Индустриальные легкие ограждающие конструкции (из алюминия, стали и синтетических материалов)

Немного истории
Здания с конструкциями, состоящими из металлического каркаса и ограждений, включающих большие площади остекления, начали сооружать еще во второй половине XIX в. Одним из них был Хрустальный дворец в Лондоне, оказавший заметное влияние на дальнейшее развитие архитектуры. Это было первое в мире большое металлокаркасное здание со стеклянными стенами. Дворец был построен в 1851 г. в Гайд-парке по проекту Джона Пакстона и предназначался для размещения первой всемирной промышленной выставки. После этого здания со стеклометаллическими стенами начали сооружать и в других странах. В 1852 г. по проекту архитектора Бенсона возводится «хрустальный» дворец в Дублине, предназначенный для выставок; в 1853 г. аналогичный дворец строится для выставки в Нью-Йорке (архитекторы Карстенсен и Гилдемайстер); в 1854 г. в Мюнхене создается близкая копия дворца в Гайд-парке (инженер Фойж).

Но вернемся к Хрустальному дворцу в Лондоне. Его конструкции резко нарушили существующие строительные традиции, породили новые архитектурные формы и эстетические принципы, существенно повлияли на развитие строительной техники. Архитекторы и искусствоведы отмечали простоту внешнего облика Хрустального дворца, однако простота эта во многом превосходила то, что было привычно, характерно для современной архитектуры. Дворец был весьма монументальным: он занимал площадь чуть меньше 72 000 м², его длина равнялась 555 м, ширина — 124 м, а с северной стороны он имел пристройку 285X14,6 м (в плане). Центральный продольный неф дворца («главный проспект») имел ширину 22 и высоту 20 м, а сводчатый поперечный неф — соответственно 22 и 32,9 м; объем дворца был- немногим меньше 1 млн. м³. Почти 84 000 м² стекла (около трети всего объема стекла, произведенного в Англии в 1840 г.) потребовалось для застекления стен и крыши дворца. Опорами служили 3300 пустотелых чугунных колонн и 2224 несущие балки (чугунные или деревянные). Общая протяженность конструкций, на которых покоились своды, составляла около 40 км, а длина всех переплетов рам стеклянном крыши — 330 км. Каждый стеклянный лист обрамлялся деревянными рейками и заделывался в железный металлический каркас.

Здание имело плоские перекрытия, поддерживаемые фермами, заимствованными Пакстоном из практики строительства мостов. Фермы выполнялись из чугуна и ковкого железа и были полностью открыты в интерьере. Чугунные фермы перекрывали пролеты 7,3 м, а фермы из ковкого железа, расположенные поперек продольных нефов, — пролеты 14,6 и 22 м. И все же вплоть до середины XX в., когда в строительстве начали применять пространственные конструкции, считалось недопустимым, чтобы перекрытие из ферм оставалось в интерьере здания открытым.

Строительство Хрустального дворца заняло всего 4 месяца в основном благодаря использованию сборных конструктивных модулей. В 1852 г. эти конструкции навели одного из современников Пакстона архитектора Бартона на мысль перестроить Хрустальный дворец в башню высотой 300 м. Однако она была слишком тяжелой и ее чугунные колонны не выдержали бы нагрузку. Тем не менее предложение Бартона о дальнейшем применении сборных модульных конструкций имело большое значение для будущего архитектуры — из них начали сооружать высотные здания каркасной конструкции, а также универмаги, вокзалы и другие здания со светопрозрачными наружными стенами.

Зарубежный опыт применения легких ограждающих конструкции показывает, что архитекторы и дизайнеры охотно использовали и используют их в проектах общественных и жилых зданий: эти конструкции отличаются высоким качеством и обусловливают большое разнообразие приемов наружной отделки. Они легко поддаются унификации, а значит, приводят к сокращению комплектующих изделий. Технически и экономически совершенными считаются такие системы легких ограждающих конструкций (из стали, алюминия и синтетических материалов), которые охватывают широкую номенклатуру изделий, унифицированных по типам и размерам, изготовляемых с использованием единых конструктивных принципов, технологических приемов и комплектующих деталей. Отметим, что уменьшение числа составных элементов таких конструкций не ограничивает их архитектурно-композиционные возможности, поэтому большое число известных зарубежных фирм («Фудзи-Саш» и «Мицуи» в Японии, «Шюко» и «Буг» в ФРГ, «Нокиа» в Финляндии, «Техналь» во Франции и др.) выпускают легкие ограждающие конструкции, которые используются в странах Западной Европы, Америки, Азии, Африки и Австралии.

Системы конструкций с широкой номенклатурой изделий осваивают, как правило, крупные фирмы, имеющие хорошую техническую базу. Например, разнообразный ассортимент имеющихся у них алюминиевых профилей дает возможность выбирать конструкции по эстетическим требованиям, несущей способности, эксплуатационным показателям. Конструктивные решения и применяемые материалы передовых зарубежных фирм обеспечивают не только надежность и долговечность легких наружных ограждений, но, главное, большую вариантность, разнообразие архитектурно-композиционных решений фасадов зданий.