли стекла в проектах реставрации объектов культурного наследия. С одной стороны, это правильно, потому что мы не должны каким-то образом потерять то, что имеем в нашем историческом наследии, и они находятся под защитой государства. С другой стороны, конечно, в разумном виде приспособления объектов под современные нужды требуют определенных решений. И в данном случае стекло — большой помощник. Например, в качестве функциональных переходов между историческими зданиями может быть выполнен какой-то стеклянный вестибюль. Это решение очень освежает восприятие объекта и может выглядеть очень симпатично.
Проекты объектов культуры с обширным остеклением, рассказывает директор департамента продвижения продукта, маркетинга и экспорта АО «РСК» Алена Красюкова, создаются для визуальной открытости, естественного освещения и гармоничной интеграции в городской ландшафт. Стекло здесь выполняет не только эстетическую, но и функциональную роль: улучшает энергоэффективность и безопасность, а также может служить медиаповерхностью для трансляции информации или рекламы. Количество таких объектов растет: музеи, театры и выставочные пространства все чаще проектируются с панорамным остеклением или эксклюзивными решениями со стеклом. Например, в новом здании Третьяковской галереи применена цифровая печать керамическими чернилами, благодаря которой на стекле воссозданы изображения знаменитых картин. Используется триплекс: на первое прозрачное стекло наносится черное изображение, а на второе, более темное, — белое. Другой пример — Музей Мирового океана, где каждый стеклопакет — это уникальная деталь сложной фасадной композиции, требующей высокой точности изготовления и монтажа. Изображение нанесено атмосферостойкими красками, а второе стекло выполнено в виде эмалита с индивидуально подобранным оттенком.
«В реставрации исторических зданий изделия из стекла используются как для создания современных архитектурных элементов — надстроек, атриумов и зенитных фонарей, — так и для повышения энергоэффективности, сохраняя при этом исторический облик. Среди наших проектов — высокоселективные стеклопакеты для «Новой Голландии», обеспечивающие необходимый уровень светопропускания, улучшенные характеристики энергосбережения и придающие объекту современный вид. Общество, как правило, положительно воспринимает такие обновления, если удается соблюсти баланс между историческим наследием и инновациями. В таких проектах используются самые передовые технологии. Основные тренды — динамическое стекло, сенсорные стеклопакеты, экстраформатные стеклопакеты, медиафасады и инновационные решения в цифровой печати», — констатирует Алена Красюкова.
Универсальный материал
Главным драйвером при выборе остекления сегодня становится эстетика — особенно в проектах культурных сооружений, считает Александр Четвериков, коммерческий директор Larta Glass (один из ведущих производителей стекла). Архитекторы все чаще рассматривают стекло не просто как строительный материал, а как выразительный художественный инструмент. Оно формирует визуальные образы, оживляет здание, встраивает его в природную и культурную среды. Яркий пример — новый Театр им. Камала в Казани. Его стеклянный фасад, вдохновленный «ледяными цветами» озера Кабан, не просто отражает воду и небо, но буквально вплетается в ландшафт, создавая ощущение легкости и парения.
«Культурных объектов с высокой долей остекления становится заметно больше. Архитектура стремится к прозрачности — как в прямом, так и в метафорическом смысле. Например, новое здание Третьяковской галереи на Кадашевской набережной выглядит особенно выразительно благодаря стеклянным витражам с изображениями известных полотен. Здесь стекло стало носителем визуального и культурного кода. Растет и число отреставрированных зданий, где стекло помогает переосмыслить историческое наследие. Так, кинотеатр “Целинный” в Алматы получил вторую жизнь — сохраненный дух модернизма дополнен актуальными технологиями. Такие обновления общество воспринимает позитивно, особенно когда в основе — уважение к оригиналу. Важно и то, что культурные объекты — это всегда территория архитектурного творчества. Каждый проект требует индивидуального подхода к остеклению», — подчеркивает Александр Четвериков.
По словам архитектора и креативного директора Генпро Дмитрия Сухова, объекты культуры являются, как правило, не только зданиями со сложным функциональным наполнением, но должны быть узнаваемыми, яркими или акцентными. Стекло в таких объектах становится как частью ограждающей конструкции, так и важной частью концепции и философии проекта. Стекло универсально во многом: оно может пропускать солнечный свет, а может ограничивать, может позволять зрителю наблюдать, а может ограничивать просмотр и физический доступ. Эти особенности открывают почти безграничные возможности использования остекления в архитектуре зданий и сооружений культуры.
Из-за того, что основным заказчиком зданий такого типа, продолжает Дмитрий Сухов, является государство, ясно прочитывается тренд на уникальный внешний вид при сдержанном бюджете. В принципе, для архитекторов такие факторы не являются чем-то новым. Просто создается меньше таких зданий с контекстуальной архитектурой, больше «иконических». «Из технологических ограничений можно выделить те, что связаны прежде всего с противопожарной безопасностью: огнестойкость, противодымная защита. Также необходимо учитывать большой вес стекла, его высокую стоимость. В технологических особенностях, связанных с геометрией стекла, его размерами, химическим составом, сейчас производители шагнули вперед, предоставляя архитекторам и заказчикам возможности для творческой реализации».
Адаптировать замысел
Стоит отметить, что в множестве современных объектов культуры светопрозрачные материалы задействуются в сочетании с различными фасадными конструкциями, также играющими важную роль в восприятии здания. В последнее время, рассказывает коммерческий директор Группы компаний Doksal Артур Туктаров, все чаще и чаще при строительстве и реставрации объектов культуры на смену классическим конструкциям СФТК и лепнине приходят современные высокофункциональные конструкции навесного вентилируемого фасада. Яркими примерами таких архитектурных решений являются новый Театр им. Камала в Казани и музейные и театральные образовательные комплексы в Калининграде и Кемерове.
«Безусловно, к таким конструкциям применяются требования высокой надежности и безопасности. Так как речь идет в первую очередь о металле, важную роль играет коррозионная стойкость. В рамках реализации таких проектов очень важен диалог между архитектором и проектировщиком. Зачастую задумку архитектора приходится адаптировать под нагрузки и воздействия природного и техногенного характера и требования нормативных и законодательных актов, поэтому важно найти компромисс», — отмечает он.
Если говорить об особых требованиях к фасадным системам объектов культуры, продолжает тему еще один производитель вентилируемых навесных фасадов — председатель совета директоров ГК «ДИАТ» Евгений Цыкановский, по сути, они такие же, как и у всех заказчиков, которые по-настоящему заботятся о своих зданиях. Это безопасность, долговечность и максимальный безремонтный срок эксплуатации. Каких-то исключительных нет. Но все требования, которые предъявляются, мы выполняем на всех объектах без исключения: мы не разделяем их на культурные или какие-то другие. «Повторить исторические фасады точь-в-точь современными системами точно нельзя. А вот сделать что-то на тему — да, можно. Тут важно, чтобы архитектор понимал возможности технологий. А мы как раз специализируемся на нестандартных конструкциях — умеем их делать и правильно оформлять».
Эксперт направления продуктовых инноваций компании «Северсталь» Алексей Староверов отмечает, что при строительстве и реставрации объектов культуры используется широкий спектр фасадных конструкций, сочетающих в себе инновационные технологии, эстетическую привлекательность и функциональность. Параметрическая архитектура демонстрирует использование нетрадиционных материалов, таких как титановые панели, для достижения уникального визуального эффекта. «Одним из наиболее заметных трендов является применение атмосферостойкой стали, включая Forcera, разработанной компанией “Северсталь”. Этот материал привлекает архитекторов и строителей благодаря своей способности образовывать патину, которая защищает от коррозии и придает фасадам уникальный “живой вид”. Атмосферная сталь используется для изготовления различных архитектурных элементов, таких как фасадные панели, ламели, другие декоративные детали, в том числе при строительстве культурных объектов», — подчеркивает специалист.
Как снизить ущерб от коррозии металла и сократить затраты на обслуживание трубопроводов на 10%?
Каждая шестая домна в России сегодня работает «впустую» по одной причине: коррозия съедает около 10% всего производимого металла[1]. Проблема коррозии под изоляцией обостряется с каждым годом, так как эксплуатируемые металлические изделия стареют, а количество разрушающих факторов увеличивается. В результате коррозия становится причиной колоссального экологического и экономического ущерба. Совсем избежать самопроизвольного разрушения металлов невозможно, но есть способы замедлить процесс. О том, как это сделать, рассказали в компании ROCKWOOL Россия. Эксперты компании с 2015 года прицельно исследуют проблематику возникновения коррозии под изоляцией.
Чем опасна коррозия металла?
Негативные последствия коррозии связаны с существенным увеличением затрат на эксплуатацию промышленного оборудования и устранение последствий разрушения металлов, а также с серьезными рисками для экологии и безопасности людей.
Так, если говорить об экономической стороне проблемы, то ущерб от коррозии и затраты на борьбу с ней составляют 3-4% ВВП в США и Германии, а в России — более 5%. Из-за коррозии трубопроводов и оборудования под изоляцией сокращается потенциальный срок службы промышленных объектов, а вынужденные приостановки на ремонт снижают эффективность и увеличивают потери бизнеса. Так, час простоя может стоить до 20 тысяч долларов.
Эксперты ROCKWOOL добавляют, что 60% аварийных ситуаций с трубопроводами происходят вследствие коррозии металла. При этом стоимость ремонта может составлять до 300 тысяч рублей на один метр трубы. В среднем на ремонт повреждений от коррозии под изоляцией уходит около 10% от общего бюджета на обслуживание трубопроводов.
С точки зрения экологической безопасности и рисков для населения серьезные опасения вызывают возможные последствия из-за производственных аварий по причине коррозии. По данным Росприроднадзора, основная причина утечек из резервуаров и трубопроводов — это коррозионные повреждения. Так, в 2020 году из-за коррозии на трубопроводе Оха-Комсомольск-на-Амуре произошел разлив нефтесодержащей жидкости на площади 0,4 га.
К сожалению, коррозия металла приводит не только к экологическим катастрофам, но и к гибели людей. Один из самых резонансных случаев произошел в 2020 году в Перми: в результате прорыва теплотрассы погибли пять человек. Как сообщили в Ростехнадзоре, причиной аварии стал локальный коррозионный износ участка трубопровода вследствие старения антикоррозионного изоляционного покрытия.
Почему возникает коррозия?
В появлении коррозии всегда так или иначе виновата влага, однако ее влияние может быть разным, например:
- общая и точечная коррозия углеродистой стали возникает при контакте влажной среды и углеродистой стали;
- коррозионное растрескивание под действием внешних напряжений нержавеющей стали происходит из-за воздействия водорастворимых хлоридов из воды.
По оценкам ученых, в последние годы появились дополнительные факторы, которые провоцируют новые ЧП из-за самопроизвольного разрушения металлов. В частности, это интенсивное развитие трубопроводной сферы, нефтяной, химической и нефтехимической промышленности, а также устаревание существующего оборудования и несвоевременный ремонт. Кроме того, по словам академика РАН Евгения Каблова, к таким факторам можно отнести и появление новых видов бактерий.
«Воздействие отдельных бактерий привело к тому, что интенсивность коррозии увеличилась на 20–30%. Даже нержавеющие материалы, которые никогда не корродировали, эти бактерии прожигают, как лазер. Они передвигаются по металлической поверхности, и продукты их жизнедеятельности разрушают нержавейку», — рассказывает Евгений Каблов.
Не последнюю роль в возникновении коррозии играет и промышленная изоляция. Сегодня абсолютное большинство трубопроводов изолируются, чтобы снизить теплопотери. И именно под слоем изоляции зачастую и начинается разрушение металла.
Как снизить риски коррозии под изоляцией
Коррозия под изоляцией — это наружная коррозия трубопроводов или оборудования, которая появляется под внешней обшивкой изделия из-за проникновения влаги. Это одна из самых опасных и коварных разновидностей разрушения металла. Дело в том, что очаги коррозии в таких ситуациях скрыты изоляцией и их нелегко вовремя обнаружить. В лучшем случае проблема вскрывается при снятии изоляции во время очередной проверки, в худшем — уже при аварии. Наиболее высокий риск возникновения коррозии возникает на трубопроводах, работающих в циклическом режиме (нагрев-остывание).
О предотвращении коррозии нужно задумываться еще на этапе проектирования. Есть четыре ключевых правила:
- Трубопроводы и оборудование должны проектироваться так, чтобы положение опор, фитингов и прочего максимально способствовало отведению воды.
- На трубопроводы и оборудование необходимо наносить подходящее антикоррозионное покрытие и регулярно проверять его состояние в рамках плана техобслуживания.
- Необходимо выбрать подходящий изоляционный слой, который будет соответствовать назначению и не станет источником дополнительной коррозии.
- Следует подобрать оптимальную систему защиты от атмосферных воздействий. Она должна соответствовать назначению, сочетаться с установленной под ней изоляцией и регулярно проверяться.
Как выбрать подходящую изоляцию?
Обычно при выборе изоляции для трубопроводов и другого оборудования подрядчики уделяют внимание ее теплопроводности и максимальной температуре эксплуатации. Однако для снижения рисков коррозии под изоляцией этого недостаточно, важно учесть причины ее появления. Их всего три: материал впитывает влагу, плохо выводит влагу или же не соответствует по химическому составу. Таким образом, правильная изоляция не должна влиять на стальную конструкцию, поглощать воду и задерживать пар.
«Есть три параметра, которые непосредственно влияют на саморазрушение металла под изоляцией. Во-первых, это химическая инертность: коррозия стали ускоряется, если из изоляционного материала можно выделить кислотные соединения. Поэтому водная вытяжка из изоляционного материала должна быть слегка щелочной. Во-вторых, это содержание хлоридов. Они могут выщелачиваться и приводить к растрескиванию под внешним напряжением. Уровень содержания подверженных водному выщелачиванию хлоридов в изоляционном материале должен быть выше 10 мг/кг. В-третьих, это водоотталкивающее свойство: водопоглощение должно быть не более 1 кг/м2», — рассказывает Роман Бочков, менеджер по развитию направления Техническая изоляция и Огнезащита компании ROCKWOOL Россия.
Национальная ассоциация инженеров-коррозионистов (NACE) провела ряд испытаний, чтобы проверить, какие именно изоляционные материалы соответствуют перечисленным свойствам. Оказалось, что самый оптимальный вариант для промышленного применения — это каменная вата. Во время испытаний этот материал показал самую низкую площадь повреждения поверхности: всего 32%, в то время как у изоляции из стекловаты этот показатель составил 42%, у пеностекла — 70%, а у ПИР — все 100%. Максимальная глубина повреждения металла при изоляции каменной ватой тоже оказалась самой низкой (всего 40 мкм), а максимальная скорость коррозии — самой медленной из всех (0,5 мм в год)[2].
Аналогичные испытания провела и лаборатория МГУ: каменную вату с содержанием водорастворимых хлоридов менее 10 мг/кг сравнили с каменной ватой с высоким содержанием хлоридов, а также со стеклянной ватой, синтетическим каучуком, пеностеклом и пенополиуретаном. Среди всех перечисленных материалов для промышленной изоляции лучшие результаты продемонстрировал первый образец: скорость коррозии при использовании каменной ваты с низким содержанием водорастворимых хлоридов составила всего 0,23 мм в год. Для сравнения: под изоляцией из каучука коррозия развивается со скоростью 0,52 мм в год, а под пенополиуретаном — 0,75 мм в год.
«Мы регулярно проводим собственные исследования проблематики возникновения коррозии под изоляцией, ориентируясь, в том числе и на рекомендации NACE. Результатом этой работы стала специализированная линейка прошивных матов и навивных цилиндров из каменной ваты ProRox с низким содержанием водорастворимых хлоридов (меньше 10 мг/кг). Испытания показали, что применение такой изоляции увеличивает ресурс трубопроводов от 11 до 17 % по сравнению с изоляцией из каменной ваты с высоким содержанием водорастворимых хлоридов», — добавляет Роман Бочков.
Прошивные маты и цилиндры ProRox гидрофобизированы, что обеспечивает эффективную защиту от проникновения влаги по всей толщине её слоя. Кроме того, она не препятствует проходу пара, что снижает риск образования конденсата. Такая изоляция доказывает свою эффективность даже на предприятии в условиях Крайнего Севера.
Коррозия металла — неизбежный процесс, однако это не повод оставить попытки и прекратить бороться с ней. Современные разработки предлагают эффективные методы защиты технических сооружений от подобных повреждений и позволяют существенно снизить скорость саморазрушения металлов. А значит — избежать колоссального ущерба.
[1] По данным Института физической химии РАН, https://tribune-scientists.ru/articles/357
[2] ASTM – G189-07 Standard Guide for Laboratory Simulation of Corrosion Under Insulation. Испытания NACE
Преимущества и недостатки стеклофибробетона
Стеклофибробетон (СФБ) – экологически чистый, не горючий, антивандальный материал, легкий, но прочный и не требующий ухода, с эксплуатацией не менее 50 лет.
Преимущества
СФБ состоит на 99% из природных компонентов: цемента, кварцевого песка, щелочестойкого стекловолокна и пластификаторов. Путем добавления в состав пигментов и фракций натурального камня, слюд, зеркальной и стеклянной крошки получаются различные фактуры: имитация натурального камня (мрамор, травертин, известняк и др), имитация дерева, гладкий, рельефный, объемный, перфорированный рисунок по чертежам заказчика, фактура с кавернами, "короед", интеграция СФБ с клинкером.
Имитация натурального камня на фасаде пользуется наибольшей популярностью так как позволяет уменьшить смету и время производства минимум в 5 раз, а также снизить риск брака при изготовлении сложных по форме фасадных изделий и их перевозке.
Благодаря армирующему щелочестойкому стекловолокну в составе, изделия имеют более высокую прочность и антивандальность например в сравнении с клинкером. При этом фибра не добавляет избыточного веса, что снижает нагрузку на подсистему и как следствие на фасад здания.
Похожие характеристики у фиброцементных плит, но в отличие от них СФБ не ограничен плоской геометрией, т.е лепнина, радиусные карнизы из фиброцемента не получатся. Также, срок эксплуатации у СФБ не 20, а минимум 50 лет. Объясняется это технологией изготовления фасадного декора. Методом пневмонабрызга позволяет равномерно распределять фибру по всей форме. В результате поверхность не царапается, не скалывается и не хрупкая при перевозке.
Стеклофибробетон не горюч и устойчив к резким перепадам температур, что очень актуально в нашей стране, особенно в районах севера и в Сибири. Даже если пожар все-таки случился СФБ не выделяет токсичных и ядовитых веществ как пенополистерол, полиуретан или полимербетон. Это подтверждено сертификатами и лабораторными испытаниями.
Своей антивандальностью и долговечностью СФБ востребован при строительстве гос объектов. Особенно привлекательно для заказчика что за ним не надо так тщательно ухаживать как за камнем, например.
Недостатки
Стеклофибробетон не самый легкий материал, что влияет на цену при монтаже и перевозке. Тут преимущество на стороне стеклопластика, или как его еще называют стеклокомпозит. Изделия из него тоньше и легче примерно в 3-5 раз. Но сам материал дороже и ограничен по фактурам в отличие от стеклофибробетона.