Так изгибалось стекло: вопросы, на которые нужно знать ответы

Со времен венецианских стеклодувов человек прошел немалый путь, чтобы научиться делать ровное прямое стекло. Но настал момент, когда возникла необходимость добиваться обратного — всячески изгибать стекло, причем в точном соответствии со своими желаниями.

Так изгибалось стекло: вопросы, на которые нужно знать ответы

Архитектура давно перестала быть линейной: какое современное здание ни возьми, почти наверняка в очертаниях фасада найдется изгиб или поворот. Соответственно, на передний план выходят те строительные материалы, что обладают достаточной пластичностью, чтобы, во-первых, гнуться на нужный радиус кривизны, а во-вторых — сохранять после этого свои прочностые характеристики.

Одним из таких материалов, готовых «прогибаться», оказалось стекло. Правда, у изгибания стекла есть свои особенности и прогнозируемый результат — давайте разбираться вместе.

Музей фонда Louis Vuitton в Париже

Как согнуть?

Самый распространенный способ создания «кривого» стекла — моллирование, или горячее формование. Кстати, упомянутые стеклодувы использовали похожую технологию, нагревая стекломассу до определенных температур, при которых она размягчается, и затем «вылепляя» из нее то, что нужно. Но тогда работа стеклодува была ближе к искусству скульптора. Сегодня же каждый радиус рассчитывается с инженерной точностью, и задача производителей — научиться заставлять стекло этот радиус повторять.

Так и придумали моллирование. Плоский лист постепенно нагревается до стадии размягчения, а затем в игру вступает сила тяжести, которая заставляет стекломассу сформироваться вокруг размещенной в печи матрицы — выпуклой или вогнутой. После того, как процесс формования заканчивается, лист под чутким контролем охлаждается и закаляется. Таким образом, процесс производства моллированного стекла очень сложен и требует изготовления специальной оснастки для каждой формы, причем стекло режется в размер и заданную форму заранее — до моллирования.

Вспомним музей современного искусства фонда Louis Vuitton, открытый осенью 2014 года в Париже. Там речь шла даже не о специальных формах, а о специальной печи, которую пришлось спроектировать и сделать, — все для того, чтобы стеклянные панели, формирующие 12 «парусов», обладали определенной толщиной и сгибались бы с нужным радиусом.

Музей фонда Louis Vuitton в Париже

До какой степени можно согнуть?

Радиус кривизны и толщина — именно эти два параметра оказывают влияние на технологию производства гнутого стекла. Например, для получения малого радиуса закругления (до 2000 мм) в описанной последовательно действий добавляется еще один пункт: силы тяжести может оказаться недостаточно, и тогда на стекломассу в нужный момент необходимо оказать механическое давление. Впрочем, на стекле могут сохраняться следы приложения силы, так что лучше всего «механики» избегать.

Что касается ответа на вопрос, на какой минимальный радиус можно все же согнуть стекло, то тут все зависит от толщины. Так, листы толщиной 4-6 мм изгибаются до кривизны 100 мм, толщиной 10 мм — до кривизны 3000 мм.

А если и согнуть, и выгнуть?

Моллирование позволяет получать и поверхности с двоякой кривизной — сферические, конические, параболические. Минус в том, что технологически сложный процесс требует ручного труда, а значит, и ощутимого удорожания конечного продукта. Так называемый метод воздушных подушек, иногда применяемый для изготовления стекол двоякой кривизны, от ручного труда избавляет — но подходит не всегда, так как нижние границы возможных результатов меняются. Наименьшей величиной радиуса кривизны становится 450 мм, а стрелы кривизны — 200 мм.

Офисный центр Titanium La Portada

Любое ли стекло можно согнуть?

Большинство основных видов стекол толщиной от 3 до 19 мм могут подвергаться моллированию: из ассортимента AGC Glass это Planibel (Clear, Extra-Clear и Col­oured); низкоэмиссионное Planibel G; Stopsol Classic и Supersilver — отражающие стекла; солнцезащитные Sunergy; узорчатые стекла Imagin. Соблюдая определенные предосторожности, можно моллировать и стекла с магнетронным закаливаемым покрытием — такие как EnergyNT и Stopray T. Толщина закаленных моллированных стекол при этом составит от 3 до 10 мм.

В качестве иллюстрирующего примера можно взять первую постройку в Чили (Сантьяго), получившую международный сертификат устойчивости и экологичности LEED, — офисный центр Titanium La Portada (проект Immobiliaria Titanium S.A.). В строительстве башни высотой 194 метра применено сразу несколько видов стекла (в общей сложности 40 000 кв. м) — Stopray Vision-50, Planibel Clear толщиной 6 мм, Stopsol SilverLight PrivaBlue толщиной 8 мм (все от AGC Glass) — и большинство панелей изогнуты под заданным углом.

Однако фасад здания сложен не только из-за округлого силуэта: снаружи это селективное прозрачное стекло, а внутри, после воздушной прослойки в 20 мм, — еще один стеклянный слой, на сей раз голубоватого оттенка, что дает интересный декоративный эффект. Характерно, что Titanium выдержала землетрясение в Чили 2010 года, а это говорит о необычайной прочности конструктива в целом и каждого выгнутого стеклышка в отдельности.

Офисный центр Titanium La Portada

Одинарное или многослойное?

Большая часть продукции, которая в итоге используется в остеклении, — это не одинарное стекло, а «сэндвич» из нескольких слоев. Если нужно, чтобы «сэндвич» получился моллированным, берут все будущие слои, складывают стопкой и изгибают — а уже затем готовят окончательную версию «сэндвича» с помощью поливинилбутиральной пленки толщиной не менее 0,76 мм.

Подобным образом получают, к примеру, Stratobel от AGC Glass — и вообще все многослойные стекла для защиты от травм, вандализма и взлома могут поставляться в моллированной версии.

Аналогично моллированному многослойному стеклу собирается и «гнутый» стеклопакет: сначала стекла изгибают, а затем делают из них единую конструкцию, разделяя между собой металлической рамкой.

Офисный центр Origami. Париж

Можно ли дополнительно декорировать?

Да! Стекло может быть не только гнутым, но и в то же время цветным (эмалированным) или с трафаретной печатью. Эмаль и печатные краски наносятся на стеклянную поверхность перед процессом моллирования, причем на ту ее сторону, которая не будет соприкасаться с «изгибающей матрицей».

С многослойным же стеклом работать еще проще: достаточно в качестве одного из слоев включить в него декоративную пленку. И тогда стекло сможет стать похожим на что угодно — даже на дорогой мрамор, как это произошло в случае с парижским офисным центром Origami.

Офисный центр Origami. Париж

Сначала архитектор Мануэль Готран хотела использовать настоящий камень, но мрамор не удалось бы ни так ловко «сложить» в элементы фасадного оригами, ни подобрать с такой точностью рисунок прожилок, которые в результате напечатали на пленку и включили в состав многослойного стекла Artlite. А уж какова была бы нагрузка на фундамент и конструктив здания, навесь на него 920 кв. м натурального мрамора — сложно даже представить.

Какого максимального размера «гнутое» стекло можно получить?

В наше время, когда есть возможность создать даже специальную печь для определенных нужд, вопрос скорее в цене. Стандартные ограничения — 3,21×6 м, однако технология позволяет добиваться изгиба листов размером до 12×4,5 м. Хотите? Пожалуйста! Сложность в другом: как стекло такого размера транспортировать и устанавливать.

Штаб-квартира банка «Санкт-Петербург»

А можно ли изгибать стекло «на месте»?

Это, пожалуй, самый интересный вопрос. И на него мы сегодня тоже можем ответить утвердительно: благодаря развитию технологии холодного (а не горячего, как моллирование) формования стекла можно обрабатывать как в заводских условиях, так и непосредственно на стройплощадке. Правда, есть определенные ограничения по размерам панелей и радиусу кривизны — при отклонениях от нормы в ту или иную сторону производители рекомендуют все же либо формовать «холодом» на заводе, либо вовсе использовать горячий метод. К примеру, если вы захотите прямо на объекте изготовить и установить элементы с двоякой кривизной, большинство изготовителей стекол вам откажут.

Впрочем, технологии не стоят на месте, и исключения пусть и нечасто, но встречаются. В России первым историческим примером применения холодного гнутого остекления — причем сразу в масштабе 20 000 кв. м поверхности — стала штаб-квартира банка «Санкт-Петербург», расположенная в Охтинском районе Северной столицы и спроектированная под руководством Сергея Чобана и Евгения Герасимова.

Штаб-квартира банка «Санкт-Петербург»

Чтобы закрыть фасады витражными стеклами во всю высоту этажа — еще одно новшество для России, — использовали стеклянные панели Stopray Vision 50-T толщиной 10 мм и размером 4,5×1,7 м и 3,7×1,5 м. Формируя эффектный сферический фасад 21-этажной башни (как раз таки двоякой кривизны), эти стекла не пропускают ультрафиолет и исключают как излишний приток тепла снаружи, так и его потери изнутри. И если прецедент холодного «гнутья» для такого непростого проекта уже создан, скорее всего, в ближайшем будущем «закругление» фасадов прямо на объекте станет нормой.

Фото © Vincent Fillon, Manuelle Gautrand, Алексей Народицкий

РАССЫЛКА arch:speech