Даже не искушенный в строительной тематике человек сможет сегодня назвать несколько примеров применения алюминия в строительстве и архитектуре. Алюминиевые окна и двери, ажурные перекрытия и устройство зимних садов, торговые павильоны и киоски, алюминиевая фольга в качестве отражателя на теплоизоляционных изделиях, алюминиевые радиаторы, офисные перегородки и многофункциональные алюминиевые профили - это только некоторые примеры применения алюминия в современном строительстве и архитектуре. Благодаря своим свойствам и развитию технологии механической, термической и химической обработки, алюминий постепенно стал вытеснять стальной прокат и медь, В настоящим обзоре мы представим читателям примеры использования алюминия в проектированию конструкции и архитектуре крыш и кровли.. В России алюминий в качестве кровельного материала не пользуется спросом. В обзоре технических возможностей и материалов «Современные крыши» из серии Современные Строительные Товары алюминиевым кровлям отведено буквально несколько строк. Это обосновано тем, что «в силу того, что это дорогой материал, широкого распространения на российском рынке он не получил». Странно, что производя более 20 кг алюминия-сырца на одну российскую душу мы потребляем алюминия в семь раз меньше. Россия сильно отстает от развитых стран в применении алюминия в строительстве и создании новых машин, в то время как сегодня в мире алюминий самый востребованный. Япония на душу населения производит 100 граммов, а ежегодно затрачивает в экономике на человека 33 кг. Сегодня строительство является крупнейшим потребителем алюминия, поглощая около 15% мировой добычи первичного алюминия. В промышленно развитых странах доля строительства в общенациональном потреблении алюминия доходит до 20% (США, ФРГ, Италия) и даже 30% (Япония). Благодаря исключительной стойкости к коррозии алюминий ценится как один из наиболее удобных для вторичной переработки видов сырья. Экономическая выгода от этого несомненная. Количество энергии, необходимой для получения того же объема чистого алюминия, составляет в случае переработки алюминиевого лома 5% энергии, необходимой при полном цикле его производства. Сегодня в мире около 30% алюминия получают путем переработки вторичного сырья. Это свойство алюминия принимается во внимание не только в политике ценообразования, но также в расчетах экономической целесообразности альтернативного применения различных материалов для реализации конкретного задания. Высокая отражательная способность, бактерицидность, немагнитность, отсутствие искрообразования при ударе, сравнительно низкие модули упругости и предел усталости, значительный коэффициент линейного расширения, высокие тепло- и электропроводность, хорошая демпфирующая способность - эти характеристики становятся решающими при выборе материала для той или иной конструкции. Например, при строительстве в северных районах весьма важно такое качество алюминия, как надежность работы при низких температурах: алюминию не страшно хрупкое разрушение при низких температурах -этот бич большинства строительных сталей. Для некоторых конструкций этот фактор имеет не меньшее значение, чем коррозионная стойкость или малая масса. Что же характерно для соединений алюминиевых конструкций? Прежде всего необходимо отметить, что дуговая электросварка, которой осуществляется подавляющее большинство соединений стальных конструкций, в алюминиевых конструкциях занимает довольно скромное место. Несмотря на то, что алюминий хорошо сваривается, что технология сварки отработана в совершенстве, а сварочное оборудование выпускается промышленностью в достаточном количестве, есть причины, ограничивающие ее применение. Почти все алюминиевые конструкции, изготовленные из профилей, анодируют. При анодировании сварных конструкций всегда есть опасность проникновения щелочного или кислотных растворов в щели и замкнутые полости, промыть которые не всегда удается. Остатки щелочи или кислоты неизбежно ведут к коррозионному поражению конструкции. Необходимо также учитывать, что сам сварной шов и зона термического влияния дуги после анодирования отличаются по цвету от анодной пленки основного металла. Практически все профили применяют в конструкциях закаленными, а листы - полунагартованными. При сварке происходит частичный отжиг металла, а следовательно, снижение его механических свойств. Там, где конструкции изготавливают из тонкостенных полуфабрикатов (профили со стенкой толщиной 1,2...2мм, листы толщиной 0,6...1,2 мм), они при дуговой сварке часто деформируются («проваливаются»), а иногда могут быть прожжены насквозь. В алюминиевых конструкциях наиболее широко распространены соединения на различного вида винтах, болтах, заклепках. Это вызвано не только известными ограничениями, налагаемыми на сварные соединения, но и рядом причин, благоприятных для соединений этого типа. Расширению области применения резьбовых соединений способствуют также сравнительно низкие твердость и модуль упругости алюминия, облегчающие установку самонарезающих винтов и винтов сверляще-нарезающих. Применение тонкостенных листов обусловливает широкое распространение заклепочных соединений - как на обычных полнотелых заклепках малого диаметра (4...6мм), так и на различных специальных заклепках, устанавливаемых с одной стороны (так называемых односторонних или слепых заклепках). Признанным лидером в области строительства алюминиевых покрытий крыш, наряду с группой Alcan/Alusuisse, компаниями VAW, Pechiney, группой Alcoa/Reynolds, является британско-голландская фирма Corus Group Pie, которая образовалась в следствие слияния компании British Steel и голландской компании Koninkijke Hoogovens NV. Ведущими предприятиями по производству алюминиевых листов является британская фирма Corus Building Systems GmbH. Исходным материалом является лента алюминиевого сплава KalAlloy" требуемой длины (теоретически любой из-за непрерывности процесса проката). При нормальных атмосферных условиях обычный сплав алюминия фирмы Hoogovens (3004 AIMn 1 Mg 1) сохраняет все присущие ему свойства. Для получения алюминиевых листов с наивысшей сопротивляемостью коррозии был разработан, изначально для самолетостроения, трехслойный лист, который состоит из внутреннего слоя обычного сплава и двух внешних слоев особого сплава алюминия и цинка (АА7072 - AIZn 1), .называемого Alclad. Процесс производства трехслойных листов под торговой маркой Kal-Alloy" изображен схематически на рисунке. Листы соответствующих сплавов проходят между двумя роликами под очень высоким давлением при температуре около 500° С так, что между ними происходит диффузия, и их разделение становится невозможным. Ленточный лист кровельного покрытия Kalzip изготовлен на базе трехслойной ленты Kal-Alloy, он может иметь форму прямоугольника или трапеции (tapered sheet). Максимальная ширина листа составляет 600 мм, а в случае трапеции минимальная ширина узкого конца - 240 мм. Длина листа трапеции должна составлять не менее 1500 мм, при том прочность листа на изгиб сохраняется при ширине не менее 400 мм. Более узкая часть листа требует поддержки с помощью опорных стоек ST Clip. Относительная свобода определения максимальной длины кровельного листа создает колоссальные возможности архитекторам, особенно при проектировании крыш больших размеров и необычных форм, а с точки зрения технологии сооружения кровли - избежать поперечных соединений, являющихся одним из основных мест протекания крыш. Алюминиевые кровли устраивают как правило в виде фальцевых кровель из профилированных листов с применением различных видов стоячих фальцов, опорных стоек и способов крепления. Для сооружения кровель больших размеров, где длина алюминиевых листов достигает порой несколько десятков метров, фирма Corus (под прежним названием Hoogovens Aluminium Building Systems) разработала в 1997 полевую установку для производства профилированных листов из алюминиевой ленты непосредственно на строительной площадке, которая получила в 1998 году сертификат качества ISO 9002. Установка была впервые применена при сооружении кровли из 400 листов при длине отдельного листа 117,5 м в городе Westonsuper-Mare. На уровень крыши листы доставлялись двумя рабочими по наклонной плоскости, снабженной роликами. Успешный опыт применения полевой установки значительно расширил поле доступных архитекторам ди-зайнерских решений при проектировании крыш. Не меньше дизайнерских возможностей создает свойство профилированного алюминиевого листа принимать дугообразную форму Эти возможности широко используются архитекторами при проектировании, независимо от функционального назначения объекта. С другой стороны, дизайнерское решение крыши может полностью подчеркивать четко определенную функцию объекта. Поэтому диапазон применения алюминиевых кровель является весьма широким -от музеев, выставочных залов, зданий офисов и учреждений, производственных цехов до жилых домов, загородных домов и детских садов. Для реализации своих дизайнерских замыслов архитекторы неоднократно обращались к алюминию, как наиболее подходящему материалу для их воплощения. Выбор фирмы Corus был продиктован не только ее более чем тридцатилетним опытом при сооружении более 40 миллионов квадратных метров алюминиевой кровли, но также и тем, что она производит алюминиевые системы фасадов. В результате в ряде проектов стало возможным гармоничное сочетание материала и формы крыши, фасада и входной группы. Одним из таких проектов является открытый 16 марта 1999 года грандиозный торгово-развлекательный центр Bluewater Retail Park, находящийся вблизи автострады М25, неподалеку от туннеля Dartford в графстве Кент, в часе езды от Лондона. На площади 100 гектаров расположен самый большой торговый центр в Европе, построенный по проекту, разработанном под руководством американского архитектора Eric R Kuhne. Использовав стекло и фадьцевые алюминиевые листы Kalzip, группа архитекторов создала сотни квадратных метров необыкновенных по форме крыш, полностью соответствующих их архитектурному замыслу Сложность форм и почти бесконечное количество нетрадиционных соединений требовало прежде всего применения материала не только исключительно пластичного, но и не подвергающегося коррозии в принципе. Пластичность алюминия и имеющийся у фирмы Corus опыт стали решающими факторами при проектировании океанского аквариума Blue Planet Aquarium в Ellesmere Port. По замыслу коллектива архитекторов Buttress Fuller Alsop Williams, основное здание выставочного комплекса должно было по форме напоминать заламывающуюся морскую волну Особое условие было выдвинуто относительно применяемых материалов из-за высокой опасности их коррозионного повреждения. Выставочные объемы аквариума вмещают более миллиона галлонов (4,546 л) морской и пресной воды, в которой обитает более 5000 животных, в том числе 5 видов акул. На площади 17 акров туристы путешествуют через пять тематических зон от горных потоков до глубин мирового океана. Эффект заламывающейся волны был достигнут благодаря применению десятиметровых листов Kalzip толщиной 0,9мм, которые четырежды меняют радиус кривизны. Остальная часть главного павильона было покрыта алюминиевыми листами длиной 50 м. Вместо стального профилированного листа для основы кровельного покрытия впервые использованы алюминиевые профилированные листы KAL-DEK 153. Кроме того, впервые при сооружении кровельного покрытия была применена система безопасности рабочих KAL-SAFE. Реализация проекта нового выставочного центра в Мюнхене была самым большим заказом в тридцатилетней истории применения алюминиевых кровельных покрытий Kalzip*. Munich Exhibition Centre был построен на территории аэропорта Riem, и с тех пор является местом проведения самых больших в мире строительных выставок BAUMA, BAU UNO IFAT, IHM и центра строительной индустрии BAUZENTRUM, а также мировым центром специализированных технических выставок. Первая фаза строительства охватывала сооружение выставочных павильонов на площади 73 гектаров, крыши которых имели площадь около 140 000 квадратных метров. Выбор алюминиевого