Являясь многофункциональным и универсальным материалом, сталь предлагает широкие возможности для достижения высокой архитектурной выразительности. При этом важную роль играет тщательная проработка конструктивной формы, поскольку она определяет основные технико-экономические характеристики быстровозводимых зданий и их внешний вид.
Под конструктивной формой понимается схема конструкции с обоснованно выбранными генеральными размерами, типами сечений элементов, решениями соединений и узлов, с продуманными технологическими особенностями изготовления, монтажа и эксплуатации. Несмотря на то, что выбор окончательной конструктивной формы, как правило, является прерогативой инженера-проектировщика, архитектор, безусловно, обязан на достаточном уровне владеть современным инструментарием построения несущих систем, обеспечивающих архитектурную форму, а также знать и уметь оценивать факторы, определяющие конструкцию и ее элементы.
Организация узлов также традиционно входит в зону ответственности инженера-проектировщика или изготовителя металлоконструкций, однако крепление визуально открытых конструкций и фасадных систем представляет намного больше интереса для архитектора, так как создает внутреннюю и внешнюю визуальную среду здания. В связи с этим очень важно, чтобы современный архитектор был знаком со всем многообразием прогрессивных конструктивных форм и элементов, методами их изготовления и монтажа. Общее повышение уровня знаний архитекторов о несущих конструкциях, в свою очередь, существенно влияет на уровень применения современных решений из стали и определяет дальнейшее направление развития архитектуры и проектирования в целом. Второстепенные стальные элементы каркаса, такие как фасадные системы, лестницы и т. п. также играют решающую роль в вырабатывании архитектурной и конструктивной формы здания, его технологических и стоимостных параметрах. Поэтому кроме информации об основных конструктивных элементах, данная публикация содержит материалы о лучших практических примерах применения второстепенных элементов и организации архитектурных узлов.
Основными характеристиками современных металлических конструкций являются:
Для этого, в частности, стальные элементы позволяют реализовать следующие приемы:
Желание подчеркнуть конструкцию здания своими корнями уходит в широкое применение железа, чугуна и стали в прошлом. Для достижения желаемого экономического эффекта и реализации практических решений архитектору необходимо базовое понимание эффективности всей конструкции в целом, а также ее работы под нагрузкой.
На возможность и уместность использования той или иной архитектурной детали, приема, сильное влияние оказывает конструктивная форма. В работе архитектора детали эволюционируют, проходя через логические этапы концепции, эскизного проектирования, технико-экономического обоснования и, наконец, доходя до стадии рабочего проектирования.
Этот путь эволюции здания от «макро» к «микро» через «мезо» уровни присущ всем техническим системам. К разработке концепции архитектор может подходить, имея только общее представление о ключевых элементах, особенностях здания и пожеланиях заказчика. Однако уже на этапе эскизного проектирования архитектор должен понимать, какая конструктивная схема будет наиболее приемлема для обеспечения задуманной архитектурной формы.
Окончательный вариант, который находит отображение в рабочей документации, формируется под влиянием конструктивных особенностей здания, а также экономических факторов и особенностей процессов изготовления, транспортировки и монтажа элементов. Одним из наглядных современных примеров достижения архитектурной выразительности за счет использования открытой конструктивной формы металлоконструкций можно назвать здание дистрибьюторского центра Renault Parts, построенное в 1982 году.
Сочетание различных типов конструктивных элементов – сжатых «мачт», консолей, шпренгельных балок и растянутых, предварительно напряженных оттяжек – проявилось в высоком уровне конструктивной и архитектурной сложности, создавая выраженную функциональность и эстетическую привлекательность. Архитектурная среда должна проектироваться с учетом фактора масштабности. Оценка всех уровней масштабности и принятие решений на каждом из них должны иметь комплексный системный подход. На макроуровне выражения – это комплексная градообразующая застройка, где стальные конструкции обеспечивают не только конструктивные формы быстровозводимых зданий, но и многочисленных объектов инфраструктуры – мостов, эстакад, галерей и переходов, создавая единый однородный облик города.
На мезоуровне конструктивная форма обеспечивает архитектуру быстровозводимых зданий и сооружений, привнося инструменты для максимального выражения и достижения функциональности. В масштабе микроуровня – стальные конструкции дают возможность формировать внутренний дизайн архитектурной среды, отдельные конструктивные элементы и формы. Поэтому архитектурная форма с правильно предопределенными пропорциями и конструктивной схемой будет органично вписываться как в крупном масштабе, так и в деталях.