Плюсы и минусы использования стекла в строительстве яхт

Чем больше растут в размерах суперяхты, тем больше от дизайнеров требуют «связи с морем». Ответом на запрос стало использование стекла, которое пропускает естественный свет и сохраняет связь с океаном. Хотя стекло вызывает опасения за прочность судна, классификационные общества начинают все чаще признавать его в качестве конструкционного материала.

Концепт яхты от Zaha Hadid для Blohm & Voss

Концепт яхты от Zaha Hadid для Blohm & Voss

«Десятилетиями стекло было частью конструкции судна, размер стеклянных поверхностей рос соразмерно новым применениям, таким как застекленные фальшборта и атриумы, — говорит Мартин Рихтер, эксперт по типам судов в Det Norske Veritas and Germanisher Lloyd. DNV GL много работало с большими стеклянными элементами на яхтах, вспомнить хотя бы Rising Sun от Lürssen с её тонкими стойками и окнами во всю высоту палуб.

Яхта Rising Sun от Lürssen

Яхта Rising Sun от Lürssen

«С развитием ламинированного стекла мы наблюдаем все больший рост интереса к его использованию даже как конструктивного элемента судна, — продолжает Рихтер. — Особенно в последние год-два, когда с таким запросом нам обратились сразу несколько дизайнеров и верфей». По мнению Lloyd’s Register, яхтенный дизайн следует за прогрессом архитектурного мира, с точки зрения того, как он приспособился к использованию стекла. «80% плоского стекла, производимого в мире, используется в архитектуре, — поясняет Франс Вербаас, главный специалист службы технической поддержки компании Lloyd в Роттердаме. — Таким образом, стекло, которое закупают судостроители, это стекло, произведенное по архитектурным стандартам. Разработки и исследования, проведенные на стеклянных конструкциях, предназначены для градостроения».

Проект Intensity от Abeking & Rasmussen

Проект Intensity от Abeking & Rasmussen

Согласно данным Вербааса, вся морская промышленность вместе с производством несамоходного транспорта, такого как поезда, поглощает 0,8% от всего произведенного стекла. Это слишком мало, чтобы позволить собственную систему контроля за производством. «Архитектурный мир только начинает признавать стекло как конструкционный материал, мы следуем по пятам,  бежать впереди для нас глупо, — осторожничает Вербаас.

Проект E Motion-55 от верфи Admiral

Проект E Motion-55 от верфи Admiral




Проблемы и соображения
Стекло сильно отличается от других морских конструкционных материалов, и главная забота при использовании стекла в проектировании яхт — помнить, что между прочностью и безопасностью нельзя поставить знак равенства. «Проблема может произойти мгновенно в любое время, причем при гораздо меньшей нагрузке, чем расчетная нагрузка, под воздействием острого предмета, неправильного монтажа или трещин, доросших до критических размера, — поясняет Вербаас. — Это делает анализ степени риска и надежности ключевым для всего дизайна».

“Стеклянная” яхта Como от Feadship

Вербаас объясняет, что одним из конструктивных решений является установка ламинированного стекла, состоящего из двух или более стекол, склеенных вместе, что обеспечивает некую остаточную прочность и защиту от осколков стекла, если одна из панелей повреждена.

Яхта Venus от Feadship

Яхта Venus от Feadship

«При проектировании стеклянных конструкций следует учитывать последствия возможной аварии, например, большая подводная смотровая панель нуждается в большем уровне защиты, чем обращенная к корме стеклянная переборка, установленная высоко в надстройке, — продолжает Вербаас. — Главный вопрос, на который нужно ответить, это какой прочностью должна обладать стеклянная конструкция после аварии. Что случается после? Каков сценарий? Какой надежности ожидать и насколько долго? Анализ негативных сценариев может доказать, что лучше использовать стекломатериалы, которые имеют меньшую прочность, когда все в порядке, но после сбоя имеют гораздо лучшие прочностные характеристики».

Стеклянный борт на яхте Savannah от Feadship

Стеклянный борт на яхте Savannah от Feadship

Основной задачей классификационного общества является обеспечение безопасности и структурной целостности судна. Для DNV GL это означает найти способ применения стеклянных элементов, соответствующих закону и нормам класса, прежде всего, к прочности конструкции, водонепроницаемости и требованиям высоте надводного борта.

Классический вид кормы на примере яхты Graceful  от Blohm & Voss

Классический вид кормы на примере яхты Graceful от Blohm & Voss

«Как конкретный элемент будет интегрирован в конструкцию яхты — вопрос, требующий тесного и усиленного взаимодействия не только между дизайнером, верфью, Администрацией Флага и Классом, но и между поставщиками и производителями, — считает Рихтер. — Это имеет жизненно важное значение из-за специфических характеристик используемого стекла, как оно его сцепляется и соединяется с другими элементами.  Этот фактор плюс открытое мышление важны для воплощения видения дизайнера и пожеланий заказчика без урона для безопасности и структурной целостности».

Практически полное отсутствие классических переборок на яхте Mushashi от Feadship

Практически полное отсутствие классических переборок на яхте Mushashi от Feadship

Еще одна проблема использования стекла — целостность конструкции в случае пожара. «Если стеклянные элементы являются частью огнестойкой перегородки, они должны быть проверены на огнестойкость», — добавляет Рихтер. — Как правило, должен быть проверен самый большой стеклянный элемент в конструкции. Найти лабораторию, способную провести испытание, сложно, потому что элемент крупногабаритный».

Яхта Mushashi от Feadship

Яхта Mushashi от Feadship

Когда речь идет о создании открытых пространств и естественном освещении, то стекло имеет неоспоримые преимущества, но есть у него и минусы. «Стекло имеет относительно низкий предел прочности, что может утяжелить конструкцию, если сравнивать с аналогичной конструкцией, изготовленной из традиционных материалов, таких как сталь, — объясняет Рихтер. — Жесткость стеклянных элементов, окруженных другими, сравнительно гибкими конструкциями корпуса яхты, также означает, что при проектировании и строительстве судна необходимо уделять повышенное внимание динамическим характеристикам конструкции и проектированию стыков».

Яхта A от Blohm & Voss

Яхта A от Blohm & Voss

Вербаас добавляет, что главная проблема кроется в том, что результаты на прочность могут ввести в заблуждение. «Сила, которая разрушит кусок стекла, определяется дефектами, которые распределяются по поверхности случайным образом, — рассказывает он. — Таким образом, результаты, полученные для одного куска стекла, мало расскажут вам о том, чего ожидать от аналогичного в следующий раз. Результаты испытаний могут использоваться только для проверки расчетов деформации».

Яхта Enigma (ex. Eco) от Blohm & Voss

Яхта Enigma (ex. Eco) от Blohm & Voss



Будущее
«DNV GL видит растущий интерес к реализации больших стеклянных конструкций в качестве элементов в новых проектах яхт, что подтверждается количеством запросов, полученными за последние несколько лет, — говорит Рихтер. — Яхтенные дизайнеры явно намерены выйти за рамки привычного». Наиболее очевидные тенденции — увеличение размеров и появление новых материалов. «Стеклянные элементы увеличиваются, что заметно по круизной индустрии, где для гостей создают большие открытые пространства с потрясающими видами, — добавляет Рихтер. — Дизайнеры стремятся привнести естественный свет в каюты и особенно в надстройку яхты. Для усиления дизайна с эстетической точки зрения они начинают применять изогнутые стеклянные элементы».

Яхта Como от Feadship

Яхта Como от Feadship

Что касается самого материала, то Рихтер также проявляет интерес к использованию продуктов, обычно называемых «умным стеклом», со встроенными датчиками для предупреждения о повреждении или для контроля за интенсивностью света, поступающего на судно. Он полагает, что более прочные и более легкие типы стекла могут дать «второй шанс» этому материалу.

Ходовой мостик на яхте Mushashi от Feadship

Ходовой мостик на яхте Mushashi от Feadship

«Мы много дискутировали о том, как классификационные сообщества способны поддерживать проектировщиков и производителей, особенно это касается разработки более легких и безопасных стеклянных конструкций, одобренных в соответствии со специальными требованиями», — заключает он. Для Вербааса жилые пространства с большим количеством стекла хорошо выглядят на бумаге, но в реальности необходимо учитывать такие факторы, как солнечное излучение, приватность, акустику и уборку. «Защита — фундаментальная человеческая потребность, — поясняет он. — У «морских впечатлений», полученных через стеклянные борта, есть свои пределы. Я рассчитываю, что трюк со «стеклянным корпусом» быстро себя исчерпает, и стекло, в основном, будет использоваться в надстройке».

Проект Vora

Проект Vora

Оригинал статьи можно прочитать здесь

Спасибо!



← Ко всем записям