Стальные конструкции - столетие каркасного строительства из стали

Среди наиболее значительных немецких решетчатых сооружений 50-х годов имеется несколько, в которых успешно был приме­нен стальной каркас. Строительство зданий акционерного общества «Континенталь Гуммиверк» в Ганновере архитектора Цинсера в 1952 г. привлекло междуна­родное внимание. Архитектор сумел избе­жать монотонности, присущей решетчатой схеме, дифференцированным формиро­ванием верхних завершающих частей зда­ний. По внешнему виду зданий нельзя уве­ренно определить, какой каркас в них применен — стальной или железобетонный.

Уже в середине 50-х годов стало весьма заметным все возрастающее пресыщение решетчатой схемой. Поиски архитекторов шли в двух направлениях: подчеркнуто структурной пластичной проработки фа­сада или моделирования всего строительно­го объема, например в административном здании главной фабрики красок с буме-рангообразным планом Г. Вебера. Этот способ планировки — веретенообразной, обтекаемой формы, шестиугольной в пла­не и т. д. — получил тогда распространение во многих странах: неосуществленный проект «Бэкбей-центр» в Бостоне архитекто­ра   Гропиуса, высотный дом Пирелли  в Милане, конкурс на проект высотного дома в Дюссельдорфе. Другим решением было возвращение к плоскостной сплошной облицовке фасадов, выполненной в боль­шинстве случаев в кирпичной или кера­мической кладке, как, например, в здании калийной фабрики со стальным каркасом в Ганновере, выстроенном в 1951 г. Ровная кирпичная облицовка позволяет видеть каркасную структуру лишь в стройности оконных стоек, обеспечивающей более сильное воздействие по сравнению с бес­покойной сеткой решетчатого фасада. Однако эти усилия не имели продол­жительного успеха. В конце 50-х годов проявилось тяготение к стилю «стена-экран» или навесной стены из стекла и металла, которая к тому времени завоевала приз­нание в США и начала проникать во все страны. Этот стиль нельзя безоговорочно считать импортируемым из США, он имеет и европейскую линию развития, в которой постепенно осуществлялся переход от обыч­ного заполнения несущего сетчатого кар­каса к фасаду-экрану. Решетка фасада была взломана и расширена, вертикальное членение несущих колонн ограничено. Расширяющиеся простенки, подоконные участки стен и окна заполнялись материала­ми, применяемыми в наружных стенах мно­гоэтажных зданий, — металлом и стеклом, деревом и стеклом или другими комбина­циями, как, например, уже в 1931 г. в «Ме­зон Кларте». Ле Корбюзье в 1932 г. зданием «Сите де Рефюж» в Париже предвосхитил будущее направление; вертикальные эле­менты отступили за фасад, от несущего кар­каса остались видными лишь полосы пере­крытий; фасадные элементы превращены в горизонтальные полосы. Все это было преддверием нового стиля с применением навесных стен, при котором несущий каркас полностью скрыт навесным фасадом. При­менение навесных стен означало новый пе­риод в развитии каркасного строительства. Однако навесная стена — не единственная возможность развития, она представляет со­бой только дальнейший шаг в расширении конструктивных и творческих возмож­ностей архитектуры.

Применение навесных стен в первое время означало только новшество, тогда как стальной каркас получил международ­ное признание. Первые полностью изго­товленные из металла фасады для много­этажного здания с железобетонным кар­касом были применены в Париже уже в 1949 г. председателем строительной феде­рации Жаном Пруве, гениальным конструк­тором, которому строительство с приме­нением стальных конструкций обязано многими важными предложениями и нов­шествами.

Международная архитектура стальных конструкций. Навесные стены (1945—1960 гг.)

Начало международной архитектуре зданий со стальными конструкциями было положено Людвигом Мис ван дер Роэ в Чикаго. Став в 1938 г. руководителем ар­хитектурного факультета Иллинойского технологического института, он разработал за время своей 20-летней преподаватель­ской деятельности план застройки тер­ритории института и осуществил наибо­лее важные части этого плана. Основу плана зданий составляла квадратная модульная сетка; ее организующее начало и основной шаг 7,2 м были закреплены в конструкции стального каркаса, которая своей темной окраской резко выделялась на фоне остек­ления и светлой кирпичной кладки глухих стеновых поверхностей.

Конструктивная система не была жестко регламентированной, в большинстве случаев несущие каркасы зданий соответствовали функциональным требованиям и изменяю­щемуся характеру строений: двух- и трех­этажных зданий, комбинированных учебных и зальных помещений, образующих боль­шие объемы. Каждая структурная деталь (решения углов, окон, узловых соединений) скрупулезно проработана и оформлена. Если бы Мис ван дер Роэ не выстроил ниче­го другого, кроме комплекса технологи­ческого института, то уже этим он вложил бы краеугольный камень в архитектуру и строительство городских сооружений на­шего столетия, в историю стальных каркас­ных зданий.

Влияние Мис ван дер Роэ на междуна­родную архитектуру значительно воз­росло после того, как им была развита новая структурная концепция для высотных домов. Архитектура небоскребов из ме­талла была значительно сложнее, чем ар­хитектура низких институтских зданий, так как задача огнезащитной облицовки не бы­ла решена. Может быть, это и послужило причиной того, что Мис ван дер Роэ в первом высотном жилом доме «Промон-тори» в Чикаго (1948 г.) решился на железо­бетонный вариант. Видимые железобетон­ные элементы здесь сокращены до тонких выступающих колонн в сочетании с широки­ми втопленными линиями подоконных элементов стен; уменьшение колонн короб­чатого сечения ступенями по высоте соот­ветствует снижению нагрузки.

Гораздо более сильное впечатление производил проект двух высотных жилых домов Мис ван дер Роэ на Лейк-Шор-Драйв в Чикаго (1949—1950 гг.). В плане оба зда­ния имеют классические пропорции (3:5), несущие колонны стального каркаса уста­новлены по квадратной сетке с шагом 6,4 м. Стальной каркас выявлен искусным приемом: колонны из широкополочных двутавров обетонированы до квадратного сечения,   которое в свою очередь охвачено оцинкованными и сварЕННыми между собой стальными листами. Они не только образуют металлическую облицовку, но и дополнительно повышают жесткость сталь­ного каркаса и уменьшают колебания зда­ния при ветровой нагрузке. Торцы перекры­тий также обшиты стальными листами. Основная структура фасадной плоскости закрыта выступающей вперед системой вертикального членения с второстепенными колоннами, проходящими через все верхние этажи. Четыре второстепенные колонны приходятся на одну основную колонну; их интервал 1,6 м является модулем, опре­деляющим ширину окон и ритм простенков. Второстепенные колонны оставлены без огнезащитной оболочки, так как они не несут нагрузки и стоят за пределами фаса­да; они воспринимают только ветровое давление и служат для укрепления алюми­ниевых профилей, которые окаймляют глухое остекление.

Структурная логика системы легко воспринимается. В цокольном этаже остек­ление вестибюля несколько отступает назад, колонны, облицованные листовой сталью, выдаются вперед и вся несущая структура представляется объемной. В ниж­ней части фасада также отчетливо читается двутавровый профиль второстепенных колонн. Перспективная композиция при­дает   зданию   еще  более   величественное впечатление, хотя оно не имеет ни обычного деления на несколько зон, ни завершающе­го парапета. Корпус здания строго соответ­ствует его функциональному назначению. Размер окон и шаг второстепенных колонн соответствуют масштабам человека. Соотно­шение длины, ширины и высоты, как всегда у Мис ван дер Роэ, тщательно уравновешено так же, как и расположение корпусов под прямым углом друг к другу. Эта деталь дает богатый эффект: с какого бы места не рассматривалась группа зданий, всегда одна боковая плоскость выглядит укорочен­ной, так что выступающие двутавровые профили окон скрываются и сливаются в одну плоскость. При всей прозрачности решений каркасного строительства сохра­няется и телесность строительного объема.

Какое умственное напряжение, какая многолетняя интенсивная работа были необходимы для возникновения новой ар­хитектуры каркасных зданий в подлинном смысле этого слова!

Коротко рассмотрим, как Мис ван дер Роэ искал решение фасадов в своих более поздних высотных домах на озере Мичиган.

Уже опыт возведения первых зданий показал, что недостаточная точность установки второстепенных колонн на высо­ту более 20 этажей легко заметна на глаз и нарушает стройность фасада. Можно было бы устранить этот недостаток путем устрой­ства стыков во второстепенных колоннах в уровне перекрытий, выделяя эти стыки листовыми прокладками в каждом этаже и прерывая таким образом сплошную линию колонн. Смещения колонн при таком реше­нии были бы едва заметны. Кроме того, на фасадах получалась переменная ширина окон, так как каждая четвертая или пятая колонна фасада совпадала с основной, более широкой стальной колонной; поэтому про­стенок с обеих сторон несущей колонны должен быть уже чем простенки между средними окнами фасада. В жилых комп­лексах «Комонуэлс променад апартментс» и «Эспланад апартментс» постройки 1953 — 1956 гг. Мис ван дер Роэ сохранил строгую рядность двутавровых фасадных стоек, но сделал все окна одинаково широ­кими, установив несущие конструкции на расстоянии примерно 30 см позади фаса­да и проведя в образовавшемся проме­жутке обогревающие трубопроводы. Усо­вершенствованная Мис ван дер Роэ система стального фасада скрывала и железобетон­ные несущие конструкции.

Навесная стена представляет собой легкую стеновую конструкцию, укреплен­ную перед несущим каркасом и состоящую из заранее заготовленных, унифицирован­ных элементов высотой в один этаж или более, которые выполняют все функции наружного ограждения. Преимущества этой системы очевидны: выигрыш в объеме помещения, уменьшение веса здания, уско­рение    и    рационализация    строительного процесса и не в последнюю очередь парад­ность и блеск, который исходит от стекла и металла, создавая впечатление современ­ного решения фасадов. Закономерность и высокая архитектоничность металличес­ких фасадов Мис ван дер Роэ служат если не образцом, то мерилом для лучших ре­шений высотных зданий.

Однако жилые дома на Лейк-Шор-Драйв и комплекса «Комонуэлс» представ­ляют с конструктивной точки зрения лишь небольшой шаг в развитии идеи навесных стен. В США, так же как и в Европе, при­менение навесных стен имело свои этапы развития. Можно было бы назвать различ­ные переходные стадии, например плоский фасад из алюминия и стекла с хорошими пропорциями «Эквитейбл-билдинг» в Портленде (штат Орегон) (архит. П. Бел-луши, 1948 г.).

Американскими высотными домами, с которых началась эра применения навес­ных стен, были «Алкоа-билдинг» в Пит-тсбурге архитекторов Гаррисона и Абрамо-вица и «Левер-хауз» в Нью-Йорке архитек­торов Скидмора, Оуингса и Мерилла. Оба здания выстроены примерно одновремен­но вскоре после зданий на Лейк-Шор-Драйв. В конструкции стального каркаса высотного дома «Алкоа» впервые применены ме­таллические крупные панели перекрытий и, таким образом, создана чисто металличес­кая конструкция здания. фасад здания «Алкоа» представляет со­бой прототип панельного способа строитель­ства: в нем применены панели высотой в один этаж из алюминиевого листа, имеюще­го для жесткости по краям профилиро­ванную окантовку, которая одновременно служит для соединения элементов друг с другом и для прикрепления их к металли­ческому каркасу. Плоскость панели разделе­на на два поля, каждому из которых прида­на дополнительная жесткость выштампов-кой плоской пирамиды, сопоставимой с ис­торическим «алмазным рустом» облицовок из натурального камня с той лишь разницей, что грани здесь значительно больше и имеют вогнутую форму вместо выпуклой. В верхней половине фасадного элемента проходит тисненая грань над поворотными окнами в профилированном обрамлении, причем окна открываются пневматически только для очистки. Идея навесных стен здесь еще не завершена; во-первых, не все поле несуще­го каркаса заполнено унифицированными элементами, перед колоннами вставлены дополнительные элементы в виде отдельных узких полос; во-вторых, за лицевыми пане­лями устроены дополнительные огнезащит­ные стены путем нанесения торкретировани­ем на металлическую сетку легкого бетона. Но все-таки в здании «Алкоа» впервые при­менены навесные стены.

С технической стороны способ строи­тельства из алюминиевых панелей является вполне удачным способом: он сравни­тельно прост и экономичен, лишен сложной проблемы заделки швов, упругая окантовка из листового металла выравнивает темпера­турные колебания и неточности размеров.

В последующих строениях в США скоро выяснилось, что удобный способ придавать нужную форму листам алюминия привел к формалистическому приему, который низво­дил фасады небоскребов до незначитель­ности парфюмерной упаковки. С «Алкоа-билдинг» уже началась оппозиция против строгих форм — та декоративно-фольк­лорная модная волна, которую последова­тели Мис ван дер Роз назвали «развлека­тельной архитектурой».

В «Левер-билдинг» в Нью-Йорке появился впервые другой тип навесной стены — «рееч­ный способ строительства». Фасадные метал­лические детали уменьшены до изящной сетки из реек; в остальном же весь фасад состоит из стекла. Такая элегантная конст­рукция стала возможной потому, что в этом решении кладка из шлаковых камней и стек­лянных блоков выполняла одновременно теплозащитные и огнезащитные функции. Колонны несущего каркаса поставлены так далеко позади стекла, что днем они едва видны. Ночью, когда мелко расчлененный, стремящийся ввысь корпус из стекла как по мановению волшебной палочки превра­щается в сочетание световых полос — несу­щая структура становится прозрачной. В конструктивной проработке, в структурной четкости «Левер-билдинг» несколько уступает жилым домам Мис ван дер Роэ в Чикаго, что же касается архитектонического качества, то сам Мис ван дер Роэ предложил для сравнения построенный им в 1955— 1957   гг.   «Сигрэм-билдинг»  в  Нью-Йорке.

Этот небоскреб очень ценится как знаме­нитейшее сооружение Мис ван дер Роэ, более совершенное, чем здания на Лейк-Шор-Драйв. Высота здания почти удвоена, верти­кальность усилена с помощью узких рядов двутавровых второстепенных стоек. Особый оттенок благородства сооружение получает благодаря тому, что в трех верхних этажах отсутствует остекление, и второстепенные стойки выступают перед сплошной метал­лической поверхностью, которая производит впечатление венчающей диадемы. Отличие здания «Сигрэм» становится особенно за­метным благодаря осесимметричному при­земистому зданию, расположенному перед высотной частью, — неслыханное расточи­тельство площади для Нью-Йорка — и, ко­нечно, благодаря знаменитому бронзирован­ному фасаду.

В здании «Левер-билдинг» фасад тоже выполнен из благородного материала — все реечное покрытие из нержавеющей стали. В основании его также расположено боль­шое приземистое здание, но оно не выд­винуто вперед к улице, а находится под высотной частью, которая как бы оторвана от него и стоит на открытых колоннах. Приземистый корпус вдвинут под высоко­стоящий высотный корпус, который кажется парящим в воздухе. «Левер-билдинг» имеет скромный вид, который вполне отвечает назначению здания, рассчитанного на 25 лет эксплуатации.

«Левер-билдинг» и «Сигрэм-билдинг» обязаны в значительной мере своим сверкаю­щим первоначальным впечатлением конт­расту с низкой окружающей застройкой того времени. Уже через пять лет оба этих здания терялись среди ряда новых, вырос­ших вдоль Пятой авеню, зданий из металла и стекла. Устройство навесных стен было все еще трудоемким методом строительства, который требовал высокой степени совершен­ства в пропорциях, рельефе и материале и предоставлял относительно ограниченные выразительные возможности.

Американские архитекторы успешно комбинировали и совершенствовали элемен­ты каркасного и панельного способов строи­тельства, а также реечную систему Мис ван дер Роэ. Так, например, в «Левер-билдинг» применение каркасного заполнения стен привело к невыразительному однообразному рисунку вертикальных и горизонтальных элементов. Опытный архитектор должен был уже при одной мысли о стекающей воде почувствовать несовершенство выступающих горизонтальных уступов. В очень элегантной навесной стене здания главного управления компании «Пепси Кола» в Нью-Йорке пред­ставлена удачная комбинация сетчатого фа­сада Мис ван дер Роэ с гладкими подоконны­ми плитами из алюминия. Привлекателен также изысканный фасад Федерального бан­ка в Сан-Франциско с подчеркнутыми вер­тикалями из нержавеющей стали, ритми­ческим рядом оконных импостов, имеющих повторяющийся через этаж рисунок, что создает  тонкую  диагональную  структуру.

Когда навесная стена около 1955 г. проникла в Европу и быстро распространи­лась в ней, она уже не имела прежних тех­нических недостатков и была конструктив­но улучшена и обогащена различными ком­бинациями материалов и профилей. Вот только некоторые, произвольно отобранные примеры: отличный панельный способ строительства, предложенный Жаном Пруве совместно с фирмой «Штудал и Ц.И.Т.М.» в Париже, со стеновыми элементами высотой в один этаж, встроенным глухим остеклени­ем и вертикально или горизонтально раздвижными створками. Внутренний и наруж­ный слои панелей из алюминиевых листов с деревянным обрамлением; жесткость стено­вых панелей обеспечена с помощью распо­ложенных между листами рам из стального профиля, которые одновременно служат для соединения панелей; пространство меж­ду связями заполнено пенистым теплоизо­ляционным материалом. Система членений фасада здания главного управления фирмы «Пепси Кола» — вертикальные стержни с гладкими подоконными вставками — была соединена с помощью горизонтальных стер­жней с каменной кладкой. В торговом доме Хортена в Дюссельдорфе эта система проявилась уже как настоящая навесная стена; то же мы видим в конторских зданиях фир­мы «Декель и Осрам» в Мюнхене .

Развитие навесных стен не способство­вало распространению в Европе метал­лических конструкций. Навесные стены сочетались и с железобетонным каркасом, который в Европе преобладал. Этому содей­ствовала сложившаяся практика ставить не­сущие колонны позади фасада, чтобы сде­лать его прозрачным и полностью незави­симым от каркаса. Так, например, в здании ратуши А. Якобсена висячая стена подвеше­на к консольным плитам железобетонных перекрытий. Так же устроен несущий каркас коммерческого банка в Дюссельдорфе с той лишь разницей, что железобетонные консоли выступают наружу в открытый цокольный этаж. В обоих зданиях ветро­вые усилия передаются на массивные ядра жесткости лестничных клеток.

Желание совместить прозрачность и точность навесных фасадов из стекла и ме­талла с каркасными конструкциями было ос­ложнено необходимостью выбора материала для каркаса. Поучительно сравнение двух огромных сооружений, в которых была сдела­на попытка освободить продольный фасад от присоединения к каркасу, что делалось также с целью свободной планировки поме­щений и выявления несущих конструкций.

В высотном доме Пирелли в Милане, пост­роенном в 1955—1957 гг, Гио Понти при участии П. Л. Нерви, перекрытия в сред­ней части веретенообразного, заостренного по концам плана имели необычный пролет 20 м; для обеспечения жесткости были использованы предварительно-напряженные железобетонные рамные конструкции. Мас­сивные поперечные стеновые диски сильно сужены вверху и разделены внизу на две несущие опоры, вырисовываясь на фасаде, и даже специалисты не сразу различают • этом облике несущую систему.

Административное здание «Кэсс Сант-рал д'Алокасьон Фамильял» в Париже, по­строенное в 1955—1958 гг. архитекторами Лопецом и Реби и инженером Паско, имеет стальной каркас в виде многоэтажных рам, у которых мощные ригели пролетом 9 м имеют на концах консоли по 5,5 м; крайние ригели вынесены на торцовые фасады. Навес­ная стена продольной стороны подвешена к верхнему ряду консолей и последовательно проходит мимо всех перекрытий . Чередование высоких подоконных полос с заполнением из полистирола и узких окон­ных лент, которые, обегая здание кругом, объединяют его в одно целое, и синкопически смещенные стержневые элементы придают фасаду особую ритмическую привлекатель­ность и контрастный эффект как днем, так и ночью.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6