Три тенденции выбора стекла

Вид на City Hall London

Цвет, например, буквально вторгся в “высокую” архитектуру, расширяя степень применимости стекла в сводчатых сооружениях и одновременно выдерживая современные требования по энергосбережению. Усилия по обеспечению управляемости процесса охлаждения и достижение особой гладкости и плоскостности благодаря современным машинам отжига стекла привели к расширению спроса на закаленное стекло со всевозрастающей толщиной для различных областей применения. Несмотря на то что тонированное стекло с высокой степенью теплопроводности идеально подходит для большинства областей применения, растет спрос на ламинированное стекло с высокой термосопротивляемостью.
Автор проработал более 16 лет в области конструирования и архитектурного дизайна фасадов и светопрозрачных ограждений, в течение которых тенденции сменили одна другую. Например, взлет и падение популярности скрепленных болтами стеклянных панелей, поддерживаемых креплениями яхтного типа. Из многих сотен технических решений для архитектурных проектов различных стилей только три тренда сохраняют свою устойчивость. Только эти три тенденции и в дальнейшем будут влиять на направление развития индустрии архитектурного стекла.

Кривизна поверхности
Сдвиг в практике архитектурного проектирования в сторону цифровых технологий расчета и моделирования привел к тому, что более не составляет особого труда рассчитать геометрические параметры конечно-элементной поверхности с любой пространственной кривизной. Эта тенденция пришла из аэрокосмической отрасли и, чуть позднее, из автомобильной промышленности, а сейчас ряд архитекторов и инженеров используют CAD-пакеты, например, Catia, для генерирования остекленных поверхностей зданий такой сложности, которые были немыслимы для стеклоиндустрии еще несколько лет назад. Относительно простое здание City Hall London (фото слева) было остеклено плоским стеклом, для чего появились занятные трапезоиды.

Капсула с двойной кривизной на осмотровой вышке London Eye

Цифровое представление геометрических данных определяет и поверхность фасадов, и точки крепления, которые позволяют производителю учесть точные данные машинного расчета при изготовлении уникальных алюминиевых профильных конструкций, металлических каркасов и при изготовлении элементов из гнутого стекла. Такие архитектурные формы могут быть созданы благодаря машинному раскрою гнутого по радиусу стекла одного из типоразмеров. Число таких архитектурных форм с гнутым стеклом будет прирастать год от года. Капсула с двойной кривизной на осмотровой вышке London Eye (фото ниже), 1998 г., положила начало широкому применению криволинейных и крученых поверхностей из гнутого стекла. Это направление можно считать мэйнстримом, главным течением в архитектуре на долгие годы вперед.
Ряд материалов, которые могут быть произведены путем использования цифровых технологий, растет. Примером тому может быть технология цифровой печати стеклянной фритты, технология прямого цифрового управления металлообработкой, а сейчас это технологии “direct metal” и “direct plastic”, которые создают трехмерные объекты методом “выращивания” изделий путем послойной цифровой струйной печати.
Это значит, что появился способ создания и репродуцирования уникальных деталей сложной и точной формы, выполненных в результате машинного проектирования целого объекта. Архитекторы и дизайнеры сейчас небезосновательно ожидают появления технологий выращивания крупногабаритных изделий из практически любого материала без дорогостоящего изготовления специальной оснастки и других трудоемких процессов.
Стеклоиндустрия практически делает вызов природе своего материала и путем финишной обработки поверхности, и путем разработки способов придания более радикальной формы изделиям из стекла. Методы, отработанные в автопроме сейчас перекочевывают в практику изготовления архитектурных конструкций. Индустрия стекла расширяет и будет продолжать расширять производство и развивать технологии для гнутого, ламинированного, покрытого напылениями и спецпленками отожженного и закаленного стекла и отрабатывать строительные технологии для производства сложных трехмерных поверхностей (фото монумента Гринвичскому телескопу).
Технические трудности манипулирования с флоат-стеклом для получения сложных пространственных кривых преодолеваются, накладные расходы на уникальную оснастку снижаются, в итоге архитектура стекла становится индивидуализированной и кастомизированной — т.е. нацеленной на повсеместное массовое создание уникальных единичных объектов архитектуры.
Однако есть сдерживающие это стремительное развитие факторы — сложность практического измерения изделий, стандарты и нормы применения гнутого стекла.

Монумент Гринвичскому телескопу из прозрачного стекла с металлизацией

Цвет
Было сказано однажды, что “архитектура из стекла умерла”. Автор высказывания (К. Шаттлворт, 2005) подразумевал, что многие архитекторы и заказчики, было дело, уже обещали землю с тотальной прозрачностью (или так близко к этому состоянию насколько пожелаете!). К чести “визионариев” ХХ-го века, которым многие из нас следуют и ныне, цели несколько изменились — человечество растрачивает впустую слишком много энергии, и растрачивало бы еще больше, будь прозрачная архитектура распространена повсеместно.
Мы теперь отчетливо понимаем это, поэтому прозрачность, необходимая для естественного освещения, приветствуется. Селективное стекло, которое сейчас намного лучше справляется с контролем инсоляции и поддержанием комфортного климата, пока, надо признать, не может полностью обеспечить ужесточающиеся требования по термоизоляции зданий — раз свет проникает в здание, он приносит с собой тепловую энергию, которую приходится “выкачивать” из здания. Необходимо снизить энергопотребление и повысить К.П.Д. всех тепловых машин, которые обслуживают здание.
Эта задача решается сразу по нескольким направлениям — оптимизация пропорций для интерьера/экстерьера здания, естественного освещения, вентиляции и термоизоляции в создаваемом пространстве. Это очень удобная возможность для стекла проявить свой цвет, текстуру и отражающие свойства, что снимает вопрос о прозрачности.

В холле лондонского офиса Microsoft

Стекло имеет целый ряд неоспоримых преимуществ для наружной отделки зданий, даже когда речь идет о домах, расположенных в условиях жесткой инсоляции и в полном мраке. Стекло стойкий, вторично перерабатываемый материал, сырье для которого, по большому счету, просто валяется у нас под ногами, которому можно придать практически любую мыслимую форму. Фактически создание панелей с двойной пространственной кривизной сейчас требует меньше усилий, чем для многих других листовых материалов, а уникальный профиль можно достаточно просто получить из термообработанного стекла с очень небольшими затратами на оснастку.
Глубина, разнообразие и стойкость керамических цветов хорошо известна для сводчатых панелей из эмалированного стекла, которое в последние годы постепенно возвращает былую популярность. Цветные прослойки и оптически текстурированные прослойки с широким колористическим и светоотражающим диапазоном свойств позволяют добиться новых и внешне оригинальных эффектов при финишной отделке.
Внешняя отделка зданий, оккупированная ныне камнем, бетоном, коррозионно-стойкими или металлами с покрытием, деревом, пластиком и прочее, — на самом деле весьма конкурентное пространство для стекла в качестве наружной отделки. Чтобы добиться “победы” и сместить традиционные отделочные материалы с занимаемых позиций, нужно приложить к стеклу свое “понимание” стекла, утонченность чувств и эмоциональность.

Холл компании BAE LUTON

Термоупрочненное стекло
Использование термоупрочненного стекла в архитектурном остеклении прирастает небывалыми темпами. Записи в ограничителях к спецификациям для множества фасадных конструкций, сужающие применение именно закаленного стекла, как это было всего несколько лет назад, теперь редки.
Во-первых, наибольший спрос был на стекло, которое могло бы сохранять целостность после растрескивания, поэтому и были скомбинированы два типа стекла, особенно для фасадных конструкция в виде ламинированных панелей с креплением болтами. Мы также хорошо осознаем, что закаленное стекло очень полезно на этажах и ограничителях маршей, оно имеет хорошую механическую и термо- сопротивляемость, это надежная, стойкая к разбиванию основа.
Первый опыт применения закаленного стекла на этажах был получен на стекле толщиной 8 мм, поскольку были технологические трудности контроля остаточных напряжений в более толстых образцах. Но сейчас мы ожидаем от ведущих производителей серийного выпуска закаленных листов стекла с толщиной 12 мм, и это сделает применение закаленного стекла в архитектурном остеклении еще более привлекательным.

Дополнительное преимущество закаленного стекла по стандарту EN 1863 состоит еще и в том, что остаточные напряжения эффективно снижаются до уровня, на котором риск разрушения сульфида никеля приемлем без отпуска. Так же, как снижен риск спонтанного разрушения, что случается с отпущенным, но ранее закаленным стеклом, причем разрушения любой природы происхождения. Благодаря комбинации технологии ламинирования и закалки стекла, снижение риска неожиданного разрушения увеличивает привлекательность широкого применения закаленных сортов стекла. Современная технология ламинирования позволяет применять разные по толщине наружные слои стекла, то есть лучше соответствовать расчетным схемам нагружения при общем снижении веса панелей. То есть можно обоснованно уменьшать нерасчетный запас прочности (который ранее относился к недостаткам ламинированного стекла), что прежде всего сказывается на снижении весовых характеристик конструкции.

Share

С технологической точки зрения ламинирование закаленного стекла выводит на совершенно новый уровень требования к плоскостности стекла. Чтобы устранить нежелательные оптические эффекты (“линзы”), требуется на порядок повысить точность и снизить допуски сопрягаемых заготовок. Однако современные линии, установленные у ведущих производителей закаленного стекла, позволяют выполнить и это требование.
Полученное в результате этого ламинированное закаленное стекло внешне неотличимо от монолитного закаленного стекла, но существенно снижен риск негативных последствий от внезапного обрушения и для владельцев, и для посетителей зданий. Закаленное ламинированное стекло будет только усиливать свои позиции на рынке.

Внутри City Hall London

Выводы
Итак, выделены только три тенденции, которые скажутся на выборе стекла потребителями в будущем. Собственно, именно они будут диктовать производителям условия модернизации производства, формировать их техническую политику, непосредственно сказываться на портфеле заказов. Выраженные такими словами как цвет, кривизна, прочность, эти три тенденции на самом деле отражают стремление современных дизайнеров и архитекторов к выразительности, долговечности и безопасности.

Представителям стекольной отрасли промышленности не в первый раз брошен подобный вызов, когда нужно отстоять свои позиции на рынке, но опыт показывает, что их изобретательность и настойчивость всегда положительно сказываются на развитии всей строительной индустрии.

---