Искусная синтетика

Разнообразные полимерные материалы уже прочно вошли в нашу жизнь. Сложно найти хотя бы одно жилище, где нет виниловых обоев, синтетических ковров, линолеума или хотя бы пластмассовой посуды. Да и многие естественные материалы «улучшены» с помощью синтетических покрытий — от пролитого вина ткани защищает тонкий слой полимера, отштукатуренные или деревянные элементы дома окрашены водно-дисперсионной краской на основе латекса… Пластмассы — везде.

Разумеется, они применяются и в строительстве, и в архитектуре, правда далеко не в тех объемах, которые еще полвека назад предсказывали футурологи. В 1950–1960-е годы, когда химическая промышленность создала многочисленные новые материалы, весь мир был очарован синтетическими тканями, пластиками, композитами и красками. Эти достижения обещали произвести фурор во всех областях жизнедеятельности и открывали дотоле неведомые горизонты. Горизонты, без сомнения, открылись, технологии поднялись еще на одну ступеньку, но итог, как обычно, оказался куда скромнее, чем ожидалось. Из машины Бога снова не получилось. Приблизительно такие же настроения царят сегодня в отношении нанотехнологий: все ждут, что наша жизнь радикально переменится к лучшему.

Достоинства и недостатки пластмасс

Активное внедрение пластмасс в архи-тектурно-строительную практику началось в 50-е годы прошлого века. Современная архитектура потребовала соответствующих строительных материалов. Появились армоцемент и легкие бетоны, высокопрочные и легкие сплавы, заклеенное стекло и пластмассы — целая палитра легких эффективных материалов, изделий и конструкций из них. Строительство экспериментальных зданий почти целиком из пластмасс или с преимущественным их использованием не только охватило многие виды уже известных конструктивных систем, но и породило новые, необычные для традиционного строительства формы. Причин такой популярности полимеров много: развитие технологий, повышение технологичности строительства, стремление к снижению массы и сочетанию конструктивных и эстетических качеств. Пластмассы — наиболее универсальный и «управляемый» материал.

Несмотря на надежды, которые питали почти полвека назад, пластмассы и полимерные композитные материалы не стали основным строительным материалом, основой ограждающих конструкций или наиболее популярным материалом отделки. Хотя они и используются весьма широко, но не столь заметны, как кирпич, бетон, стекло или ажурный металл. Они скрыты в толще армоцемента, лежат скромной прослойкой внутри триплекса, ими защищают уголки от разрушения, оклеивают стены и покрывают полы. Их роль велика, но занимаемое место может показаться несколько унизительным.

Мода на полимеры, то есть откровенно искусственные материалы, сменилась на рубеже веков тягой к природному, «органическому» окружению. Даже если излишняя натуральность оказывается разрушительной. Нельзя не упомянуть не знающие химических удобрений «органические» продукты питания, для выращивания которых требуется куда больше земли, чем для современного сельского хозяйства. И под поля сводят леса. Натуральные ароматические вещества в парфюмерии часто оказываются недостаточно чистыми и с большей вероятностью, чем искусственные эфирные масла, могут вызвать аллергию. Именно по этой причине все больше фирм сейчас предпочитают использовать синтетику — так безопаснее.

Тем не менее искусственность принято не любить, и небезосновательно. При появлении чего-то нового вначале всегда восхищают положительные свойства, а негативные последствия становятся известны лишь со временем. К примеру, жаропрочный асбест широко применялся долгие годы, пока не был запрещен как канцерогенный. Полимеры — сложные материалы, они обычно содержат множество компонентов, от соотношения которых зависят их свойства. Так, например, поливинилхлорид в зависимости от добавок может использоваться для изготовления прочного сайдинга или рам металлопластиковых окон либо для производства мягких «резиновых» детских игрушек. Понятно, что состав его будет разным. Для смягчения ПВХ в него добавляют пластификаторы, в частности фталатные, которые летучи и взаимодействуют со слюной. Очевидно, что такие «пищевые добавки» ребенку неполезны, поэтому несколько лет назад эти компоненты были запрещены. И мономеры винилхлорида не лучшим образом влияют на здоровье работников производств, а со знаменитыми диоксинами, образующимися при горении ПВХ, уже не один год борется «Гринпис». Токсичных компонентов становится все меньше, поскольку, по мере того как они становятся известны, их перестают использовать в производстве.

Широкое использование

Уже в 70-х годах прошлого века в строительстве и отделке применялось до четверти общего объема произведенных пластмасс и синтетических смол. Традиционные материалы, как правило, неспособны обеспечить необходимое в современных зданиях качество гидроизоляции, герметизации, теплоизоляции и отделки — чтобы постройка была недорогой и легкой. И тут на помощь приходят полимеры.

Из пластиков изготавливают как отдельные детали, так и целые дома. Только пока это единичные экспериментальные постройки, что объясняется в первую очередь высокой стоимостью высокопрочных пластмасс, недостаточной их пожаробезопасностью, возможной токсичностью и, разумеется, традициями. Поэтому пластики чаще сочетают с привычными материалами — железом, металлом, стеклом, бетоном.

Все разнообразие полимерных строительных материалов, изделий и элементов зданий разделяют на следующие группы: материалы для покрытия полов (рулонные, плиточные и составы для монолитных бесшовных конструкций); отделочные и конструкционные материалы; разнообразные профили и панели; мастики и клеи, тепло- и звукоизоляционные материалы; лаки и краски; трубы и сантехническое оборудование; элементы зданий и сооружений (например, панели навесных фасадов, световые фонари, окна и двери).

Варьируя состав полимера, можно получить материал с необходимыми свойствами. Это достигается по-разному: с помощью различных химических добавок или созданием композитных материалов. Учитывая, что полимеры можно сочетать с различными наполнителями, то существует множество композитов.

Полимеры армируют тончайшими стеклянными нитями, и тогда получается стеклопластик, он же фибергласс. В углепластике, называемом также карбоном, роль армирующего материала играет углеродное волокно. Такое армирование придает материалу высокую прочность: не зря из него делают корпуса легких гоночных машин и вертолетов. Иногда полимеры армируют шпоном — тогда получаются древеснослоистые пластики, или бумагой — с получением соответственно бумажно-слоистых пластиков. Искусственный камень кориан производства компании Dupont — смесь акриловой смолы и очищенных глин. Эта компания выпускает термоволокнистый пластик, который поглощает избыточное тепло в помещении и при понижении температуры отдает его.

Видов пластмасс, их сочетаний и материалов на основе полимеров существует множество. Они несут малозаметную службу, обеспечивая тепло, тишину, красоту и комфорт дома. Нередко полимеры приходят на смену природным или органическим материалам. Так появилась полимерная кровля взамен черепицы и металла, виниловый сайдинг взамен деревянной вагонки и даже синтетическая солома для крыш вместо природной.

Но как материал, играющий заметную — в первую очередь для зрителя — роль в «большой» архитектуре, пластики используются, пожалуй, только при создании тентов и различных светопрозрачных конструкций. Нет, без сомнения, в загородном строительстве широко применяются поликарбонаты, которые просто незаменимы при сооружении оранжерей, и виниловый сайдинг, способный облагородить любой дом, но их сфера применения обычно ограничивается бюджетными постройками. Хотя иногда архитекторы используют эти материалы для создания неожиданных эффектов, в особенности в деконструктивистской архитектуре.

Всемирная выставка в Брюсселе в 1958 году продемонстрировала все возможности пластика — для изготовления конструктивных элементов было израсходовано около 160 тыс. кв. м листов различного профиля и цвета. Казалось бы, пластиковая революция уже на пороге. Но в итоге она не произошла, точнее, была совсем не такой, какую можно было бы ожидать, наблюдая множество прототипов пластиково-металлических жилых домов. Полимеры проникли в строительство незаметно, став неотъемлемой частью любой постройки, а ярких зданий совсем немного.

Шедевры пластиковой архитектуры

Самым коммерчески успешным пластмассовым жилым домом был «Футуро», созданный в 1968 году финским архитектором Матти Суороненом. Дом представляет собой структуру из стеклопластиковой обшивки и промежуточного слоя из пенополиуретана. Его высота — до 4 метров, а диаметр — около 8. Толщина оболочки зависит от модели — летней или зимней. По форме сооружение — ну просто вылитая летающая тарелка, что и обеспечило большой успех сборному дому.

Все пластмассы, использованные при изготовлении «Футуро», отличаются стойкостью к старению, воздействию атмосферы, механической прочностью и повышенной огнестойкостью.

В доме есть общая комната, спальня, кухня, санузел. Все помещения отделены пластмассовыми перегородками. Окна «застеклены» двойными акриловыми листами. Объемистая оболочка дома позволила вместить множество помещений, а специально сконструированная мебель может менять свое назначение — служить кроватью или сиденьем. Здание отапливается как древнеримские виллы — по каналам в полу циркулирует теплый воздух, нагреваемый, правда, электричеством. В доме даже есть открытый камин! К сожалению, в середине 1970-х производство подобных домов было прекращено из-за нефтяного кризиса, взвинтившего цены на полимеры (которые, как известно, в основном делаются из нефти), и сейчас сохранилось от 60 до

100 построек, поэтому «Футуро» — желанное приобретение для коллекционеров. Ему посвящено множество статей, минимум одна книга и даже документальный фильм.

Полимеры находят широкое применение в пневматических сооружениях, когда купол оказывается буквально подвешенным в воздухе. Оболочки таких «воздушных замков» изготавливают из прочных синтетических материй (стекловолокна или полиэстера) с полимерным покрытием, не пропускающим воздух и защищающим от ультрафиолета (виниловая или тефлоновая пленки).

Устойчивость постройки обеспечивается либо подачей воздуха под оболочку, выполняющую и несущую, и ограждающую функцию одновременно, либо в каркас из наполняемых воздухом стержней, образующих скелет постройки. По первой технологии построено несколько стадионов, главным образом в США. Такие сооружения относительно дешево возводить, но из-за необходимости постоянного нагнетания воздуха их сложнее и дороже обслуживать.

Многочисленные тенты, разумеется, тоже делают из синтетических материалов. Намокающая парусина и тяжелый брезент давно остались в прошлом. Теперь используются полимерные ткани. Тенты могут быть любой формы и размера: от традиционных небольших палаток и элегантных многоугольников (это вариант для загородного дома) до таких гигантских, как «Купол тысячелетия» (Millenium Dome) Ричарда Роджерса в Лондоне. Это поистине циклопическое сооружение, купол диаметром 365 метров крепится к стометровым опорам и в самой высокой точке достигает высоты 50 метров! Материал купола — уже знакомое стекловолокно с тефлоновым покрытием. Куполами накрывают стадионы (в Мюнхене), выставочные залы (в Генуе) и даже аэропорт (в Денвере). Один из самых известных тентов — «Облако», висящее в проеме знаменитой парижской La Grande Arche, завершающей главную градостроительную ось Парижа в деловом районе Дефанс.

Сфера прозрачных и полупрозрачных сооружений тоже активно осваивается полимерными материалами. В первую очередь это акрил, из которого делают не только ванны, но и гигантские аквариумы.

Самое большое акриловое сооружение — это морской аквариум в берлинском здании с громким названием DomAquarée, представляющий собой гигантскую трубу, внутри которой лифт. Диаметр аквариума 11 метров, высота — 25, а объем — 900 тыс. литров! Из стекла такой изготовить невозможно. В проектировании здания принимал участие архитектор Сергей Чобан, который работает над рядом петербургских проектов, в том числе и над комплексом «Невская ратуша».

Неудивительно, что самые большие в мире оранжереи The Eden Project в Корнуолле (Британия) тоже покрыты полимерами. Панели изготовлены из ETFE, сополимера политетрафторэтилена с этиленом (близкого к тефлону), который легок и пропускает ультрафиолет. Кроме того, благодаря многослойной структуре они обеспечивают достаточную теплоизоляцию. Автор проекта — Николас Гримшоу.

The Water Cube, плавательный бассейн, построенный в Пекине для минувших Олимпийских игр, также покрыт «пузырями» ETFE. Кроме того, что это самое большое в мире сооружение из этого материала, оно еще и необычно устроено — идея структуры его оболочки почерпнута при наблюдениях за… пеной. В крыше здания используются семь типов многогранников, а в стенах — 15. Без современных компьютерных технологий собрать этот архитектурно-строительный пазл вряд ли бы удалось. Материал выбран из соображений не только оригинальности, но и экономии — лучшая теплоизоляция и светопроницаемость позволили почти на треть сократить расход энергии для функционирования здания.

Пластмассы приходят в архитектурную и строительную практику и как малозаметные, но необходимые элементы каждого дома, и как материалы, благодаря которым стало возможным создание уникальных и циклопических структур. Ведь и самые большие аквариумы, и гигантские купола, и самые большие оранжереи, и уникальный плавательный бассейн обязаны своим появлением легким, но очень прочным полимерным материалам.

Виктор ТРОПЧЕНКО, «Загородное обозрение»
Вся загородная недвижимость Ленинградской области