Синтез внешней оболочки и несущей конструкции
Навесной фасад является наиболее часто используемым типом ограждающей конструкции в современных зданиях. Причина состоит в экономичности такого решения, отсутствии зависимости от общей конструкции, что обеспечивает определенную гибкость в процессе проектирования, причем тонкость такой стены позволяет максимально увеличить полезную площадь помещения и скорость строительства, иными словами, ее основное свойство – практичность. Однако с момента появления в конце XIX века железобетонных конструкций и навесных стен архитекторы упорно и настойчиво продолжали проектировать структуры и подобные элементы на основе ненесущих поверхностей, что можно наблюдать в некоторых наиболее значимых для современной архитектуры эталонных примерах. Есть несколько значимых современных зданий, в которых используются системы внешнего каркаса. Большинство этих зданий было построено до конца XX века, но по ряду причин они не попадали в архитектурный мейнстрим и оказали ограниченное влияние на современные решения. И все же, основная идея и успешность примеров объединения несущей конструкции и внешней оболочки заслуживают изучения в качестве моделей более эффективного использования материалов для строительства зданий с целью разработки комплексных и экологически рациональных методов строительства в будущем.
Растущее осознание необходимости в более устойчивых методах строительства повышает вероятность того, что навесные фасады станут чем-то большим, чем элемент ограждающей конструкции – реальным несущим внешним каркасом, тем, что мы сможем рассматривать с функциональной точки зрения.
Данное исследование рассматривает примеры моделирования различных вариантов решетчатых панелей во всю длину пролета для создания работающего прототипа системы внешней ограждающей конструкции высотных зданий со стальным каркасом. Результаты показывают значительное повышение уровня эксплуатационной надежности и ветроустойчивости. Работа основана на предшествующих исследованиях систем стальных стоек каркасных сооружений, в ходе которых испытывались заполняющие панели перемычки, а затем раскосы на предмет жесткости в плоскости панелей. Чтобы испытать и продемонстрировать эффективность различных решений, подразумевающую адаптируемость к ряду проектных ограничений и расчетов, были смоделированы самые разнообразные конфигурации связевых и бессвязевых панелей.
В итоге были получены предварительные результаты, которые можно использовать для интеграции внешней оболочки в несущую конструкцию. Это позволит сэкономить на стальных элементах основного каркаса и алюминиевых элементах оболочки, а также примерно на 20% снизить стоимость эксплуатационного обслуживания и объем углеродных выбросов основной и ограждающей конструкций в сравнении с традиционным, консервативным вариантом. В то же время детали конструкции и смешение несущих и ненесущих типов панелей обеспечивают живость фасада, воплощая функциональность в форме, а также выражая наше очевидное желание сделать здание более открытым.
В итоге несущий каркас здания представляет собой значительную массу материала, который должен и может использоваться как часть конструкции.
С полным содержанием этого номера Вы можете ознакомиться здесь
Полную версию статьи Вы можете прочитать в нашем печатном издании или подписавшись на электронную версию нашего журнала
Автор: Джон Нири, старший партнер HOK (Нью-Йоркское отделение), член Американского института архитекторов,
аккредитованный специалист в области экологического проектирования и фасадных систем