Торкрет бетон для криволинейной архитектуры.

Архитектура: обсуждение общих вопросов

Нетрадиционная архитектура

Николай Калиниченко

Жить на рубеже тысячелетий! Конечно, с одной стороны, это всего лишь арифметика. Но и человек, с одной стороны, всего лишь животное.

Смена тысячелетий - это также и смена всего, что есть в тысячелетиях. В том числе - архитектуры. Можем ли мы сегодня знать, какой она будет завтра? Да, можем. Ясно ведь, что это будет новая архитектура. Естественно, она унаследует какие-то черты той, предыдущей. Но естественно также и то, что она будет более совершенной.

В чем несовершенство архитектурного наследия?

С точки зрения формы уходящая архитектура была преимущественно кубической. Изредка встречались и другие Платоновы тела, т. е. призмы, конусы, пирамиды, сферы, но все же куб имел подавляющее преимущество. По сути дела куб лежал в основе любой архитектурной формы нескольких последних тысячелетий. Такая формальная ограниченность не могла не приводить к единообразию, но архитекторы прошлого приучались преодолевать его за счет украшательств куба. Для этого архитектор лепит на стены пилястры, карнизы, тяги, орнаменты, прочую лепнину, прорезает русты.

Следует отметить, что куб - не самая идеальная форма из пяти идеальных форм Платона. Точнее, не самая совершенная. На это указывает то, что в природе куб почти не встречается. То есть встречается, но очень редко, потому что далек от совершенства. А далек от совершенства потому, что сам является производной от другой, более совершенной формы. По сути куб - это искаженный шар.

Шарообразные сооружения ближе к естественным формам (в том числе и к такой естественной форме, как человек). Таким образом, шарообразные объемы человечней прямоугольных.

Поверхность шара примерно на четверть меньше, чем поверхность куба такого же объема. Это означает, что на шарообразные сооружения нужно материалов на четверть меньше, чем на кубические, и отопление шарообразных сооружений примерно на четверть дешевле, чем кубических. В шарообразных сооружениях нет углов, где обычно застаивается воздух, поэтому их легче проветривать.

Однако архитектура по-прежнему остается прямолинейной и прямоугольной, по-прежнему не льнет к человеку.

Исключение составляет, вероятно, криволинейная архитектура, которая пытается иногда создать точную оболочку человеческого пространства, иногда подражает природным, бионическим или космическим формам. К сожалению, чаще всего криволинейные сооружения и проектируются, и строятся как нечто из ряда вон выходящее. Стало быть, экономию человеческих сил и материальных средств как главную цель такая архитектура перед собой не ставит. А почему, собственно?

Как же возводятся сферические дома?

Сначала "плетем" форму из стальной проволоки по форме будущего здания. Затем там, где надо, устанавливаем слой утеплителя, а где утеплитель не нужен - одностороннюю опалубку. На утеплитель с обеих сторон, а на опалубку с одной стороны наносим бетон. Толщина утеплителя, конечно же, рассчитывается. Рассчитываются также толщины бетонных слоев, закрывающих утеплитель с обеих сторон, и все параметры арматуры.

Бетон, как и глина, намного лучше сопротивляется сжатию, чем растяжению. Традиционная архитектура это обстоятельство игнорирует: где бетон не справляется с растяжением, его усиливают стальной арматурой. Но в криволинейных оболочках бетон работает только на сжатие. Своды и оболочки хороши не только тем, что позволяют наилучшим образом использовать несущую способность бетона. Они позволяют отказаться от привычных скатных и от вечно протекающих плоских крыш, от низких потолков и от, казалось бы, неизбежных фундаментов.

В связи с тем, что обычный бетон с односторонней опалубки, а тем более с утеплителя сползет, в криволинейном зодчестве применяется мелкозернистый бетон, т. е. бетон, в котором нет щебня, а есть лишь песок. Такой бетон требует больше цемента, но зато из него можно делать тонкие высокопрочные слои. Наносится мелкозернистый бетон из цемент-пушки с помощью сжатого воздуха, как краска из краскопульта. При этом бетон предельно уплотняется, что увеличивает его прочность и морозостойкость. Такой бетон называют "торкрет-бетоном", т. е. уплотненной бетонной штукатуркой, а способ его нанесения известен как напыление.

Цемент-пушка работает только с пескобетоном (мелкозернистым бетоном). Смесь песка и цемента загружается в бункер, откуда через револьверный барабан (отсюда - пушка) по шлангам с помощью сжатого воздуха подается к соплу, где смачивается и вылетает из сопла уже в увлажненном состоянии. Скорость полета этой смеси при выходе из сопла достигает 120 метров в секунду. Налетая на преграду, пескобетон прилипает к ней и одновременно уплотняется. Напыление происходит до тех пор, пока напыляемый слой еще не сползает под собственным весом. Обычно толщина одного слоя - от 5 до 60 миллиметров. После затвердевания первого слоя наносят второй. И так до тех пор, пока не достигается проектная толщина.

Наносимый с помощью цемент-пушки торкрет-бетон одинаково хорошо прилипает и к свежему, и к старому бетону, поэтому это единственный бетон, который применяется для ремонта бетонных изделий. Но у послойного нанесения есть еще одно дополнительное положительное свойство. Бетон при твердении уменьшается в объеме, или, как говорят специалисты, дает усадку. Естественно, сжимается и тот слой бетона, который уже нанесен. От этого он, конечно же, трескается, как высыхающая грязь. Или почти так же. А после этого приходим мы с цемент-пушкой - и наносим новый слой. Новый слой, конечно, тоже потрескается, но до этого он заполнит образовавшиеся трещины предыдущего слоя, а потом уже образует свои, которые вряд ли совпадут с чужими. Третий слой сделает то же самое со вторым. В итоге мы получим совершенный по плотности бетон, который не пропускает ни воздух, ни воду. О таком бетоне можно только мечтать, что и делают строители, но его нельзя получить никаким другим способом, хотя строители и пытаются.

Полученный с помощью цемент-пушки ультра-бетон называют торкрет-бетоном, хотя просто торкрет - это уже уплотненная штукатурка. Как и всякую штукатурку, торкрет можно наносить и на кирпич, и на дерево, и на камень, и на утеплитель. Но в отличие от обычной штукатурки, которая служит лишь для выравнивания поверхностей, реже - для лепки, соответствующий слой торкрета может работать и как несущая конструкция, т. е. и вместо кирпича, и вместо камня, и вместо дерева. Его прочность и плотность это допускают. А это означает, что, используя торкрет, мы можем отказаться и от несущих конструкций, и от отделочных работ. Экономия, получающаяся при этом, перекрывает перерасход цемента на торкрет-бетон с лихвой.

Таким образом, для строительства шарообразных сооружений (см., например, рис. 4) нужно всего семь составляющих: песок, цемент, арматура, утеплитель, сжатый воздух, электроэнергия и вода.

В простейших случаях сжатый воздух и электроэнергию можно заменить ручным трудом. В более сложных - необходимо иметь мощную компрессорную станцию и особую установку для набрызга бетона. С этим оборудованием четыре обученных рабочих за месяц могут возвести коттедж общей площадью 100-150 м2. Правда, при этом упомянутое оборудование будет задействовано лишь в последнюю неделю месяца, поэтому есть смысл возводить сразу несколько коттеджей. В общем, организация безопалубочного монолитного строительства шарообразных домов - это актуальный вопрос, который ждет своего решения. В соответствии с законами сохранения вещества, энергии, импульса и проч. экономия как таковая невозможна. Но сэкономить можно, если чего-то не делать. В том числе и поэтому шарообразные дома экономичней кубических, т. е. деревянных и кирпичных. Яйцу на песке не нужны ни крыша, ни фундамент. Точно так же не нужны ни крыша, ни фундамент шарообразному дому. Вот вам и экономия. И здесь речь может идти не о процентах экономии, а о порядках.

Конечно, просто шары - это скучновато. Может и надоесть. Но кто мешает сочетать шары? Если сочетать одинаковые шары, получим подобие пчелиных сот, если разные, - подобие пены. А если сочетать шары подобно клеткам растений, то… Природа из своих шаров и шариков лепит все, кроме минералов и металлов. Все живое, растущее. А мы, люди, чем хуже? Привычками?