Интервью с Дэвидом Кэмпбеллом, руководителем компании Geiger Gossen Hamilton Campbell Engineers PC.
В следующем году исполнится 40 лет первой в мире капитальной текстильной конструкции с использованием стекловолокна с ПТФЭ-покрытием, сооружение которой было завершено в колледже Ла-Верне (г. Ла Верне, штат Калифорния) в 1970-х годах. Однако по ее виду этого не скажешь. Мы решили выяснить секрет долговечности тканей с ПТФЭ-покрытием, и наши поиски привели нас к инженеру Дэвиду Кэмпбеллу, туда, где все это начиналось, – в компанию Geiger Engineers.
Дэвид Кэмпбелл
В 1979 году Дэвид Кэмпбелл начал работать в компании Geiger Berger Associates – пионере в сфере разработки материалов для тентовых сооружений каркасного типа. В 1982 году он стал партнером и возглавил офис компании в Ванкувере (Британская Колумбия, Канада). В настоящее время Дэвид Кэмпбелл является одним из учредителей Geiger Engineers и возглавляет эту фирму в качестве генерального директора с момента ее основания в 1988 году.
За 30 лет инженерной практики он сыграл значительную роль в разработке более чем 30 крупных спортивных сооружений и посвятил большую часть своей карьеры проектам с использованием тентовых материалов для вантовых конструкции. Он является членом Международной ассоциации тонкостенных и пространственных конструкций (IASS), специального комитета по разработке конструкций Американского общества инженеров-строителей (ASCE), а также Международной ассоциации инновационных материалов (IAAM) и Ассоциации развлекательных услуг и технологий (Entertainment Services and Technology Association).
Дэвид является автором многочисленных технических статей о конструкциях с широким пролетом без промежуточных опор, вантовых мембранных структурах и спортивных комплексах.
— Как возникла идея использования тканей с ПТФЭ-покрытием для архитектурных целей?
— Основатель нашей компании Дэвид Гейгер изобрел воздухоопорную текстильную кровельную систему, которая к середине 1980-х годов использовалась в качестве покрытия практически половины всех куполообразных стадионов в мире. Он пришел к выводу, что самый большой недостаток использования тентовых мембран – как в воздухоопорных сооружениях, так и в других архитектурных моделях – заключается в том, что ни одна из них не отвечает нормам капитального строительства, особенно в части противопожарной безопасности.
Он собрал команду чрезвычайно одаренных разработчиков, в которую вошли представители компаний CHEMFAB (ныне Saint-Gobain), Birdair, Owens Corning и Dupont Chemical, и подал заявки на получение грантов для разработки эластичного мембранного материала, предназначенного для капитального строительства. Команда получила грант Фонда Форда (Ford Foundation) и разработала стекловолокно с ПТФЭ-покрытием с возможностью применения в качестве архитектурного перекрытия. Взятый за основу материал существовал уже на протяжении нескольких лет и использовался в различных промышленных областях, но он не обладал всеми необходимыми свойствами.
Важную роль в процессе разработки сыграла компания CHEMFAB. Именно ее капитальное архитектурное перекрытие SHEERFILL использовалось при реализации первого объекта с применением инновационного материала – колледжа Ла-Верне в Калифорнии. Открытый в 1972 году данный комплекс эксплуатируется до сих пор, также как и первый куполообразный стадион, при строительстве которого использовался этот материал – Понтиак Силвердоум (Pontiac Silverdome) в городе Понтиак (штат Мичиган, США), построенный в 1976 году.
— Каким образом принимается решение о том, какому материалу отдать предпочтение: архитектурным мембранам или альтернативным кровельным материалам?
— Мембраны являются одним из строительных материалов, и мы используем их тогда, когда считаем, что они лучше всего подходят для удовлетворения специфических требований конкретного проекта. Для одних архитектурных сооружений они являются предпочтительным строительным материалом, а для других – нет. Например, если для какого-то проекта требуются материалы, пропускающие дневной свет или легкость, то вполне возможно, что выбор будет сделан в пользу стекловолокна с ПТФЭ-покрытием. Большинство эластичных мембран, к которым относятся и мембраны с ПТФЭ-покрытием, имеют высокую степень прозрачности, что приводит к снижению энергопотребления, а также обеспечивают высокий уровень защиты от солнечного тепла, что в конечном итоге позволяет сэкономить на кондиционировании.
Specialty University of Laverne LaVerne, CA, США
При сравнении стекловолокна с ПТФЭ-покрытием с другими материалами, во внимание принимаются такие факторы как назначение данной конструкции, нормативные требования, требования к нагрузке и необходимый срок службы конструкции и материала. Ну и, конечно же, бюджет.
— Чем отличаются мембраны с ПТФЭ-покрытием от других альтернативных материалов?
— Срок службы, технические характеристики и прочность продукции, а также внешний вид кровли. Как правило, при анализе прочности через 10 лет после сдачи объекта в эксплуатацию прочность ПТФЭ сопоставима или превышает прочность других материалов. Когда же вы обращаетесь к материалам со сроком службы 20 лет и более, то мембраны с ПТФЭ-покрытием имеют явное преимущество.
Во многих конструкциях с применением эластичных мембран поверхность крыши одновременно становится визуально воспринимаемой отделкой и частью архитектуры. Форма крыши в этом случае является неотъемлемой частью архитектурного стиля. Именно поэтому качество ее поверхности, способность к самоочищению, невосприимчивостью к загрязнению и воздействию факторов окружающей среды, а также процесс изнашивания с течением времени, являются существенными факторами при выборе архитектурных решений для конкретного здания или сооружения. Стекловолокно с ПТФЭ обеспечивает отличный внешний вид поверхностей даже после длительной эксплуатации.
— Исторически сложилось, что в России, архитектурные мембраны использовались для временных строений. Как Вы можете продемонстрировать прочность стекловолоконных мембран с ПТФЭ-покрытием?
— Моя рекомендация российским архитекторам, которые хотят удостовериться в прочности стекловолоконных мембран с ПТФЭ-покрытием, обратиться к примерам зданий и сооружений по всему мире, выполненных с использованием ПТФЭ-тканей в самых различных климатических условиях: от Ближнего Востока до крайних северных и южных широт. К настоящему времени уже существуют проекты 35–40-летней давности. Мембраны с ПТФЭ-покрытием можно встретить даже в Антарктиде.
— Как насчет технического обслуживания?
— Отличительной чертой стекловолокна с ПТФЭ-покрытием, используемого в качестве кровельного материала, является то, что оно практически не требует никакого специального ухода. В конце 1980-х годов мы разработали эластичное мембранное перекрытие с теплоизоляцией для арены Redbird Arena (Университет штата Иллинойс). Я припоминаю разговор с главным архитектором университета 10 лет назад.
На мой вопрос о том, что требуется для поддержания в хорошем состоянии крыши из эластичных мембран, он ответил, что она требует наименьшего ухода из всех кровель на территории университетского городка. Примите во внимание, что средняя крыша в центральной части штата Иллинойс подвергается воздействию температур от +40°C с особенно сильными грозами летом и до -20°С со снегом и градом в зимнее время. Кстати, крыша на арене Redbird Arena сделана из SHEERFILL II.
Sports Polish National Stadium Warsaw, Польша
Когда речь идет о крышах, то обычно считается само собой разумеющимся, что им требуется замена или ремонт на достаточно регулярной основе. Действительно, хорошие прочные кровельные материалы не так уж распространены: есть шифер, который способен продержаться в течение сотен лет в зависимости от климата; черепица из кедра, которая продержится около 30 лет; фальцевая медная кровля со сроком службы примерно 50–60 лет; и мембраны с ПТФЭ-покрытием, которые могут выдержать 30 с лишним лет. В мире не так уж много кровельных материалов, которые могут похвастаться таким сроком службы.
В наших регулярных обсуждениях с архитекторами области применения стекловолоконной кровли с ПТФЭ-покрытием, мы советуем им отводить мембранам место где-то между металлической фальцевой кровлей (например, из меди или сплава олова и свинца) и стальной фальцевой кровлей. С другой стороны, эластичное мембранное перекрытие по своим характеристикам опережает любое однослойное кровельное покрытие.
— Как часто вам приходилось встречать дизайн-проекты, разработанные специально, чтобы подчеркнуть исключительные характеристики архитектурных мембран?
— Бывает по-разному. Довольно сложно использовать эластичные мембранные конструкции, не сделав их частью архитектурного стиля, или более того, главной архитектурной особенностью. В хорошем проекте материалы подбираются по их качествам и по тому, как они вписываются в целостность всего проекта. Эластичные мембраны не являются исключением.
В течение некоторого времени в конце 1970-х и начале 1980-х годов, когда этот материал был совершенно новым, архитекторы и владельцы зданий с опасением относились к мембранным перекрытиям. Тем не менее, время оказалось весьма подходящим. В этот период особый интерес проявлялся к разработке зданий с выразительными и необычными конструкциями, и эластичные мембраны как нельзя лучше отвечали предъявляемым требованиями.
Чуть позже архитекторы в Северной Америке в очередной раз повернулись к более традиционным архитектурным формам, типичными для предыдущих эпох. И это тоже прошло. Я думаю, что сейчас мы находимся где-то посредине между этими двумя тенденциями. Но когда дело касается проектирования стадионов, то сохраняется стабильный интерес к проектам с использованием эластичных мембран.
— Как вы думаете, что ожидает капитальные архитектурные мембраны в будущем?
— Я думаю, что на следующем этапе больше функциональных возможностей будет внедряться в облицовку, то есть в структуру корпуса самого здания, а не только применения в качестве кровли. Преимущества гибких корпусов зданий с низкой удельной массой могут дополнительно использоваться в районах с высокой сейсмической активностью. При включении фотогальванических пленок в композитные мембраны, поверхности корпусов зданий могут служить источниками энергии. Существуют потенциальные возможности для применения развертываемых мембран. Есть много архитектурных возможностей, которые до сих пор еще не были использованы.
В настоящее время существуют материалы, которые пропускают свет и в то же время обладают теплоизоляционными свойствами. Это большое достижение. К недавним разработкам относятся такие мембраны, как SHEERFILL с покрытием EverClean, которые способствуют очищению воздуха от загрязняющих веществ.
Автор:
Источник: Saint-Gobain Corporation
