Именно в это время появились люди, чья фантазия стимулировалась возможностями, которые предоставляли полимерные материалы, и среди них выделяется Вальтер Ньюмарк. Его изобретательность заявила о себе уже в 1939 г., когда он спроектировал гибкий каяк, который продвигался по воде, как рыба, волнообразными движениями, вызываемыми поочередным нажатием ног 1. Позже этот проект был видоизменен в надувную конструкцию, в которой он использовал химическую двигательную «мышцу», являющуюся побочным продуктом «обратного» осмоса или мембраны обессоливания. После этого последовали работы по подземной архитектуре.
1 Распространенная у многих народов Севера небольшая промысловая лодка, каркас которой делается из дерева (или из кости) и обтягивается кожей морских животных. Единственное маленькое отверстие в верхней части лодки туго затягивается ремнем вокруг пояса гребца. Это делает лодку практически непотопляемой (прим. науч. ред.).
В 1940—1942 гг. Ньюмарк был привлечен к проектированию пластмассовых домов, производимых пульверизационным методом, а также надувных покрытий для пещер и расщелин на Луне, на которые должна затем осаждаться лунная пыль, что будет способствовать теплоизоляции и являться своеобразным «индикатором утечки».
В 1945 г. Ньюмарк начал плавать с дельфинами на Среднем Востоке и был очарован ловкостью этих созданий. Изучение строения и повадок дельфинов привело его к. созданию пластмассового костюма «дельфин», а к 1953 г. освоил волнообразную технику плавания, которая позволяла ему плавать без чрезмерных усилий со скоростью около 15 км/ч. Патент на костюм «дельфин» был получен в 1955 г. В него помещалось туловище человека с руками и дыхательный аппарат, движущая сила возникала за счет волнообразного движения, обтекаемой формы костюма и толчка специальных ласт на ногах пловца.
В сферу деятельности Ньюмарка в 50-е годы включены также и работы над подъемными парашютами, над проектами наполненных воздухом планера (на котором он летает) и самолета, «крыльев Дедала» для прыжков и летающих надувных крыльев «Дельта».
Недавно Вальтером Ньюмарком был спроектирован и запатентован целый ряд пневматических конструкций, в том числе технические приспособления для регулирования формы пневматической конструкции, перекрывающей большие площади не при помощи сетей и тросов, а за счет внутренней цепной подвески, свисающей вниз из шва ткани, которая может быть стянута при помощи прикрепленного к ней груза, заанкеривания к основанию или просто за счет покроя.
Однако одним из самых удивительных проектов, разработанных в 1961 —1962 гг. и впоследствии осуществленных в виде большой действующей модели, стал проект конструкции гусеничного типа. Эта наполненная воздухом конструкция может сама передвигаться вверх и вниз по склонам, переправляться через реки, преодолевать или обходить преграды, неся внутри себя такой же груз, как три секции стальных коробчатых балок моста длиной около 18 м.
Можно только пожалеть, что общество оказывается неспособным в полной мере воспользоваться изобретательностью таких людей, как Ньюмарк и Шейн, чьими работами часто пользуются другие люди, которым недостает творческой фантазии, но хватает коммерческих способностей, чтобы извлечь выгоду из их работ как в финансовом отношении, так и с точки зрения престижа.
Глава 6. Пространственные конструкции
Эта глава посвящена проектам, в которых ограждение пространства является единственной или основной целью, и поэтому другие функции, выполняемые конструкцией, не рассматриваются.
Глава разделена следующим образом:
1. Сборные оболочки:
а) простые оболочки,
б) стянутые оболочки,
в) каркасы с заполнением оболочками.
2. Монолитные конструкции.
3. Складчатые конструкции.
4. Тентовые конструкции.
5. Пневматические конструкции:
а) низкого давления,
б) высокого давления.
Есть две области применения пластмасс в строительстве, где их использование как конструкционных материалов наиболее целесообразно: из них можно быстро изготавливать дешевые элементы конструкций большой сложности на очень дорогом оборудовании. При этом капиталовложения могут окупиться большим объемом производства и широким рынком сбыта. Они также могут быть использованы для полукустарного производства более простых по форме крупноразмерных изделий на очень дешевом оборудовании, но стоимость их оказывается сравнительно высокой.
Ввиду отсутствия постоянного крупного потребителя в строительстве именно последняя возможность широко используется до сих пор. Несмотря на то, что использование дешевого оборудования влечет за собой более высокую, чем в первом случае, стоимость деталей конструкций, все же с применением пластмасс можно создавать большепролетные покрытия более дешевые, чем при использовании каких-либо других материалов.
Сборные оболочки
Простые оболочки. Большой объем работ, проводимых в области создания сборных конструкций, включал в основном проектирование простых оболочек, из которых можно монтировать ограждения различной длины, пролета и высоты. Среди таких конструкций — сэндвич-конструкции свода (стеклопластик+ пенополиуретан), спроектированного в 1965 г. под руководством проф. З. С. Маковского в Технологическом колледже в Бэттерси, здание серного склада, построенного Ренцо Пиано в 1966 г., и недавние разработки фирмы «Энмак Лтд.» в Ноттингеме группой дизайна Джона Уэста.
Легко спроектировать складчатую или гиперболическою ромбовидную оболочку, которая образует шестиугольные или восьмиугольные в поперечном разрезе конструкции. Длина покрытий может быть любой. Однако пролет конструкции может изменяться в небольших пределах, а изменение высоты приводит к довольно неудобным для использования интерьерам. Работы по созданию простых оболочек, которые обеспечивают подлинную «пространственную гибкость», еще не завершились и, несомненно, представляются увлекательными, хотя и нелегкими.
Большинство из нас утешают себя мыслью, что дешевизна пресс-формы в большинстве случаев оправдывает использование большого числа стандартных элементов. Однако, несмотря на низкую стоимость производственной пресс-формы, шаблон может оказаться очень дорогим изделием. Для конструкций из стеклопластика шаблон, как правило, изготовляется вручную из дерева и гипса, и изготовление форм двоякой кривизны может быть затруднено. В связи с этим представляют интерес недавние эксперименты Джона Зернинга над шаблонами. Для создания очень сложных гиперболических параболоидных форм он разработал подобную коконообразованию технику напыления ПВХ на решетчатый каркас.
Эта техника напыления применяется в течение нескольких лет, а точнее, с конца 50-х годов, когда в Иллинойском технологическом институте под руководством Ричарда Бэринджера были изготовлены две трубчатые стальные конструкции, оплетенные лентами ткани, на которые методом напыления было нанесено покрытие. Эта техника применялась также для нанесения покрытий на тентовые конструкции, о которых пойдет речь ниже (см. рис. 95—101).
Можно было бы удивиться, почему в последние годы мало внимания уделяется экспериментам в области различных оболочковых покрытий. По-видимому, этими исследованиями пренебрегают в пользу более простых конструкций геодезического купола и сводов, созданных Ивом Шаперо. Возможно, много усилий направлено и на разработку складчатых конструкций, о которых речь пойдет ниже.
Стянутые оболочки. Легче соединить стандартные элементы оболочек вместе, чтобы все стыки были в одной плоскости, а затем стянуть всю получившуюся конструкцию при помощи растягивающих или сжимающих элементов с нижней или верхней стороны покрытия, чем спроектировать объемные оболочки, которые сами обладают необходимой для осуществления конструктивно замысла глубиной. Возможно, именно по этой причине со времени ранних экспериментов проф. Маковского и Кеннета Тернера и появления конструкций Уильяма Р. Орра было построено много сооружений с использованием техники стянутых оболочек.
Сделано много опытов, но еще больше не сделано. При невысоких затратах на сооружение подобных покрытий представляется поистине удивительным, что архитекторы не пользуются возможностью создания по своим проектам оригинальных оболочек и не попытаются проектировать новые типы стягивающей решетки. Немногие из нас понимают и ценят то, что мы еще можем осуществлять наши индивидуальные творения; и ирония состоит в том, что чаше всего в своей работе мы механически воспроизводим типовое и стандартное.
Давайте воспользуемся имеющейся возможностью, и пока строительная промышленность все еще находится «на грани индустриализации», дадим волю нашей творческой фантазии — может оказаться, что это благоприятно скажется на грядущих переменах. Негативная реакция на гладкие панели и плоские кровли была какое-то время мобилизующим стимулом; надо полагать, что продукция подлинно индустриального строительства будет совершенно иной, чем мы себе ее представляли десять лет назад, а проекты и сооружения из пластмасс окажутся в авангарде нового движения.
Каркасы с заполнением оболочками. Это конструкции, в которых элементы пластмассовых оболочек выполняют не главную, а второстепенную роль. Каркас может стоять без оболочек, сам по себе. К этой группе сооружений можно отнести купол Фуллера на «Экспо-67» в Монреале, красивые сферические купола дю Шато, Дуглас-центр Джиллинсона, Барнетта и др. В каждом объекте, относящемся к такому типу конструкций, применение как акриловых материалов, так и стеклопластиков и поливинилхлорида объясняется стремлением использовать их прозрачность или светопроницаемость.
Вполне понятно, никакие другие материалы не могут справиться с этой задачей. Несмотря на это, приходится констатировать довольно скромное и даже нерешительное выявление истинного строительного потенциала пластмасс. При сооружении каркасов с заполнением оболочками и конструкций из стянутых оболочек могут возникнуть и действительно возникают некоторые трудности, проистекающие из различия в скоростях теплового расширения оболочек и зат