Потенциалът на конструктивното стъкло

В света на съвременната архитектура все по-често се срещат решения, базирани на стъклените елементи. Въпросът дали и как стъклото може да бъде използвано като конструктивен елемент в носещите системи на сградите бива все по-често засяган в строителните среди. Тенденцията в световен мащаб е да се провеждат все повече изследвания в тази посока, като целта е да се достигне до възможно най-добри резултати в носещата способност на материала.

Кое прави стъклото предпочитан материал в строителството?

Самоносеща се стъклена ограждаща конструкция на павилионна структура, Музай на изкуството в Толедо, Испания | Снимка: archdaily.com

Основната причина за желанието на архитекти и строители да влагат все повече стъклени елементи в сградите се крие в специфичните свойства на материала. Стъклото притежава няколко ключови характеристики, които го отличават от останалите конструктивни материали:

• прозрачност;
• здравина;
• рециклируемост;
• енергийна ефективност;
• акустична ефективност.

Офис сграда в Чикаго с фасадни елементи, изработени изцюло от стъкло | Снимка: archpaper.com

Поради тези си качества, както и благодарение на факта, че материалът се комбинира отлично визуално с всички други строителни материали, то е често търсено решение в сградните обшивки. Съществуват и все повече изцяло стъклени структури и структурни елементи, които освен естетически и изолационни качества, притежават и  свойството да бъдат самоносещи се.

Самоподдържаща се стенна конструкция , изградена от П-образни стъклени панели | Снимка: archdaily.com

Какво е структурно остъкляване

Структурното остъкляване е конструктивен подход, при който стъклото поддържа част от конструкцията или е самоносещо се. Това дава предимството тя да е освободена от допълнителни носещи елементи като метални профили. По този начин се получава усещане за лекота и ефирност. В тези конструкции присъствието на метални елементи служи единствено за визуално разграничаване или рамка, но те не изпълняват поддържащи функции.

Zamora Offices по проект на испанския архитект Alberto Campo Baeza с фасада, изградена по метода double glass skin facade | Снимка: archdaily.com

Предпоставки за създаването на самоносещи се стъклени конструкции

За да се реализира подобна архитектурна идея, е необходимо да се приложи специално стъкло. Модификациите на материала са възможни по няколко начина. Един от тях е допълнителното закаляване на стъклото чрез напрягането му. По този начин се постига по-голяма обща устойчивост на натоварвания. Алтернативен производствен метод е влагането на модифициращи материала добавки, които могат да повлияят на физичните му свойства още при създаването му. Прилагането на ламинирани стъкла, слепени стъклени листове и други вариации помагат на конструктивния елемент да поддържа структурата, но също така се отразява негативно на друго важно свойство – тежестта.

Конструкция от самоносещи се стъклени стени | Снимка: archdaily.com

Ключов елемент от проектирането на такъв тип конструкции е оразмеряването на отделните елементи и предвиждането на подходящ свързващ материал. Правилният подбор на уплътнители подпомага топлоизолационните и акустични свойства на стъклото. Често срещано решение е употребата на специални силикони, които имат възможността да предпазват стъклото, но и да се деформират под влиянието на температурни разширения, тежест и други натоварвания.

Партерът на небостъргача Manhattan Wast по проект на SOM е ограден от стъклени елементи с височина над 7m, който са способни да понесат товари над 1 тон на квадратен метър | Снимка: dezeen.com

Какви са тенденциите?

В световен мащаб големите технологични компании в сферата на инженерното проектиране си партнират с фирми, които са лидери на пазара на стъклени елементи и фасадни системи. Целта е да се постигне максимална големина на стъклените листове с минимално сечение, като същевременно се постигне достатъчна коравина и якост на материала.

Снимка: archdaily.com

За да продължи развитието на носещите способности на стъклото като структурен елемент, е необходимо провеждането на редица тестове, изследвания и анализи. Със сигурност обаче стъклото е един от най-предпочитаните материали в съвременния дизайн на сгради и съоръжения поради високите му естетически показатели и доброто му съчетаване с всякакви други материали.