АНАЛИЗ ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛА В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Сегодня стекло стало неотъемлемой частью нашей жизни. С конца XIX века стекло применяют при возведении промышленных, гражданских и жилых зданий. В XXI веке стекло приобрело, новые масштабы и стало одним из главных строительных материалов.

Два решающих открытия изменили, взгляд на стекло как на хрупкий, легко бьющийся материал: в начале XX века был открыт триплекс, а в 30-х годах изобретено закаленное стекло. Но только изобретение в 50-е годы в Англии флоат-процесса открыло широкую дорогу применению стекла в строительстве в современном понимании этого слова. Триплекс, закаленное стекло и флоат-процесс позволили создавать конструкции, где стекло служит несущим элементом, как первичным (балки, арки, колонны) так и вторичным (связи, диафрагмы жесткости и т.д).[2]

Первым примером применения стекла в  качестве материала для несущих конструкций служит стеклянная крыша над столовой Технического университета (г. Дрезден, Германия), которая не содержит стальных тросов или растяжек для страховки. Главные балки пролетом 5,8 м соединены с второстепенными специально разработанными крестообразными соединительными узлами из высоколегированной стали. Высота балок 35 см, сами балки склеены из четырех слоев закаленного выдержанного стекла (ESG-H) толщиной 12 мм.

Другой концепции придерживались проектировщики при реконструкции здания Народного банка в Ганновере, Германия. Для того чтобы перекрыть пространство 9 х 14 м стеклянной крышей, были установлены пять трехшарнирных арок. Арки образованы из двух балок, склеенных из трех листов стекла.

Из стекла, возможно, выполнять не только балки или арки, но также колонны. Архитекторы Brunet & Saunier и конструкторское бюро O.T.H./Alto - М. Malinowski применили при строительстве здания городского управления во французском St. Germain-en-Laye в 1995 году необычное решение. Они перекрыли внутренний двор здания стеклянной крышей, которую оперли на стеклянные же колонны. Сама колонна крестообразного сечения размером 250 x 250 мм и высотой 3,2 м склеена из трех листов закаленного стекла.

Не только в балках и колоннах стекло воспринимает нагрузку от внешнего воздействия. В остеклении крыш и фасадов зданий стекло воспринимает ветровую и снеговую нагрузку и передает ее несущим элементам конструкции.

Одним из примеров такого применения стекла служит здание Stadttor, Дюссельдорф. Ромбовидное в плане здание высотой 70 м образовано двумя пространственными рамами, сваренными из стальных труб. Между рамами расположены два офисных блока, закрытых снаружи стеклянным фасадом. Остекление фасада состоит из 15-миллиметровых листов закаленного стекла размером 3,0 х 1,5 м, прикрепленных к тросовой системе при помощи шарнирных точечных держателей.

В последнее время необычные строения из стекла набирают все большие обороты в индивидуальном строительстве. В таком доме создается необыкновенная атмосфера, ощущение легкости, воздушности и всепроникающего света и тепла. Это абсолютно новые впечатления при восприятии пространства жилища.

Один  из  примеров  стеклянного  дома является «Стеклянная ферма» посреди равнины штата Орегон.  Американская  компания Olson Kundig Architects представила проект частного дома The Glass Farmhouse. Он расположен на северо-востоке штата Орегон в США. Не смотря на  обширное  остекление,  дом хорошо приспособлен к орегонской зиме, минимизируя теплопотери в холодное время года. Стоящий особняком среди живописной равнины, The Glass Farmhouse создает особую атмосферу и ритм жизни.

Также есть необычные и эксклюзивные здания. Надо обладать изрядной долей смелости, что бы решиться жить в стеклянном доме, построенном по проекту архитектора Карло Сантамброджио (Carlo Santambrogio). Единственным не стеклянным элементом является кровать. Архитектор утверждает, что зимой комфортный микроклимат в доме будет поддерживаться с помощью вмонтированных в стекло обогревательных элементов. И если проигнорировать некоторые сугубо практичные проблемы, то стоит согласиться, что этот стеклянный дом выглядит весьма необычно и потрясающе.

Но применение стекла не всегда обуславливается энергоэффективностью, в некоторых случаях его используют для создания эксклюзивных конструкций, привлекающих огромное количество людей. Примером таких конструкций, сквозь которые открываются головокружительные виды, являются мосты. А именно:

- Также в Китае был построен стеклянный мост длиной 300 метров, перекинутый между двумя вершинами гор;

Помимо создания эстетичного вида сооружений, непременная задача стеклянных конструкций - обеспечить уют и комфорт внутри помещений. Над улучшениями свойств стекла работали ученые всего мира и   создали  так  называемое  ≪Smart  glass≫  (≪Умное стекло≫). Благодаря современным разработкам и технологиям, стекло приобретает энергосберегающие,улучшенные теплотехнические и иные инновационные свойства. Тепло-, звуко-, энергосберегающие стеклопакеты устанавливают сегодня повсеместно. Суть технологии производства таких окон заключается в нанесении теплоотражающего покрытие (ионы серебра), которое пропускает и удерживает ультрафиолетовые лучи, создавая комфорт внутри помещения. Пространство между стеклами заполняют инертным газом, что позволяет снизить теплопотери.

Ученые Эстонского центра развития нанотехнологий (Nano TAK) разработали стекло с изменяемой прозрачностью. Стоит только электричеству подействовать, как поверхность становится прозрачной. Однако эта разработка эффективна только при положительных и незначительных отрицательных температурах. Ученые из Дубны и Москвы предполагают совместить эту технологию с электрообогреваемым покрытием, учитывая климатические условия эксплуатации. Это покрытие наносится сплошным слоем на всю поверхность стекла, и затем по периметру накладываются токопроводные шины, по которым подводится электричество. Таким образом, поверхность стекла нагревается. Однако для высотных зданий с фасадами из электрохромных стекол требуется в целом большое количество энергии. Дополнительным источником энергии могут являться фотогальванические элементы, располагающиеся на фасадах. В свою очередь, студент Технологического университета Делфта (Нидерланды) запатентовал технологию, согласно которой стекло способно самостоятельно производить электроэнергию из солнечного света и становится благодаря этому прозрачным и матовым. В основе этой технологии лежит люминесцентный солнечный концентрат (ЛСК). Пленка улавливает часть солнечного спектра, а фотогальванические элементы преобразуют солнечную энергию в электрическую. Ученые России и Франции разработали ЛСК с более высоким коэффициентом концентрации и «нулевым» самопоглощением энергии, по сравнению с аналогами.[1]

И в заключении можно сказать, что стекло заняло значимое положение среди строительных материалов и обеспечило новое видение пространства. Новые технологии обработки стекла позволяют использовать его как энергоэффективный, экологичный несущий элемент здания, раскрывающий перед нами огромные возможности.

Список литературы

1.Отческих К. А. «Умное стекло» в современной архитектуре // Молодой ученый. — 2013. — №4. — С. 86-88.

2.Сталь и стекло в архитектуре, - режим доступа: http://www.arhplan.ru/materials/steel/steel-and-glass- architecture

3.Стекло в архитектуре, - режим доступа: http://www.archplatforma.ru/?act=2&tgid=1766&stchng=2