MODERN COMPOSITE MATERIALS IN SMALL ARCHITECTURAL FORMS AND BUILDING DECORATION

Стремление создать экологичную городскую среду является одним из основополагающих требований, лежащих в основе градостроительной философии и современного зодчества. Современный город – это уже не только развитая социальная инфраструктура (школы, детские сады, развлекательные и досуговые центры и т.д.), но и высокая техническая оснащенность, реализуемая на возможностях 5G концепция – «умный город». Наличие закладываемого на этапе проектирования модернизационного потенциала предусматривается не только для зданий, инженерной инфраструктуры и улично-дорожной сети, но и для городских парковых ансамблей, скверов, детских площадок, зон отдыха для взрослых, зеленых буферных зон, и прочее. Одними из вариантов культурного и эстетического наполнения открытых пространств является включение в ландшафт малых архитектурных форм (рис. 1): скамейки, детские городки, горки, качели, беседки, навесы, вазоны, фонтаны, скульптуры, фонари уличного освещения и т.д. Крайне важными требованиями, предъявляемыми к ним, являются высокая надежность, вандалоустойчивость, технологичность обслуживания и ремонта, экономичность.

Информацию об истории развития малых архитектурных форм, как части городской среды в России с XVIII до начала XXI веков находит свое отражение в работах

[1]

,

[2]

. Изучая имеющиеся данные, можно отметить, что несмотря на то, что Великим мастерам прошлого был доступен достаточно широкий перечень материалов, возможности их по сравнению с днем настоящим были существенно ограничены. Сегодня материаловедческие и технологические возможности застройщиков потрясают своим разнообразием, а выбор строительных материалов многократно шире, нежели даже 50 лет назад. Характеристики современных материалов превосходят традиционно применяемые натуральные материалы не только по физико-механическим свойствам, но и по стойкости к воздействию окружающей среды, стойкости к механическим разрушениям, удобству монтажа, последующей эксплуатации и по целому ряду других параметров.

Рисунок 1 - Примеры вазонов и фонарей из стеклопластика

DOI:10.18454/mca.2023.39.2.1

Однако требования к современному городскому пространству не ограничиваются лишь только отмеченным выше. Очень важным оказывается требование высокой культурной и эстетической составляющих. И здесь ярким примером может служить Санкт-Петербург – Северная Пальмира и культурная столица России – город контрастов и возможностей.

Санкт-Петербург, город Великих Зодчих прошлого, по сути, представляя собой музей архитектуры, расположенный под открытым небом и сам по себе является памятником мировой культуры. Улицы и переулки исторического центра, не имеющего себе равного по площади и архитектурной насыщенности аналогов в Европе, не просто наполнены историей и культурой, но отражают в себе всю мощь и многогранность России.

Пожалуй, первым среди уникальных культурно-исторических памятников архитектурного и паркового искусства, связанных с основанием города, чье очарование во многом реализуется за счет применения малых архитектурных форм, является Летний сад. Настоящим украшением летнего сада являются 92 мраморные скульптуры, выполненные итальянскими мастерами конца XVII — начала XVIII веков. К сожалению, натуральный мрамор не вечен, и безжалостное время и погода заставляли «таять, как свечи» находящиеся под открытым небом шедевры. Однако начиная 2012 года в Летнем саду находятся не оригиналы, а копии скульптур

К сожалению, у города есть и другая часть – современная застройка – аляповатая (рис. 2), шаблонная и даже безвкусная (рис. 3). Жилые дома второй половины XX века еще старались сделать красивыми и запоминающимися, однако, современные застройки далеки от произведения искусства. На смену высокой эстетической составляющей пришел гипертрофированный прагматизм мегаполиса, в котором внимание горожанина привлекается не за счет художественной и культурной составляющих, а за счет грубого и даже агрессивного контраста.

Рисунок 2 - Фасад жилого комплекса в Ленинградской области

DOI:10.18454/mca.2023.39.2.2

Рисунок 3 - Фасад жилого комплекса спального района, Санкт-Петербург

DOI:10.18454/mca.2023.39.2.3

Однако в настоящее время на рынке жилого строительства есть и застройщики, которые стремятся реализовать не просто интересные проекты строительства жилых домов (рис. 4), но и по-особенному оформить пространство вокруг них, гармонично связав его с окружающими парками, зелеными и общественными зонами, дополнительно разнообразив и облагородив городскую среду. Создание уникального стиля и атмосферы становится возможным, в частности, и благодаря применению различных элементов декорирования фасадов, повторяющихся или получающих стилистическое развитие в элементах ландшафтного дизайна.

Рисунок 4 - Фасад современного жилого дома, Санкт-Петербург

DOI:10.18454/mca.2023.39.2.4

Такой подход к воплощению оригинальных и современных художественных технологий в средовом дизайне и декорировании фасадов требует не просто нового подхода к проектированию, но и подразумевает применение современных материалов.

Полимерные композиционные материалы относятся к наиболее перспективным современным материалам. Они обладают рядом преимуществ и с успехом используются для изготовления элементов декора и архитектурно-художественной составляющей дизайна среды, позволяя на новом уровне решать проблемы цветовых, световых, изобразительных форм, скульптурных объемов, и во многом решают задачи создания современного уникального архитектурного пространства. Использование современных материалов предоставляют конструкторам дизайнерам и маркетологам поистине широкие возможности для творчества и полета фантазии. Современные технологии производства строительных материалов нового поколения создают условия для замены и усовершенствования уже привычных и традиционных бетона и натурального камня, внося новизну в процесс создании художественного образа современной архитектурной среды

Так, архитектурный облик многих жилых проектов включает в себя жилые территории, парковые ансамбли, скверы, проезды, рекреационные зоны, улично-дорожную сеть и т.д. В каких то проектах они оформляются как отдельное решение со своей тематикой, а в каких то такие решения являются основанием или ключевым элементом своеобразной композиции, которая и является открытым архитектурным пространством, не имеющим стен или других явных ограждений, и, соответственно, находящихся под воздействием природных явлений, таких как дождь, ветер, снег и т.д. и т.п., которые, однако, существенно не влияют на функционирование данных пространств, не мешают обеспечивать, например, коммуникацию между общественной и жилой зонами, или формировать ландшафтные акценты, которые формируют облик и тематику жилого проекта, отличающего его от соседних

Сложность в проектировании таких пространств заключается в правильном учёте и комбинировании зачастую разнородных факторов: художественных особенностей зданий и сооружений, входящих в проект и примыкающих к нему; материалов и видовых поверхностей изготовленных из них объектов; объемно-пространственных архитектурных решений и ландшафтных особенностей местности. При этом все большее внимание уделяется эстетической составляющей, когда в малых архитектурных формах, в их декоративном и художественном оформлении по уровню оснащенности стараются максимально приблизиться к интерьерам окружающих зданий и сооружений, стремясь стереть границы между «‎закрытыми» и открытыми пространствами, и организовать единое решение для обеспечения комфортной жилой среды.

Чтобы создать такую среду в современном городском интерьере необходимо обладать особыми знаниями и опытом в области архитектурного дизайна, что находится на грани между градостроительным и объемным проектированием. Подготовка специалистов, обладающих указанными компетенциями, весьма непростая задача для застройщика. От архитектора и дизайнера требуется владение навыками работы с различными градостроительными пространствами. Они должны свободно владеть целым рядом художественных приемов и грамотно использовать их в планировочной организации участка, воплощая в жизнь оригинальные конструкции и формы ограждений, заполнений имеющегося пространства, уметь проектировать различные объекты городского дизайна и оборудования также как и элементы ландшафтной архитектуры

Мы легко можем найти в городских интерьерах нелепые малые архитектурные формы, неудобные места для отдыха, не отличающиеся высокой эстетикой изгороди и элементы благоустройства. Идея, которую они должны нести, не всегда ясна, а общее впечатление неоднозначно – задерживаться в таких местах совершенно не хочется, не говоря уже о том, чтобы там отдыхать, тем более с семьей и детьми. Иногда общее впечатление портят внешний вид и состояние элементов декора и благоустройства, которые вовремя не привели в порядок после зимнего периода или которые получили механические повреждения, например. Во время механизированной уборки. На основании отмеченного, для проектировщика можно сформулировать следующие, требующие учета и решения задачи:

а) уметь выразить средствами архитектуры и дизайна увлекательную идею и учесть облик соседних пространств;

б) уметь использовать различные художественные приемы для соединения различных функциональных пространств, их гармонизации, уметь соединять отдельные элементы порой непростых для использования земельных участков застройщика, чтобы выгодно выделить это для будущих клиентов и сделать среду проживания более комфортной

в) знать и уметь применять новые материалы в проектировании и строительстве элементов благоустройства и малых архитектурных форм, которые могли бы дольше сохранять свою первоначальную форму и цвет, и быть менее подвержены старению и разрушению.

Что важно для жителя в общем облике открытого комплексного пространства, которое соединяет внутренний интерьер жилого здания и зону с какой-то другой функцией, например: коммуникация, торговля, отдых?

Это несомненно предметное наполнение и материал, из которого выполнены все элементы, формирующие данную функциональную зону от организации водостока до приемов освещения.

Важную роль в создании необходимой идеи, настроения и связи средового пространства и жилой зоны играет архитектурное оформление фасадов зданий, их декорирование с помощью всевозможных деталей, таких как маскароны, декоративные рельефные панно (барельефы), колонны, портики, розетки и т.д.

Стеклофибробетон, полимербетон, пенопласт (полистирол), стеклопластик – все это материалы, которые могут быть использованы для изготовления декоративных элементов фасада, таких как барельефы, колонны, балясины, розетки, карнизы, филёнки, пилястры и т.д., а также для изготовления скульптур (рис. 5), вазонов, садово-парковых светильников, малых архитектурных форм

[7]

. Перечисленные материалы (за исключением полистирола) представляют собой полимерную матрицу (органической или неорганической природы), которая армируется в зависимости от целей применения материала самыми разнообразными наполнителями. Матрица выполняет функцию связующего звена, тогда как армирование обеспечивает необходимые физические параметры

[8]

.

Рисунок 5 - Элементы декора из стеклопластика

DOI:10.18454/mca.2023.39.2.5

Из всего перечисленного выше в контексте проблематики статьи отдельно хочется выделить именно стеклопластики в связи со следующими такими их достоинствами, как:

- высокая, сравнимая с металлами, прочность;

- малый вес (удельный вес: стеклопластик - 1,8 г/см. куб., алюминий А97- 2,71 г/см. куб., сталь - 7,8 г/см. куб.);

- высокая химическая и УФ-стойкость;

- вандалоустойчивость, возможность ремонта и восстановления без необходимости демонтажа или проведения длительных и дорогостоящих мероприятий;

- температурный режим эксплуатации: от -50°С до +50°С;

- относительно хорошая огнестойкость (ТГ, Г1), низкое выделение дыма (Д1..Д2) и токсичных веществ (Т2), самозатухание;

- возможность окрашивания в любой цвет и оттенок как поверхностно, так и в массе;

- возможность монтажа в стесненных условиях;

- возможность использования при реконструкции исторических зданий, когда есть ограничения по нагрузке на их несущие конструкции;

- возможность реализации различных визуальных эффектов на поверхности и ее структуры.

Все перечисленное выше позволяет говорить о стеклопластиках, как о весьма перспективном конструкционном материале, который способен удовлетворить все требования, предъявляемые к материалам для изготовления малых архитектурных форм, элементов благоустройства и декора зданий: выдерживать необходимые нагрузки, иметь практически бесконечный жизненный цикл, обладать самоочищающимися свойствами, вандалоустойчивостью, высокими прочностью и несущей способностью, хорошими огне-, озоно- и морозостойкость, низкими плотностью и влагопоглощением и т.д.

Все эти замечательные свойства позволяют использовать стеклопластики для изготовления:

1. Скульптур, которые превосходят скульптуры из бетона по целому ряду критериев:

- Относительно небольшая плотность и возможность изготовления тонкостенных объектов делают скульптуры из стеклопластика несопоставимо легкими;

- Фигуры из стеклопластика значительно дешевле скульптур из природного камня. Прекрасно имитируют бронзу, мрамор, гранит – по внешнему виду очень сложно распознать отличия;

- При изготовлении статуй из бетона технически невозможно добиться высокой детализации. Скульптуры из стеклопластика можно изготовить со 100%-ным портретным сходством;

- Скульптуры из стеклопластика не нуждаются в специальном уходе. Зимой скульптуры не надо заносить в помещение. Они хорошо переносят перепады температур и атмосферные осадки;

- Стеклопластик долговечен. Обладает антивандальными свойствами. Благодаря низкой пористости материала устойчив к образованию трещин и сколов. Не разрушается и не темнеет;

- Краску на бетоне приходится постоянно обновлять. Стеклопластик может быть окрашен «в массе», что делает его невосприимчивым к влаге и прочим негативным воздействиям окружающей среды;

- Высокая стойкость к любым погодным условиям и действию моющих средств;

- Огнестойкость, класс Г1;

- Окраска в «массе» возможна в любой цвет или стилизация под металл, камень и т.д.;

- Высокая стойкость к коррозии и ультрафиолету;

2. Вазонов и малых архитектурных форм, которые в 1,5 раза легче гипсовых аналогов;

3. Декоративных садово-парковых светильников, которые в 4 раза легче и в 5 раз дешевле чугунного аналога;

4. Декоративных элементов отделки зданий, которые выполняются из огнестойкого (класс Г1) стеклопластика по технологии свободного литья и «напыляемого камня». Возможна стилизация под гипс, камень и т.д

Изделия из стеклопластиков обладают по истине уникальными свойствами, однако, у стеклопластиков есть и свои особенности, к которым следует отнести два следующих фактора, требующих учета

Во-первых, применение стеклопластика для производства уникальных, дизайнерских малых архитектурных форм для средовых пространств, изготовления элементов благоустройства и декорирования фасадов дороже, чем привычные традиционные материалы. Это является достаточно существенным, но по большей мере, психологическим фактором, который оказывает сдерживающее влияние на выбор стеклопластиков в качестве материала для изготовления таких элементов.

Действительно, при сравнении цены стеклопластиков со стеклофибробетоном и полимербетоном, последние оказываются в ощутимо более выигрышном положении. Однако при выполнении технико-экономического обоснования, рассматривая задачу использования материала и изделий на его основе комплексно и с учетом конструктивных особенностей

Так, существенная экономия на этапе строительно-монтажных работ достигается за счет их более высокой технологичности: установка декоративных материалов занимает меньше времени и не требует привлечения специальной техники. По сравнению с другими материалами, стеклопластики дополнительно позволяют не только снизить нагрузку на конструктивные элементы здания и фундаменты малых архитектурных форм (за счет возможности изготовления тонкостенных формованных элементов), но и снизить транспортные расходы при доставке их к месту монтажа.

Рисунок 6 - Урны из бетона и стеклопластика

DOI:10.18454/mca.2023.39.2.7

Немаловажным оказывается и такое свойство стеклопластиков, как высокая стойкость к образованию трещин и сколов, что сводит к минимуму повреждения при транспортировке, а кроме того, позволяет изготавливать вандалоустойчивые и ремонтопригодные конструкции, удобные при длительной эксплуатации на открытом воздухе (рис. 6), так как они не требуют ежегодной покраски и ремонта, легко моются и даже самоочищаются

[12]

.

Подводя итог можно отметить, что стеклопластики относятся к конструкционным материалам, применение которых для изготовления малых архитектурных форм, элементов благоустройства при оформлении открытых архитектурных пространств, а также в декорировании фасадов современных зданий весьма перспективно. Они могут быть с успехом применены для замены таких традиционных материалов, как бетон и фибробетон, ни в чем им не уступая, а по некоторым параметрам даже превосходя их. Так, стеклопластик, обладая небольшой массой и высокой прочностью позволяет осуществлять монтажные работы в более короткие сроки; высокая механическая прочность обеспечивает минимизацию потерь, связанных с появлением на изделиях сколов и трещин; высокая химическая и атмосферная стойкости гарантируют продолжительный срок службы, а способность самоочищаться – технологичное обслуживание и т.д. Уникальные свойства стеклопластиков выгодно выделяют их из общего ряда материалов, которые используются в капитальном строительстве.