3D-панели и параметрические фасады из стеклофибробетона

3D-панели фасадные — это облицовочные элементы с объёмным рельефом: волны, грани, пирамидальные и криволинейные поверхности, которые меняют рисунок фасада в зависимости от освещения. В сочетании с цифровым проектированием из них собирают параметрические фасады, где каждая панель может отличаться от соседней по форме.

Стеклофибробетон подходит для таких задач, потому что это формуемый материал: смесь повторяет любую поверхность формы, а тонкая армированная оболочка сохраняет малый вес при глубоком рельефе. Главный критерий выбора — сколько уникальных форм потребует проект: от этого зависят сроки и стоимость больше, чем от площади.

Решение интересно архитекторам и девелоперам, которые хотят выразительный фасад с классом горючести НГ. Базовые сведения о материале — в разделе Стеклофибробетон: материал и технология.

Параметрический фасад — это фасад, геометрия которого задаётся не рисованием каждого элемента, а алгоритмом с набором параметров: шаг сетки, угол поворота граней, глубина рельефа, плавный переход от одного типа модуля к другому. Меняя параметры, архитектор получает десятки вариантов облика за минуты и может привязать форму к функциональным данным — инсоляции, видам из окон, ветру.

На практике параметрический подход применяют в трёх формах:

• повторяющийся модуль с вариацией — один-три типа панелей, развёрнутые по разным правилам;

• градиент — рельеф плавно усиливается или ослабевает по высоте или длине фасада;

• полностью уникальная поверхность — каждый элемент индивидуален, как в криволинейных оболочках.

Чем ближе проект к третьему варианту, тем сложнее и дороже его реализация, поэтому инженерная задача — сохранить визуальный эффект при минимуме уникальных форм.

Для стеклофибробетона параметрика особенно органична: материал не требует механической обработки, форма задаётся поверхностью матрицы. То, что в металле потребовало бы гибки и сварки, а в камне — фрезеровки из массива, в СФБ получается одной отливкой. Ограничение одно — стоимость форм, поэтому проектировщик заранее думает, какие элементы можно сделать одинаковыми.

Проектирование объёмных фасадных панелей начинается с цифровой модели фасада. На этом этапе решают:

1. Рационализацию — поверхность разбивают на панели так, чтобы число типоразмеров было минимальным, а швы совпадали с логикой рисунка.

2. Технологичность — проверяют уклоны для распалубки, минимальные радиусы, отсутствие поднутрений, толщину в выступах.

3. Крепление — определяют места закладных и связь с подсистемой, учитывая, что центр тяжести рельефной панели смещён.

4. Визуализацию — рендеры и фрагменты фасада в свете разных часов и сезонов.

У Техноформы проектный отдел — 12 проектировщиков во главе с двумя архитекторами, работают также 3D-визуализаторы. Это позволяет прорабатывать сложную геометрию до запуска форм в производство.

Типичные ошибки на этом этапе — слишком острые кромки, которые скалываются при распалубке и транспортировке, и тонкие выступающие детали без достаточного армирования. Рекомендуется скруглять рёбра малым радиусом, выдерживать уклоны стенок и проверять, как рельеф будет выглядеть в косом свете: на 3D-фасаде тени становятся главным выразительным средством, и слишком мелкий рельеф на высоте просто не читается.

Результат проектирования — рабочая документация с раскладкой, маркировкой панелей, узлами крепления и чертежами каждого типа изделия, по которым изготавливаются мастер-модели.

Производство сложной геометрии из СФБ держится на формах. По цифровой модели изготавливают мастер-модель, а с неё — рабочую форму: жёсткую (для простых граней) или эластичную силиконовую (для рельефа с поднутрениями и фактурой). Компания делает модели и формы в собственных формовочных цехах, что сокращает цепочку согласований между проектом и производством.

Смесь наносят методом напыления или заливки. Напыление даёт более высокую долю волокна и тонкую оболочку, что важно для крупных 3D-панелей; заливка удобна для небольших элементов с мелким рельефом. После набора прочности изделие распалубливают, проверяют геометрию и поверхность. Контроль качества ведётся на каждом этапе.

По данным компании, мощность производства СФБ — более 20 000 м² в месяц.

Монтаж 3D-панелей сложнее, чем плоской облицовки. Каждая панель имеет свою маркировку и место на фасаде по монтажной схеме; неправильная установка одного элемента ломает рисунок. Смещённый центр тяжести учитывается в конструкции кронштейнов, а регулировка по трём осям позволяет выставить поверхность без ступенек в швах.

Порядок работ стандартный для навесного фасада: разметка и геодезия, монтаж кронштейнов и подсистемы, утепление, навеска панелей, контроль швов. Собственная монтажная структура Техноформы — более 100 специалистов — выполняет весь цикл: подсистема, утеплитель, монтаж панелей.

Для панелей сложной формы большое значение имеет упаковка и логистика: рельефные элементы перевозят в индивидуальных кассетах или с прокладками, чтобы не повредить выступы. На площадке их складируют по порядку монтажа. Склады компании расположены от Новороссийска и Махачкалы до Новосибирска и Екатеринбурга, что упрощает доставку на объекты в разных регионах.

После монтажа проверяют плоскости и линии рисунка, при необходимости выполняют локальный ремонт сколов ремонтными составами в цвет изделия и наносят гидрофобизирующую пропитку.

Объёмные фасадные панели из СФБ применяют:

• на входных группах и первых этажах, где фасад рассматривают с близкого расстояния;

• на торцах жилых домов как крупный графический элемент;

• на бизнес-центрах и торговых зданиях для узнаваемого облика;

• на общественных зданиях — театрах, музеях, университетах, где важна пластика;

• в виде солнцезащитных экранов и перфорированных решёток перед остеклением.

Во многих случаях достаточно двух-трёх типов модулей, развёрнутых по разным правилам, чтобы получить эффект сложной поверхности.

Если бюджет ограничен, параметрический эффект создают комбинацией: плоская облицовка по основной площади и объёмные панели на главном фасаде или отдельных зонах. Так же работает приём с поворотом одинаковых модулей на 90 или 180 градусов — одна форма даёт несколько вариантов рисунка.

Из объектов компании к теме объёмных фасадов ближе всего крупные общественные и коммерческие здания. На Чеченском государственном университете в Грозном выполнено 12 000 м² облицовки СФБ; компания проектировала и вела шеф-монтаж. На БЦ RUBLEVO BUSINESS PARK — 15 000 м² стеклофибробетона и 5 000 м² FRONTEK.

Смотрите проекты Техноформы, а о применении материала внутри зданий — в статье Стеклофибробетон в интерьере.