Стеклянный кирпич: Архитектура

стеклом у производителя возникает масса проблем. Закаленное стекло нельзя обрабатывать, и поэтому каждый лист из многослойного пакета должен быть отполирован, раскроен и просверлен под крепеж еще до закалки. Точность выполнения отверстий в данном случае требуется идеальная — допустимое отклонение измеряется долями миллиметра.

Крепеж — это отдельная история. Крепежные системы для стеклянных конструкций делаются обычно из нержавеющей стали и титанового сплава, имеющих подходящий коэффициент термической деформации. Микронные зазоры в соединении заполняются силиконовым герметиком. Но тем не менее любой контакт стекла и металла таит в себе потенциальную опасность появления трещин.

Признанный гуру стеклянной архитектуры Джеймс О’Каллагэн утверждает, что главная проблема конструкций из стекла — наличие металлических связей между отдельными элементами. Если их минимизировать или вовсе исключить, то проектирование эффектных прозрачных фасадов, стен и крыш станет рутинной работой даже для начинающих дизайнеров.

И подобные решения уже имеются. Например, профессор Роб Нийссе из Технологического университета Дельфт и инженеры компании ABT Belgium при возведении прозрачных стен концертного зала в Порто и нового музея, построенного в Антверпене, использовали гигантские листы рифленого ламинированного стекла. Стены при этом удалось сделать цельнокроеными, а металлический крепеж ограничить опорной рамой.

Есть и другой способ отказаться от металла: если материал при нагреве и охлаждении расширяется незначительно, то его можно сваривать или паять. В итоге конструкция будет представлять собой один цельный кусок стекла сложной формы. К сожалению, закаленное силикатное стекло не годится для сварки, а имеющиеся на сегодняшний день несколько видов стекла с мизерным коэффициентом теплового расширения чрезвычайно дороги.

Люцио Бландини из штуттгартской компании Werner Sobek Engineering and Design считает, что вместо сварки и металлического крепежа вполне сгодится клей. Для подтверждения своей концепции ему пришлось склеить многогранный стеклянный купол диаметром 8,5 м, выдерживающий колоссальные нагрузки в сотни килограммов на квадратный сантиметр. Как считает Бландини, склеивание позволяет полностью сохранить уникальные эстетические свойства материала. Werner Sobek Engineering and Design уже использовала технологию Бландини при постройке элементов нескольких зданий в Северной Америке и Арабских Эмиратах.

Левитация облака

Десять лет назад сотрудники компании Bohlin Cywinski Jackson, занимающиеся дизайном фирменных магазинов Apple, познакомили его с Джеймсом О’Каллагэном. Архитектор пообещал Джобсу, что тот сможет при желании продавать билеты на посещение своих торговых точек, если превратит их в аттракционы из стекла и света. Уже в 2002 году Джобс и О’Каллагэн получили патент на конструкцию и дизайн лестничных маршей из ламинированных стеклянных панелей и особые крепежные элементы для них.

Парящие в воздухе прозрачные стены, лестницы и перекрытия верхних этажей стали особенностью фирменных магазинов Apple по всему миру. Первенцем был нью-йоркский магазинчик SoHo. В нем О’Каллагэн установил две лестницы из ламинированного стекла длиной более 10 м каждая.

Полированные и протравленные «в елочку» двухметровые ступени спокойно держали нагрузку в 4,5 кН на 1 м² благодаря промежуточным слоям из сверхпрозрачного ионопласта Dupont SentryGlas® Plus, который в пять раз прочнее и в сто раз жестче традиционной пленки из поливинилбутирата. Толщина каждой из 27 ступенек в SoHo составляет 55 мм. Все они крепятся титановыми зажимами к боковой несущей стене толщиной 49 мм. Кстати, цельные боковые стены удалось занести внутрь помещения только при помощи вертолета. Для этого пришлось разбирать часть крыши здания.

«Остекление» SoHo стало для Джобса и О’Каллагэна пробой пера. Вслед за ним появилась целая серия куда более сложных проектов со спиральными маршами, огромными гнутыми несущими стенами и буквально висящей в воздухе лестницей в лос-анджелесском магазине The Grove. Японские магазины Shinsaibashi и Shibuya уже через две недели после открытия на пятерку сдали экзамен матушке-природе, без единой трещины пережив шестибалльное землетрясение, а прозрачный двухэтажный куб Apple на Пятой авеню и вовсе можно назвать маленьким чудом света. Сверкающая на солнце стекляшка с надкусанным яблоком на фасаде стала одной из главных достопримечательностей Даунтауна. Какие-то любопытные чудаки проверили прочность ее стен, пару раз засадив в них из дробовика. Надо ли говорить, что кубик не рассыпался.

Грань между жизнью и смертью

Открытые в 2009 году, они являются частью развлекательного комплекса Skydeck, расположенного на крыше самого высокого здания Северного полушария.

Карниз представляет собой совершенно прозрачную коробку с полом, потолком и стенами из закаленного ламинированного стекла толщиной всего 3,81 мм. Столь тонкая грань между жизнью и смертью невероятно прочна — стекло выдерживает давление почти в 6 кН на 1 м².

Компьютерная симуляция показала, что пол карниза не треснет, даже если вес его посетителей превысит 5 т. Коробка закреплена практически незаметными болтами на двух консольных балках из нержавеющей стали. Она выступает из стены небоскреба на 1,37 м.

Механизм с противовесами искусно спрятан в стене, поэтому у туристов складывается полное впечатление, что прозрачная конструкция парит над улицей. На случай запотевания карниза инженеры установили в слое ламината прозрачный нагревательный элемент, подобный тем, что мы видим в автомобильных стеклах. Внешний уход за стеклянной коробкой осуществляется роботом-мойщиком.

«Карниз служит еще одним подтверждением того, что стекло — полноценный строительный материал, а не простой декор, — говорит разработчик проекта Джон Коойманс из компании Halcrow Yolles. — Он демонстрирует возможности стекла, которые архитектура только начинает использовать на практике. Во время работы нас воодушевлял пример потрясающего Grand Canyon Skywalk, но, несмотря на гораздо меньшие масштабы карниза, с точки зрения инженерного искусства мы превзошли своего предшественника».