Магистральной тенденцией современной архитектуры, по крайней мере в отно-
шении офисных и общественных зданий, стала "прозрачность". Под этим подразу-
мевается, что снаружи здания хорошо видно происходящее внутри, а изнутри - ок-
ружающий ландшафт. Таким образом подчеркивается единство содержания здания
и его окружения, открытость подходов и демократичность. Кроме того, при этом
максимально используется дневной свет, а ночью здание приобретает неповторимый
яркий облик.
Прозрачности в многоэтажном здании можно добиться при помощи специаль-
ной конструкции фасада, по возможности тонких ограждающих конструкций и при-
менения прозрачных секций пола в центральной части здания. Чтобы получить тре-
буемый результат, приходится пересматривать традиционные решения основной
структуры здания, а также постоянно учитывать фактор "прозрачности" при проек-
тировании всех дополнительных конструкций.
Новая штаб0квартира Deutsche Post AG в Бонне строилась с 2000 по 2002 год.
Основными авторами проекта стали Хельмут Ян (Helmut Jahn) и Вернер Собек
(Werner Sobek). Архитектор Хельмут Ян знаменит своими минималистскими фаса-
дами, например Kempinski Airport Hotel в Мюнхене. Так что и рассматриваемое зда-
ние он спроектировал очень легким, но при этом с энергоэффективным двойным фа-
садом и минимальным сечением металлического профиля.
Здание имеет высоту 162,5 метра, 42 надземных и 6 подземных этажей и на
плане представляет собой две башни ("Южную" и "Северную") с полукруглыми
фасадами, между которыми оставлен световой промежуток со стеклянными пере-
крытиями. Передовые двойной фасад и децентрализованная климатическая система
позволяют существенно снизить эксплуатационные расходы. Сочетание стали и
стекла в конструкции фасада, стеклянных перекрытий, крыши и пристройки созда-
ют абсолютно прозрачную оболочку здания.
Базовая структура
При проектировании базовой структуры разработчики исходили из требований
комфорта работающих в здании. В частности, они старались снизить влияние гори-
зонтальных нагрузок на здание, которые вызывают раскачивание и горизонтальное
ускорение верхних этажей. Каждая из частей здания имеет по два бетонных ядра,
которые соединены через промежуток при помощи десяти стальных диагональных
распорок. Распорки расположены прямо под каждым 90м этажом, которые выпол-
нены полностью перекрытыми стеклом и названы авторами уровнями "небесных са-
дов" (skygardens). Специальное исследование показало, что выбранная конструкция
является наиболее эффективной и обеспечивает наивысшую прозрачность. Естественно, что вся структура закреплена в мощном сплошном фундаменте толщиной
4,5 метра и укреплена 60 сваями.
Трубы отопления и кондиционирования интегрированы в стальные несущие кон-
струкции. Колонны из стального сплава имеют различный диаметр на разной высо-
те: от 760 мм в фойе на первом этаже до 406 мм наверху.
Фасады
Конечно, одной из главных особенностей проекта стали оригинальные фасадные
и специальные конструкции, которых в здании множество разных видов. Вся обо-
лочка здания работает как высокоэффективная энергосистема. Вместе с водяным
охлаждением, встроенным в потолок, она позволяет обеспечить каждый офис воз-
духом из индивидуального источника.
Южный фасад здания ступенчатый и состоит из листов многослойного стекла
(2x8 и 2x10 мм) размером 1,5x3,5 метра, закрепленных под углом в 8°. Стекла кре-
пятся к специальным стальным профилям, которые передают вес фасада основной
конструкции через кронштейны, размещенные на каждом 90м, "несущем", этаже.
Эти же кронштейны оснащены компонентами солнцезащиты и вентиляции. Для го-
ризонтальной поддержки фасада между креплениями существует специальная сис-
тема тросов.
Внутренний фасад - это более традиционный фасад с алюминиевыми кон-
струкциями, в нем каждый лист стекла имеет 6 точек крепления. Здесь предусмот-
рены открывающиеся окна для проветривания помещений.
Северный фасад аналогичен южному, но все стекла закреплены там вертикально
и он абсолютно гладкий, т.к. стекла стыкуются между собой без рамы.
Крыша имеет особую конструкцию и ограждается собственным 150метровым
фасадом с защитой от ветра. Для передачи нагрузки здесь используются стальные
колонны и кронштейны. Открытый сверху зимний сад занимает два этажа.
Пентхаус с размещенными в нем переговорными залами для высшего руковод-
ства компании отличается сложной крышей двойной кривизны. Стеклянные панели
в крыше пентхауса неодинаковые и зависят от назначения помещения внизу.
Внутри здания особый интерес представляют "небесные сады" - помещения
высотой в 32 метра (9 этажей) и шириной в 9 метров, размещенные в промежутке
между башнями и имеющие естественную вентиляцию, регулирующуюся в зависи-
мости от ветрового давления снаружи здания. Фасад этих помещений изолирован-
ный с креплением к несущим конструкциям сверху и снизу. Крепление является гиб-
ким, чтобы каждая из башен могла двигаться независимо.
С южной стороны здания имеется фойе 150метровой высоты, которое служит
для входа в здание и иногда - для проведения мероприятий. Сплошной ровный фа-
сад фойе занимает три этажа здания и оснащен солнцезащитными элементами.
Между двумя башнями размещены стеклянные полы: между лифтами на каж-
дом этаже и по всей площади в "небесных садах". Пол состоит из многослойного
стекла: двух термоупрочненных листов толщиной 12 мм и 80мм закаленного стекла
с прозрачным противоскользящим покрытием. Размер элемента пола 0,75x3,5 м.
Элементы закреплены на Т0образных стальных балках, связанных с основной
структурой. Верхнее из стеклянных перекрытий выполнено из изолированного стек-
ла.
Двухэтажное здание в основании башни содержит залы заседаний и столовую.
Крыша конструкционно схожа с крышей пентхауса - остекление на стальной ре-
шетке 1,5x1,5 метра. Фасад здесь выполнен из изолированных элементов размером
1,5x5,0 метра.
Особенности материалов
В ходе заседаний GPD 2003 много обсуждались специфические особенности
работы материалов, используемых в фасадах, и, в частности, герметиков. В докладе
профессора Вагнера было показано, как современные требования к профилю и гер-
метикам повлияли на конструкцию Башни. В частности, все материалы фасадов
тщательно выбирались с точки зрения воздействия ветровой нагрузки. В частности,
герметики в сплошном фасаде работают прямо между торцами стекол (ведь рам у
фасада нет). В ходе специальных испытаний было показано, что сопротивление
сдвигу у обычного герметика составляет 70% от его предела прочности на разрыв.
Так как в данном проекте сдвиговые нагрузки играют большую роль, пришлось уве-
личивать толщины герметиков и дополнять их точечными креплениями.
Там, где с остеклением могут контактировать люди, пришлось использовать
стекла, прошедшие испытания на удар мягким телом, а их крепления были дополне-
ны дополнительным слоем герметика между рамой и стеклопакетом. Такая кон-
струкция должна удержать разбитое многослойное стекло в раме.
Не вникая в подробный разбор свойств применявшихся герметиков, с которым
можно ознакомиться в материалах конференции GPD, отмечу, что другими важны-
ми факторами при проектировании узлов крепления и выбора состава и способа за-
ливки герметика стали:
o климатические нагрузки - например, температура и влажность;
o солнечное излучение - стойкость к ультрафиолету проверялась особо;
o механическая прочность - не только на сдвиг, но и на растяжение/сжатие (на-
пример, при колебаниях температуры фасада).
Разработчики отмечают, что время на проектирование, испытания, проверку ка-
чества сборки у них было крайне ограничено. В то же время все они считают, что
прекрасно справились и успешно решили сложнейшую задачу создания надежного
здания без отхода от первоначального архитектурного замысла.
Благодарим за помощь в подготовке статьи:
Оргкомитет Glass Processing Days, Вернера Собека
(Werner Sobek Ingenieure GmbH&CO.KG),
доктора Вернера Вагнера
(Werner Wagner, Wacker0Chemie GmbH).
Литература
1. Sobek, W.; Sundermann, W.; Rehle, N.; Reinke, H.0G.: Tragwerke fur transpar-
ente Hochhauser. Bauingenieur Band 76, Springer VDI0Verlag, Juli/August 2001.
2. Schittich, C.; Staib, G.; Balkow, D.; Schuler, M.; Sobek, W.: Glasbauatlas.
Munchen: Institut fur internationale Architektur0Dokumentation GmbH 1998.
3. Schuler, M.: Adaptive Gebaudehullen: Optimierung des Nutzerkomforts und
Minimierung der Gebaudetechnik. Stahlbau 6, 2000.
4. Jahn, H.; Sobek, W.: Archi0neering. Herausgegeben von Susanne Anna. Ost?
ldern: Hatje Cantz Verlag 1999.
5. Rice, Peter; Dutton, Hugh: Transparente Architektur. Glassfassaden mit Structural
Glazing. Basel: Birkhauser, 1995.
6. Werner Sobek, Wolfgang Sundermann: The Transparent High Rise Building of
Deutsche Post in Bonn. GPD02003 Proceedings, 2003.
7. Dr. Fritz Garter: Headquarters of Deutsche Post AG, Bonn - Building
Envelope. GPD02003 Proceedings, 2003.
8. Dr. Werner Wagner: The Deutsche Post Head Office - A Challenge for Silicone
Sealants.