Главные принципы Glas Trosch: безопасность и долговечность

Наша история берет свое начало в далеком 1971 году, когда планировалось официальное окончание строительства 60-ти этажного небоскреба под названием – Башня Джона Хэнкока (John Hancock Tower).  Данный небоскреб, с высотой 240 м стал самым высоким зданием Бостона. На стадии проектирования архитекторам была поставлена сложная задача, рядом с местом строительства располагалась церковь, и было недопустимо что новое здание отбрасывало тень на церковь. Архитекторы нашли блестящее решение, если посмотреть на здание сверху, то вы увидите, что оно было спроектировано в форме параллелограмма.

 

bezopasnost 1Основным принципом дизайна небоскреба стал минимализм, и форма параллелограмма как нельзя лучше подходила под данный стиль. Для того чтобы сам небоскреб не смотрелся громоздко, и не имел большого контраста с небом, применили рефлекторное стекло синего цвета, с высоким коэффициентом отражения. Таким образом, был достигнут эффект того что башня практически сливается с небом. Одним из интересных архитектурных решений стали глубокие вырезы на малых сторонах параллелограмма, которые идут по всей высоте небоскреба, и еще больше, визуально  увеличивают высотность Башни Джона Хэнкока.  
bezopasnost 2Но вернемся к стеклу. В Башне Джона Хэнкока были применены инновационные на тот момент технологии. В качестве наружного стекла в стеклопакете было использовано достаточно темное рефлекторное стекло синего цвета, которое обеспечивало значительную экономию на кондиционировании здания в летний период и защищало его помещения от перегрева, что крайне важно для полностью стеклянных фасадов, которые выходят на южную или западную стороны света. Размеры стандартного окна в небоскребе составляли 1200 на 3400 мм. Всего в Башне Джона Хэнкока было использовано 10 344 таких окна. Примечательно, что наружное стекло с площадью более 4 кв.м применяли не в закаленном виде. В качестве дистанционной рамки в данном стеклопакете использовалась свинцовая лента, которая монтировалась не с помощью герметиков, а припаивалась к стеклу. Для улучшения адгезии между свинцовой лентой и стеклом, перед сборкой стеклопакета по периметру стекла наносился тонкий слой меди. Данная технология хорошо зарекомендовала себя в стеклопакетах с площадью до 2 кв.метров, а также с применением стандартного прозрачного стекла, которое не имеет такого высокого коэффициента поглощения солнечной энергии.  Когда начался процесс монтажа стеклопакетов, архитекторы убедились, что визуально это то, что они желали. Жесткое крепление внешнего стекла обеспечивало очень хорошую плоскостность наружного стекла, как результат, никаких эффектов «кривых зеркал» не наблюдалось. Вторым плюсом с точки зрения экстерьера здания были максимально возможные размеры стеклопакетов, что обеспечивало минимальное количество вертикальных и горизонтальных ригелей.
По ходу строительства начали возникать проблемы, которые существенно замедляли скорость строительства, грунтовые воды постоянно затапливали фундамент, и пришлось ставить специальную систему откачки воды. Технология сборки стеклопакетов с помощью припаивания стекла сама по себе является очень дорогостоящей, и также крайне затратной с точки зрения временного ресурса, что не могло не отразиться на темпе строительства. О том что строительство завершится, как и планировалось в 1971 году, уже не было речи. Однако все изменилось 20 января 1973 года. В этот день, в Бостоне бушевал ураган, скорость ветра достигала 70 км/ч, на верхних этажах эта скорость превышала 100 км/ч. Как следствие за одну ночь с фасада еще строящегося небоскреба выпало 60 стеклопакетов, вес каждого из которых был более 180 кг. Утром городу открылась страшная картина, весь периметр вокруг Башни Джона Хэнкока был усыпан осколками стекла. Но самые большие вызовы ждали строителей впереди, после того как ураган стих и скорость ветра пошла на убыль – ничего не изменилось, стеклопакеты на фасаде продолжали разрушаться и выпадать, пусть уже не с такой интенсивностью как в ночь с 20 на 21 января 1973 года. Спустя 3 месяца на фасаде уже красовались листы черной фанеры, которые устанавливали вместо разрушенных стеклопакетов, при этом было использовано уже более 6000 кв. метров фанеры. Именно тогда Башня Джона bezopasnost 3Хэнкока получила звучное прозвище «Фанерный Дворец». Несмотря на то, что периметр Фанерного Дворца был огорожен, бостонцы старались лишний раз не проходить мимо небоскреба, и не парковать автомобили даже на противоположной стороне улицы. Вызвано это было реальными фактами когда при падении стеклопакета и удара об асфальтное покрытие большие острые куски стекла разлетались на расстояние более 50 м. Несколько припаркованных автомобилей были буквально изрешечены острыми осколками стекла.
Несколько месяцев специалисты потратили на то, чтобы проанализировать происшедшее и найти пути выхода из сложившейся ситуации. В октябре 1973 было обнародовано решение: все стеклопакеты в здании, а это как мы уже с вами знаем более 10 тысяч штук, будут заменены на закаленные стекла. Стоимость данного мероприятия составила около 7 млн долларов, в ценах 1973 года. Результаты расследования с указанием основных причин произошедшего до сих пор не обнародованы, так как все участники процесса заключили пакт о неразглашении. Помимо замены стеклопакетов на фасаде, было принято решение установить два 300-тонных груза в разных концах 58 этажа, для стабилизации башни, так как обладатели офисов на верхних этажах Фанерного Дворца жаловались на то, что их укачивает. Анализ показал, что Башня Хэнкока не только сильно качается, но еще и немного закручивается – этот процесс получил название «танец кобры», грузы позволили решить данную проблему.
bezopasnost 4Несмотря на то, что перед строительством макет небоскреба испытывали в аэродинамической трубе, дополнительно для повторных испытаний и расчетов был привлечен известный швейцарский инженер Бруно Турлиман. Он пришел к выводу, что при стечение ряда критических факторов и повышенной ветровой нагрузки Башня Джона Хэнкока может упасть.  Бруно Турлиман спроектировал оригинальное решение для усиления конструкции здания: фактически изготовить ему позвоночник в форме диагональных стальных балок, и разместить его в лифтовой шахте. В общей сложности на изготовление позвоночника ушло более 1500 т высокопрочной стали.
Что же произошло со стеклом? Так как реальные причины до сих пор не названы, специалисты назвали несколько вариантов, которые могли вызвать такое массовое разрушение стекла. Один из вариантов – это все же повышенные ветровые нагрузки. Как мы уже знаем, макет здания перед строительством обдувался, однако при этом отдельно влияние ветровых нагрузок на разные стороны фасада, а также на оконные конструкции на разных этажах детально не анализировались. Некоторые специалисты обращают внимание на то, что по своей форме здание напоминает крыло самолета, которое при повышенной ветровой нагрузке может создавать на определенных участках такое усилие, которое просто выдавливало стеклопакеты наружу.
Еще одна из версий – это непосредственно технология сборки стеклопакетов. Технология, которая себя хорошо зарекомендовала в одних условиях, оказалась совершенно неготовой противостоять повышенным ветровым и термическим нагрузкам, которыми испытывали наружное рефлекторное стекло синего цвета. Данное рефлекторное стекло обладало высоким коэффициентом поглощения солнечной энергии, как следствие высокое термическое расширение самого стекла. По факту начался процесс разгерметизации стеклопакетов – отрыв свинцовой ленты от стекла. Однако на определенных участках стеклопакетов адгезия свинцовой ленты и стекла были настолько сильными, что отрыв происходил с отделением микроскопических кусочков стекла, что в свою очередь создавало очаги стресса на самом стекле. После воздействия ветровых или термических нагрузок, или их комплекса на стекло, которое уже имело в своей структуре сколы – происходило разрушение наружного стекла.
bezopasnost 5Применение инновационных технологий всегда подразумевает повышенный риск, но в данном случае, к сожалению, удача отвернулась от смелых. На данный момент Фанерный Дворец является одним из самых контролируемых инженерных сооружений в мире. Для того чтобы не повторилась история 1973 года в каждом из 10 тысяч стеклопакетов установлены датчики, которые постоянно передают информацию относительно состояния наружного стекла. Аналогичные датчики установлены на всех этажах, и они передают информацию относительно раскачивания самой Башни Хэнкока, приводя в движение контргрузы на 58 этаже, которые гасят данные колебания.
Семь раз отмерь, один раз отрежь…
Данная история стала поучительной для многих, но спустя годы, с появлением новых технологий история с Фанерным Дворцом имеет все шансы на повторение. Как сделать так чтобы не допустить появление новых Фанерных Дворцов в Украине?
В первую очередь мы должны говорить о комплексном подходе к проектированию. Для того чтобы найти оптимальное решение необходимо провести всесторонний анализ с точки зрения эстетики, долговечности и надежности, экономичности в процессе эксплуатации, условий дальнейшей эксплуатации, ремонтопригодности и, конечно же, безопасности выбранных материалов. При этом очень часто достижение описанных выше целей требует дополнительных финансовых ресурсов, однако данные инвестиции окупаются потом с торицей.
Если говорить об эстетике на стадии проектирования в разрезе стеклопакетов, то мы должны понимать, что внешний вид здания очень сильно зависит от того на каком типе внешнего стекла и его толщине, а также на каких габаритных размерах стеклопакетов мы остановили свой выбор. Самый яркий пример, это когда на первом этапе проектирования останавливается выбор на стекле, которое имеет достаточно высокий коэффициент отражения света, с габаритами стеклопакетов более 2 кв. метров, и прислушивается к рекомендациям заводов-изготовителей стекла и стеклопакетов относительно толщины наружного стекла, которое необходимо применить в данном проекте, к примеру с толщиной 8 мм. На втором этапе инвестор для оптимизации затрат, начинает поиск альтернатив, и находит компании, которые готовы изготовить стеклопакеты заданных размеров, применить выбранное стекло, но изготовить их со стеклом толщиной 6 мм. Для фасада здания площадью 2000 кв. м экономия может составить более 10 000 дол. Далее происходит самое интересное, находится третья компания, которая обещает изготовить все согласно первоначального проекта и применить наружное стекло толщиной 4 мм, экономия составляет уже более 15 000 дол. На этом этапе все довольны – инвестор, подрядчик и конечно же та самая «третья» компания, которая выигрывает тендер  на остекление знакового объекта площадью 2 000 кв. м.  Проходит время и строительство подходит к завершению, фасадные работы завершены и объект посещает инвестор. Инвестор смотрит на свое детище общей стоимостью более 10 млн долларов, обращает внимание на эффект «кривых зеркал», которым обладают все стеклопакеты с площадью более 2 кв. метров, и наружным стеклом толщиной 4 мм. Цель – эстетика здания – не была достигнута. Стоит ли экономить 15 000 дол. для того чтобы лишить красивого внешнего вида здание стоимостью более 10 млн дол? На этот вопрос есть много ответов…
bezopasnost 6Для обеспечения долговечности и надежности стеклопакетов в зданиях мы должны быть уверены, что они изготовлены согласно технологических карт, с применением материалов, которые прошли все необходимые испытания, а также что условия их эксплуатации отвечают тем, которые были известны и заказчику, и изготовителю стеклопакетов. К примеру, компания Глас Трёш использует в своей работе только те материалы, которые прошли испытания на долговечность и надежность в собственной лаборатории в Швейцарии. Также отличительной особенностью компании Глас Трёш в Украине является то, что мы используем только те материалы, которые произведены и разрешены к использованию в странах ЕС. Сама технология сборки стеклопакетов с помощью первичного герметика бутила и вторичного герметика полиуретана или силикона уже работает более 50 лет, и является на сегодняшний день одной из самых проверенных и надежных технологий сборки стеклопакетов. Ежедневно в процессе производства производятся лабораторные исследования адгезии первичного и вторичного герметика к стеклу и дистанционной рамки, прохождение данных тестов позволяет нам быть уверенными в том, что стеклопакеты Глас Трёш прослужат не менее 30 условных лет эксплуатации. В Швейцарии и сегодня успешно эксплуатируются стеклопакеты Глас Трёш, возраст которых перевалил за 50 лет. Однако для производителя стеклопакетов крайне важно на стадии проектирования решения получить как можно больше информации о том где будет в дальнейшем жить и работать тот или иной стеклопакет.
Здесь речь идет о том, что может быть изготовлен качественный стеклопакет, но он помещен в такую среду, в которой он не сможет быть долговечным и надежным. К примеру, как мы уже с вами знаем, технология производства стеклопакетов методом припаивания не плохо себя зарекомендовала на стеклопакетах стандартных размеров, с эксплуатацией без значительных ветровых нагрузок и была фатальной для стеклопакетов больших размеров примененных в Фанерном Дворце. Мы должны понимать, что стеклопакет, который эксплуатируется на втором этаже здания в Киеве и стеклопакет, который установлен на 20 этаже здания в Киеве, несмотря на одинаковые габаритные размеры, испытывают абсолютно разные нагрузки, и по своей конфигурации должны быть разными. Аналогично со стеклопакетами, которые изготовлены, к примеру в Одессе, с высотой над уровнем моря в 40 м, и затем транспортированы в горные районы страны и эксплуатируются в районах с высотой более 500 м над уровнем моря также не смогут обеспечить необходимый уровень надежности и долговечности, более того очень часто встречаются случаи когда такие стеклопакеты, из-за разницы давления, просто разрушаются в момент транспортировки или монтажа. Избежать таких случаев можно только при помощи работы всех смежных организаций на стадии проектирования.
Экономичность здания в процессе эксплуатации также в значительной степени зависит от типа выбранных оконных конструкций и типа стеклопакета. Здесь мы говорим как о затратах на отопление в зимний период, так и о затратах на кондиционирование здания в летний период. К примеру, для цельностеклянных зданий, на сегодняшний день, в Украине является не допустимым использование простого энергосберегающего стекла в качестве основного решения, так как применение простого энергосберегающего стекла на южной и западной стороне фасада приведет к значительному его перегреву. Для таких зданий необходимо применять мультифункциональное стекло, которое защитит здание от перегрева в летний период, а также поможет избежать лишних затрат на отопление в зимний период. Правильный выбор необходимого мультифункционального стекла также важная задача, поскольку для разных географических районов страны, для зданий с разной площадью остекления и разной ориентацией по сторонам света необходимо подбирать оптимальное мультифункциональное стекло, и если для одних зданий будет достаточным мультифункциональное стекло с коэффициентом пропускания солнечного энергии 40%, то для другого, для того чтобы не допустить перегрев здания, необходимо применить мультифункциональное стекло с показателем коэффициента пропускания солнечного энергии менее 25%. Таким образом 80% проблем во время эксплуатации здания можно избежать еще на стадии проектирования.
glastroch kontaktyТолько слаженная работа проектных, строительных, оконных компаний и изготовителей стеклопакетов на стадии проектирования, и затем на стадии реализации проекта, может гарантировать то, что в Украине не будут появляться Фанерные Дворцы.


Понравилась статья? Подпишитесь на рассылку: