Технология

БЕЗГРАНИЧНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ

Текстильное строительство в современной архитектуре

По сравнению с хорошо известными и проверенными строительными материалами, как камень, дерево, металл, бетон и стекло, мембраны являются сравнительно новым продуктом – хотя еще наши древние предки использовали сначала шкуры животных, а затем вязаные покрытия для защиты своих жилищ.

Сегодня, мембранная архитектура, известная также как текстильное строительство, является высоко развитой технологией и применяется при строительстве навесов, фасадов и кровель в качестве защиты от стихии, а также в качестве элемента архитектурного дизайна.

По определению, мембрана представляет собой тонкую, натянутую пленку наподобие ушной перепонки или крыльев летучей мыши. Бесчисленное множество примеров в природе вдохновило архитектора Отто Фрая и его команду на поиск и создание нового конструктивного материала.

В отличие от множества новейших разработок в строительстве, легкие конструкции из мембран, работающие на растяжение, несут нагрузку от ветра и снега благодаря противоположно изогнутой форме покрытия. Текстильные конструкции, в большинстве своем являются трехмерным каркасом, сформированным из мембран, металлических конструкций и тросов. Тросы используются для поддержки и натяжения мембраны. Самой базовой, классической формой является так называемый четырехточечный навес, похожий на седло.

ЧЕТЫРЕХТОЧЕЧНЫЙ НАВЕС

Воздухоопорные купола или подушки являются другими известными конструкциями из мембран. Эти односторонне изогнутые конструкции поддерживаются постоянным воздушным давлением внутри. Что касается материала, то очень хорошо себя зарекомендовали ткани с покрытием. Самыми широко используемыми материалами являются прочнейшие полимерные ткани с ПВХ покрытием, ткани из стекловолокна с PTFE покрытием и тонкие ETFE пленки в виде пневматических подушек или натянутими в один слой. Сфера применения конструкции определяет качество выбранного материала.

Качество определяется наиболее важными свойствами: прочность на разрыв, вес, прозрачность, долговечность и огнестойкость.

МатериалыPES/ПВХ
Акриловое покрытие
PES/ПВХ
PVDF покрытие
Стекло/PTFE
Примерная долговечность10–15 лет15–20 летБолее 25 лет
Сопротивление стихииxxxxxxx
Грязеустойчивостьxxxxxx
Прозрачностьxxxxxxxxx
Огнестойкостьxxxxxxx
Устойчивость к образованию складокxxxxx(x)
Стоимость (баз. Знач.: 100)100110200/250
Сфера примененияВременные и постоянные строенияВременные и постоянные строенияПостоянные строения

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ РЕЙТИНГ:

(x) = неудовлетворительно; x = удовлетворительно; xx = хорошо; xxx = очень хорошо Точно так же, как в традионном строительстве, проектирование мембранного сооружения требует слаженного взаимодействия между заказчиком, архитектором, инженером и подрядчиком. Важно заранее определить требуемые технические свойства и возможности мембранной конструкции. Современный программный комплекс позволяет добиться безопасного и экономичного управления проектом, спроектировать форму, сделать статический анализ и спланировать будущие детали.

Фазы планирования почти не отличаются от таковых в традионном строительстве. Монтаж мембранных конструкций осуществляется путем сборки: отдельные элементы изготавливаются на заводе и монтируются на строительной площадке. Процесс производства мембран заключается в порезке участков необходимого размера и их сваривании в предварительно рассчитанные, трехмерные элементы, включая все необходимые элементы для монтажа и натяжения мембраны.

СФЕРА ПРИМЕНЕНИЯ МЕМБРАННОЙ АРХИТЕКТУРЫ

Текстиль из прочных полимеров, стекловолокна и тонких пленок ETFE открывает новое измерение в строительстве. Благодаря высокой гибкости, малому весу на квадратный метр и, одновременно, высокой прочности на растяжение и прозрачности, можно:

  • покрывать большие поверхности без опорных колонн
  • проектировать пространства, залитые светом
  • реализовывать совершенно новые строительные формы
  • создавать запоминающийся внешний вид с помощью любых дизайнерских решений
  • монтировать временные здания и сооружения, которые могут быть повторно использованы в других местах
  • строить при оптимальном расходе ресурсов
  • открывать совершенно новые строительные решения

Возможности этого метода строительства чрезвычайно универсальны. Мембраны, в основном реализованные в виде крыши или фасада, обеспечивают длительную защиту против стихии. Более того, многослойные мембраны имеют высокие показатели по теплоизоляции и звукоизоляции. Кроме конструкций с теплоизоляцией, мембраны могут быть реализованы с высокой прозрачностью или полностью непрозрачными. Полимерный текстиль доступен во всех цветах, в то время как мембрана из стекловолокна с покрытием PTFE, производится в основном в белом цвете. Белые или светлые цвета выбираются чаще вследствие визуальных предпочтений и оптимальной прозрачности.

АРОЧНАЯ ФОРМА КРОВЛИ

«ХАЙ ПОИНТ» ФОРМА КРОВЛИ

Даже с ограничениями законов физики, формальные возможности дизайна мембранной архитектуры по-прежнему чрезвычайно разнообразны. Выбор формы мембраны часто определяется не только функциональными требованиями, но и архитектурными и проектными решениями. Маркетинговая стратегия клиента также часто играет важную роль в выборе. Вот почему хорошо выполненный мембранная конструкция может сыграть важную роль в создании образа здания или компании.

Полимерные мембраны с покрытием ПВХ являются идеальным выбором для временного использования. Низкий вес и гибкость материала делают монтаж и демонтаж конструкции легким и простым. Раздвижные кровли также выполняются только из этого материала.

Затраты являются важным фактором при принятии решения для конкретного типа строительства. В традиционном строительстве, использование тех или иных материалов всегда оправдано его назначением и оптимальной стоимостью. То же самое справедливо для мембранной архитектуры. В целом, мембранные конструкции экономически целесообразны при строительстве больших пролетов или, когда проект имеет много типовых элементов.

Важный совет: мембрана в качестве строительного материала не включена в нормативные документы Германии, поэтому каждый отдельный случай должен быть согласован с властями. Хотя данный процесс уже отработан за многие годы, мы советуем обращать внимание на корректную подготовку документов чтобы избежать нежелательных задержек.

МЕМБРАННАЯ АРХИТЕКТУРА СЕГОДНЯ

Мембрана архитектура превратилась в очень популярный, высокотехнологичный метод строительства. В следующих разделах мы стремимся сделать обзор текущих тенденций и сфер применения. Как и в прошлом , сегодня текстильные конструкции все больше и больше присутствуют в местах, где люди проводят свое свободное время . Мембранные структуры с их индивидуальными, чаразнообразными формами не только легкие и яркие ; они передают гостеприимное чувство свободы и радости. Опыт показывает, что на самом деле большинство людей наслаждаются атмосферой под мембраной крышей. Мембранная архитектура заняла постоянное место в технологии строительства , а многие ее практические воплощения с уверенностью это демонстрируют.

КУЛЬТУРА

Легкие конструкции, изготовленные из мембраны являются идеальным решением для защиты зрителей театральных спектаклей и концертов против стихии. Мероприятия в амфитеатрах являются технически и финансово сложным действом, поэтому погода не должна быть помехой, - вот почему они предпочтительно покрыты навесом. Монтаж и демонтаж мобильной крыши относительно прост и это решение часто используется для летних культурных событий. Там нет необходимости расчета снеговой нагрузки на крыше, соответственно решения относительно легки и экономичны. Мембранна архитектура хорошо подходит для защиты памятников, музеев и даже для строительства постоянных театров и экспозиций. Решения по тепло- и звукоизоляции легко доступны. Кроме того, что функциональное строение приносит прибыль, оно также имеет отличный внешний вид.

Пример реализации
Музыкальный театр: "Король Лев", Гамбург, Германия

ТРАНСПОРТ

Мембранные конструкции кровель терминалов аэропортов, железнодорожных вокзалов или автобусных станций больше, чем просто альтернатива традиционных металлических или стеклянных кровель. В этих местах , где люди встречаются друг с другом каждый день, архитектура должна быть чем-то особенным, радующим глаз. Легкость конструкции и ее взаимодействие с солнечным светом создает волнение и удовлетворение. Выбор материала особенно важен : для того, чтобы предотвратить слишком быстрое загрязнение мембраны и повысить степень ее огнестойкости, правильным выбором является стекловолокно с покрытием PTFE.

Пример реализации
Аэропорт Денвера , США

СПОРТ

Уже более чем 30 лет, мембранные конструкции используются в качестве кровель на стадионах и спортивных аренах. И, хотя кровля Олимпийского стадиона в Мюнхене не из мембраны, она принадлежит к семейству легких конструкций. Сегодня существует немало успешных спортивных арен с кровлей из легких тросовых конструкций, покрытых мембраной. Сочетание легкости и формы убеждают все больше архитекторов и инвесторов использовать мембранные конструкции. Мембранные кровли могут быть перекрывать большие пролеты без опорных колонн, мешающих обзору зрителей. Посетители катков также хотят насладиться их любимым видом спорта в дни, когда погода плохая. Мембранная кровля делает это возможным, и помогает экономить энергию в придачу.

Пример реализации
Стадион: Мерседес-Бенц-Арена, Штутгарт, Германия

АРХИТЕКТУРА

Архитекторы все больше развивают возможности мембранных сооружений и учатся , интегрировать их как знаковые элементы в своей концепции . Мембранная архитектура используется, в основном, в качестве конструкции крыши входных групп , террас , а также дворов или фасадов. Многие архитекторы объединяют стекло и мембрану в своих проектах. Это создает интересную взаимосвязь между прозрачностью и просвечиванием - живой, постоянно меняющийся театр света . Однако, как правило, архитекторам приходится изучать и познавать данную сферу самостоятельно, так как не все колледжи и университеты уделяют этому методу строительства должное внимание .

Пример реализации
Мембрана и стекло : Sony Center, Берлин, Германия

ТОРГОВЫЕ ЦЕНТРЫ

Уже давно, для большинства людей, шоппинг является больше, чем просто покупкой необходимых вещей. Вместо этого, они тратят все больше и больше свободного времени в торговых центрах, которые превратились в места развлечений. Не удивительно, что архитекторы и владельцы зданий вкладывают все больше денег и усилий, чтобы сделать эти торговые центры еще более привлекательными и гостеприимными. Игриво спроектированное расположение фигур, прозрачность материала и мягкая подсветка из под мембраны в темноте создает неповторимый дизайн, атмосферу торгового центра и ощутимо повышает привлекательность в глазах посетителей. 

КРУПНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ

Всякий раз, когда приближается крупное мероприятие , такое как World Expo , Олимпийские игры или чемпионат мира, его организаторы , как минимум, прорабатывают возможность строительства чего-то уникального и особенного из мембранных конструкций. Сроки строительства и стоимость являются наиболее важными факторами, - и при помощи мембранной архитектуры возможно реализовать проекты в очень короткий срок. Если эти конструкции будут использованы только один раз , то рекомендуется использовать ПВХ мембрану. При это, все больше заказчиков предпочитают решения с возможностью многократного использования, например в летний период.  

Пример реализации
Millennium Dome, Лондон, Великобритания

МАРКЕТИНГ

Для маркетинга престижных потребительских товаров, таких как автомобили, культивирование имиджа играет ключевую роль. Вот почему мембранную архитектуру можно часто увидеть в этом сегменте . Автомобили не только представлены в увлекательной атмосфере, но и защищены от грязи и дождя, а зимой не покрыты снегом или льдом. Маркетинговые агентства часто включают мембранную архитектуру в свои буклеты и концепты.

Пример реализации
Павильон Coca-Cola , Олимпийские игры 2012 в Лондоне , Великобритания

МЕМБРАННАЯ АРХИТЕКТУРА ЗАВТРА

Мы можем ожидать, что архитектура и технологии строительства будут продолжать развиваться и потребность в новых идеях будет только расти - большой шанс для мембранной архитектуры получить больше влияния и развиваться. 

НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Помимо проверенных материалов , для развития мембранной архитектуры требуются новые перспективные материалы, призванные расширить сферу применения мембран. Прозрачные материалы должны выйти на новый уровень развития - некоторые клиенты уже просят прозрачные конструкции, способные нести нагрузку на растяжение. Другим аспектом является экологическая устойчивость материалов и их утилизация. Перспективной разработкой в этом направлении явлеются полиолефины на специальной полиэстеровой ткани . Если исследовательская команда сможет улучшить все параметры процесса покрытия пластика и оптимизировать прочность сварного шва, сопротивление грязи и огнестойкость, мы сможем сделать огромный шаг вперед.

НОВЫЕ СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ

Сфера развлечений и спортивный бизнес будет приобретать все большее значение: больше людей захотят удобные стадионы с частичной или полностью закрытой кровлей. Многие стадионы в Европе полностью устарели и едва вмещают сегодняшние мероприятия. Потребность в новых, более вместимых стадионах сегодня велика.

Транспортный сектор продолжает расти. Почти во всех европейских аэропортах что-то строится : новые парковочные места, терминалы и офисные здания. Точно так же, движение поездов расширяется - с этим приходит потребность в новых станциях и остановках. Дирижабли для перевозки грузов переживут новый бум (см. Cargolifter), который привлечет огромные инвестиции в строительство ангаров и складских помещений. Дирижабль нуждается в здании с огромными пролетами - потребность, которая прекрасно удовлетворяется мембранными конструкциями.

На рубеже тысячелетий, было построено крупнейшее в мире мембранное сооружение. Видя его размер и возможности, мы можем только представить себе, сколько интересных и разнообразных приложений ждет мембранную архитектуру в будущем..