автореферат диссертации по искусствоведению, специальность ВАК РФ 17.00.06
диссертация на тему: Дизайн и технологии использования облицовочных материалов

Полный текст автореферата диссертации по теме "Дизайн и технологии использования облицовочных материалов"

На правах рукописи

/Л/ —

ИВАНОВА Анастасия Сергеевна

ДИЗАЙН И ТЕХНОЛОГИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОБЛИЦОВОЧНЫХ

МАТЕРИАЛОВ

Специальность 17.00.06 - Техническая эстетика и дизайн

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

№ с№| £

005559770

Иркутск - 2015

005559770

Работа выполнена в ИрГТУ «Иркутский государственный технический университет», на кафедре «Архитектурное проектирование».

Научный руководитель: Калихман Аркадий Давидович

доктор физико-математических наук, профессор кафедры «Архитектурное проектирование», ИрГТУ «Иркутский государственный технический университет».

Официальные оппоненты: Яковлев Григорий Иванович

доктор технических наук, профессор кафедры «Геотехника и строительные материалы», ИжГТУ «Ижевский государственный технический университет имени Калашникова».

Петров Александр Владимирович, кандидат технических наук, доцент, директор ООО «Предприятие Иркут-Инвест».

Ведущая организация ФГБОУ ВПО «Национальный ис-

следовательский Томский политехнический университет».

Защита состоится «25» марта 2015 года в 12.30 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.119.04 при МИРЭА МГУПИ «Московский государственный университет приборостроения и информатики», Институт технической эстетики и дизайна. Адрес: 129223, г. Москва, ул. Хованская, д. 119 стр.312, ауд. 309.

Текст автореферата размещен на сайтах: http://www.istu.edu, http://www.mgupi.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУПИ «Московский государственный университет приборостроения и информатики».

Автореферат разослан «16» февраля 2015 г. Ученый секретарь __}

диссертационного совета, к.т.н. ¿^/Ь Анна Эдуардовна Дрюкова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Технологии применения облицовочных материалов в различных отраслях промышленности, связаны с техническим дизайном выпускаемых изделий, в последнее время переходят на новый качественный уровень. Внедрение и разработка технологии дизайна поверхности материалов в строительном производстве обеспечивает широкие возможности реализации индивидуальных дизайнерских проектов. За последние годы в области производства облицовочных материалов сформировался новый рынок, появляются новые разработки в системах облицовки поверхностей, отличающихся формой, фактурой, текстурой и цветом. Создание оригинальных изделий обуславливает творческий поиск нестандартных решений в проектной деятельности и в дизайне.

Рассмотрение вопросов в области технологических принципов применения облицовочных материалов и дизайна поверхностей облицовки, посвящены исследования, проводимые под руководством Бурмистровой Г. Н., Корнилова Т. А., Грановского А. В., Агапова В. Н., Байера В. Е. Известен и постмодернистский подход к анализу поверхностей, выполненный Жилем Делёзом, Роланом Бартом, а также отечественными учеными Раппапор-том А. Г., Добрициной И. А.

К одному из видов облицовочных материалов относятся стеновые покрытия получившие широкое распространение в последнее десятилетие под названием навесных фасадных систем, что нашло отражение в работах Гагарина В. Г., Цыкановского Е. Ю., Амбросьева Т. Д. Можно заключить, что публикации по дизайну и технологии использования облицовочных материалов носят либо сугубо утилитарный характер, либо рассматривают отдельные вопросы их дизайна и эстетики.

Поэтому актуальными являются попытки обобщенного подхода к технологиям использования облицовочных материалов, учитывающего современные требования к эстетике облицовки и возможности применения новых дизайнерских решений.

Цель работы - совершенствование технологий использования облицовочных материалов и разработка дизайна поверхности облицовки.

Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Исследование поверхности облицовочных материалов как объекта дизайна и классификация по фактуре и видам изделий.

2. Анализ теплотехнических характеристик облицовки в фасадных системах.

3. Проектирование крепления, размещения и фактуры облицовочных материалов.

4. Разработка колористических решений с применением современных цветовых систем и технологий поиска гармонических сочетаний.

Научная новизна работы

1. Предложен концептуальный подход к общей классификации облицовочных поверхностей, отражающий функциональные и эстетические характеристики: цветовые, пластические, конфигурационные, рельефные, фактурные, материальные.

2. Дана классификация облицовочных материалов, основанная на их виде, материале, фактуре и цвете.

3. Выполнены расчеты теплозащитных и тепловлажностных свойств поверхностей навесных фасадных систем, используемых в Иркутске в новом строительстве, показаны необходимые параметры толщины утеплителя, дополненные результатами натурной тепловизионной съемки стеновой облицовки для определения причин появления дефектов теплозащиты.

4. Даны оригинальные проектные решения крепления панелей облицовки с разработкой узлов крепления.

5. Разработаны колористические решения для используемых в реконструкции объектов облицовочных материалов с применением системы натуральных цветов.

Практическая значимость работы

1. Определена методика выделения основных характеристик поверхностей облицовочных материалов с учетом их утилитарных и эстетических качеств.

2. Предложены конструктивные решения поверхностей облицовочных материалов и технологии крепления облицовки на анкерах и клямме-рах.

3. Предложены рекомендации по проектированию цветовой отделки с использованием технологий поиска колористических решений в системе натуральных цветов, в реализованных авторских проектах: административного здания по ул. Октябрьской Революции 11—а, г. Иркутск (20062010 гг.); здания Автовокзала по ул. Октябрьской Революции 11 (2011г.).

Материалы исследования используются на кафедре архитектурного проектирования ИрГТУ при чтении лекций и проведении практических занятий по дисциплинам «Архитектурно-дизайнерское проектирование», «Основы инженерного оборудования», «Отделочные материалы и композиция», «Архитектурное материаловедение».

Методология и методы исследования. Исследование дизайна и технологий использования облицовочных материалов базируется на методах постмодернистского подхода к анализу поверхностей, на анализе паспортных технологических характеристик изделий. Для анализа теплозащитных и тепловлажностных характеристик использована методика физического моделирования, рекомендуемые изготовителями облицовочных материалов методики использования, регламенты работы с тепловизорной техникой.

Конструктивные решения креплений и колористические решения выполнялись с использованием проектных технологий и доступных пакетов компьютерных программ.

Положения, выносимые на защиту

1. Концептуальный подход к общей классификации облицовочных поверхностей, отражающий функциональные и эстетические характеристики: цветовые, пластические, конфигурационные, рельефные, фактурные, материальные.

2. Результаты расчетов теплозащитных и тепловлажностных свойств поверхностей навесных фасадных систем, используемых в Иркутске в новом строительстве, необходимые параметры толщины утеплителя, результаты натурной тепловизионной съемки стеновой облицовки, выявляющие причины дефектов теплозащиты.

3. Оригинальные проектные решения крепления панелей облицовки с разработкой узлов крепления, конструктивные решения поверхностей облицовочных материалов.

4. Колористические решения реконструируемых объектов с использованием облицовочных материалов, подобранных на основе системы натуральных цветов.

Достоверность результатов обеспечивается использованием в качестве теоретической и методологической базы исследования фундаментальных трудов, энциклопедической и справочной литературы, стандартов, прикладных программ Color Wheel Pro, Anchor Calculation, TePeMOK, ArchiCAD, Corel Draw, AutoCAD, CC Hilti, CC-COMPUFIX, NCS Navigator, Adobe Kuler, Color Grab, электронного штангенциркуля, термометра TK-5.03, тепловизора «Testo 882».

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на ежегодных научно-практических конференциях ИрГТУ, семинарах кафедры архитектурного проектирования и кафедры геммологии, на международных научно-практических конференциях: «Актуальные проблемы технических наук» (г. Уфа, 2014 г.), «Технические науки в мире: от теории к практике» (г. Ростов-на-Дону, 2014 г.).

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 11 печатных работ, в том числе 3 статьи в журналах, входящих в перечень ВАК Министерства образования и науки РФ, 2 в сборниках научных трудов конференций, 2 учебных пособия.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемых источников из 141 наименования. Работа изложена на 121 страницах машинописного текста, содержит 46 иллюстраций и 11 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность и показана степень разработанности темы, поставлены цель и задачи исследования, отражены научная

гонтовая

новизна диссертационного исследования, практическая полезность, определены методология и методы исследования, указаны положения, выносимые на защиту, степень достоверности и апробация результатов.

В первой главе «Дизайн поверхности облицовочных материалов» приведено обобщение знаний о поверхности облицовочных материалов как объекта дизайна, проводится классификация морфологических и символических описаний поверхности, содержание которой определяется функциональными и эстетическими свойствами. Дано представление о различии онтологических и метафизических подходов к понятию поверхности, рассматриваются особенности концепции поверхности облицовочных материалов и приводится их классификация по функциональным и эстетическим характеристикам, где художественное понимание поверхности складывается из совокупности характеристик формы, цвета, рельефа, фактуры, рисунка или текстуры.

Поверхность определяет видимое строение материала, проявляя свою фактурность, поэтому можно утверждать, что фактура поверхности характеризуется степенью рельефности и блёскости. Обозначения подобных признаков поверхности приводят к возможности классификации по фактурным признакам. Виды фактурных поверхностей приводятся в таблице 1, где образцы расположены по возрастающей категории рельефа поверхности.

Таблица 1 - Основные виды фактурных поверхностей

приближенная к рельефу

камень грубой бугристая кладки

В классификации поверхностей, следует отметить, что в ее основу могут быть положены следующие характеристики:

1. Поверхность как функция, отражающая утилитарные, эстетические, традиционные, символические свойства (таблица 2).

Таблица 2 — Основные функции поверхностей

2. Поверхность как фактура, материал, обеспечивающая физическое тактильное взаимодействие, средовое психофизическое взаимодействие.

3. Поверхность как вещность, определяющая основное свойство

предмета.

4. Поверхность как форма, образующая и проявляющая объем в его функциональном и эстетическом значении.

5. Поверхность, выраженная цветом стимула или материала, помимо утилитарных и художественных свойств содержит психофизические отношения одновременного и последовательного цветового контраста, фиктивной пространственной границы (подобные свойства относятся к световому акцентированию поверхности, а также к ее зеркальности).

Утилитарная функция поверхности отражает технические свойства материала, художественная воспроизводит декоративность материала, традиционная - обычные поверхности часто используемые в быту, символическая - поверхность наделенная знаковыми характеристиками.

Таблица 3 - Основные приемы моделирования поверхностей

Основные приёмы моделирования поверхности

простые

1.3 придание! рельефности!

I

2.2 смещение

1

пространственные

■ 1

<к

3.1 выявление] структуры 1

3.2 наложение

3.3 применение разных приёмов с расстановкой

Понимание пластического свойства поверхности, имеет большое значение в моделировании поверхности. Основные приёмы моделирования показаны в таблице 3.

Вторая глава «Облицовочные материалы в фасадных системах»

раскрывает технологические особенности применения облицовки в сложных конструкциях. Определяются принципы исследований облицовочных материалов, приводится и обосновывается методика расчета теплозащитных и тепловлажностных характеристик поверхностей навесных фасадных систем, используемых в новом строительстве Иркутска, находятся параметры толщины утеплителя для условий стационарной теплопередачи.

Результаты натурной тепловизионной съемки стеновой облицовки позволили выявить аномалии поверхностей, представленные на рисунке 1.

Рисунок 1 - Термограмма стены административного здания в г. Иркутске по улице Терешковой 26 (7 декабря 2013 г., 08.00 местного времени, температура-28 °С)

На термограмме можно рассмотреть несколько очагов явной утечки тепла в точках М9, Мб, М5, причиной возникновения которых, является увлажнение утеплителя в осенне-зимний период и переход к минусовым температурам. В это время увлажненный утеплитель промерзает и сохраняет такое состояние весь холодный период.

В данном случае представляется влияние мостиков холода на показатели теплопередачи стены, что обосновывает следующие факторы влияния: геометрический вид подконструкции её форма и материал строительных элементов, крепления в области консолей, а также некачественная установка оконных блоков.

В итоге сравнительного анализа результатов съемки объектов, были выявлены наиболее распространённые участки фасадов зданий с утечкой тепла: горизонтальные углы зданий и области крепления оконных блоков.

Таким образом, применение комплексных тепловизионных обследований, основанных на сочетании контактных и бесконтактных измерений температуры и других вспомогательных параметров ограждающей конструкции и окружающей среды, использование расчетных моделей теплопередачи позволяет определить места фактических теплопотерь через

наружные ограждающие конструкции зданий в реальных условиях их эксплуатации.

В третьей главе «Проектирование крепления, размещения и

фактуры облицовочных материалов» дается классификация и описание систем крепления облицовочных материалов.

плит и вертикальный разрез в месте крепления: 1 - уголки; 2 - горизонтальные полки; 3 - боковые стенки;

4 - декоративное верхнее основание; 5 - нижнее основание;

6 - крепежные отверстия

Приводятся принципы выбора систем крепления, и подробно рассматривается методика расчета анкерных соединений фасадных систем на примере сравнительного анализа ведущих разработчиков крепежных технологий - Fischer (Германия), Hilti (Лихтенштейн).

На основании выявленных недочетов облицовки навесного вентилируемого фасада, приводится проект модифицированного кляммера для плитки (рисунок 2), уникальность конструкции которого, позволяет упростить монтаж, уменьшить зазор между плиткой для защиты утеплителя от осадков.

Оригинальность разработки связана с конфигурацией видимой части кляммера, заменяющей обычные крючки, что усиливает декоративные качества облицованной поверхности фасада здания.

Предложено решение крепления облицовки объемного характера или

Рисунок 3 - Фрагмент конструктивного решения фасада с применением фигурных панелей

На рисунке 3, приводится фрагмент конструктивного решения фасада с применением фигурных панелей, где видно крепление рельефной композитной панели к направляющим.

В процессе проектирования облицовки объемной формы были разработаны конструкции облицовки лицевой поверхности из алюминиевых композитных панелей, допускающих крепление с помощью иклей. На рисунке 4, приведен фрагмент конструкции.

Блок оконной

Анкер

(для крепления кронштейнов к основанию)

А!роНс/&-5СМ( ТСМ, ССМ)

Утеплитель МВП

плотность тю

Усилитель угловой /

/ ! / !

Заклепка вытяжная из/ " коррозионностойко> стали А2/А2_

Выдвижная вставка Кронштейн в сборе

открытый 60x35x20x1,2хЬ

Панель

(композитный материал или алюминиебай сплаб / > 2мм, оцинк окраш. сталь, нерж сталь I > 1мм)

Икля левая для салазки с полкой У

Распорная салазк^ с полкой

Заклепка вытяжная из__

коррозионностойкой стали А2?А2| \

Уголок

вспомогательный

Терморазрыв паранит ПОН-Б 7=3 мм

Рисунок 4 - Фрагмент конструктивного решения фасада с облицовкой неправильной формы

Рассмотрены способы сочетания элементов облицовки с использованием комбинаторного метода и получены различные комбинации из плит, отвечающие заданным композиционным построениям. На рисунке 5, приведены варианты решетчатых и полосообразных размещений облицовочных материалов.

\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \

\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \

\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \

\ \ \ ч ч ч ч \ \ \ \ \ \ \ \ \

\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \

\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \

\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \

\ \ \ || \ \ \ \ \ \ \ \ \

\ \ \ \ \ \ \ N \ \ \ \ N \ \

\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \

Рисунок 5 - Решетчатые и иолосообразные комбинации размещения облицовочного материала на поверхности

Предложен простой алгоритм размещения элемента облицовки в виде последовательности: выбора сети построения и сочетания элементов, чередования цвета, фактуры, прорисовки мотива на основе одной плитки с использованием преобразования - поворота. На рисунке 6 приведен пример построения.

Рисунок 6 - Плитка сложной конфигурации и блок из трех единиц

Построение композиции из группы облицовочных элементов на основе выбранного преобразования приведено на рисунке 7, где использован подбор плитки по цвету с минимальным их количеством и с учетом зависимости от пор"1"'" '—----- —-----------—-------------------- ности.

Рисунок 7 - Вид поверхности стены из блоков трех облицовочных

плиток

Четвертая глава «Практика колористических решений облицовки» посвящена практическим задачам поиска проектных колористических решений, связанных с определением и использованием оптимальных средств и технологий. В качестве основной применяется палитра системы натуральных цветов CS Digital pallets, сопутствующее программное обеспечение - NCS Navigator и последние по времени пакеты Color Grab и Adobe Kuler для определения координат цвета.

Рассматривается методика нахождения гармоничного ряда сочетаний по шести цветовым вариантам и создания палитры сочетающихся между собой цветов. Схема поиска показана на рисунке 8. Расположение кривой на цветовом круге или треугольнике системы проводится по следующему порядку:

1. Контрастное согласование цветов.

2. Родственно-контрастное согласование цветов.

3. Сочетание цветов чистого контраста.

4. Согласование цветов триады.

5. Согласование четырех контрастных цветов.

6. Сочетание цветов по пятиугольнику.

На основе разработанной методики приводятся примеры результатов проектирования облицовки поверхностей и нахождения координат цвета, используемых материалов. Дается описание путей поиска цветовых предпочтений в проектной практике на примерах с разными облицовочными материалами, разными технологическими решениями.

is Zoom Selector: ICusve

U Zoom Selector. Curve

Рисунок 8 - Схема создания палитры на цветовом круге и на треугольнике системы

Одним из реализованных по разработанной методике проектов, где был использован керамогранит в качестве облицовочного материала и краски фирмы Caparol, стал интерьер реконструируемого административного здания автовокзала по ул. Октябрьской Революции 11 а. Предложение цветового решения здания основывалось на определении и нахождении гармоничной палитры в программе NCS Navigator, а пример итогового решения показан на рисунке 9.

NCS S 0407-Y2DR «CSS»®-«« NCSSOSIS-W« MCSSO6OSV30R

HCSS0819-V30« HCSS101Ü.Y3W NCSSS5K-Y4ÖR wes s дао-уда «CSS051S-V«

«CSSÖ620-V4UR NC8S«H>Y«ft HCSSWtó-Y*» i iîÇSS «X>.V«Ä i SCS S1Ш«

ЫС& S «M» SCS s «ses»

ННИИ '' ; _ - i

Рисунок 9 - Палитра цветового решения здания автовокзала

Выбранное в процессе выполнения проекта колористическое решение внутреннего пространства здания было реализовано путем подбора и раскладки плит керамогранита соответствующего цвета, рисунок 10.

Э 1010~У5(Ж

ГЖ1~.. сст«»!.

Рисунок 10 - План пола с раскладкой плит керамогранита и интерьер зала ожидания автовокзала по ул. Октябрьской Революции 11, г. Иркутск после

реконструкции

В заключении работы приводятся основные результаты и выводы.

Основные результаты и выводы

1. Предложен новый концептуальный подход к общей классификации облицовочных поверхностей, отражающий функциональные и эстетические характеристики: цветовые, пластические, конфигурационные, рельефные, фактурные, материальные.

2. Показана возможность обобщенного подхода к технологиям использования облицовочных материалов, учитывающего современные требования к эстетике облицовки и возможности применения новых дизайнерских решений.

3. Выполнены расчеты теплозащитных и тепловлажностных характеристик поверхностей навесных фасадных систем, используемых в Иркутске в новом строительстве и получены необходимые параметры толщины утеплителя, подтверждаемые результатами натурной тепловизионной съемки стеновой облицовки, выявляющими также области дефектов теплозащиты.

4. Разработаны оригинальные проектные решения крепления панелей облицовки, узлов крепления с модифицированными кляммерами, вариантов конструкций с направляющими для рельефных композитных панелей, размещения и фактуры облицовочных материалов.

5. Разработаны колористические решения в рамках проектирования облицовочных материалов с применением системы натуральных цветов и определением цветовых координат, предложены технологии поиска и подбора гармонических сочетаний для реконструируемых объектов.

Основные результаты диссертации изложены в следующих статьях:

Статьи в журналах, входящих в перечень ВАК Министерства образования и науки РФ

1. Иванова А. С., Калихман А. Д. Понятие поверхности в дизайне архитектурной среды // Вестник Иркутского государственного технического университета, 2010. - № 6 (46). - С. 108-111.

2. Иванова А. С. Анализ теплозащиты зданий с навесными фасадными системами в Иркутске с использованием термографии // Вестник Иркутского государственного технического университета, 2014. -№5 (88).-С. 121-130.

3. Иванова А. С. Дизайн и колористика поверхностей облицовки общественных зданий Иркутска // Дизайн. Теория и практика. 2015. Вып. 19 [Электронный ресурс]. URL: http://enidtp.mgupi.ru

Другие издания:

4. Калихман, А. Д., Иванова А. С. Навесные фасадные системы в новом строительстве и реконструкции жилых домов в Иркутске // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость, 2011. - № 1 (1). -С. 166-173.

5. Иванова, А. С. Практика применения навесных фасадных систем в Иркутске // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость, 2013. - № 1 (4). - С. 160-164.

6. Иванова, А. С. Строительные материалы в архитектуре и дизайне: учебное пособие. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2011. - 275 с.

7. Иванова, А. С. Материалы и основы проектирования навесных фасадных систем: учебное пособие. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2014.-91 с.

8. Иванова, А. С. Средства и технологии в поиске колористических решений облицовки поверхностей автовокзала г. Иркутска: материалы Междунар. науч.-практ. конф. (Ростов-на-Дону, август - 2014). - С. 59-62.

9. Иванова, А. С. Эстетика поверхности навесного фасада: материалы Междунар. науч.-практ. конф. (Уфа, июль - 2014). - С. 15-19.

10. Иванова, A.C., Быкова М.Е. Принципы крепления и расчета анкеров навесных вентилируемых фасадных систем // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость, 2014. - № 3 (8). - С. 32 - 39.

Патенты, авторские свидетельства и свидетельства регистрации программ:

11. Иванова, А. С. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2014621242: Материалы и основы проектирования навесных фасадных систем. Правообладатель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Иркутский государственный технический университет» (RU) -2014.

Подписано в печать 12.02.2015. Формат 60 х 90 / 16. Бумага офсетная. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,25. Тираж 100 экз. Зак. 40. Поз. плана 9н.

Лицензия ИД № 06506 от 26.12.2001 Иркутский государственный технический университет 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83