Строительные материалы и технологии
Выпуск от 16.05.2006

Стекло в архитектуре: традиции и новые тенденции.
(Часть I)

По материалам "Круглого Стола"

По материалам журнала "Технологии строительства" 4(38)/2005
Материал для публикации подготовила Г.Кузнецова

Одним из величайших достижений человечества является изобретение стекла - материала, который благодаря уникальным физико-механическим и эстетическим характеристикам применяется сегодня не только в быту, но и практически во всех отраслях промышленности. Прозрачность, способность работать в широком диапазоне температур и при любых климатических условиях, высокая твердость, исключительная химическая стойкость, необычайно широкие декоративные возможности - таков далеко не полный перечень свойств, определивших рост популярности стекла при его использовании в качестве строительного материала. Причем если раньше стекольные заводы выпускали продукцию, предназначенную лишь для заполнения световых проемов, то сегодня спектр функциональных возможностей стекла и изделий из него значительно расширился, поскольку в последние годы появилась возможность изменять технические характеристики обычного листового стекла при помощи того или иного вида обработки. Повальное увлечение стеклом объясняется довольно-таки легко: стеклянный фасад требует меньше затрат на эксплуатацию нежели любая другая фасадная конструкция; сплошное остекление позволяет улучшить световой режим помещений, чем способствует обеспечению комфорта на рабочих местах и в быту, предоставляет возможность зрительно увеличить интерьер и установить визуальную связь внутреннего пространства здания с внешней средой. В отечественной практике фасадостроения процесс освоения современных технологий остекления, пришедших в Россию из Европы, начался относительно недавно. Тем не менее, определенный опыт проектирования, изготовления, монтажа и эксплуатации светопрозрачных фасадных систем уже накоплен.

Андреев Павел Юрьевич - руководитель архитектурного бюро "Архитектурная мастерская Павла Андреева"

Кравчук Константин Яковлевич - главный архитектор проектов мастерской №11 ГУП "Моспроект-3"

Норманн Игорь Борисович - главный архитектор ОАО "Проектный институт №2"

Новицкий Анатолий Александрович - технический директор ЗАО "Интерстекло-Проект"

Семенова Татьяна Сергеевна - руководитель "Центра цвета" Москвы

Шустрова Наталья Ароновна - главный редактор архитектурного портала "Форма"

Скворцов Александр Никитич - специалист группы спецпроектов и ключевых клиентов компании "Главербель"

Захаров Сергей Анатольевич - руководитель комплексной проектной мастерской ГИПРОНИИ РАН

Проанализировать этот опыт, подвести, так сказать, итоги, озвучить вопросы, которые требуют первоочередного решения, высказать свое мнение относительно перспектив новых технологий фасадного остекления мы попросили:
Андреева Павла Юрьевича - руководителя архитектурного бюро "Архитектурная мастерская Павла Андреева";
Захарова Сергея Анатольевича - руководителя комплексной проектной мастерской ГИПРОНИИ РАН;
Кравчука Константина Яковлевича - главного архитектора проектов мастерской №11 ГУП "Моспроект3";
Новицкого Анатолия Александровича - технического директора ЗАО "ИнтерстеклоПроект";
Норманна Игоря Борисовича - главного архитектора ОАО "Проектный институт №2";
Семенову Татьяну Сергеевну - руководителя "Центра цвета" Москвы;
Скворцова Александра Никитича - специалиста группы спецпроектов и ключевых клиентов компании "Главербель";
Шустрову Наталью Ароновну - главного редактора архитектурного портала "Форма".

"ТС": Какие выводы позволяет сделать российский опыт проектирования, изготовления, монтажа и эксплуатации систем фасадного остекления?

Семенова: Даже при беглом анализе достижений российской и зарубежной архитектурно-строительной практики нетрудно за- метить наметившуюся в последние годы тенденцию к увеличению объемов потребления строительного стекла. Причем если раньше оно служило лишь для заполнения оконных проемов, то сегодня выполняет, причем весьма успешно, функции стенового материала. А раз изменилось функциональное назначение стекла, то изменились и требования, предъявляемые к стеклянным конструктивным элементам. Поскольку стеновой материал принимает участие в формировании художественного образа объекта, для нас важна не только несущая способность стекла, но и его декоративные качества, а, стало быть, придается большое значение таким характеристикам, как цвет, зеркальность, фактура поверхности и т.д. Однако нельзя забывать, что архитектурный облик объекта в значительной степени зависит от способа крепления стекла. Понимаете, что у нас получилось? Лет 10-15 назад в России строительное стекло применялось лишь в двух вариантах: в оконном проеме или в витражных конструкциях. Причем витраж был пределом наших возможностей и представлял собой металлический каркас, заполненный стеклом. С наступлением XXI века в отечественном домостроении появилось относительно новое, но достаточно активно развивающееся направление - сплошное остекление фасадов. Отныне в строительной практике используются рамное (профильные системы остекления) и точечное (планарные системы остекления) крепления стекла. При рамном креплении светопрозрачные элементы наружной оболочки фиксируются на вертикальных и горизонтальных металлических несущих профилях, которые могут быть видимыми (стоечно-ригельные системы и системы полу-структурного остекления) и невидимыми (системы структурного остекления) на фасаде. При точечном креплении элементы остекления подвешиваются к стальному несущему каркасу при помощи стальных коннекторов (спайдеров) с шарнирно закрепленными болтами.

Таким образом, на сегодняшний день существуют две проблемы: проблема эстетики стекла и проблема его крепления, то есть проблема материалов, которые "обслуживают" это стекло и тоже влияют на эстетические характеристики фасада. Очень много вопросов возникает при использовании стекла, окрашенного в массе. Дело в том, что тонированное стекло обладает определенными оптическими характеристиками, по-этому произвести идентификацию его цвета очень сложно. Возьмем, например, солнцезащитное стекло марки Stopsol (продукция концерна Glaverbel). В принципе на просвет оно достаточно прозрачное, имеет желтоватый с серым оттенок. Но как только Вы кладете его на лист белой бумаги, оно приобретает темно-коричневый оттенок. Изначально голубое стекло при изменении угла зрения может приобрести совершенно неожиданный оттенок. Внутри же здания оно, как правило, дает теплый оттенок. Одним словом, тонированное стекло - это такой материал, цвет которого может изменяться в зависимости от условий освещения и точки вос- приятия объекта, поэтому егo нужно обязательно согласовывать с автором проекта на натурных образцах, представляющих собой достаточно большие по площади фрагменты остекления, смонтированные на различных фасадных плоскостях строящегося объекта. Идентификация цвета стекла - очень сложная работа. Задача специалистов состоит в том, чтобы адаптировать авторское ви- дение цветового решения цельностеклянного объекта к реальным светопрозрачным материа- лам и помочь архитектору подобрать тонированное стекло (стеклопакеты) с учетом его натурного восприятия.

Норманн: Анализ опыта внедрения современных технологий фасадного остекления в российскую архитектурно-строительную практику позволяет сделать вывод о том, что причина возникновения большинства проблем - незнание многих вопросов, связанных с проектированием стеклянных фасадов. В общем-то, для компании, которую я представляю, комплекс сооружений участка №19 ММДЦ "Москва-Сити" - это практически первый объект, где в таком большом объеме применяется строительное стекло и изделия из него. Кстати, поставщиком листового стекла для наших фасадных конструкций, а также для обустройства стеклянных кровель над атриумами и купольных покрытий является компания "Главербель". Вначале скажу о проблемах, с которыми мы столкнулись в процессе проектирования фасадных конструкций.

Во-первых, мы с большим трудом наладили взаимодействие и наконец-таки нашли взаимопонимание с компаниями, специализирующимися на проектировании и монтаже систем фасадного остекления. Вы же понимаете, нарисовать фасад - это лишь полдела. Необходимо еще подготовить всю проектную документацию по этому фасаду. Тендер по определению компании, которой предстояло проектировать и монтировать фасадные конструкции, генподрядчик объявил достаточно поздно, когда мы уже вовсю работали над чертежами зданий. Ни для кого не секрет, что у каждой компании свои принципы проектирования, свои конструктивные решения, свои методы расчета и главное - свои варианты примыканий светопрозрачных конструкций к несущим элементам каркаса здания и к другим стеновым материалам. В настоящее время выбор сделан: нашим партнером стала компания "Вэлко-2000", и теперь мы, конечно, понимаем, как же все должно делаться. В связи с этим позволю себе дать один совет - компанию, которой предстоит заниматься проектированием и монтажом фасадов, следует вовлекать в строительный процесс как можно раньше, лучше всего - на стадии проектирования "коробки". Это первый момент.

Вторая проблема, заставившая нас поломать голову, - это выбор нужного типа стекла. Объясню, почему этот процесс был для нас настолько мучительным. Дело в том, что в соответствии с общей архитектурной концепцией фасады многих объектов комплекса "Сити" выполнены, как Вы знаете, из стекла. Ктонибудь из присутствующих может себе представить, как будет выглядеть тот или иной архитектурный объект при различном освещении? Мы тоже не смогли, поэтому решили пойти по следующему пути: после возведения несущих конструкций на высоту нескольких этажей мы смонтировали на фасаде фрагменты с различными стеклами и посмотрели, как выглядит фасадная плоскость при утреннем и вечернем освещении, а также в пасмурную погоду и под разными углами зрения. И лишь после этого выбрали тот вариант остекления, который максимально соответствовал замыслу архитектора.

Третья проблема - это проблема светопропускания. Суть этой проблемы заключается в том, что никто, по сути дела, не знает, какую же часть спектра будет пропускать стекло того или иного оттенка в условиях естественного освещения. Как, например, синеватое стекло, у которого коэффициент светопропускания, насколько я помню, равен 0,46, будет выглядеть со стороны интерьера? Чтобы хоть чтото понять, мы ходили в аналогичные здания, смотрели, набирались опыта, но, тем не менее, его до сих пор еще недостаточно. Татьяна Сергеевна права, нужна серьезная исследовательская работа в области идентификации цвета стекла, окрашенного в массе. Архитектор должен иметь возможность подбирать стеклоизделие нужного оттенка не эмпирическим путем, как это делается сегодня, а опираясь на результаты научных разработок.

Захаров: Разрешите, я продолжу. Я представляю ГИПРОНИИ РАН - это организация, которая в течение многих лет служила своеобразной лабораторией по использованию стекла. Наш институт был генеральным проектировщиком здания Академии наук, расположенного на площади Гагарина. Причем сегодня мы уже можем говорить не только об опыте проектирования и строительства этого здания, но и об опыте эксплуатации его стеклянных фасадов, которые были смонтированы примерно 20 лет назад. То есть в настоящее время можно дать оценку всему, что сделано.

Здание Академии наук стало для нас своеобразным полигоном для натурных испытаний. При строительстве этого объекта было использовано максимальное количество технических приемов. Мы, как говорится, дорвались до югославских строителей. В то время они были пределом мечтаний, поскольку владели конвертируемой валютой и могли закупать на Западе те материалы, которые нам требовались для реализации проекта. На здании АН строительное стекло применялось в нескольких вариантах: в качестве заполнения оконных проемов, в качестве навесных элементов остекления фасадных плоскостей, в качестве светопрозрачных элементов конструкций фонарей верхнего света. Больших стеклянных стенэкранов там нет. Максимальная высота остекленных фрагментов не превышает 15 м в пределах малоэтажной части здания, стеклянные эркеры имеют размер 9х9 м, верхняя часть башен облицована стеклом типа триплекс с золотым напылением. Кроме того, были установлены отдельные отражающие экраны, позволившие создать иллюзию кружевной поверхности облицовки верхней части здания.

Для изготовления светопрозрачных конструктивных элементов применялось стекло двух типов: тонированное "голд" (в стеклопакетах - с электролитическим напылением, в триплексе - с полиэтиленовой пленкой) и тонированное стекло нейтрального оттенка (голубоватое во внешнем отражении, коричневатое при светопропускании). В шиной 60 см, что позволяет производить чистку стекла. Для остекления боковых граней зенитных фонарей пирамидальной формы применялись стеклопакеты, изготовленные из закаленного стекла. Основания "пирамид" в целях обеспечения безопасности выполнены из закаленного стекла толщиной порядка 8-12 мм. В качестве несущих конструкций использовались алюминиевые профили, изготовленные по индивидуальному заказу.

Многолетний опыт эксплуатации здания позволяет говорить о том, что практически все фасадные конструкции прошли испытание временем, все материалы, в том числе и стекло с золотым напылением, достаточно хорошо себя показали. Как ни парадоксально, долгострой, который все абсолютно справедливо ругают, привел к тому, что у проектировщиков и у строительномонтажных фирм появилось время для совместной более детальной проработки проблемных узлов, для перепроверки тех или иных технических решений. В результате над конструктивной частью удалось поработать очень основательно. Единственный неприятный момент, с которым мы столкнулись, не знаю, по вине ли поставщиков или же по нашему недосмотру неудовлетворительное качество стеклопакетов, а точнее - откровенный производственный брак, поскольку часть стеклопакетов была изготовлена с нарушением технологии. Во-первых, в некоторых партиях попадались изделия со стеклами, установленными металлизированным слоем наружу.

Последствия этой грубейшей ошибки не заставили себя долго ждать. Металлизированный слой под воздействием неблагоприятных атмосферных факторов начал разрушаться, поэтому часть стеклопакетов сегодня пришла в негодность и нуждается в замене.

Второй производственный дефект - нестабильность геометрии крупноформатных стеклопакетов: поступали партии, в которых практически все изделия были с вогнутыми стеклами и после установки в плоскости фасада давали активное искажение. Мы, естественно, заявили протест строителям, однако они не могли объяснить причину этого явления. А объяснение следующее: атмосферное давление в Москве не соответствовало тому атмосферному давлению, при котором собирались пакеты, а поскольку толщина наружных стекол была недостаточная, пакеты легко деформировались.

Эффект вогнутости особенно заметен при больших площадях остекления. Вот почему на Западе, когда хотят получить "чистейшее зеркало", то есть зеркально отражающий экран, в системах фасадного остекления применяют не стеклопакеты, а одинарное достаточно толстое листовое стекло (стеклянные панели) на коннекторах. Это всем известные планарные системы остекления. Такое стекло не подвергается никаким атмосферным воздействиям, а плоскостность остекленной поверхности достигается регулировкой.

Скворцов: К появлению искажений могут привести: некачественная закалка стекла, неправильный выбор толщины стекла (при недостаточной толщине стекла происходит слипание стеклопакета), неправильный монтаж стеклоизделия. То есть стекло может быть идеальное, а качество изготовления стеклопакета компаниями с низкой культурой производства отвратительным.

Захаров: Говорить о каком-то конкретном колористическом решении цельностеклянного здания практически бесполезно: его цвет будет постоянно меняться. Вот, например, "золотое" стекло, которое мы использовали в оконных блоках, в пасмурную погоду отражает светлые облака и производит впечатление желтой фанеры. При переменной облачности на фасаде возникает оригинальный эффект: игра светлых и темных пятен геометрической формы. На фоне безоблачного темно-синего неба "золотое" стекло становится очень темным, и эффект зеркальности исчезает.

И буквально несколько слов о светопропускающих характеристиках тонированного стекла. Вполне объяснимо человеческое желание сделать в помещениях здания некое теплое освещение. Как вы думаете, стекло с золотым напылением позволит добиться желаемого эффекта? Ответ напрашивается сам собой - "разумеется". На самом же деле "золотое" стекло обладает избирательной светопропускной способностью: оно отражает красно-желтые цвета, исключает их, таким образом, из спектра, а внутрь пропускает только сине-зеленые цвета. В результате со стороны интерьера "золотое" стекло таковым уже не выглядит, оно кажется зеленоватым. Нейтральное стекло, отражающее голубой цвет, внутри дает теплый коричневатый оттенок. Конечно, в первый момент посетители обращают на это внимание, но предугадать это было невозможно. Тем не менее, активных жалоб не поступало. Это объясняется тем, что человеческий глаз обладает способностью очень быстро адаптироваться: через какое-то время он отбрасывает зеленую часть спектра, и человек начинает видеть окружающие его предметы в привычном для себя свете.

Редакция выражает благодарность "РНТО Строителей" за помощь в подготовке встречи и Т.С.Семеновой за предоставленные фотоматериалы.