Архитектурное стекло: бесконечные вариации использования потрясающего материала

1. История появления прозрачного материала, ставшего самым впечатляющим строительным материалом в истории человечества

Изготавливать изделия из стекла люди научились еще в глубокой древности. | Фото: makromer.ru.

В это сложно поверить, но человечество познало прелести удивительного во всех отношениях такого материала как стекло приблизительно 5-6 тыс. лет назад. В эпоху, когда на территории Месопотамии процветали древние цивилизации стекло стало важным элементом, прошедшим длительный путь эволюции от шариков и пластин, используемых в качестве наконечников и для обработки режущих инструментов, а также создания украшений, предметов быта до футуристических архитектурных объектов гигантских размеров.

Существует два вида природного стекла, которые активно использовались в древности.

Важно! На планете существует два основных типа стекла, которые являются природными образованиями: фульгурит и обсидиан. Обсидиановое стекло обычно встречается вокруг действующих вулканов, где лава остыла настолько быстро, что не успели образоваться кристаллы. Фульгуритовое же стекло, образовывалось только после удара молнии в участок земли, где был песок или кварц, создавая причудливые структуры. Именно последний вариант, подсмотренный у природы, вдохновил древних экспериментаторов на свершения, которые и привели к появлению рукотворного стекла, активно используемого как для создания посуды и всевозможных украшений, так и листового стекла, превратив его в самый прекрасный и востребованный строительный материал.

Реконструкция печи, в которой в Древнем Египте плавили песок, чтобы получить качественное стекло. | Фото: zidiniumeistrai.lt.

Древнеегипетские стеклянные изделия, которым по меньшей мере 3 тысячи лет. | Фото: torque-stock.ru.

На данный момент считается, что уже к XV веку до нашей эры в империях Западной Азии, которую в древности называли Передней Азией, велось кустарное производство стекла, правда, делалось это сугубо при дворе правителей, а технологии его изготовления из природных материалов представляли собой тщательно охраняемую тайну.

2. Кратко о том, как и с чего производится стекло

Так могла выглядеть старинная мастерская, в которой работали стеклодувы. | Фото: spiegeldesign.ru.

Технология изготовления стекла путем выдувания изделий.

На протяжении веков человечество выработало различные технологии создания стеклянных изделий, но все они сводятся к процессу плавления природных материалов таких как песок, точнее сказать его технически главного компонента – кварца или составляющего кремнезема с добавлением различных материалов, повышающих его прочность и позволяющих снизить температуру плавления. Это могут быть: карбонат натрия (кальцинированная сода); доломитовая мука (минерал класса карбонатов); известняк (карбонат кальция); бой стекла (вторичная переработка стекла); различные оксиды металлов, кобальт. Используя мощные нагревательные печи (температура может варьироваться от +300 до +2,5 тыс. градусов) и особые инструменты, помогающие объединять натуральные материалы, чтобы при остывании при определенных условиях образовались стеклянные листы или предметы, создаются поистине шедевральные вещи или захватывающие архитектурные композиции.

3. Причина популярности стекла на протяжении всей истории его производства

Чтобы поразить подданных и верующих, во дворцах и храмах активно использовали витражи и масштабное остекление.

Издревле стекло считалось волшебным материалом, который был доступен лишь для строительства дворцов правителей и культовых объектов, чтобы лишний раз подчеркнуть их величие и избранность. Простой народ мог довольствоваться лишь мизерными достижениями в области стекловарения, приобретая столовые предметы, украшения или зеркала.

Понадобилось не одно тысячелетие экспериментов, чтобы люди научились изготавливать листовое стекло промышленным способом.

Только во времена технической революции, когда появилась возможность изготавливать листовое стекло в промышленных масштабах, его стали активно применять в строительстве, преимущественно для остекления оконных рам. Развитие отрасли привело к фантастическим результатам, позволяющим проводить немыслимые эксперименты, создавая поистине уникальные архитектурные шедевры, начиная с оранжерей при монарших дворах и роскошных резиденциях продвинутых аристократических семейств и заканчивая стеклянными фасадами, потолками и полами в более современных проектах.

Благодаря технологическим инновациям стекло превратилась в универсальный и самый востребованный строительный материал.

Авторы Novate.ru хотели бы особо отметить, что доступность и непревзойденные свойства стекла сделали его мегапопулярным в строительстве, где ценятся:

• прозрачность до 80% в зависимости от составляющих и цели применения;
• создание приятной и объемной пространственной атмосферы;
• стирание границ между внешним и внутренним пространством;
• прочность и стабильность;
• отсутствие запаха;
• максимальная защита от влаги, ветра, пыли, солнца, которые не наносят ему вреда;
• устойчивость к ржавчине и любым другим разрушениям при воздействии агрессивной среды химических веществ;
• гигиеничность и простота в уходе;
• полная экологическая безопасность;
• возможность вторичного использования;
• низкие эксплуатационные расходы;
• при использовании специальных добавок или покрытий оно может обладать светоотражающим и шумоизоляционным эффектом, иметь повышенные теплоизоляционные свойства без использования дополнительных материалов, быть пуленепробиваемым или стать главным украшением фасада/интерьера;
• гибкость и полная творческая свобода.

4. Виды архитектурного стекла

Стекло – удивительный материл, занявший главенствующую роль в современном строительстве.

Учитывая высокие технические характеристики стекла неудивительно, что за всю историю его использования создано множество вариаций, адаптированных под особые условия его эксплуатации.

• Солнцезащитное стекло

Солнцезащитное стекло особенно востребовано при строительстве масштабных объектов и небоскребов, касающихся неба.

Солнцезащитное стекло предусматривает специальное покрытие, которое помогает уменьшить проникновение тепла внутрь помещений. Этот вид стекла может удерживать и отражать солнечные лучи, способствуя снижению потребности в кондиционировании воздуха, благодаря чему удается создавать светлое и прохладное пространство. Помимо энергоэффективности солнцезащитное покрытие обеспечивает: визуальный комфорт при прямом попадании солнечных лучей, обеспечивает конфиденциальность без особой потери светопроницаемости. Такой вид стекла обычно имеет двойное или тройное остекление, а также может быть разных цветов.

• Многослойное стекло

Многослойное стекло более надежно и может выполнять различные функции, кроме как быть просто застекленным окном.

Многослойное стекло состоит из нескольких листов стекла, разделенных тончайшими пленками, что делает его максимально безопасным материалом, поскольку при разбивании пленка удержит все осколки. Благодаря инновационным разработкам структурные промежуточные слои могут выполнять различные функции, начиная с декоративных целей и заканчивая дополнительной тепло- звукоизоляцией, огнестойкостью, пуленепробиваемыми свойствами и всевозможными «умными» штучками.

• Закаленное стекло

Закаленное стекло обеспечивает достаточную прочность и полную безопасность при его разрушении.

Закаленное стекло изготавливается с использованием определенного метода охлаждения для противодействия напряжениям. Это означает, что оно даже если и разобьется после повреждения, то не превратится в острые осколки, которые могут быть смертельно опасными для людей и животных. Закаленное стекло, изготовленное путем термической обработки, в несколько раз прочнее обычного стекла, имеет повышенную механическую стойкость к повреждениям, оно эффективно защищает от физического или теплового удара.

• Декоративное стекло

Завораживающая эстетика декоративного стекла.

Учитывая физические и технические характеристики стекла неудивительно, что его стали использовать для оформления интерьеров жилищ.

Использование декоративного стекла еще с древности позволяло создавать особенно привлекательные образы, внушая благоговейный трепет у простых людей. Со временем внедрение элементов из красочного стекла или пленки стало обычной практикой, помогающей превратить жилые, общественные и бизнес-структуры в более привлекательные и гостеприимные пространства, а также обеспечить конфиденциальность. В последние годы декоративное стекло начали активно использовать и в быту, оформляя кухонные фартуки, делая перегородки, столешницы, напольное покрытие, душевые кабины, оригинальные композиции и т. д.

• Светоотражающее стекло

Светоотражающее стекло обеспечит максимальной приватностью и комфортной обстановкой внутри помещений.

Отражающее стекло в дневное время придает внешней стороне конструкций зеркальный вид. Оно может иметь разные цвета, но технология его создания основывается на одинаковых принципах. На одну сторону стекла, которое может быть любого из вышеперечисленных видов, наносится слой оксида металла, который и обеспечивает повышенный уровень отражения. Такое стекло легко заменяет затеняющее, так же предотвращает перегрев помещений и обеспечивает надежную конфиденциальную обстановку.

• Звукоизоляционное стекло

Звукоизоляционное стекло поможет избавиться от уличного шума, а также поможет организовать пространства, за пределы которого не должна выходить ценная информация.

Звукоизоляционное стекло сводит к минимуму проникновение звуковых волн за счет толщины листов и увеличенной воздушной полости, разделяющей их. В последнее время воздушные полости заполняют скрытым газом, например, криптоном. Эти газы меньше пропускают звук, чем обычный воздух и более эффективно гасят звуковые волны. Проходя через слой газа они теряют энергию и объем, тем самым повышают уровень комфортности.

5. Самые знаковые шедевры, прославившие использование архитектурного стекла

На протяжении всей истории человечества было построено множество зданий и сооружений с использованием архитектурного стекла любого вида. Изучение применения стекла в архитектуре на практике поспособствовало тому, что сегодня можно создавать поистине уникальные структуры, вдохновляя на творческие эксперименты и архитектурно-инженерные подвиги разработчиков.

• Хрустальный дворец

Хрустальный дворец – первый в мире архитектурный шедевр такого масштаба, построенный полностью из стекла (Лондон). | Фото: jockimo.com.

Одним из самых первых и известных объектов, спроектированных и построенных с целью показать, насколько ярким и блестящим может быть стекло, является Хрустальный дворец, возведенный в 1850 году в рамках проведения Всемирной выставки 1851 года в Южном Лондоне. Поистине уникальное сооружение для своего времени разработано известным архитектором, садоводом и ботаником Джозефом Пакстоном, которому пришло в голову использовать рамы, в которых закреплялись листы со стеклом и закреплялись на заранее собранной конструкции из дерева или металла. Примечательным является тот факт, что колоссальное здание площадью свыше 90 тыс. кв. м было построено только из стекла и в рекордно сжатые сроки – за 1 год. Стоит отметить, что вплоть до 1936 года Хрустальный дворец радовал глаз и удивлял прозрачностью, пока в центральной зоне 30 ноября не произошел взрыв, вызвавший грандиозный пожар, который не смогло погасить 89 пожарных машин, что и привело к полному уничтожению культовой постройки.

• Пирамида Лувра в Париже

Пирамида Лувра хоть и наделала много шума, но все же органично вписалась в главный исторический ансамбль Парижа (Франция). | Фото: re-thinkingthefuture.com.

Пирамида Лувра, появившаяся в рамках реконструкции исторического памятника архитектуры, в свое время вызвала мощное противостояние, но спустя годы даже самые яростные противники ее строительства уже не могут представить популярнейший и крупнейший художественный музей мира, точнее сказать Наполеоновский дворик пред входом, где и была возведена стеклянная пирамида, без нее. Напомним, пирамида, состоящая из 603 ромбовидных и 70 треугольных стеклянных сегментов толщиной 21 мм высотой 21,65 м, была спроектирована известнейшим американским архитектором китайского происхождения Ио Мин Пеем.

• Центр искусств Fondation Louis Vuitton в Париже

Здание Центра искусств Fondation Louis Vuitton благодаря мастерству и экспериментам Фрэнка Гери само является впечатляющим архитектурным шедевром (Париж, Франция). | Фото: re-thinkingthefuture.com.

Фрэнк Гери, известны й своим уникальным архитектурным стилем и созданием уникальнейших дизайнов, разработал причудливой комплекс для фонда Fondation Louis Vuitton, который стал культовым произведением и ярким образцом использования архитектурного стекла. Здание, расположенное на краю водного объекта, состоит из белых ассиметричных блоков фибробетона (сам архитектор их называл «айсбергами») и окружено стеклянными стенами или «парусами», которые закреплены на деревянных балках. Именно прозрачная оболочка, отражающая окружающий ландшафт и пропускающий огромный поток естественного света сделала здание не только заметным, но и позволила получить сертификацию в Париже, которая является эквивалентом главного сертификата строительства – LEED Gold.

• Небоскреб 30 St Mary Axe (он же «Огурец» или «Корнишон») в Лондоне

Пресловутый «Корнишон», созданный из стекла и стали давно уже является знаковой достопримечательностью финансового района Лондона.

Первый устойчивый небоскреб Лондона, названный 30 St Mary Axe или «Корнишон» «Огурец», спроектированный архитектурным бюро Foster+Partners, давно уже стал культовой достопримечательностью финансового района Лондона, хотя также вызывал активное противостояние со стороны общественности и специалистов. Главной особенностью этого проекта стала конструкция здания, построенного без колонн благодаря использованию диагональных распорок, а также применялась технология использования изогнутой формы (каждый последующий этаж сдвигается на 5 градусов) и использовалась обшивка из двойного остекления, которая помогает улучшить естественное охлаждение здания, сохранить тепловой комфорт в интерьерах и достаточный уровень естественного освещения. При этом верхняя часть создавалась целостно, в виде колпака, а вот остальная часть внешней облицовки состоит из 5,5 тыс. плоских треугольных и ромбовидных стеклянных панелей.

• Штаб-квартира Департамента здравоохранения Басков в Бильбао

Несмотря на зловещий вид, именно стеклянные панели лучше всего подходят для строительства медицинских центров (Штаб-квартира Департамента здравоохранения Басков).

Поистине уникальное сооружение можно увидеть на пересечении двух важных улиц города Бильбао. Речь идет о Штаб-квартире Департамента здравоохранения Басков, спроектированной архитектурным бюро Coll-Barreu Architects. Наиболее заметной особенностью этого здания является складчатый стеклянный фасад, который создает множество причудливых образов в зависимости от того, с какой стороны на него посмотреть. Такое разнообразие и впечатляющие динамические картинки помогли создать двойной фасад из стекла, поддерживающий комфортные условия труда. Еще такая структура фасада обеспечивает повышенную огнестойкость, акустическую изоляцию и поддержание благоприятного микроклимата для пациентов, при этом помогает отказаться от привычных механических систем кондиционирования воздуха, что совсем немаловажно для размещения медицинского центра.

Центральная библиотека Сиэтла в Вашингтоне

Обилие стекла сделало внутреннее пространство читальных залов максимально светлым и уютным (Центральная библиотека Сиэтла, Вашингтон).

11-этажная конструкция из стекла и стали, спроектированная специалистами известной компании OMA, установила высокую планку для проектирования и строительства зданий библиотек по всему миру. Центральная библиотека Сиэтла с ее футуристическим дизайном превратилась из типичной структуры, предназначенную для хранения книг и других носителей информации в ультрасовременное пространство. Необычная форма фасада является результатом распределения книг по пяти платформам и четырем плавным «промежуточным» плоскостям. Получившаяся «книжная спираль» упорядочивает коллекцию книг по пути непрерывной ленты, начиная с 1 тыс. единиц и заканчивая бесконечностью. При этом ее фасад, созданный из стеклянных панелей, зажатых на покровной полосе, дает возможность уменьшить использование электроэнергии для охлаждения внутреннего пространства и его освещения, а также поспособствует сохранности структуры, если нагрянет мощное землетрясение, ведь стеклянная оболочка закреплена отдельно от основного здания.

В продолжение темы, предлагаем ознакомиться с тонкостями технологии создания «умного» стекла и его применения.

А вот в Японии даже общественные туалеты на улицах города делают прозрачными: