Эко Мембраны

Что лежит в фундаменте идеи создания архитектурных мембранных конструкций, проектируемых в рамках экологически дружественного дизайна?

"ЭкоДизайн" в ракурсе мембраностроения

«ЭкоДизайн» является одним из самых первых вопросов в архитектуре и строительстве на сегодняшний день. Дизайнеры и архитекторы всего мира не только сами фокусируются на применении экологически безопасных инновационных материалов, но также стараются довести и до своих клиентов все выгоды подобного дружественного природе подхода: и в дизайне, и в использовании экологически чистых и безопасных материалов, и в методах строительства в гармонии с окружающей средой.

Создавая продукты, объекты и различные услуги в общем направлении «ЭкоДизайн», необходимо стараться достичь следующих целей:

• уменьшить использование не перерабатываемых материалов и не возобновляемых ресурсов,

• минимизировать вредное воздействие на природу и поместить людей в итоге в такую обстановку, которая бы в наибольшей степени способствовала осознанию человеком, что он является неотъемлемой частью окружающего мира.

Направление архитектурных мембранных конструкций зародилось в ранних 1960-х, с того момента, когда архитектор Фрей Отто представил их широкой общественности на международной выставке. Все, кто был свидетелем этого прорыва, были потрясены и внешним видом сооружения, и его инновационными качествами: оно наносило минимальный вред площадке строительства и окружающей среде при установке, новый метод позволял перекрывать огромные пространства с минимальным количеством опор и кровельного материала, и, конечно, это сооружение несло эстетически неповторимый образ колоссального и внеземного сооружения. Это его творение стало вдохновляющим примером для архитекторов того времени.

И со временем, такие архитектурные решения своими выдающимися качествами доказали не только пригодность, но и незаменимость применения в строительстве таких капитальных общественных объектов как торговые центры, аэропорты и спортивные сооружения.

В строительстве современных мембранных конструкций, как отдельных проектов, так и в составе общих комплексов, «ЭкоДизайн» следует рассматривать с точек зрения трех основных его разделов: непосредственного дизайна, применяемых материалов и процесса сборки. При этом надо помнить, что точки зрения могут отличаться в зависимости от того, чем или кем они диктуются: стороной Заказчика, Архитектором или Дизайнером.

Например, если рассматривать непосредственно дизайн, надо определить, почему является важным, чтобы в итоге мембранная конструкция была создана в стиле «ЭкоДизайн». Иногда это условие может диктоваться философским стремлением Заказчика, иногда может диктоваться требованиями соответствия каким-либо стандартам, а иногда – ожиданиями конечных клиентов, которые будут непосредственно пользоваться мембранной конструкцией. В любом случае, дизайн требует времени, а дизайн в рамках «Эко» – требует времени значительно большего. Важно, чтобы Заказчик это понимал.

В случае, когда разработка дизайна мембранной конструкции направлена непосредственно на удобство конечных клиентов, в идеале должны быть достигнуты следующие цели:

• максимальное использование дневного света для минимизации использования искусственного освещения

• теневая защита от солнца, которая снижает энергопотребление систем кондиционирования комплекса здания

• УФ-защита помещений с сильной инсоляцией

• сбор дождевых вод для дальнейшего использования в качестве технической воды или для ирригации зеленых насаждений

• а также, к сожалению, редко обсуждаемый, но, тем не менее, развивающийся тренд, когда применение мембранных «ЭкоКонструкций» используется в качестве инструмента обучения людей начинать мыслить в направлении «Эко»

Рассматривая применяемые в мембранной конструкции материалы, дизайнер проводит работу по трем основным направлениям:

• каркасные структурные элементы

• мембрана

• система натяжения

Каркасные элементы мембранных конструкций делались изначально из стали, но им на смену впоследствии пришли алюминий и дерево. Все эти материалы могут быть по большей части перерабатываемыми, что отвечает общим стандартам экологичного строительства, а также разработаны таким образом, чтобы их производство было возможным локально недалеко от места установки конструкции, что является в итоге еще одним шагом навстречу чистоте окружающей среды и общей экономики проекта. Как бы то ни было, все же важнейшим фактором в том, насколько каркасные элементы создаваемой мембранной конструкции будут считаться экологичными, является формальная документная сторона процесса. Называть какой-либо материал перерабатываемым и экологически безопасным или аргументировать, предоставляя в качестве документа сертификат, – две разные позиции. Поэтому наличие сертификатов на все применяемые материалы является необходимым условием, если важно соответствовать определенным ЭкоТребованиям.

Мембрана для оболочки может быть сделана из различного рода материалов: PVC, PTFE, ETFE и т.п. Некоторые материалы имеют более короткий срок службы, чем другие, в угоду более простой дальнейшей переработке. Однако уже сейчас на мировом рынке можно найти современные рулонные материалы, которые будут служить уже от 20 до 30 лет и при этом будут в не меньшей степени экологичными, нежели более ранние образцы. И здесь сохраняется требование по обязательной сертификации мембранных изделий или применяемых материалов, если во главу угла ставится соответствие требованиям безопасности для человека и окружающей среды.

И наконец, бюджетная экономия по проекту зависит от грамотной логистики сборочного процесса, то есть где производятся, где собираются и где монтируются все составные элементы мембранной конструкции: каркас, мембрана и система ее натяжения.

Для достижения адекватного уровня затрат, мембранные конструкции должны быть не только оптимально сконструированы и изготовлены, но и смонтированы с минимальными затратами ресурсов и техники.

Архитектурные мембраны являются одним из самых легких строительных материалов и позволяют создавать укрытия огромных масштабов. Как следствие, доставка профессионально выполненной оболочки для целого объекта, даже в составе с каркасными элементами и системой натяжения мембраны, при правильной упаковке, не требует серьезных затрат. Это может играть значительную роль при сильно удаленных строительных объектах, когда транспортная составляющая в большой степени влияет на общий бюджет проекта.

То же можно сказать и о специализированном оборудовании, которое требуется на монтаж.

Важность комплексного подхода в разработке дизайна мембранной конструкции отражается и на финальных монтажных работах: правильно спроектированная мембранная конструкция должна наносить минимальный урон площадке основания, с применением необходимо достаточных малоразмерных фундаментов, работающих на сжатие, а также с применением по возможности свайных фундаментов в точках приложения выдергивающих усилий.

Такой подход является важным и для постоянных мембранных конструкций, и для временно развертываемых мембранных сооружений, где последующее восстановление почвы является обязательной и неотъемлемой стадией работ общего цикла.

Подытоживая, можно сформулировать основной тезис о том, что применение "ЭкоДизайна" в разработке временных и постоянных мембранных конструкций наиболее эффективно в том случае, если анализ проходят все три компоненты проекта: непосредственный дизайн, применяемые материалы и процесс сборки. Никакой компонент не должен быть опущен по умолчанию.

Федор Надежный.