Инженеры из Швейцарской высшей технической школы Цюриха создали гибкую опалубку из трикотажной ткани и металлических тросов, которая позволяет создавать бетонные конструкции сложной формы. Технология была разработана Марианой Попеску и Лексом Рейтером в рамках исследовательского проекта NFS Digital Fabrication. Разработчики показали, что использование трикотажного текстиля для архитектурных приложений может сэкономить как материал, так и время, а также упростить процесс строительства сложных форм.
Возможности своей технологии исследовательская группа показала на выставке в Мехико (Мексика), где была возведена пятитонная бетонная конструкция замысловатой формы. Команда из Цюриха продемонстрировала процесс подготовки и строительства объекта с площадью поверхности, равной 47,5 квадратных метра.
Как рассказал руководитель проекта KnitCandela и старший научный сотрудник группы Block Research Матиас Риппманн, от начала работ до их полного завершения прошло всего пять недель – это намного меньше времени, чем нам нужно было бы при использовании обычных технологий.
Разработчики технологии вдохновлялись работами испано-мексиканского архитектора Феликса Канделы, который проектировал здания с внешней поверхностью в форме гиперболического параболоида. Его внешне привлекательные и необычные здания, при использовании традиционных технологий, требовали значительных трудозатрат и времени. Чтобы построить бетонное здание сложной конструкции, сначала необходимо создать армирующий каркас из арматуры, затем с использованием большого количества элементов возвести вокруг него опалубку, и уже после этого заливать бетон.
Суть технологии, предложенной швейцарцами, заключается в создании быстровозводимой тросовой опалубки. Для нее требуется деревянный каркас, по периметру которого закрепляются и натягиваются сеть из тросов, поддерживающая бетон во время застывания. В изначальном варианте перед заливкой бетона на сеть необходимо было закрепить множество отдельных полимерных листов, а затем расположить на них армирующие конструкции сложной формы, что было трудоемко и достаточно неудобно.
В доработанной технологии, которую и продемонстрировали в Мексике, на тросовую сеть надевается трикотажная опалубка, которая создается на обычной промышленной вязальной машине из полиэстеровой нити. Поддержку всей конструкции, как и в первоначальном варианте, выполняет сеть из металлических тросов, которая рассчитывается, исходя из конкретного проекта объекта.
Тканевая опалубка состоит из двух слоев: внутреннего, выполняющего эстетическую функцию, и внешнего, на котором при производстве формируются места крепления для тросов и карманы для воздушных шариков. Шарики нужны для того, чтобы создать на внутренней поверхности конструкции вафельную сетку, увеличивающую прочность конструкции. После того, как опалубка закреплена на деревянном каркасе, специалисты распыляют на внешний слой ткани цементный раствор. В результате образуется слой толщиной в несколько миллиметров, служащий формой для распыляемого поверх него фибробетона.
Одним из главных преимуществ представленной швейцарцами технологии является простота транспортировки опалубки. Тканевая основа для инсталляции в Мехико, состоящая из четырех длинных частей, имеет общую массу всего 25 килограмм и поместилась два туристических чемодана. Металлическая часть возведенного для университетского музея Национального автономного университета Мексики объекта, который имеет диаметр 5,8 метра, высоту 4,1 метра и площадь поверхности 47,5 квадратных метра, составила всего 30 килограмм. Таким образом, конструкции массой 55 килограмм хватило для поддержки пяти тонн бетона.
