Одним из видов наружного ограждения являются остекленные фасады, получающие все более широкое распространение в высотном строительстве по ряду причин
Фасады зданий выполняют большое количество функций, одна из главных – освещение помещений, при этом через фасад обеспечиваются условия для естественной приточной и вытяжной вентиляции. При разработке проекта необходимо учитывать экологические и экономические требования с организацией необходимого температурно-влажностного режима в помещениях
Одним из видов наружного ограждения являются остекленные фасады, получающие все более широкое распространение в высотном строительстве по ряду причин. Здания с остекленным фасадом, стеклянной входной группой или с полностью остекленными стенами выглядят современными и легкими. Стеклянные прозрачные конструкции вместо обычных стен и окон позволяют делать помещение более светлым и невесомым, реализовать то или иное остекление в зависимости от различных условий эксплуатации конструкции, региона, нагрузок, внешнего вида и стиля объекта и обеспечивают возможность визуального контакта человека с окружающей средой. Легкие современные светопрозрачные ограждающие конструкции имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционной, к примеру кирпичной, кладкой. Во-первых, это минимальный вес, что, соответственно, облегчает здание и удешевляет фундаменты. Во-вторых – экономия площади здания, так как обычно светопрозрачные фасады располагаются снаружи. Это позволяет получить большую полезную площадь здания, нежели при кирпичной или бетонной стене толщиной 300–500 мм. В высотном здании – это около 300–500 кв. м площади, не приносящей инвестору никакой прибыли.
Остекленные фасады – это высокая тепло- и звукоизоляция помещений, защита от воздействий внешних погодных условий. Кроме того, остекленный фасад отличает длительный срок использования и неприхотливость в эксплуатации, аналогичные вентилируемым фасадам. Как и любая современная стеклянная конструкция, стеклянные фасады обладают рядом типов и вариантов исполнений.
Фасадное остекление имеет несколько решений:
- встроенный фасад представляет собой конструкцию, размеры которой ограничены размерами проема;
- навесной вентилируемый фасад – в такой системе нить остекления проходит по внешней стороне фасада здания, минуя проемы. Указанный фасад бывает нескольких видов – модульный, стоечно-ригельный и точечная система крепления фасада (например спайдерный).
Одним из первых архитекторов, внедряющих навесные стены, стал всемирно известный архитектор Мисс ван дер Роэ, который провозгласил первичным не функцию, а образ здания. Пропагандируя так называемый международный стиль, в котором все здания, независимо от функционального назначения, имели вид прямоугольников, «одетых» в стеклянные одежды, таким примером могут служить его знаменитые жилые кварталы «Лейк Шор драйв», а также, в подражание ему, офисное здание «Левер хаус», «Лейк Пойнт тауэр» в Чикаго, здание проектного института «Гидропроекта» в Москве и другие.
Конструкция навесного вентилируемого фасада представляет собой прозрачную оболочку, которая навешивается на несущие элементы здания и монтируется с полуметровым зазором между внешней стеной и стеклянной поверхностью. Наружный фасад воспринимает ветровые нагрузки, защищая стену здания от осадков, и частично поглощает солнечную энергию.
Современные системы фасадного остекления должны обеспечивать конструкционную прочность и архитектурную целостность зданий и позволяют реализовывать различные архитектурные замыслы.
Основные конструктивные решения фасадов с применением стекла подразделяются на следующие:
- ригельно-стоечные системы;
- системы структурного и полуструктурного остекления;
- системы спайдерного остекления.
При этом прочность стекол, применяемых в остекленных фасадах, классифицируют по нескольким типам:
- ударопрочные;
- антивандальные;
- пуленепробиваемые;
- армированные и ламинированные стекла триплекс, которые могут иметь толщину от 5 мм и более, отличающиеся высокой прочностью.
Особенно эффективно выглядит остекление без использования профиля (безрамное или структурное остекление), которое создает эффект полностью стеклянной стены. Такое остекление используется при строительстве высотных зданий различного назначения, кроме того, его довольно часто применяют в офисных перегородках, витринах и т.п. Безрамное остекление позволяет создавать особенно цельные конструкции, которые выглядят воздушными и невесомыми.
Безрамное остекление внешне выглядит как сплошная поверхность из закаленного, особо прочного стекла толщиной 6–8 мм. Подобный эффект достигается за счет того, что стекла располагаются на одной линии, встык друг к другу, без рам и вертикальных стоек, при этом линия остекления точно повторяет форму, при этом нигде не используются соединители и вертикальные профили. Солнечный свет беспрепятственно проникает в дом, а пространство защищено от снега и дождя. В примыкающих помещениях существенно снижается уровень шума, повышается теплоизоляция.
В отличие от других систем, они лучше всего пропускают свет и создают комфортную среду пребывания для людей, позволяя более экономично использовать осветительное оборудование. Кроме того, проектирование и монтаж таких стеклянных конструкций не создают больших трудностей, так как материалы для остекления обеспечивают создание различных решений в архитектуре высотных зданий.
Стекло в архитектуре зданий играет важную роль как в архитектурно-художественной выразительности, так и в формообразовании высотного здания, кроме того, важную роль стекло играет в освещенности и инсоляции помещений.
Применение навесных стен позволило использовать стекло как ограждающую конструкцию. Одним из первых архитекторов, внедряющих навесные стены, стал всемирно известный архитектор Мисс ван дер Роэ, который провозгласил первичным не функцию, а образ здания. Пропагандируя так называемый международный стиль, в котором все здания, независимо от функционального назначения, имели вид прямоугольников, «одетых» в стеклянные одежды, таким примером могут служить его знаменитые жилые кварталы «Лейк Шор драйв», а также, в подражание ему, офисное здание «Левер хаус», «Лейк Пойнт тауэр» в Чикаго, здание проектного института «Гидропроекта» в Москве и другие.
Применение стекла в архитектуре позволило получать различные по форме здания: круглые, овальные, комбинированные и других сложных форм. Таким примером могут служить два здания в Гонконге «Липпо центр» (фото 2) и «Шинмэй Юнион сквэа», которые выполнены в виде скульптурных форм, выявляя тектонический образ высотного здания, разбивая его объемы на отдельные элементы, обеспечивающие визуальный ряд не в виде огромного стеклянного сооружения, а в виде единого образа высотного здания, объединенного однотипными структурами, позволяющими воспринимать здание целиком. Еще более сложным по форме предстает здание «Страта тауэр» в Дубае, ОАЭ (фото 1). Четырехлучевое здание, опоясанное по фасаду конструкциями, представляет собой поворотные лучи, сужающиеся к верху и имеющие разворот каждого луча на определенный угол.
В сочетании с другими строительными материалами – железобетоном, металлом, комбинированными материалами – стекло повышает эстетические качества высотных зданий, выявляет тектонические характеристики, придает зданиям индивидуальный архитектурно-художественный образ. Большие остекленные поверхности в сочетании с глухими кирпичными и бетонными конструкциями, контрастируя между собой, выявляют массивность и легкость наружных ограждений высотных зданий.
Большую выразительность придают высотным зданиям остекленные пирамиды, размещаемые как на крыше, так и в многоэтажных стилобатах, освещая находящиеся под ними пространства.
Фасадное остекление зданий выполняется из прозрачного или тонированного стекла в зависимости от пожеланий заказчика. Разные цветовые качества стекла также образуют неповторимый облик здания. Стекло может приобретать стальной оттенок, зеленоватый или синеватый цвет, при добавлении в стекло различных химических добавок можно получить мозаичное стекло и т.д.
Стеклянные фасады интересны еще тем, что отражают рядом стоящие здания в несколько искаженном виде, а иногда дают панораму застройки в таком виде, в каком его не увидишь в натуре.
Стекло в архитектуре применяется не только для фасадных поверхностей, но и для перекрытия этажей, при организации в высотных зданиях атриумов. Один из самых известных атриумов – это атриум в здании «Коммерцбанка» во Франкфурте-на-Майне, Германия. Это здание известно и тем, что, помимо атриума, в нем устроены 4-этажные зимние сады, обеспечивающие визуализацию зелени из всех помещений офиса, что снижает психологическое воздействие высоты на людей, работающих на 30–40 этажах банка.
Помимо перечисленного, стекло в архитектуре зданий применяется и в переходах, расположенных на высоких этажах, так, например, в здании «Петронас тауэр» высотой 452 м в Куала Лумпуре, Малайзия, стеклянная переходная галерея соединяет две башни на 42-м этаже (фото 3). Такой же переход в виде остекленного переходного мостика выполнен в Гонконге в административном здании.
Современные светопрозрачные фасадные системы позволяют архитектору претворять в жизнь различные по форме, цвету, освещенности высотные здания, воплощая архитектурно-художественный замысел, выразительность, масштабность, пропорции и другие эстетические характеристики, ограждая среду пребывания человека в здании от многих внешних факторов – холода, избытка тепла, избытка освещения, ветра, дождя, шума, несанкционированного проникновения, огня и т.п.
Магай А.А., директор по научной деятельности ОАО ЦНИИЭП жилых и общественных зданий, кандидат арх., профессор
