Лекция №2.3
План
1. Влияние новейших технологий на изготовление и применение светопрозрачных ограждающих конструкций
2. Сооружения, в которых применяются светопрозрачные ограждения
3. Архитектурно-композиционные и градостроительные задания, которые решаются с применением светопрозрачных ограждений
4. Конструкции светопрозрачных ограждений
5. Воздествия и нагрузки на светопрозрачные ограждения
Ответы:
1. Развитие новейших технологий изготовления и применения светопрозрачных конструкций привело к существенному изменению многих положений архитектурной практики.
Изменились не только принципы архитектурного решения зданий, но и принципы формообразования светопрозрачных элементов, связанного с особенностями конструкций и материалов, а также зрительного восприятия стеклянных стен. Кроме того, появились новые светопрозрачные элементы зданий ("зимние сады", сплошные фасадные системы, светопрозрачные крыши и элементы интерьера и тому подобное).
Круг функциональных и композиционных (эстетическихх) решений зданий со светопрозрачными конструкциями чрезвычайно широкий. Опираясь на опыт практики современной архитектуры, появляется возможность систематизировать и обобщить основные положения в строительстве сооружений с применением светопрозрачных ограждений.
Анализ практики применения светопрозрачных ограждений позволяет выделить два основных аспекта формообразования светопрозрачных конструкций:
- первый заключается в определении функциональных особенностей зданий, в которых применяются светопрозрачные конструкции;
второй - это композиционные принципы образования архитектурных форм светопрозрачных элементов.
2. Крытые улицы и площади. Особенно подобные улицы и площади важны для регионов с экстремальными условиями - на холодном севере и знойном юге. Благодаря светопрозрачным конструкциям из стекла построены целые разветвленные города, в которых жители не чувствуют на себе экстремальности климата жарких суховеев или северных буранов.
Атриумы. Более локальной формой аклиматизированного пространства являются застекленные атриумы, что стали одним из неотъемлемых атрибутов современных гостиниц, офисных зданий. Создание подобных многоуровневых пространств со стеклянной крышей стало достаточно распространенным архитектурным приемом для больших многоэтажных комплексов.
Многопролетные пространственные сооружения для значительных масс людей, например, выставочные и торговые комплексы, музеи, транспортные сооружения, вокзалы и аэропорты. Целью современных зданий такого типа является требование максимального обзора и многовариантности перемещения большого количества людей.
Оранжереи, климатроны. Сооружения с аклиматизированным пространством - климатроны, зимние сады, оранжереи, крытые аквапарки - это последовательное развитие идеи сооружения искусственного климата для экзотических растений и отдыха людей. Принципиальное отличие современных сооружений такого типа заключается в создании новейших систем искусственного климата внутренних помещений. Изобретение стекла со специальным программированием его свойств дает возможность моделировать микроклимат внутри пространства в более экономический и экологически чистый способ.
Офисные здания. В ряду современных сооружений, где используются светопрозрачные конструкции, необходимо особенно выделить здания офисов, научно-технических центров и представительств компаний. Прозрачные внешние и внутренние стены позволяют организовать свободное планирование внутри здания, обеспечить достаточное освещение. При этом особенное значение приобретает решение пластики зданий с применением разных фасадных и оконных систем.
Торговые комплексы и сервисные центры. Здания торговли обычно нуждаются в больших прозрачных витринах для экспозиции товаров, некоторые из них изготовляются из специального антибликового стекла, которое дает возможность без препятствий рассматривать и фотографировать выставленные экспонаты.
3. Градостроительные доминанты. Для создания сооружений, способных доминировать в городском или естественном ландшафте, использовались чистые по форме визуально нерасчлененные геометрические тела. Возникновение новых технологий остекления фасадов зданий, применения сплошного остекления разных систем без стыков и швов соединения элементов и зрительное восприятие больших зданий как целостной массы позволяет рассматривать такие сооружения как доминанты.
Фоновая архитектура высотных зданий. Во многих исторических городах или кварталах относительно современной застройки зафиксирована высотная иерархия акцентов и предельная высота рядовой застройки. Современные требования иногда вынуждают нарушить вертикальное ограничение. Невещественность зданий со стеклянными стенами уменьшает визуально вес стен многоэтажных зданий, а зеркальное отображение в стенах окружающей среды усиливает эффект "дематериализации" их объемов.
Градостроительные акценты исторической застройки городов. Урбанизация в центрах больших городов приводит к тому, что целые кварталы становятся сплошной застройкой. Сохранение градостроительного ритма малых объемов в исторической среде, которая подлежит созданию градостроительных структур, становится особенным композиционным заданием из сохранения характера и масштаба городской среды. Чтобы не потерять ритма и масштаба старого города, все промежутки можно выполнять из светопрозрачных конструкций. Ажурность и прозрачность конструкций переходов и галерей в состоянии сохранить целостность восприятия пространства улицы. Стыковка домов, построенных в разные годы, с разными высотами этажей, выдержаных в разном масштабе и стиле, может вызывать очевидный композиционный диссонанс и навредить восприятию архитектуры каждого из них. Можно достаточно просто осуществить блокировку, выполнив его с помощью гладкого элемента из стекла, которое не имеет явно выраженного собственного масштаба.
Новые требования архитектурной композиции светопрозрачных ограждений. Особенности конструкций и материалов светопрозрачных ограждений - легкость, прозрачность и зеркальность - изменили положение из архитектурной композиции стен: увеличение размеров стеклопакетов, упрощения решений пластики элементов стен зданий. Все это привело к образованию новых принципов архитектурной композиции фасадов и особенностей их восприятия.
Можно предусмотреть, что последующее развитие светопрозрачных систем должно происходить в направлении применения новых материалов остекления: разнообразных светопрозрачных пленок, композитных запрограммированных материалов, систем инженерного оборудования фасадов и элементов "зимних садов", крыш.
4. Широкое развитие новых строительных материалов и на их основе новых конструктивных решений светопрозрачных ограждений, позволило определить сферу применения таких систем и классифицировать их.
К светопрозрачным ограждениям, в зависимости от их функций в системе зданий, принадлежат:
4.1. Окна в стенах, в фасадных системах, в покрытиях (мансардные).
4.2. Фасадные системы:
- стоечно-ригельные с рамным остеклением;
- со сплошным остеклением (структурным, полуструктурным, "спайдерным");
- двойные фасадные системы;
4.3. Покрытие:
- с наклонными поверхностями (складки, шатры и тому подобное);
- с криволинейными поверхностями (оболочки, купола и тому подобное);
- световые фонари;
- светопрозрачные покрытия атриумов.
4.4. Специальные сооружения:
- застекленные веранды, "зимние сады";
- павильоны;
- транспортные и пешеходные переходы и др.;
- галереи.
4.5. Элементы зданий:
- витрины;
- ограждение лестницы и лифтов;
- перегородки (стационарные и раздвижные);
- навесы;
- козырьки входов и тому подобное.
Светопрозрачные ограждения в системе здания являются ненесущими конструкциями, и на них не опираются перекрытие или элементы каркаса. Все нагрузки и воздействия, которые воспринимаются ими, они передают на несущий каркас здания.
Вместе с тем светопрозрачные элементы состоят из рам, к которым крепятся листы стекла или стеклопакеты. Рама крепится к каркасу здания и передает на него нагрузку и воздействия, которые действуют на ограждение, и должна иметь определенные качества прочности. Обобщая опыт применения конструктивных решений, можно определить основные типы конструкций рам и применямых материалов.
Рамы светопрозрачных ограждений могут быть:
- деревянные - из сплошного бруса, из клеенной древесины, из комбинированных систем (дерево-алюминий);
- из алюминиевых сплавов;
- из стали;
- из поливинилхлорида с усилителем из стали (металлопластиковые профили);
- из стеклопластика.
Практика строительства определила также сферу применения материалов и видов рам в зависимости от видов светопрозрачных ограждений:
- рамы из древесины применяются в оконных системах; небольшой процент применения в конструкциях "зимних садов" и перегородок;
- рамы из алюминиевых профилей применяются во всех системах - оконных, фасадных, покрытиях, в "зимних садах", транспортных переходах, элементах зданий;
- рамы из поливинилхлорида (металлопластик) применяются в оконных системах, в небольшом количестве в фасадных системах и конструкциях "зимних садов”;
- рамы из стали применяются по большей части как дополнительные элементы, которые повышают несущую способность рам;
- рамы из стеклопластика имеют ограниченное применение в оконных системах.
5. Светопрозрачные ограждающие конструкции предназначенные для обеспечения необходимой естественной освещенности и инсоляции, возможности визуального контакта с внешней средой и защиты помещений от его негативного влияния. Кроме того, достаточно часто с помощью открытия части светопрозрачных конструкций осуществляется вентиляция помещений.
К влиянию внешней среды относятся:
- температура;
- влажность воздуха;
- шум;
- естественная освещенность от небосвода;
- солнечная радиация;
- ветер;
- осадки;
- пыль;
- химические примеси, которые находятся в атмосфере.
Кроме внешней среды, на светопрозрачные ограждающие конструкции осуществляет влияние и внутренняя среда, в первую очередь это температура и влажность.
Ограждения от дождя и ветра могут быть совмещенными. В этом случае образуется одноступенчатая система защиты от непогоды. В местах швов лучше применять двоступенчатую систему защиты, когда функции защиты от дождя и ветра выполняют разные ограждения.
Дождевая вода не должна проникать внутрь помещения и бесконтрольно внутрь конструкции. Это достигается применением разных гидроборьеров.