«Неправо о вещах те думают, Шувалов, которые стекло чтут ниже минералов…», — совершенно справедливо писал в свое время М.В. Ломоносов. Стекло — один из самых древних материалов, его знали еще строители древнего мира. Экологичность, способность пропускать внутрь построек игривый или торжественный свет и даже любопытный взгляд, делиться секретами конструкции и жизни обитателей зданий делает стекло самым востребованным строительным материалом современности.
Эволюция прозрачности от промышленной революции до современности
За последние два столетия стекло приобрело выдающиеся качества, сделавшие его ведущим стройматериалом — одновременно экологичным и технологичным. Получение в 1848 году листового литого стекла произвело революцию — позволило недорого производить огромные листы прочного стекла. В беспрецедентном масштабе они были использованы при постройке в лондонском Гайд-парке знаменитого временного Хрустального дворца, символа Всемирной выставки 1851 года, и целой галереи подобных сооружений по всей Европе.
На стационарных зданиях светопрозрачные фасады впервые в мире стали широко использовать в Советском Союзе. Первое здание с фасадным остеклением — Дом Центросоюза, построенный в Москве в 1936 году Ле Корбюзье.
В середине ХХ века технологии позволили создавать большие площади идеально ровного плоского остекления на высоте. В 1958 году был построен манхэттенский небоскреб «Сигрем-билдинг» (Seagram Building), давший начало интернациональному стилю высотных зданий, в которых за счет прозрачности артикулировалась функциональность внутренних конструктивных элементов.
В 1995 году художник Рик Силас (Rick L. Silas) предложил инновационное холодногнутое литье, придавшее стеклянным поверхностям трехмерность. По этой технологии плоские многослойные стеклопакеты помещают в рамы, где они сгибаются под собственным весом без какого-либо термического воздействия, а создаваемая криволинейность обеспечивает идеальную гладкость поверхности фасада, который может повторить любую геометрию здания, хоть самую причудливую. Это может давать необычные оптические эффекты — например, отражение облаков, как бы поднимающихся по диагонали.
Эта технология открыла новые возможности интернациональному стилю в архитектуре: после стеклянных параллелепипедов Манхэттена человечество начало обживать здания со сложными асимметричными поверхностями — в форме масштабных сфер, лент Мебиуса, спиралей и фракталов. Уникальные формы фасадов: выпуклые, вогнутые (например, естественно-научный музей Конфлуанс в Лионе), закрученные (такие, как башня «Эволюция» в «Москве-Сити»), обильно представленные как в портфолио лауреатов Притцкеровской премии, так и в заявках архитектурных конкурсов, подтверждают, что сегодня стекло как строительный и декоративный материал переживает новый пик популярности.
130 тысяч квадратных метров технологий
Рекордсмен по объему фасадного остекления — строящийся многофункциональный комплекс «Лахта центр» в Санкт-Петербурге высотой 462 метра. 85 процентов фасадной поверхности здания — это остекление, состоящее из 16 тысяч различных по форме стеклопакетов. Подобный объем уникального фасадного стекла на высотном объекте применяется впервые.
Современные стеклянные фасады очень экологичны, они дают максимальное естественное освещение и с недавнего времени — естественную вентиляцию, ранее неиспользуемую в высотных зданиях, где по технике безопасности не была предусмотрена установка форточек или фрамуг.
В буферных зонах фасада находятся форточки-клапаны, создающие естественный сквозняк. В солнечные дни автоматические жалюзи защищают от жары. Таким образом двойные фасады сокращают потребление энергии на обогрев и кондиционирование помещений. Все технические задачи регулируются централизованной интеллектуальной системой управления без необходимости человеческого вмешательства.
Стеклянные здания отличает от собратьев и чистоплотность — им показана регулярная внешняя уборка. Специально для «Лахта центра» разработана система очистки — направляющие и шарнирные крепления точно следуют форме фасада, поворачиваясь в трех плоскостях, угловые и прямые платформы и каретки позволят рабочим очищать как узкие, так и широкие грани башни, точно следуя геометрии здания. Выше 369 метров фасад будут обслуживать промышленные альпинисты, используя электрические подъемники.
Для сложных наклонных частей фасада предусмотрена система кранов и люлек с рабочими. Передвижные краны установят как на крыше, так и на рельсовых платформах вдоль фасадов. Мойка будет проводиться дважды в году — весной и осенью.
Стойкость при внешней хрупкости
В голливудских блокбастерах часто рушатся небоскребы. Однако вопреки экранным образам реальные здания — весьма прочные конструкции, способные выдержать удар возможных стихийных бедствий или чрезвычайных ситуаций. Девелоперы и арендаторы осознают собственную ответственность и возможные потери, поэтому предотвращение влияния негативных факторов — один из приоритетов при возведении современных зданий.
Безопасность фасадов проверяется специальными испытаниями на макетах: на огнестойкость, прочность, устойчивость к экстремальным погодным условиям, таким как шквалистый ветер и сильные перепады температур. Современное закаленное стекло практически невозможно разбить, сжечь или «пробить» голосом. Так, в «Лахта центр» внешнее стекло — многослойное термоупрочненное, с термоотражающим покрытием. Внутреннее стекло — полностью закаленное. Стеклопакет заполнен аргоном. Двойной фасад обеспечит теплоизоляцию и шумоизоляцию.
На фоне окружающего воздушного пространства здание выделяет подсветка, которая одновременно создает силуэт для наблюдателей и отпугивает птиц в период их миграции.
Курс на север
В условиях российского климата контроль за обледенением фасадов требует уникальных решений. Например, в «Лахта центре» шпиль по структуре сетчатый: когда на такой сетке образуется первый безопасный слой льда, подается короткий электрический импульс, встряхивающий ее и не позволяющий льду нарастать дальше. Раньше с обледенением сеток в мире никто не боролся, эта технология — уникальная разработка.
Кроме того, уже упомянутые буферные зоны фасада «Лахта центра» не позволят переохлаждаться внешнему стеклу, а внутреннее вообще избавят ото льда. В сильные морозы для стекол вне буферных зон предусмотрен подогрев, предотвращающий льдообразование.
Прошлое, настоящее, будущее
Стекло — один из самых экологичных, «зеленых» материалов естественного происхождения, поддающийся переработке без потери своих главных свойств: прозрачности, теплопроводности, эстетичности и способности защищать от внешней среды.
«Стекло — пример того, как наши нормативы не успевают за новыми материалами. Во многих странах этот материал используется не только как декоративный навесной элемент, а как конструктивный — как балка, например, или колонна, то есть несущий элемент, обеспечивающий надежность и безопасность при эксплуатации сооружения, Стекло будет использоваться в архитектуре все шире», — уверен главный инженер МФК «Лахта центр» Сергей Никифоров.