архив» все записи»

Автор: С. П. Алексеев
Дата: 24.03.2013
«СтройПРОФИ» № 12
Рубрика: Светопрозрачные конструкции


Экологическая архитектура

Масштабные светопрозрачные конструкции становятся неотъемлемой частью современной архитектуры. Объемные «зеленые» здания, хорошо защищенные от негативных внешних воздействий, способны не только расширить комфортное и безопасное пространство среды обитания человека, но также изменить облик наших городов и улучшить их сегодняшнее состояние.

Зодчество эпохи глобализации

Во все времена своей истории люди стремились оградить и защитить себя от многочисленных неблагоприятных и опасных воздействий со стороны среды своего обитания. Поэтому издревле наши предки начали строить укрытия, которые, создавая защищенную от внешних воздействий искусственную среду, привносили в их жизнь больше желанного комфорта и безопасности.

Архитектура, возникшая как удивительный и превосходный инструмент этих созидательных действий, с самого своего зарождения и на всех этапах развития старалась использовать имеющиеся технические возможности и существующие эстетические воззрения в обществе для лучшего удовлетворения жизненно важных потребностей человека в комфорте и безопасности.

Сегодня наступила эпоха невиданного расцвета технологий, и в строительной сфере это сделало возможным реализацию практически любых, самых смелых архитектурных идей. Поэтому основными факторами, сдерживающими воплощение в жизнь всех значимых проектов современных архитекторов, чаще всего сегодня является уже не отсутствие технических возможностей для строительства самого большого и сложного объекта, но лишь польза будущего сооружения (его востребованность и рентабельность), а также время и цена реализации. Кроме этого, в связи c внедрением во всем мире принципов «устойчивого развития» и «зеленого строительства» фактор экоустойчивости зданий также начинает приобретать все больший вес.

Одновременно с открывшимися широкими техническими возможностями для развития архитектуры XXI века современные зодчие в своей работе, думается, должны в большей мере учитывать воздействие, которое оказывают их проекты на развитие городской среды. Очевидно, что современные мегаполисы, став заложниками прошлого пути своего развития и продолжающегося подхода к их застройке, постепенно превращаются в многофакторную проблему для спокойствия и безопасности своих жителей.

Вступив в эпоху глобализации, наш мир сильно изменился за последние годы, и сегодня уже вряд ли можно найти разумные оправдания для продолжающегося формирования скученного проживания населения в отдельных точках пространства. Наше общество лишь начинает задумываться об этом, а архитектура, к сожалению, все еще продолжает идти по пути создания высотных проектов и уплотнения городской застройки, провоцируя тем самым дальнейшую концентрацию населения в отдельных точках уже и так излишне перенаселенного пространства.

Вместе с тем, обладая современными технологиями и используя свое колоссальное воздействие на жизнь общества, современная архитектура может не только максимально расширить комфортное и безопасное пространство среды обитания человека, но также попытаться шаг за шагом кардинально изменить облик наших городов и улучшить их сегодняшнее состояние.

Город под куполом

Мечта о светопрозрачных покрытиях, защищающих улицы и городские кварталы от дождя и снега, зародилась очень давно. Но только в середине ХIХ века, с появлением технических возможностей для реализации, большие и крытые стеклом пассажи-галереи с рядами дорогих магазинов и уютных кафе за короткий срок (20–30 лет) по-явились в большинстве главных городов Европы и Америки. Жемчужиной того периода развития больших остекленных атриумных пространств безусловно является знаменитая Галерея Виктора Эммануила II в Милане.

Со второй половины ХХ века строительная наука в СССР, США и некоторых других странах серьезно работала над возможностью обеспечить защиту своих городов большими светопрозрачными куполами от нежелательных явлений погоды, негативных особенностей местного климата, излишнего уровня солнечного излучения и других неблагоприятных для человека воздействий внешней среды. За последние годы к списку факторов, стимулирующих дальнейшие действия строительной науки в этом направлении, можно добавить неблагоприятные изменения климата, увеличение загрязнения окружающей среды, возрастающие угрозы экстремизма, а также желание людей снизить энергозатратность жизнеде-ятельности своих городов.

Сегодня создание большепролетных светопрозрачных защитных сооружений (БСЗС), в которых много естественного света и комфорта, активизировалось как никогда ранее. Появляются новые идеи и создаются разнообразные уникальные проекты — такие, например, как «Купол над Хьюстоном», а некоторые из этих удивительных проектов уже реализуются. Так, в Астане при помощи английских инженеров и турецких строителей построен 100-метровый (без учета высоты шпиля) светопро-зрачный шатер, в котором разместили самый большой в Казахстане торгово-развлекательный центр.

Еще более удивительное и грандиозное сооружение создали в Германии — это центр водных развлечений «Тропические острова», который имеет внутренний объем около 5,5 млн куб. м и является самой большой по этому показателю светопрозрачной постройкой в мире.

В 2012 году российскими инженерами был получен патент2 на технически доступную и эффективную в реализации концепцию строительства подобных сооружений. Идея заключается в создании над комплексом зданий единого многопоясного тросового покрытия, которое, перекрывая большие пролеты между зданиями и объединяя комплекс зданий в одно целое, создает над ними прочную светопрозрачную защитную оболочку. Прозрачная оболочка обеспечивает возможность поддержания в замкнутом внутреннем пространстве такого сооружения постоянных и комфортных для человека параметров: температуры, влажности и чистоты воздуха, освещенности, безопасности и др. В основу идеи многопоясных тросовых систем заложены известные принципы вантовых конструкций, которые уже более полувека широко применяются в мире для строительства большепролетных сооружений.

Преимущества многопоясных тросовых систем перед традиционными технологиями, применяющимися при перекрытии больших пролетов, очевидны. Это очень значительная прочность и надежность, превосходная несущая способность, легкость конструкций, возможность перекрывать значительно большие пролеты, лучшая светопропускная способность покрытия, в несколько раз меньшая металлоемкость конструкций и, как следствие, относительно невысокая стоимость покрытия.

Надо отметить, что технология перекрытия больших и сверхбольших пролетов с помощью многопоясных тросовых систем позволяет строить самые разнообразные по объему, форме и назначению сооружения, в том числе любые по размеру ангары и производственные цеха, крытые легкоатлетические и футбольные стадионы, жилые кварталы под светопрозрачной оболочкой, стеклянные пирамиды высотой до 500 метров, в которых можно размещать многофункциональные комплексы объектов недвижимости, большепролетные висячие мосты новой конструкции и др.

Отечественная промышленность пока не готова обеспечить поставку всех изделий и материалов, которые необходимы для возведения многопоясных тросовых покрытий. Однако с помощью привлечения лучших специализированных строительных компаний (например, французской FreyssinetInternational&Cie или японской Tokyo Rope Mfg.Co, Ltd., которые являются мировыми лидерами в проектировании и изготовлении вантовых конструкций) можно уже сегодня начинать строить в России большепролетные светопрозрачные объекты.

Перспективы большепролетных конструкций

Представляется, что возведение БСЗС должно начать развиваться как квартальная застройка. И одним из эффектных первоначальных вариантов для такой функциональной застройки может послужить правильная четырех-угольная пирамида со следующими параметрами:
– высота пирамиды — 200 м;
– размеры основания — 300 х 300 м;
– площадь основания (территория, защищаемая светопрозрачными покрытиями) — 9 га;
– площадь ограждающих конструкций — 150 000 кв. м;
– геометрический объем пирамиды (П200) — 6 млн куб. м.

В таком застекленном квартале разум-но иметь лишь 320–450 тыс. кв. м полезных площадей, занятых под коммерческую и жилую недвижимость и расположенных, в основном, в опорных зданиях светопрозрачного сооружения. Остальной объем сооружения (более 4 млн куб. м) — это многофункциональные атриумы3. Огромные атриумные пространства БСЗС могут быть организованы многообразно. Например, в атриумах с объемами в миллионы кубических метров смогут разместиться и самый большой роскошный аквапарк, и полноценный спортивный стадион, и многое другое одновременно.

Но большинство светопрозрачных защитных сооружений обязательно будут иметь внутри обширные и уютные ландшафтные сады со спортивными и детскими площадками, многочисленными фонтанами и водопадами, воль-ерами с экзотическими животными и живописными прудами, открытыми бассейнами и кафе на лужайках. Ведь каждый такой цветущий вечнозеленый сад даст возможность жителям и гостям БСЗС ежедневно общаться с живой природой — и в самые жаркие летние месяцы, и в долгие дождливые дни осени, и в снежные холодные месяцы зимы.

Борцам за сохранение природы должен понравиться тот факт, что при строительстве БСЗС активизируется процесс проникновения живой природы внутрь огромных рукотворных светопрозрачных сооружений. Занимая в БСЗС специально подготовленные для этого пространства и образовывая в них (при активной помощи человека) устойчивые экосистемы, природа сможет качественно наполнить собой архитектурные объекты будущего, делая их функциональнее и привлекательнее для людей. При этом в организованных людьми пространствах лучших БСЗС, несомненно, произойдет мутуализм природы и человека.

Положительные результаты, которые будут получены при строительстве БСЗС, полностью отвечают запросам современного градостроительства. Это экономическая и экологическая привлекательность сооружений; интенсивное развитие искусственной среды обитания человека, тесно связанное с природным окружением и обеспечением высокого качества жизни людей; образование нового типа экогородов и улучшение экологической обстановки в существующих мегаполисах, а также появление новых направлений для развития технического прогресса и существенная экономия природных ресурсов.

БСЗС по многим (хотя и не по всем) критериям наилучшим образом соответствуют принципам «зеленого строительства» (GreenBuildings) и будут способствовать не только улучшению качества строительных объектов, но и сохранению окружающей среды.

Строительство БСЗС поможет решить важные задачи «устойчивого развития» и требования «зеленых» стандартов LEED, BREEAM, DGWB:
– снижение уровня потребления энергетических и материальных ресурсов зданиями;
– снижение неблагоприятного воздействия на природные экосистемы;
– обеспечение гарантированного уровня комфорта среды обитания человека;
– создание новых энергоэффективных и энергосберегающих продуктов, новых рабочих мест в производственном и эксплуатационном секторах;
– формирование общественной потребности в новых знаниях и технологиях в сфере возобновляемой энергетики.

Атриумы светопрозрачных сооружений обязательно вернут нашим дворам их былую актуальность и востребованность — как вновь созданное очаровательное во многих отношениях общественное пространство, освобожденное от автомобилей и наполненное солнечным светом, уютом и комфортом. Но самый главный результат строительства экоустойчивых большепролетных светопрозрачных сооружений — расширение и улучшение комфортной среды обитания человека без негативных последствий для природы.

Конструктивные особенности БСЗС и разумное их использование в перспективе позволят так оптимизировать строительство таких сооружений, что построить комплекс зданий, накрытых светопрозрачным куполом, окажется значительно дешевле, чем строительство в идентичных условиях такого же комплекса зданий, но без защитного купола. Новые экогорода в будущем, думается, будут состоять в основном из расположенных вблизи друг к другу и максимально автономных БСЗС. Такие светопрозрачные сооружения будут построены среди живой природы и вписаны в естественный ландшафт, а также связаны между собой и с другими городами самыми современными высокоскоростными транспортными коммуникациями. Вероятно, это приведет не только к полному отказу многими жителями экогородов будущего от личных транспортных средств из-за их ненадобности, но также сможет навсегда устранить все места опасного пересечения потоков людей с потоками автомобилей.

Вывод

Реализация строительства защищенных светопрозрачными оболочками объемных и экологичных пространств приведет к улучшению качества строительных объектов и сохранению окружающей природной среды. При этом обязательно будут реализованы возможности для улучшения комфорта и безопасности жизни человека, а также со временем произойдет значительное улучшение экологичности, энергетической целесообразности и общей привлекательности наших городов.
Возможно, не все сегодня смогут оценить и понять актуальность и простоту новой архитектуры, способной кардинально изменить нашу жизнь. Но это совсем не фантазия на тему далекого будущего, а понятные и осуществимые решения для практических действий сегодняшней архитектуры на пути к этому лучшему будущему. Поэтому хочется верить, что перемены не за горами, и за подобными сооружениями — наше будущее.

Литература
1. MarcusVitruviusPollio, deArchitec-tura. — Труд Витрувия, английский перевод Гвилта. 1826 г.
2. Дмитриев Л. Г., Касилов А. В. «Вантовые покрытия». — Киев. 1974 г.
3. Зверев А. Н. «Большепролетные конструкции покрытий общественных и промышленных зданий». СПб ГАСУ, 1998 г.
4. Кирсанов Н. М. «Висячие и вантовые конструкции». // «Стройиздат», 1981 г.
5. Смирнов В. А. «Висячие мосты больших пролетов». — Высшая школа. 1970 г.
6. «Вантовое покрытие многофункциональной спортивно-зрелищной арены». — Минск: «Архитектура и строительство», №11, 2009 г.
7. Евразийский патент № 016435 «Защитное сооружение с большепролетным светопрозрачным покрытием».
8. breeam.org/ — BRE Envi-ronmental Assessment Method (BREEAM).
9. un.org/ru/development/sustainable/csd.shtml — «ООН и устойчивое развитие».
10. blog.dp.ru/post/— «Экоустойчивая архитектура».
11. Материалы конференции ООН по окружающей среде и развитию. — Рио-де-Жанейро, 1992 г.


Полная или частичная перепечатка материалов - только с письменного разрешения редакции!


«« назад