Galima ginčytis dėl pastatų su stiklo ir aliuminio (toliau – stikliniais) fasadais estetikos, energinio efektyvumo šildant ir vėsinant pastatus atitikimo akyse besikeičiančioms Lietuvos oro sąlygoms, stiklinių fasadų kainos ir eksploatacinio patogumo. Jei šiais požiūriais stikliniai fasadai būtų nepriimtini, tiek daug jų niekas nestatytų. Kita vertus, iš prigimties stiklinis fasadas yra plonytis ir labai trapus pagrindinės pastato dalies apvalkalas. Jį nesunkiai gali pažeisti stipraus vėjo nešami ir į fasadą atsitrenkiantys objektai, automobiliai, vandalai, riaušininkai.

Prof. Egidijus Rytas VAIDOGAS,

Fasado konstrukcija taip pat santykinai neatspari liepsnoms, kurias gali sukelti išorinėje arba vidinėje fasado pusėje užsiplieskęs lokalus gaisras, tarkime, ties fasadu pastatyto automobilio degimas. Pažaidas gali sukelti ir stiprus gaisras, kilęs tokio pastato viduje: fasado elementus veiks karštasis viršutinis degimo produktų sluoksnis bei itin karšta palubio srovė (angl. ceiling jet), kuri, pasiekusi pertvaras ir fasado konstrukciją, leisis žemyn jų paviršiumi, taps vėsesnė ir plūdrumo nešama grįš į karštojo sluoksnio erdvę.

Taigi, projektavimo normose nustatytas vėjo slėgis, kuriam skaičiuojama fasado konstrukcija, yra mažiausias ir santykinai lengvai prognozuojamas poveikis, kylantis iš pastato išorės.

Panašiai galima tvirtinti ir apie ekstremalias temperatūras, kurių reikia paisyti vertinant fasado plėtimosi deformacijų keliamas įrąžąs.

Lietuvos geopolitinė padėtis staiga pasislinko pavojinga kryptimi: išaugo tiek konvencinio, tiek nesunkiai nuspėjamų valstybių organizuojamo terorizmo galimybė. Anksčiau tokio terorizmo aktus mes matėme tik JAV, Jungtinėje Karalystėje, Prancūzijoje ir Vokietijoje. Terorizmas yra daugialypis reiškinys ir kovą prieš jį vykdo institucijos, kurios tiesiogiai nesusijusios nei su statyba, nei su architektūra. Tačiau akivaizdu, kad žiauriausią poveikį turi terorizmo aktai, kurių metu žalai sukelti yra panaudojami didelį griaunamąjį potencialą turintys reiškiniai ir priemonės, kaip, pvz., 2001 m. rugsėjo 11 d. įvykiai JAV.

Improvizuotų sprogių įtaisų (toliau – IED pagal angl. improvised explosive devices) aktyvavimas yra labiausiai tikėtinas išpuolio variantas. Dažniausiai IED susprogdinamas naudojant elektrinį generatorių. Išsamiai aprašytas išpuolio su IED pavyzdys yra 2004 m. Indonezijos Džakartos mieste savižudžio susprogdintas automobilis su maždaug tona sprogmenų. Pagrindinis taikinys buvo Australijos ambasada, tačiau nukentėjo ir ten stovėję kiti pastatai (2 pav.).

Tyčiniai gaisrai, transporto priemonių nukreipimas į pažeidžiamus taikinius, šūviais iš rankinio granatsvaidžio gali sukelti projekte nenumatytą poveikį civiliniams statiniams. Toks poveikis nebūtinai bus pagrindinis, daugiausiai žalos padarantis reiškinys. Tačiau šis pirminis poveikis gali sukelti antrinį, sunkesnius padarinius turintį poveikį. 2001 m. rugsėjo 11 d. Niujorke lėktuvai trenkėsi į Pasaulio prekybos centro fasado konstrukcijas, kurios buvo tube-in-tube dangoraižių sistemos išorinė dalis (3 pav.). Manoma, kad dangoraižių griūtį sukėlė ne mechaninės fasadinio „vamzdžio“ pažaidos, o gaisras, kilęs užsidegus atsitrenkusių lėktuvų kurui.

3 pav. Pasaulio prekybos centro pastatas, sugriautas 2001 metais. Wikipedia nuotr. 

Pastatai su stiklo fasadais dažnai yra centrinėje miesto dalyje arba greta. Vargu, ar būtų puolami miestų pakraščiuose esantys atskiri pastatai, nebent tai būtų tokie didelės reikšmės objektai, kaip pastatas Pilaitės prospekte Vilniuje, stovintis plyname lauke tarp Viršuliškių ir Pilaitės mikrorajonų.

Stiklinių fasadų pastatai neretai statomi eilėmis vienoje gatvės pusėje arba vienas priešais kitą priešingose pusėse. Jie gali būti „kiaurai“ permatomi žiūrint iš gatvės pusės arba turėti nepermatomą branduolį, užstojantį kitą, nugarinę pastato pusę ir neleisiantį tiesiogiai ir kiaurai plisti griaunamajam poveikiui (4–6 pav.).

Šios dvi „stiklinės dėžės“ konfigūracijos sudaro dvejopą galimybę plisti pirminiam IED poveikiui (sprogimo bangai) ir antriniam poveikiui (skriejančioms fasado stiklų šukėms). Šie poveikiai gali kiaurai pereiti pastatą arba būti atspindėti ir iš dalies absorbuoti pagrindinio monolitinio karkaso ir pertvarų, įrengiamų tarp karkaso perdangos plokščių (6 pav., a ir b). Šios konstrukcijos irdamos sugers ir atspindės dalį sprogimo energijos, kita energijos dalis gali išsiskirstyti bangai plintant laiptų šachtomis, vėdinimo kanalais, atrijų erdve. Labai stiprus, karinės kategorijos sprogimas pažeistų ne tik fasadą, bet ir pagrindinę, erdvinį pastato pastovumą užtikrinančią konstrukciją. Toks sprogimas 1995 m. buvo įvykdytas Oklahomoje (JAV) (7 pav.). Tačiau tokio sprogimo tikimybė taikos metu ir / arba netvyrant stipriai įtampai visuomenėje yra nedidelė. Todėl IED galia neturėtų būti labai didelė, nors ir tikėtis, kad ši galia prilygs naujametinės petardos galiai, naivu.

IED galią galima išreikšti trotilo (TNT) ekvivalentu, matuojamu TNT sprogmenų mase, kurią galima susieti su krentančios bangos viršslėgiu. Pastarasis turi būti skaičiuojamas konkrečiai IED detonavimo situacijai.

6 pav. Stiklo šukių ir sprogimo bangos trajektorijos: a ir b – šukių judėjimas įtaisui sprogstant pastato išorėje; c ir d – šukių judėjimas sprogus automobiliui, įvairuotam į pirmo aukšto fasadą. Autoriaus iliustr.  

7 pav. Administracinio pastato pažaidos, sukeltos 1995 m. Oklahomoje, automobilyje susprogdinus užtaisą, kurio trotilo ekvivalentas buvo apie 2300 kg. JAV teisėsaugos institucijos FTB nuotr. 

Labiau tikėtina, kad IED galios nepakaks stipriai pažeisti laikančiojo pastato karkaso, bet ta galia bus pakankama sunaikinti stiklinį fasadą arba didelį jo plotą, esantį arčiausiai IED. Ką daryti, jeigu neignoruosime IED pavojaus? Reikia gintis.

Viena gynybos linijų yra architektūriniu ir statybiniu požiūriu didinti fasadų atsparumą IED poveikiui. Apytiksliai žinant arba spėjant IED galią, nustatyti reikiamą fasado konstrukcijos atsparumo laipsnį yra nedėkingas uždavinys. Tačiau informacija, susijusi su galimais sprogimais fasado išorėje, gali būti naudinga projektuotojui.

Stiprinti fasadus ir didinti „stiklinių dėžių“ saugumą reikėtų taikant priemones, kurios minimaliai matomos neįgudusiai akiai. Racionaliausia gynybos liniją būtų išdėstyti pastato viduje, už įprasto suprojektuoto fasado. Paprasčiausias sprendimas, leidžiantis šiek tiek padidinti stiklinio fasado atsparumą sprogimo bangos poveikiui, yra laisvas stiklinio disko arba bloko atrėmimas ant fasado rėmo arba paprasto lango rėmo (8 pav.). Šis sprendimas tiks viršutiniams pastato aukštams, kuriuos pasieks sumažėjusios energijos sprogimo banga ir fasado išdužimo tikimybė bus mažesnė. 

Įstiklintas vertingų, istorinių pastatų angas galima apsaugoti metalinio tinklo užuolaidomis (9 pav.). Toks tinklas turėtų derėti su istorinio pastato fasado stiliumi ir priminti lango su nedideliais stačiakampiais stiklo fragmentais stilių. Metalinio tinklo užuolaidos patogios tuo, kad jas galima santykinai lengvai įrengti ir pašalinti. Tokios užuolaidos užtvers kelią stiklo skeveldroms arba suardytam stiklo diskui patekti į pastato vidų. 

9 pav. Metalinių tinklų užuolaidos, skirtos apsaugoti pastato vidaus erdvę nuo didelių sprogimo išmetamų stiklo šukių: a (iš kairės) – gyvenamojo pastato langas, b – muziejaus langas, c – užuolaidos vaizdas nufotografavus sprogimo išdaužtą įstiklintą angą. Zhang ir Bedon, 2009

Pastaruoju metu kuriami ir bandomi langų rėmai, kurių konstrukcija leidžia absorbuoti dalį sprogimo bangos energijos ir taip sumažinti poveikį rėme įtvirtintam stiklo diskui. Vienas iš tokių sprendimų yra slankus (pasislinkti galintis) rėmas. Jo pasislinkimui sunaudojama dalis atspindimos sprogimo bangos energijos ir mažiau apkraunama stiklinė lango dalis. Kitas sprendimas yra langas su sprogimo poveikį slopinančia kamera. Toks langas turi dvigubą įstiklinimą. Kritus sprogimo bangai, jos energija išsklaidoma stipriau vibruojant išoriniam stiklo diskui ir silpniau – vidiniam. Vibravimo metu susidaręs perteklinis slėgis yra išventiliuojamas pro kameros kontūre išgręžtas angas.

Langų rėmai paprastai buvo tiriami įtvirtinant juos standžiose, mažai deformuojamose sienose arba jas imituojančiose eksperimentinėse konstrukcijose. Tokių langų tvirtinimas aliumininiame fasado rėme skirsis, nes jis yra santykinai lengvai deformuojamas. Tačiau vertikalius ir horizontalius fasado rėmo elementus galima projektuoti ir stipresnius. Jie turėtų užtikrinti pakankamai patikimą atrėmimą tiems įstiklinimo elementams, kurie tūrėtų mažinti sprogimo bangos poveikį fasadui ir už jo esantiems žmonėms ir daiktams. Tokio atrėmimo ypač prireiks apatinėms įstiklinimo elementų eilėms, kurios turės atspindėti ir / arba sugerti didžiausios energijos sprogimo bangą.

10 pav. Viena iš galimybių sumažinti išorinio sprogimo poveikį – įrengti apsauginį fasado rėmą su sprogimo bangai atspariomis membranomis tarp šio rėmo elementų. Apsauginis rėmas gali būti sutapdintas su architektūrinio fasasdo elementais. Autoriaus nuotr.

Galimas ir kitas fasado rėmo sprendimas, leisiantis sustiprinti apatinių fasado eilių atsparumą sprogimo poveikiui. Apatiniuose būsimų ir jau pastatytų pastatų aukštuose galima įrengti stiprų ir lankstų, daug sprogimo energijos galintį sugerti apsauginį rėmą. Jį galima būtų išdėstyti dubliuojant architekto suprojektuotą fasado rėmą ir jis tarnautų lyg už nugaros stovintis „sargybinis“ (10 pav.). Esminė apsauginio rėmo funkcija turėtų būti sprogimo generuojamų stiklo šukių „sugavimas“ arba bent tų šukių kinetinės energijos mažinimas bei dalies sprogimo bangos energijos absorbavimas stipriai deformuojantis, bet nesuyrant. Apsauginio rėmo plotus, atitinkančius įstiklintus architektūrinio fasado plotus, reikėtų užpildyti plastikinėmis membranomis, kurios būtų ne mažiau skaidrios kaip fasado stiklai ir pakankamai lanksčios ir atsparios, kad silpnintų gilyn į pastatą plintančią sprogimo bangą bei stabdytų fasado stiklo šukes.

Šiuolaikinė medžiagotyra bei su saugumu ir karyba susijusi pramonė gali pasiūlyti, kaip gaminti ir pritvirtinti tokias membranas. Jomis galima stiprinti ir pirminio, architektūrinio fasado elementus. Paprastai tokios membranos yra galinamos 0,2–0,4 poliesterio juostų pavidalu ir gali apsaugoti vidaus erdvę nuo sprogimo sukeltų stiklo gabalų sklaidos.

Pagal šią paskirtį šios membranos yra panašios į laminuoto stiklo blokus. Jos yra santykinai nebrangios ir lengvai įrengiamos, tinka sulaikyti mažų matmenų skeveldrų skriejimą į pastato vidų. Tačiau paprastos, su fasado rėmu nesujungtos membranos gali nesustabdyti suardyto stiklo bloko įlėkimą į vidaus erdvę. Todėl membraną yra racionalu išplėsti į rėmo vidų, o dar geriau – inkaruoti rėmo konstrukcijoje.