Материальная база современной архитектуры

Аналогичная тенденция  к специализации материалов по их применению намечается при выпуске герметиков: расширяется выпуск долговечных материалов, предназначенных для герметизации стыков между панелями в сборном строительстве; другой тип герметиков предназначается для уплотнения швов в конструкциях из стеклопрофилита; третий-для стеклопакетов и т.д.

В сфере производства облицовочных материалов и покрытий полов определилась тенденция к производству крупноразмерных и совмещающих ряд функций изделий. Так, в номенклатуре материалов для внутренней отделки стен преобладают крупнолистовые конструкционно-отделочные материалы и облицовочные панели с лицевой поверхностью, не требующей послемонтажной отделки (панели типа декорот, бумажно-слоистые пла-стики и др.), а в номенклатуре материалов для покрытия полов-теплозвукоизолирующие линолеумы и синтетические ковровые покрытия на пористых подосновах. При этом линолеумы сваривают на заводе в полотнища размером «на комнату», а ковры выпускают шириной 3 м и более, что до минимума сводит трудоемкость построечных операций по их настилке.

Важным направлением совершенствования структуры производства отделочных материалов является повышение доли выпуска более долговечных материалов, применение которых не связано со значительными эксплуатационными затратами на содержание, ремонт и восстановление отделки. Вместе с тем, не менее важно повышение эстетических свойств отделочных материалов, расширение их ассортимента и цветовой палитры, поскольку эти материалы являются существенным средством решения художественных задач современной архитектуры.

3. Долгосрочное прогнозирование  развития материальной базы архитектуры

Строительные материалы  во многом определяют возможности не только современной архитектуры, но и ее отдаленной перспективы, так как разрабатываемые сегодня и внедряемые в промышленное производство новые материалы, изделия и конструкции на много лет, иногда на десятилетия вперед, предопределяют ту палитру, с помощью которой архитекторам предстоит в натуре осуществлять свои проекты.

Практика показывает, что  от начала разработки до внедрения в массовое промышленное производство, а затем в строительство нового материала или изделия проходят многие годы (как правило, не менее 5-7 лет). За это время материал нередко уже успевает в большей или меньшей степени морально устареть, но по экономическим соображениям еще в течение многих лет выпускается предприятиями и внедряется на стройках, не только не обогащая, но и «засоряя» архитектурную палитру.

Таким образом, становится очевидной и бесспорной необходимость разработки долгосрочных комплексных прогнозов перспективного развития архитектуры и ее материально-технической базы. При этом важно, чтобы прогнозы отражали не только количественное развитие производства строительных материалов и изделий, но и их ассортимент, технические и эстетические показатели качества.

Отрасли промышленности, производящие материалы для нужд строительства, используя достижения современной науки и техники, из года в год увеличивают производство и расширяют ассортимент новых материалов и изделий, изготавливаемых методами массовой поточной технологии. Особенно быстрыми темпами расширяется номенклатура искусственных строительных материалов на базе цемента, легких сплавов, стекла, полимеров. Все это настоятельно требует усиления научно обоснованного планового руководства перспективным развитием этих отраслей с учетом возможностей и потребностей будущего. .Научное прогнозирование стало отличительной чертой современного оптимального планирования, новым важным инструментом социалистического хозяйствования в промышленности и в научных исследованиях.

Прогнозирование и планирование- два взаимосвязанных этапа единого процесса управления производством и формирования качества промышленной продукции. Прогнозы создают научно обоснованную базу для планирования, делают планы объективными, целенаправленными и реальными.

В области производства и  применения строительных материалов одной из важнейших задач планирования дальнейшего развития промышленности является определение наиболее целесообразной номенклатуры и показателеи качества перспективных материалов и изделий. Такие комплексные технико-экономические прогнозы по номенклатуре и качеству строительных материалов и изделий на ближайшую (до 10 лет) и дальнюю перспективу должны, прежде всего, учитывать материально-технические потребности перспективного строительства, возможности народного хозяйства (обеспечение промышленности сырьем, производственным оборудованием и пр.), реальный технико-экономический эффект от внедрения новых материалов в строительную практику. Основные источники прогнозирования строительных материалов и изделий показаны на рис. 93. На практике вопрос информационного обеспечения отраслевых прогнозов имеет весьма существенное значение. Для краткосрочных прогнозов определяющее место занимают экстраполяция прошлых тенденций развития, патентная и научно-техническая информация, а для долгосрочных прогнозов (на 15-20 лет и более)-экспертные оценки (рис. 94). Методологические основы прогнозирования номенклатуры и параметров качества строительных материалов и изделий весьма схожи с разработкой аналогичных по цели прогнозов в дру

гих отраслях народного хозяйства. Это-разработанные советскими и зарубежными учеными методы прогнозирования научно-технического прогресса на основе анализа динамики развития отрасли в прошедшие годы с экстраполяцией на последующий период; прогнозирование по качественно-количественному анализу динамики выдачи патентов; прогнозы, основанные на изучении и анализе отраслевой научно-технической информации; различные методы комплексного структурного моделирования; экспертные оценки и др. Все эти методы достаточно подробно освещены в специальной литературе¹. Однако в прогнозах, определяющих наиболее рациональные направления поисковых научно-исследовательских работ, так же, как и при прогнозировании номенклатуры материалов и изделий, применение которых наиболее целесообразно в будущей архитектурно-строительной практике, определяющим является комплексный анализ потребностей массового строительства и динамики развития смежных отраслей промышленности, снабжающих производство стройматериалов необходимым сырьем и оборудованием.

До начала разработки нового материала или изделия определяется его вероятная технико-экономическая эффективность. Это позволяет дать обобщенную оценку преимуществ и недостатков нового материала по сравнению с тем, который предполагается им заменить, а также рассмотреть различные варианты новых конструктивных решений с его применением. Только после тщательного техникоэкономического анализа и прогнозирования спроса может быть окончательно решен вопрос о включении разработки нового материала в тематический план отраслевого научно-исследовательского института. В тех же случаях, когда создание новых материалов предшествует определению областей и объемов их применения в строительстве, возникают дополнительные затраты средств и времени на прикладные исследования, направленные на изыскание рациональных областей их применения. Поэтому разработку и производство каждого нового материала следует вести, как отмечалось ранее, строго в соответствии с предварительно разработанным техническим заданием, согласованным с будущим потребителем продукции.

При прогнозировании качества необходимо различать постепенное улучшение каких-либо параметров строительных материалов и изделий, происходящее на одном и том же техническом уровне, от скачкообразного изменения этих параметров, связанного с техническим перевооружением отрасли, с переходом ее на более высокий уровень. Такие скачки могут обусловливаться внедрением крупных изобретений или открытий, созданием новой технологии, использованием качественно нового сырья, закупкой лицензий и т.п. Однако всегда надо иметь в виду, что многие факторы, влияющие на параметры качества, практически не поддаются учету. Поэтому прогнозы по качеству обычно предусматривают верхние и нижние предельные значения ожидаемых параметров материалов или изделий.

Ранее рассмотрены только некоторые объекты прогнозов, определяющие главные задачи научного предвидения в промышленности строительных материалов. Это-прогнозирование номенклатуры, объемов производства и параметров качества новых материалов и изделий! В решении этих задач архитекторы могут и должны принимать самое непосредственное и активное участие. Однако архитекторов-практиков всегда больше интересуют не методологические вопросы прогнозирования, а конкретные результаты прогностических исследований, которые необходимо учитывать в проектной практике. Приведем некоторые из них.

Анализ динамики развития производства и применения в строительстве основных конструкционных материалов и изделий (как в СССР, так и в ряде развитых в техническом отношении стран), данных патентной и научно-технической информации, а также экспертных оценок показывает, что на ближайшую и отдаленную (по меньшей мере на 20-25 лет) перспективу основными материалами несущих конструкций (каркасов) многоэтажных зданий останутся железобетон и сталь.

Однако в структуре производства и потребления этих материалов ожидаются дальнейшие существенные сдвиги: доля выпуска эффективных материалов, изделий и элементов сборных конструкций будет увеличиваться, существенно возрастут прочностные характеристики (в первую очередь, удельная прочность) материалов. Так, доля производства высокомарочного цемента и соответственно высокомарочного бетона (М 600-М 800 и выше) в % к общему их выпуску каждое пятилетие будет значительно возрастать. Ожидается, что к 2000 г. бетон марки М 600-М 800 станет рядовой продукцией предприятий. При этом постоянно будет возрастать доля легких бетонов на пористых заполнителях, ячеистых бетонов, предварительно напряженных железобетонных конструкций. Выпуск последних, в % от общего объема производства сборного железобетона в нашей стране, возрос с 13,5% в 1960 г., до 22% в 1970 г. и до 24% в 1980 г., а к 1990 г. ожидается дальнейшее их увеличение. Крупноразмерные изделия (панели, блоки, объемные элементы) в 1960 г. составляли всего 9% от общего выпуска стеновых _ материалов, в 1970 г.-23%, в 1980 г. достигли почти половины объема производства, а к 1990 г. ожидается дальнейшее увеличение доли их производства. При этом большая часть изделий будет изготавливаться из бетонов с пониженной плотностью.

В применении стальных строительных конструкций намечается четкая тенденция к увеличению доли потребления высокопрочного металла и эффективных облегченных профилей проката (тонкостенных, трубчатых

и др.). Одновременно будет возрастать объем применения конструкций (в  том числе несущих) и материалов из алюминиевых сплавов, доля потребления которых в общем их потреблении в народном хозяйстве за последнее десятилетие возросла в 7 раз, а к 1990 г. может составить 15-18%. Тенденция к увеличению удельных объемов применения в несущих строительных конструкциях высокопрочных и легированных сталей (с пределом прочности до 1000 МПа и выше) сохранится до тех пор, пока они не начнут вытесняться легкими и высокопрочными цветными металлами. Увеличение прочности стали и совершенствование ее профилей будет наблюдаться и в арматуре несущих железобетонных элементов, где ее вытеснение неметаллическими искусственными материалами следует ожидать не ранее начала XXI столетия.

Однако на ближайшую перспективу  одним из основных направлений снижения массы строительных конструкций и экономии материалов (и прежде всего стали) является рациональное проектирование, применение легких пространственных конструкций из эффективных профилей, уменьшение нагрузки на несущие элементы за счет снижения массы ограждающих конструкций, внедрение тонкостенных и облегченных бетонных и железобетонных конструкций, слоистых стеновых и кровельных панелей с эффективными утеплителями и т. п. Это потребует опережающего выпуска осо- бобыстротвердеющих и высокомарочных цементов, высокоэффективных тепло- и звукоизоляционных материалов всех видов (минераловатных, сте- кловолокнистых, поропластов повы- шенной огнестойкости) и др. Динамика роста удельного объема последних в общем выпуске теплоизоляционных материалов такова: в 1960 г.-около 2, в 1970-25, в 1980-более 35%; к 1990 г. ожидается дальнейшее увеличение производства. Обозначается тенденция к возрастанию доли применения высококачественных пленочных гидроизоляционных и рулонных кровельных материалов, что также должно способствовать снижению массы ограждающих конструкций.

Таким образом, в архитектурно- строительной практике ближайших 10—15 лет следует ожидать, что многоэтажные здания будут преимущественно сооружаться с несущими стальными и железобетонными каркасами и легкими ограждающими конструкциями (в том числе объемными элементами), с широким применением эффективных полимерных, неорганических и композиционных материалов. На рис. 95 показан один из многочисленных проектных вариантов домов будущего.

Наряду с железобетоном, сталью и сплавами легких металлов в несущих конструкциях общественных и производственных зданий все большее место будут занимать конструкции из клееной древесины, доля которых в общем объеме строительных конструкций из круглого леса в ближайшее десятилетие может возрасти примерно в 1,5 раза и составить в 1990 г. 12-15%. Вместе с тем следует ожидать существенного возрастания доли индустриальных деревянных конструкций в массовом малоэтажном сельском домостроении, где наряду с древесиной будут широко использоваться местные строительные материалы, местные вяжущие, материалы на основе отходов сельскохозяйственного производства.

В производстве строительных материалов использование твердых отходов не только позволяет снизить затраты на производство готовой продукции, но и значительно сократить расходы на их удаление, складирование, .защиту окружающей среды от загрязнения. Если же принять во внимание, что объем попутных продуктов различных отраслей, пригодных для утилизации в промышленности стройматериалов, превышает 1 млрд. т в год, то следует ожидать, что производство строительных материалов на их основе будет развиваться ускоренными темпами. Основными видами строительных материалов, получаемых из твердых отходов промышленности, являются вяжущие, заполнители, теплоизоляционные и отделочные материалы. Надо полагать, что в дальнейшем к этой номенклатуре добавятся материалы для покрытия полов, новые облицовочные, стеновые, дорожностроительные и другие материалы, а в качестве сырья для их производства будут более широко использоваться не только шлаки и золы, но и отходы горнодобывающей, химической, деревообрабатывающей промышленности, различные бытовые отходы и пр.

Наконец, в области производства и применения материалов для внутренней отделки и покрытий полов уже в ближайшее десятилетие ожидается дальнейшее увеличение доли новых полимерных материалов. На более отдаленную перспективу прогнозируется ускоренное развитие производства и внедрения полимерминеральных, металлополимерных и других композиционных материалов.

Творческое участие  архитекторов в сфере производства и применения

строительных материалов и изделий

Основная  цель этой главы-ознакомить будущих архитекторов с задачами и методами архитектурно-строительных исследований и творческой деятельности зодчих, направленных на совершенствование номенклатуры и качества выпускаемых промышленностью и внедряемых в строительство новых и традиционных материалов и изделий, показать пути улучшения эстетических параметров качества массовой продукции, определить методические основы рационального применения строительных материалов в проектно-строительной практике. Причем, если вопросы правильного выбора необходимых для осуществления архитектурного проекта строительных материалов и изделий стояли перед архитекторами всегда, то их активное творческое участие в формировании новой палитры материалов стало возможным лишь сравнительно недавно, благодаря успехам, достигнутым в области технологии производства и управления качеством промышленной продукции, сделавшим реальной задачу создания материалов с заранее заданными свойствами.