яжек или распорок. Но это не относится к чисто оболочковым конструкциям, почему они и заслуживают большего внимания, чем им оказывают.
Способы стыкования. Соединение элементов простых оболочковых конструкций обычно осуществляется посредством загибания кромок панелей вниз и стягивания их изнутри болтами вместе с герметизирующей прокладкой. Существует много видов герметиков, но наиболее популярен полисульфидный каучук. Этот герметик выпускается в виде ленты или же может быть нанесен при помощи пистолета. Он очень чувствителен к давлению: когда панели стянуты болтами и герметик сдавлен, он образует нечто напоминающее мягкий сварной шов. Герметик принимает на себя значительную часть разрывной нагрузки, создавая возможность уменьшить число монтажных болтов и снизить требования, предъявляемые к ним. При необходимости демонтировать или расширить конструкцию такой шов можно разрезать острым лезвием.
Иногда панели стягиваются при помощи болтов кромками наружу, особенно в тех случаях, когда необходимо получить в интерьере гладкие ровные поверхности. Если решается проблема пересечения четырех, шести или восьми швов, применяется герметик в виде насадки.
Можно спроектировать хорошо защищенный от атмосферных воздействий стык, вода из которого выводится по специальному профилю, но это влечет за собой значительные осложнения в тех случаях, когда одна и та же панель применяется в вертикальном и горизонтальном ограждениях.
Теоретически легким решением этой проблемы является сварка элементов на месте монтажа (см. фабрику в Генуе, Ренцо Пиано, 1966). Однако это редко осуществимо, так как смола при отверждении легко реагирует на изменения температуры и влажности.
Вероятно, со временем станет возможным более широкое использование особых свойств, которыми обладает материал, известный под названием полиизобутилена. Он применялся еще в 30-е годы, но только сейчас начинает входить в практику. Изготовленный из полиизобутилена однослойный эластичный материал применяют для покрытия кровельных панелей, а
атмосферостойкий герметик, изготовленный в виде ленты, является, в сущности, тем же материалом. Лента прижимается к шву, накрывая края смежных панелей, постепенно как бы «впитывается» и соединяется с верхним слоем покрытия.
Долговечность светопрозрачных панелей из стеклопластика все еще оставляет желать лучшего, хотя зависит не столько от самих материалов, сколько от способа применения. Несколько неудачных экспериментов прошлых лет заставили нас быть более осторожными — в Швейцарии я видел кровельные фонари из волнистого стеклопластика, прослужившие 20 лет, из которых отовсюду торчала «солома» (т. е. во время изготовления фонарей некоторые стеклянные волокна выступили через покрывной слой смолы, образуя каналы для попадания влаги, в последующие годы мороз закончил разрушение поверхности).
В настоящее время против этого явления принимаются меры предосторожности — поверхность защищается очень тонкой стеклотканью, на которую наносится желеобразное покрытие или же слой смолы.
Часто для дополнительной защиты на поверхность стеклопластика наносится полиуретановое покрытие. Еще лучше для этой цели применять покрытие из прозрачного поливинилфторида, который не только увеличивает срок эксплуатации лет на пятнадцать, но и улучшает внешний вид светопрозрачного стеклопластика.
| 98 |
Монолитные конструкции
Заветное желание многих архитекторов — творить лучше на строительной площадке, чем на бумаге, и некоторые для осуществления этого желания применяют полимерные материалы.
Одним из первых примеров такого творчества был пластмассовый дом Смитсона (см. рис. 13), массивные стены которого отливались на стройплощадке из грунта с помощью синтетического связующего и затем устанавливались на место.
Сооружения, которые наиболее точно подходят под категорию «пещерообразные», образованы при помощи напыления или штукатурным методом по тонкой проволочной сетке, которой можно придать любую форму в процессе работы.
Некоторые из соображений Хаузерманна принадлежат к этому типу — оболочковые формы, которые успешно изготовляются на стройплощадке из пластмасс или торкрет-бетона методом напыления (см. рис. 136, 138, 139). В том же духе и мой проект «Дом—сад» — изгибающаяся, образованная напылением стена (внутри которой находятся площадки и оболочки), перекрытая двойным жестким куполом, сооруженным на месте методом наполнения паром (см. рис. 198—200).
Все эти примеры являются частью движения «назад к природе» потому, что они имеют тенденцию к отрицанию техники, и более относятся к скульптуре, чем к архитектуре. Не могу сказать, что я полностью исключаю их, — подобные проекты превосходны как упражнения творческой фантазии на пути, свободном от ограничений стоимости и традиционных конструктивных решений. И действительно, как знать, может быть, в будущем переносный инструмент для напыления будет иметь
большое значение при организации жилой среды. Вообразите, что в какой-нибудь безветренный день можно образовать методом напыления волокна паутину, тонкую, но достаточно прочную, чтобы выдержать нанесение последующих слоев (похожих на «сахарную вату»). А почему бы и не строить сказочные съедобные домики? Уже существуют синтезированные из побочных продуктов пластмасс искусственные протеины, и, вероятно, мы не должны категорически отказываться от возможности создания сооружений аварийного назначения, которые можно при необходимости употребить в пищу.
Способ спирального образования монолитных форм является, вероятно, компромиссным. Конструкция сооружается полностью на стройплощадке, но ее правильная форма в значительной степени предопределена. Стандартное оборудование состоит из платформы и установленных на ней стрелы с экструдером, который непрерывно подает самовспенивающуюся и быстро затвердевающую в жесткий пенопласт композицию на основе полиуретана. Стрела начинает вращение с уровня земли, постепенно поднимаясь по спирали и образуя купол. Так как толщина полосы, как правило, составляет около 20 см, сооружение обладает чрезмерно высокой изоляцией и недешево. Другой способ, использующий внутреннюю или внешнюю пневматическую опалубку, на которую методом напыления наносится более тонкий слой пены, значительно дешевле, хотя и менее механизирован.
Складчатые конструкции
«Сложенный лист» хорошо известен в изящной технике жестких конструкций из тонких панелей или листового материала. Осенью 1965 г. я прочел книгу по конструкциям, в которой объяснялось, как сделать складчатый бочарный свод из одного листа картона без разрезаний и соединений. Это привело к случайному открытию, что конструкцию можно сложить в плоский компактный объем. За этим последовал анализ геометрической зависимости формы панели от формы конструкции и складываемости материалов, в результате чего был разработан и запатентован ряд основных конструкций.
Мы не были первыми в этой области — ряд других проектировщиков (в частности, Международная корпорация по конструкциям в США) разработали конструкции аналогичного типа — но наша работа наглядно показывала поистине неограниченный диапазон конструктивных форм, которые можно было изготавливать из дешевых легких панелей, складываемых при перевозке в плоские компактные объемы.
Первыми конструкциями такого типа, предназначаемыми для осуществления в натуре, были бочарные шести- и восьмиугольные своды. Они были возведены в качестве доказательства того, что жесткость конструкции совсем не зависит от прочности соединений, а является результатом ее геометрии.
Например, наши инженеры полагали, что поскольку каждое соединение обладает определенной степенью гибкости, то «общая гибкость» свода будет являться суммой показателей каждого соединения. Макетные испытания показали, что это не так, а прототипы сооружений подтвердили, что гибкость отдельных соединений «поглощалась» диагональными крестообразными стыками конструкции, и доказали правомерность использования гибких соединений.
Жилища, разработанные для кочующих сельскохозяйственных рабочих в Калифорнии Международной корпорацией по конструкциям, изготовлялись из пенополиуретановых панелей, облицованных бумагой, сдублированной с полиэтиленовой пленкой. складки которой как бы впрессовывались в материал, что вело к образованию трещин. Однако, по экономическим соображениям, пока еще нет возможности создать складчатую форму из одного большого листа жесткого ПВХ с локализированной гибкостью вдоль сгибов. Точно так же все еще невозможно воспользоваться другим простым решением — отдельными пенополиуретановыми панелями с поверхностной коркой, склеенными вместе при помощи липкой ленты.
Между прочим, липкая лента является незаслуженно забытым и пренебрегаемым строительным материалом. Ассортимент липких лент в настоящее время чрезвычайно широк, характеристики сцепления и схватывания могут быть очень высоки. И все же мы продолжаем при монтаже сверлить и стягивать болтами, а не используем для этой цели липкую ленту, одинаково хорошо работающую на растяжение и на сдвиг.
За неимением идеального решения мы снова вынуждены идти на компромисс. Пенополиуретановый листовой материал производится методом непрерывной экструзии при незначительных производственных затратах и обладает очень высоким отношением прочности к массе. К сожалению, обычно его производят методом экструзии между двумя листами крафт-бумаги, погодостойкость которой, несмотря на тонкое покрытие из полиэтилена или поливинилхлорида, всегда внушает сомнение.
Более удачным методом была бы экструзия пенопласта между двумя алюминиевыми листами — и в настоящее время уже проводятся эксперименты, которые обещают быть успешными. Пенопласт имеет довольно высокую скорость горения, облицовка из алюминия значительно снижает горючесть изделий. Готовая панель толщиной 1,3 см будет стоить приблизительно от 12 до 15 долларов за 1 м