Ищете планкен из лиственницы? Тогда переходите на этот сайт, на котором вы сможете найти цех по производству и окраске планкена.
Функция фасадов в архитектуре и большой портфель защитных слоев, разработанных природой (кожа, мембраны, оболочки, кутикулы) имеют несколько общих черт. В природе кожа является самым крупным органом, который защищает организм от внешних захватчиков. Кожа-это многозадачность, выполняющая несколько важнейших для здоровья и благополучия организмов функций. Построенная из нескольких слоев, кожа защищает, регулирует, контролирует, поглощает, поддерживает, ощущает и маскирует. Аналогии между функциями фасадов зданий и кожи животных представлены на фиг. 1.1. Фасады зданий частично определяют архитектурные особенности сооружений и выступают как укрытие и пространство для человеческой деятельности (Грубер и Гоштоньи 2010). Они обеспечивают ультрафиолетовую, влажностную и тепловую защиту, а также защиту от грязи, микроорганизмов и радиации. Фасады общаются посредством передачи информации—они способны обмениваться и накапливать энергию, тепло и воду.
С тех пор как были построены первые здания, фасады стали разделять две среды: внешнюю и внутреннюю. Для поддержания постоянных внутренних климатических условий фасады должны были противодействовать влиянию различных внешних сред в зависимости от заданной климатической зоны. В жарких и влажных зонах они обеспечивали защиту от солнечной радиации и позволяли пропускать охлаждающие ночные бризы. В умеренном климате фасады домов должны были приспосабливаться к сезонным изменениям. В суровых северных условиях фасады были в основном предназначены для защиты от зимних холодов. Это повлияло не только на используемый строительный материал, но и на форму и конфигурацию окон, ориентацию здания и стратегию отопления.
В дополнение к обладанию очевидными структурными и защитными функциями, фасады также должны быть прочными. Самые надежные материалы (например, камень) обычно были самыми дорогими и самыми трудными в приобретении. Дефицит камня привел к развитию кирпича, где были доступны области, изобилующие глиной. Простой саманный кирпич, происходящий из сухих климатических условий, постепенно заменялся обожженным кирпичом, поступающим с севера, поскольку этот тип обработки обеспечивал длительный водонепроницаемый слой. Однако до изобретения каменной кладки, с самого начала архитектуры, здания строились из дерева и других биоматериалов на его основе. Укрытие обычно определяется как замкнутое пространство-пространство, которое каким-то образом отделено от окружающей среды для обеспечения контроля над внутренними микроклиматическими условиями. Такое пространство является основным пространственным элементом обитания во многих культурах и климатических зонах. Со временем количество комнат постепенно увеличивалось, и каждое пространство поддерживало отдельную деятельность, такую как общение, сон, приготовление пищи, хранение, разведение животных и разведение крупного рогатого скота. Тип ограждения, ограничивающего помещение, зависит от внешних климатических условий, имеющихся ресурсов и образа жизни. В кочевых племенах легкие и переносные укрытия были разработаны в виде низковесовых быстровозводимых растворов (Рис.2). 1.2). Они включали два четко разделенных элемента-несущий каркас и защитную оболочку. С наступлением статичных поселений вес укрытий перестал быть проблемой, а их прочность и способность защищаться от врагов стали приоритетом. Это важное изменение способствовало изобретению “стены», которую можно было бы определить как многофункциональный элемент, обеспечивающий как ограждающие, так и несущие свойства. В следующей главе представлен краткий обзор постепенно уменьшающейся шкалы сложности, связанной со зданиями.
В жилищах людей были разработаны два основных принципа построения ограждающих конструкций: гибкие и менее постоянные фасады, представленные палатками для мобильного использования, используемыми в засушливых климатических условиях кочевыми племенами, и неподвижные твердые стены, предназначенные для длительного использования. Стены, как правило, были построены из местных доступных материалов, так как непосредственные окрестности часто предоставляли технические решения (Knaack et al. 2007). Первоначально использовались глиняные кирпичи и камень. С распространением человечества дальше на север (континентальная Европа) возникли новые требования к существующим вольерам. А именно, они должны были обеспечить улучшенную изоляцию от тепла и холода, а также Лучшие теплосберегающие свойства (герметичность, защищающую от потери тепла через вентиляцию). С дефицитом камня в доступной форме (т. е. меньше доступной гальки—больше материала должно было быть получено из карьера), древесина стала разумной альтернативой, поскольку она предлагала изоляционные свойства, превосходящие свойства камня, и оказалась гораздо легче приобрести. Это привело к широкому развитию настенных систем на основе древесины, используемых почти во всех климатических зонах, где имеется древесина.
Древесина стала главным материалом в раннесредневековых городах и позже постепенно была заменена камнем, используемым в укреплениях после быстрого продвижения артиллерии. Тем не менее, деревянные здания были построены не только в пределах укрепленных городских стен, но и снаружи. Последний случай иллюстрирует продуманную стратегию, поскольку эти здания могут быть подожжены непосредственно перед вторжением противника. Термин «фасад» обычно относится к внешней поверхности стены. Однако иногда этот термин используется только для обозначения фронтальной части здания (например, театр с видом на площадь имеет только один фасад). Термин происходит от постклассического латинского facia (что означает “человеческое лицо”). Первоначально фасад был просто побочным продуктом типа материала, используемого в строительстве стен, так как внешние и внутренние поверхности ничем не отличались. Постепенно, с повышением значимости эстетики, внешний слой человеческих укрытий приобретал утонченность, которая радовала глаз. Это привело, наряду с развитием геометрии и математики, к расширению архитектуры, которая стала характеризоваться различными стилями строительства, пропорциями (например, золотым сечением) и классическими порядками. Фасады были также способны рекламировать власть и престиж жильцов здания задолго до того, как были изобретены другие средства коммуникации, такие как письменность. На протяжении всей своей истории фасады были изменены и модернизированы в соответствии с новыми технологиями и материалами. Они постоянно эволюционируют и адаптируются для того, чтобы удовлетворять меняющиеся потребности пассажиров (Capeluto and Ochoa 2017).
Человечество разработало множество материалов для использования в качестве фасадных покрытий. Некоторые из них возникли непосредственно из стенового материала (например, дерево, камень, кирпич), в то время как другие были разработаны преднамеренно в качестве облицовочных материалов и намеренно отличались от материалов, используемых в строительстве стен. Такими материалами являются, например, штукатурка, мазня, керамическая плитка, а также недавно разработанные навесные стены из стали, алюминия и стекла. Развитие этих материалов было главным образом мотивировано для того чтобы загерметизировать стену от проникания воздуха (это особенно справедливо в случае гипсолита который герметизирует стену но остается проницаемым паром) но также защитить относительно хрупкий структурный материал от жестких условий окружающей среды. Этот внешний финиш также запланирован или полностью преградить (например, ненесущая стена) или по крайней мере проконтролировать (например, в так называемом провентилированном плакировании) потенциально опасный вход воды. Часто, внешний материал плакирования более менее прочен чем структурный материал; таким образом, предусмотрена периодическая реконструкция фасадов для поддержания общей прочности здания. Поскольку бревенчатые дома были, вероятно, первыми постоянными сооружениями на основе биоматериала, возведенными людьми, бревна представляют собой первые строительные элементы на основе био. Постепенно, с развитием инструментов и строительных технологий, были разработаны каркасные конструкции. Те использовали элементы тимберса в различных структурных компонентах: как лучи, столбы, колонки, связывая элементы, стропила, etc. В этом типе структуры, элементы плакирования тимберса (например, профилированные доски, планки, и деревянные Гонт–встряхивания) также рассмотрены, что будут био-основанные элементы façade. Появление промышленно развитого производства позволило создать более эффективные технологии производства древесины, а прогресс в области химии позволил получить различные искусственные связующие вещества. Это облегчило производство биоматериалов, состоящих как из полнофункциональных (многослойная древесина, кросс-слоистая древесина), так и из ранее забракованных отходов (побочных продуктов) (стружка, опилки или даже стебли и листья). Следовательно, возникло большое разнообразие элементов, включая блок-платы, древесностружечные плиты, ориентированные прядильные плиты (OSB) и—совсем недавно—натуральные армированные волокнами полимерные композиты.Как показывает опыт, правильно обработанные конструкционные материалы на био-основе оказались прочными и надежными гораздо дольше, чем ожидалось (некоторые каркасные конструкции показывают удивительную продолжительность жизни в несколько сотен лет). Однако биоматериалы, используемые в качестве внешней облицовки, сталкиваются с самыми суровыми климатическими условиями, поскольку они полностью подвергаются воздействию внешней среды. В умеренном климате фасад подвержен ежедневным циклам заморозков и оттепелей весной и осенью, а также большим сезонным колебаниям уровня УФ-излучения.
Камень-это природное вещество, твердый агрегат из одного или нескольких минералов. Это основной строительный материал внешнего твердого слоя Земли, литосферы. Благодаря своей доступности, камень использовался как человеком, так и предчеловеческими видами в качестве инструмента и строительного материала с момента появления цивилизаций (примерно 12 000 лет назад). Камень был первоначально получен путем сбора, а затем путем добычи. В строительной отрасли камень может быть использован в своем естественном виде в виде гальки (валуна) или он может быть механически преобразован в нужную форму, например, стеновой элемент (Ясень). Эти основные элементы могут быть либо собраны свободно (сухая каменная стена), либо склеены с помощью строительных растворов или штукатурок.
Камень обладает высокой теплоемкостью и, как правило, исключительно долговечен, хотя это несколько варьируется в зависимости от типа породы: например, в то время как гранит очень прочный, мрамор склонен к повреждениям, вызванным химическими агентами. Камень отрезанный в тонких ломтиках (приблизительно 2 cm) обыкновенно использован в зданиях и как высоки прочный материал плакирования. Первоначальная высокая себестоимость продукции обычно оправдывается низкими эксплуатационными расходами. Однако в течение последнего столетия в связи с изменением климата и повышенным загрязнением окружающей среды наблюдался резкий рост ухудшения состояния построенного наследия
Бетон представляет собой композиционный материал, состоящий из мелкого и крупного заполнителя (т. е. песка и гравия, смешанных в различных пропорциях), склеенного вместе с жидким цементом (т. е. цементом, смешанным с водой, образующим так называемую цементную пасту). Из-за ряда химических реакций бетон со временем затвердевает. Тип портландцемента обычно используется для производства бетона, но могут также использоваться и другие вяжущие, например, известковые вяжущие или асфальтобетон. На стадии производства бетон имеет форму суспензии, которая заливается в опалубочные конструкции, как правило, изготовленные из древесины или сборных элементов. В результате определенных химических процессов бетон образует камнеобразный материал, который может отличаться по прочности и другим свойствам в зависимости от содержания смеси, которая использовалась для изготовления шлама. Бетон обычно обозначают как «искусственный камень».
Керамика-это неметаллический твердый материал, содержащий неорганические соединения (атомы металлов, неметаллов или металлоидов). Керамика может иметь кристаллическую или некристаллическую внутреннюю структуру (например, стекло). Строительная керамика (например, обожженный кирпич) представляет собой определенный диапазон кристалличности, где атомы или молекулы располагаются в регулярных периодических микроструктурах. Керамика производится из различных видов сырья керамических материалов (например, глины, золы, различных химических форм кремнезема) с использованием высоких температур в диапазоне от 1000 до 1600 °C в процессе, называемом обжигом. Керамические материалы трудны, и сильны в обжатии но также хрупки, и слабы в резать и напряжении. Поскольку материал не поддается обработке, он обычно должен быть сформирован на стадии производства из-за присущей ему хрупкости.
Керамика обладает высокой теплоемкостью, однако, благодаря своей пористой структуре, уступает бетону и камню. Глазурованная керамика очень прочная и устойчивая к воздействию химических веществ. Они использовались в зданиях с самого начала цивилизации, то есть как только были изобретены обжиговые печи. В прошлом кирпич широко использовался для несущей конструкции, но в настоящее время обычно заменяется бетоном и сталью (кирпич склонен к разрушению в суровых условиях, таких как землетрясения). В настоящее время керамические изделия широко используются в качестве наружного облицовочного материала зданий и считаются безопасными и долговечными.