Сэндвич-панели покоряют мир

Из истории сэндвич-панелей

«Гениальность в простоте». Кто и при каких обстоятельствах впервые пришёл к такому умозаключению, установить крайне сложно. Например, эта формулировка встречается в статье Йозефа Гебельса «Двадцать советов диктатору…», однако многие полагают, что рейхсминистр просто перефразировал Леонардо да Винчи, писавшего «Простота — это то, что труднее всего на свете; это крайний предел опытности и последнее усилие гения». Евгений Замятин и Уинстон Черчилль, каждый на своём языке, говорили - «Все великие вещи просты».

А в V веке до н.э. Еврипид использовал фразу «Слова истин просты» в своей пьесе «Финикияне». Но сегодня речь пойдёт вовсе не о том, кто же всё-таки является автором расхожего афоризма, а о материале, наглядно подтверждающем его правоту. В наше время уже вряд ли кто станет спорить с тем, что трёхслойные сэндвич-панели (ТСП) настолько же просты по своей сути, насколько и гениальны.

Создателем прообраза этой технологии принято считать известного американского архитектора Франка Ллойда Райта (см. на фото). Этот человек придумал жанр загородного коттеджа, изменил понятие о том, как должен выглядеть частный дом, и ввёл множество новаторских приёмов, которые до сих пор используются в строительстве.

Его биография могла бы стать отличным сюжетом для бестселлера: повороты личной жизни Райта были не менее неожиданны, чем его творческие идеи — отличное чтиво для поездок в метро взамен любовных романов и детективов. Из проектов этого архитектора достаточно упомянуть хотя бы только «Дом над водопадом» и отель «Империал» в Токио (ныне разрушен), которые позволяют по достоинству оценить всю мощь его гения.

Райт был не просто архитектором, он был также первоклассным инженером, первопроходцем в интерьерном дизайне и утопистом, описавшем в своих книгах идеальный тип социального жилья. В 1930-х Америка переживала Великую депрессию, людям требовалось дешевое жилье и работа. Идеи Райта решали сразу обе проблемы, так как для сооружения придуманным их домов, не нужно было обладать профессиональными знаниями в строительной области.

Проект получил название «унсонианский». Одноэтажные сооружения возводились очень быстро, а их стоимость делала это жилье доступным даже для совсем небогатых американцев. Важное замечание: несмотря на свою простоту и дешевизну, в архитектурном плане эти дома были куда более привлекательны, чем, например, советские «хрущевки», проект которых был разработан для решения похожей проблемы.

Стены унсонианских домов собирались из трехслойных досок, проложенных пергамином. Они неплохо удерживали тепло, а благодаря малому весу не требовали фундамента. К явным недостаткам этих домов можно отнести их пожароопасность, зато установить их мог любой мужчина, умеющий держать в руках молоток. Именно эта нехитрая конструкция положила начало процессу эволюции сэндвич-панелей.

Спустя 20 лет Олден Б. Доу, будучи студентом и работая над темой энергосберегающих строительных технологий, повысил эргономичность разработанной Райтом системы. В результате на свет появились трехслойные сэндвич-панели в их современном понимании, в которых два стальных листа были склеены со слоем плотного утеплителя.  В 1959 компания «Koppers» наладила промышленное производство нового материала, перестроив для этого свои автомобильные цеха.

Процесс изготовления занимал несколько недель, что негативно отражалось на себестоимости продукта. Однако, всего через год другая компания - «Alside» - сумела сократить сроки и повысить скорость изготовления панелей, благодаря чему ТСП обрели популярность и известность на строительном рынке.

Современные сэндвич-панели

Современные сэндвич-панели относят к классу композитных материалов с трехслойной структурой. Между двух тонких и прочных стальных облицовок вклеивается легкий сердечник из теплоизоляционного материала. Внешний вид панелей довольно вариативен, а принцип работы с ними напоминает сборку моделей конструктора Lego, так как здание собирается из заранее изготовленных в заводских условиях частей — элементов металлокаркаса и совственно ТСП.

Панели обладают высокими показателями тепло- и звукоизолюции, не требуют дополнительной отделки и оказывают небольшую нагрузку на фундамент. Важными характеристиками ТСП являются их экологичность и гигиеничность, и, как следствие — возможность использования в проектах эко-архитектуры.

Отличным примером такого использования может служить построенное из ТСП здание логистического центра G.Park Blue Planet (см. на фото) общей площадью более 35 тыс. м2, расположенное на полпути из Манчестера в Бирненгем. Это первый в мире проект, который был классифицирован BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method) как «выдающийся», что стало наивысшей наградой, доступной в области недвижимости . В G.Park Blue Planet действительно нашли воплощение многие тенденции «зелёного» строительства. Плоская крыша способствует сбору дождевой воды.

Особые датчики регулируют работу систем вентиляции и освещения. Материал стен аккумулирует тепло. А специальная биостанция перерабатывает солнечную и кинетическую энергии в тепловую и электрическую, причём в таком количестве, что хватает ещё и на соседние дома. Внешний вид здания продуман на столь же высоком уровне так же, как и его экологические характеристики. Например, облицовки изготовленных по специальному заказу компанией Tata Steel (Великобритания) сэндвич-панелей сделаны из стали с покрытием Colorcoat Prisma™ уникальных оттенков, передающих различные градации зелёного. Результат получился сочным и красочным.

Вообще, благодаря созданию полимерных покрытий для листовой стали стало возможно производство ТСП практически любых оттенков. Их многообразие даже шире, чем палитра RAL. Например, к числу экзотических можно отнести оттенки «металлик» из гаммы Colorcoat Prisma™. Обычно сталь с покрытием таких оттенков используется при производстве металлочерепицы и фасадных облицовок, однако ничто не мешает при необходимости делать из нее облицовки сэндвич-панелей. Особняком стоит группа оттенков Colorcoat Prisma™ Matt, чьи матовые цвета Terracotta и Anthracite подобраны для воспроизведения на новом технологическом уровне традиционных строительных материалов, таких, как керамический кирпич, сланцевая плитка и натуральный камень.

Разноцветные сэндвич-панели дали возможность относительно недорогим способом разнообразить архитектурный ландшафт и поднять настроение горожанам, в результате чего цветовое оформление фасадов стало одним из направлений развития современной градостроительной политики.

Другой замечательный пример, когда ТСП были использованы как материал для зеленого проекта, можно увидеть в Дании, на окраине городка Лёгтен, где портившая окружающий ландшафт заброшенная силосная башня была трансформирована в жилой дом (см. фото ниже).

Саму башню использовали как короб под  разные инженерные коммуникации и общественные зоны, а вокруг неё на металлических конструкциях установили собранные из сэндвич-панелей квартиры. Дом рассчитан на 21 семью. Конечно, новоиспеченное 11-этажное здание, как и старая башня, доминирует над малоэтажной застройкой городка, но, в отличие от неё, не уродует панораму. Бессистемно разбросанные по фасаду окна и выступающие консоли создают особый геометрический рисунок, а разноцветные боксы балконов не дают конструкции выглядеть чересчур строго. Дом возвышается над остальными, но не подавляет их.

На родине сэндвич-панелей, в США, этот материал был и остается самым популярным для бюджетного частного домостроения. Порою ТСП способны справиться с задачами, которые не смогли бы за такую же цену решить никакие другие материалы. Так, дом BIG&small в Лос-Анжелесе (на фото) возник на участке, абсолютно непригодном для строительства ни своими размерами, ни рельефом.

Проект был разработан Anonymus Architects. Специалисты студии предложили опереть один край дома, собранного из лёгких сэндвич-панелей, на сваи, и тем самым нейтрализовать резкий перепад высот строительного плота. Организация внутреннего пространства дома также заслуживает уважения. Постройку не стали дробить на множество мелких комнатушек, вместо этого выделив 4 основных объема: гараж, ванная комната, гостиная зона и спальная зона. Спальня расположена над ванной, а в гостиной оставлен «второй свет» - не имея возможности увеличить метраж, архитекторы решили схитрить и увеличили объем комнаты за счёт высокого потолка. Глядя на дом снаружи, невозможно представить, что изнутри он будет казаться таким просторным.

Россию вряд ли можно назвать лидером в области инновационной архитектуры, тем не менее, и у нас есть интересные проекты, о которых стоит знать остальному миру. К ним относится так называемый проект «Pontoon» разработанный студией Za bor architects Петра Зайцева и Арсения Борисенко.

Созданная ими конструкция задумана для строительства на бетонных полых понтонах, её можно реализовать на воде или надстроить на крыше уже существующего здания. В силу специфики земельного кодекса некоторых стран, этот приём позволяет не платить налог на использование земли. При сохранении идеи самой конструкции возводимое здание вариативно в размерах: это может быть и офис на 1000 квадратных метров, и частные двухуровневые апартаменты площадью от 400 квадратных метров. Идея состоит в том, что постройка должна быть очень лёгкой, иначе она проломит крышу приютившего её дома или уйдёт на дно в случае размещения на воде.

Сэндвич-панели, бесспорно, могут стать идеальным решением поставленной задачи и заявлены в проектной документации как подходящий для строительства материал. Помимо них для реализации проекта архитекторы допускают также использование пенобетонных блоков, но в этом случае здание придётся дополнительно облицовывать, чтобы придать ему законченный вид: в соответствии с 3D-визулизацией наружные стены должны быть абсолютно гладкими.

Кстати, еще совсем недавно добиться подобного эффекта при использовании сэндвич-панелей тоже было невозможно, но теперь на рынке появились ТСП с замками особой конфигурации, например, система SECRET FIX, разработанная специалистами Группы компаний Металл Профиль. На стыках таких панелей не видны головки крепежных саморезов, что позволяет строить здания с абсолютно гладкими стенами.

Пружинная часть замка сконструирована таким образом, что она прижимает каждую последующую ТСП к основанию предыдущей. При этом головки саморезов, а также сам стык, имеют прекрасную всепогодную защиту при отсутствии сквозных отверстий. Крепление производится непосредственно через скрытую часть облицовки ТСП, что обуславливает высокую прочность и жесткость конструкции.

Поистине феноменальный проект, который, возможно, сыграет свою роль в дальнейшей эфолюции ТСП, готовится осуществить китайская компания Broad Sustainable Building (BSB). Ее основатель и директор Чжан Юэ (Zhang Yue) заявил, что традиционные методики строительства являются глупой тратой времени и материалов, и взялся возвести самый высокий в мире небоскреб - 838 метров - в короткие сроки — за 90 дней (см. на фото).

Секрет такой скорости строительства заключается в использовании готовых модульных конструкций, собранных из сэндвич-панелей в заводских условиях. Чуть более года назад с использованием тех же готовых панелей и несущих конструкций компании BSB удалось построить 30-этажный отель за 360 часов, так что эксперимент с небоскрёбом имеет реальные шансы на успех. Окончание строительства намечено на конец марта 2013 года.

Так сложилось, что ввиду высокой скорости изготовления, простоты транспортировки и сборки, практичности эксплуатации, а также своей относительной дешевизны, ТСП стали излюбленным материалом для строительства быстровозводимых зданий утилитарного назначения, производственных, складских помещений и прочих сооружений, чей внешний облик обычно имеет второстепенное значение, уступая функциональности. Тем не менее, сэндвич-панели вполне могли бы быть материалом и для архитектуры с большой буквы, если дать им шанс. И первые шаги в этом направлении уже сделаны.

Пресс-служба Группы компаний Металл Профиль