Сотовые структуры в природе: капиллярные образования растений, строение внутренних органов человека и животных, пчелиные соты и бесконечное множество фрактальных структур; недаром «царь природы» (или ее неразумное дитя) человек озадачился сотовыми структурами и принялся неуклюже повторять их в своих технологических и дизайнерских ремейках. Получается все лучше и лучше: сотовая структура оказалась эффективным заполнением тепло- и звукоизоляционных панелей, оболочек, рулонных материалов; сотовая конфигурация использована и в создании форм крупных объектов, таких как элеваторные комплексы для хранения зерна и сыпучих материалов. Когда-то элеваторные хранилища проектировались как цилиндры, исходя в числе прочих доводов из того, что окружность – самая экономичная «короткая граница», и в круглом строении уместится максимум содержимого. А вот и нет: фигура с самым малым периметром – это гексагон-шестиугольник, как у пчел в сотах. К тому же он прочнее, и эффективнее сохраняет тепло: гениальное изобретение. (Патент пчелам не дали под предлогом, что он им не нужен.)
Строения в форме пчелиных сот позволяют экономить не только отделочные, но и несущие нагрузку материалы примерно на 25-30%, и за счет формы усиливать конструкцию. Кстати, «сот» очень много в самолетах, поэтому они прочные и достаточно легкие, чтобы подниматься в воздух. В строительстве применение сотовых структур отмечено с 1914 года.
В природе все фрактально повторяется, и это вовсе не случайно. Известно, что структура графита под электронным микроскопом выглядит очень похоже на пчелиные соты. Уникальная сотовая система подсказала технологам и дизайнерам еще одну идею осветительного декора: оригинальные светильники Флексикомб созданы из тонких трубочек, соединенных в общее полотно, которое можно как угодно скручивать и придавать фантазийные формы. Возможно, идея эта - отражение общей перспективы строительных материалов: выход из плоскости.
Сотопласт
Сотопласт – структура из мини-гексагонов, заполненных воздухом или изоляционным материалом. Сотопласты – будущее сейсмостроительства: легкие, прочные, пластичные, способные гибко реагировать на экстремальные нагрузки. Сотопласты, хоть мы практически никогда их не замечаем, давно привычны нам в облике поликарбоната, тамбурата, композита ричлайт. Многие виды сэндвич-панелей (внутреннее заполнение) также работают на принципе легких, гибких и прочных сот.
Базовый материал для производства сотопластов в принципе может быть любым, нужны лишь качества пластичности и возможность формовки. Сотопластовые изделия производят из пластмасс, целлюлозы и бумажного вторсырья, из хлопчатобумажного текстиля, из стеклянных тканей, фольгоизолов, древесных материалов, крафт-бумаги и др.
Сотопластовые изделия из эпоксидных смол отличаются редкостной прочностью, но слишком дороги для широкого использования в строительстве. Фенольные же смолы признаны вредными, к тому же они не позволят создать негорючий материал и еще имеют минус хрупкости. Средним решением и «малым злом» стали карбамидные смолы (содержание смолы в сотопластовом материале может составлять до 15-20%).
Об уникальной легкости и прочности сотопластов говорят их технические параметры: вес куба сотопласта может быть всего 10 кг. Правда, наиболее востребованы изоляционные и конструкционные материалы с удельным весом о 50 до 120 кг/м3. Все сотопласты отличает уникальная прочность на сжатие в направлении «поперек структуры», это ясно любому, кто хоть раз ломал пчелиные соты с медом. Хорошо работают сотовые структуры и на сдвиг, это качество стало очень полезным для создания конструкционных материалов из нескольких слоев – всем знакомые трехслойные панели для ограждающих конструкций; и кто же не знает о панелях Алюкобонд? Внутри оболочки из листов пластика, ДВП, стеклопластика и др. материала имеется заполнение с сотовой структурой; ячейки могут быть заполнены и монолитным, и сыпучим (полистирол, перлит, вермикулит) изоляционным материалом, это делает изделия дешевле.
Сотовые структуры в строительстве
Сотовые структуры стали востребованным наполнителем для самонесущих стеновых панелей, для самостоятельных утеплителей стен и перекрытий домов. Сотопласты можно встретить во внутренних перегородках, в дверных полотнах, во множестве декоративных и отделочных материалов. Сотовые структуры вездесущи - от упаковочного материала до ювелирных украшений и плиточных коллекций.
Технические характеристики сотовых изделий зависят от базового материала, он же диктует и размер сот – от 3 мм для алюминиевой фольги до 25 мм для хлопчатобумажного текстиля. Фольга в сотах легко сминается, соответственно и показатель модуля упругости нулевой, зато вес имеется.
Самую большую нагрузку сжатия выдерживают сотовые изоляторы на базе хлопка и крафт-бумаги, а вот параметр ударной прочности для сотовых материалов не нормируется – сильных ударов эти материалы не выдерживают. Поэтому применение ячеистых изделий строго разделено и обосновано: соты на базе бумаги и др. нестойких к воде материалов – для отделки в сухих помещениях и для защищенных оболочками мебельных и декоративных конструктов. Для обшивок, столярных перегородок, мебели применяют бумажно-слоистые пластики.
Отдельную нишу заняли поликарбонаты – светопрозрачные конструкции с отличным показателем светопропускания – до 86%, способные удерживать тепло от почвы и растительности. Применяются и для внутренних перегородок и в ландшафте. А для теплиц и оранжерей поликарбонаты стали незаменимы, к тому же стоимость у них на удивление бюджетная. Усиленные поликарбонаты востребованы также для ограждающих и декоративных уличных конструкций.
Сотовые структуры в дизайне
Естественные формы и бионические структуры всегда интересовали дизайнеров. Достаточно вспомнить удивительные сотовые своды – мукарны, характерные элементы персидского и арабского зодчества: складчато-ромбические структуры с явно видными гексагональными впадинами, похожие и на пчелиные соты, и на сталактиты: фрагмент свода мечети шейха Лютфаллы Исфахан, Иран, красота на грани понимания.
В тренде 2021/22 года – гексагональные облицовочные плитки, из которых монтируются эффектные мозаики; обои, мебельный и оконный текстиль с сотовыми принтами. Соты – «главные медийные лица» коллекций отделочных стройматериалов. Сотовые мотивы в разнообразии оттенков и текстур дают богатейшие возможности для декора помещений, в том числе и для декора своими руками. Часто главное – не переусердствовать с сотами, поскольку это исключительно зрелищные и акцентные формы.
Изобилие сот в интерьере станет фактором депрессии, - предупреждают дизайнеры. Сотовый потолок, или обои, или ковер и мебельная обивка – что-то одно; приятны и свободные интерьеры с ажурными перегородками сотовой структуры, и, если бы не проблемы планировки стандартного жилища, то и комнаты в форме шестиугольников вошли бы в тренд; но сначала придется начать массово строить дома бионической архитектуры. Пчелиный дом-улей займет достойное место среди жилищ новой архитектуры.
Формы пчелиных сот будят воображение и архетипическую память; идеальность геометрии сот благотворно влияет и на ощущения, и на подсознание. «Пчелиные дизайны» способны добавить в дом уюта и настоящего, природного тепла – недаром у сотовых декоров все больше поклонников: один раз побывав в комнате с бионическим дизайном, хочется возвращаться туда снова и снова.
Сотовые светильники
Флексикомб – идея ученых Йельского университета, что называется, лежала на поверхности. Сотовая структура из тысяч тонких трубочек, материалом для которых стал эластичный и прочный полипропилен (говорят, что первое изделие авторы собрали из трубочек для коктейля), стала базой для создания полотен и блоков.
Гибкая матрица сот позволяет придать изделию различные формы, интересные моменты выяснились и при освещении такой матрицы – свет одновременно рассеивается и усиливается «точечно», эффект очень любопытный. Светильники Флексикомб оригинальны, но не слишком популярны, возможно, они еще не встретили своего дизайнера.
