Презентация, доклад на тему Презентации по физике Строительство небоскрёба в Санкт-Петербурге Лахта центр

«Средняя школа №20»

Выполнила:
Старченко Татьяна Васильевна, учитель физики

г.Дзержинск, 2017г

потому, что стекло выполняет в башне функцию стен. Значит, должно защищать от внешней среды и быть устойчивым к деструктивному воздействию как минимум не хуже, чем традиционные материалы. Но можно ли сказать, что за фасадом «Лахта центра» — как за каменной стеной? 

это:  А. Красиво  B. Фасад из стекла легче, чем из традиционных материалов. Хотя вес сопоставимых объемов стекла и тяжелого бетона примерно равен, стеклянного материала нужно меньше для возведения стен одной квадратуры.  С. Стекло отвечает всем необходимым требованиям, предъявляемым к стенам – по прочности, теплоизоляции, защите от разнообразных внешних воздействий. Об этом и поговорим ниже. Итак,  Нужно ли быть крепким орешком, чтобы разбить фасад башни
В прошлом посте была отдельная дискуссия относительно прочности стеклянного фасада небоскреба. Где-то на интуитивном уровне понятно, что фасады в башне должны быть надежны, но жизненный опыт одновременно подсказывает, что стекло – все же непрочный материал. Даже лобовое на автомобиле может повредиться из-за разности температур или попадания камня. Чего уж говорить про стеклянную стену – к ней просто страшно прислониться, особенно – где-нибудь на 87 этаже

к стеклу?

опыт ошибочен. Подобно тому, что земля все же круглая, самолет летает, не размахивая при этом крыльями, современное фасадное стекло с достоинством выдерживает попадание в него камня, температурный шок и при повреждении не дает осколков, нарушая тем самым привычное, добытое путем опытных наблюдений, представление о мире.  Более того — сегодня инженеры используют стекло как конструктивный элемент, то есть, в качестве несущих структур. Первое здание с конструктивом из стекла было построено еще в прошлом веке — в 1951. Сейчас светопрозрачные крыши со стеклянными балками и арками имеют здание Народного банка в Ганновере, столовая Технологического университета в Дрездене, стеклянные колонны, каждая из которых обладает несущей способностью в 6 тонн — под крышей внутреннего двора здания городского управления в Сен-Жермен-ан-Ле. 

шагом в 2,5 м, склеены из 3 листов стекла. Стальные полосы — «страховка» от обрушения в случае отказа балки. Подробнее почитать о стеклянном конструктиве можно, например, 
тут  http://adcitymag.ru/svetoprozrachnye-konstrukcii/

такого страшного, но безопасного аттракциона:

Обзорная площадка на 103 этаже Willis Tower, Чикаго. Выполнена полностью из стекла. За посетительницу можно не переживать – пол под ней имеет толщину почти 4 см., балкон выдерживает нагрузку в 5 тонн. 

см. Расчетная нагрузка на фасады – 400 кг. на кв. м. Это примерно так: 

Смог бы разбить его Брюс Уиллис?
Скорее всего, нет. А вот Майк Тайссон, с ударом в 800 кг вполне бы справился.  Если вы – не Майк, то можете не только смело прислоняться к такому фасаду, но даже слегка постучать по нему стулом — как в кино не получится. 

и является стеной, несущей «роли» не играет. Можно разбить сколько угодно стекол — это никак не отразится на устойчивости конструкций башни, где несущие нагрузки распределены между железобетонным ядром и колоннами.  Во-вторых, стекло, предназначенное для фасадов «Лахта центра» (и для фасадов других небоскребов), является безопасным – при повреждении оно не дает крупных или острых осколков. Оно вообще не дает осколков – вместо этого на нем образуются вмятины или трещины. Поврежденный стеклопакет в таком «помятом», но механически целостном виде дожидается своей замены.  Так происходит потому, что стекло состоит из слоев, одним из которых является пленка. 

Эта технология называется Triplex
Например, она применяется для изготовления лобовых автомобильных стекол. 

многослойной формуле: стекло 8мм + 1,5 мм пленка + 8мм стекло + 16мм аргона + 8 мм стекло, итого — 4,15 см толщины. 

Толщину стекол можно оценить по реберной части листов 

солнечной радиации (пусть такое допущение странно звучит для климатических условий Северной столицы), на стекло нанесено специальное напыление. Оно, кстати, и придает фасадному покрытию «металлический», холодный серо-голубой оттенок. 

особо прочного и, при этом, безопасного стекла, которое не дает острых или крупных осколков при повреждении.  Аргоновая прослойка применяется в целях повышения энергоэффективности.  Теплопроводность этого газа приблизительно в 1,5 раза ниже, чем у воздуха (0,68 от теплопроводности воздуха). Хотя цифра не столь велика, но она становится весьма существенной в масштабах площади остекления здания – 72, 5 тыс. кв.м.  Есть и другие приятные «мелочи» — например, большая вязкость благородного газа, уменьшающие скорость конвекции, а, следовательно, теплообмена между слоями стекла. Благодаря многослойности и аргоновой прослойке, пакет в «Лахта центре» однокамерный и нитка остекления одиночная, за исключением некоторых особых участков. Вес стеклянной части фасада составляет около 13 тыс. тонн. В случае многокамерных стеклопакетных решений вес бы существенно увеличился. Это, в свою очередь, повлияло бы на конструктивные параметры – вероятно, мы бы не увидели башню такой, какой она строится
сейчас. 

читатели в курсе, что стекло морозили и обдували, но это еще не все. Также его топили, поджигали и подсматривали за ним днем и ночью. Испытания герметичности фасадов — на площадке компании Gartner (Германия). С помощью различных приборов испытатели будут имитировать разные типы сильного дождя и их воздействие на стеклопакеты.

из вот таких спринклеров: 

— многочисленные ряды спринклеров:

В ходе эксперимента выявлен побочный эффект — радуга):

идет вот такая установка: 

нитки, в отличие от их коллег снаружи, собирают показатели и фиксируют реакцию фасада на разные «погодные» условия, устойчивость стеклопакета к различным типам дождя, герметичность «обшивки» натурной модели. 

Натурные огневые испытания проводятся в поверхностном бетонном бункере, одна из стен которого заменена подопытным стеклом, на котором закреплены датчики:

работающей системе пожаротушения. Внутри помещения все готово к поджогу:

работают — на фото можно увидеть скопление влаги на раме:

разных временных точках фиксируют 18-20 градусов на наружной поверхности стекла, выше температура не растет. Результат очень хороший. 

пожаротушения выключают и фиксируют максимальные температуры, при которых стекло сохраняет свою целостность, а также — другие свойства без необратимых изменений:

Свыше 600 градусов —у специализированного хороший показатель. Примерно такой же — каминного стекла. 

эстетические свойства фасада. Сегодня на площадке для моделирования, которая расположена рядом со стройкой, не протолкнуться — там и сетки, и образцы тротуарных покрытий, и варианты оболочки планетария… Но вот этот макет: 

… появился на площадке самым первым, почти полтора года назад. В него вставлялись и менялись разные образцы стекол. Группа проектировщиков наблюдала за тем, как выглядит стекло и как оно себя ведет в разных погодных условиях, в разные сезоны и время суток — и днем, и ночью.  Благодаря напылению и тому, что стекло на фасадах — «просветленное», т.е. с минимально возможным содержание «желтящего» оксида железа (менее 0,015 против обычных 0,6-0,8), башня при разном освещении выглядит в холодной гамме. Оттенки зависят от освещенности. Например, днем при ярком солнце и отражении неба — стекла синие:

неба — стекла синие:

В пасмурную погоду грани фасада могут выглядеть как серые и бронзовые:

еще один необычный оттенок — красно-фиолетовый:

серо-синего цвета, органично сливающегося с нашим северным небом и гладью холодного Финского залива.  Все эти серии испытаний — на огонь, воду и красоту, подтвердили соответствие фасадных конструкций заданным проектным параметрам. Как видите, стеклянные фасады могут быть прочными, безопасными, теплыми и красивыми стенами. Наше мнение — лучше камня.