10795
.pdf
УДК 72.036; 624.074.2
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ СЕТЧАТЫХ КУПОЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Бугрова Е.А.1, Агеева Е.Ю.1
1Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, Нижний Новгород, e-mail: olga.fursa2014@yandex.ru, ag-eu11@yandex.ru
В статье рассматривается тенденции развития сетчатых купольных конструкций, их конструктивные и архитектурные особенности. Изучаются этапы постепенного изменения как внешнего облика зданий, в которых применялась данная технология, но и технические решения, вызванные теми или иными условиями среды или запросами инвесторов. Выявляются положительные особенности инженерных и эстетических характеристик рассматриваемых конструктивных систем. Приводятся знаменитые архитекторы, ставшие основоположниками развития данных технических решений и примеры их проектов. В статье с использованием методик анализа, обобщения и систематизирования теоретических и проектных работ по данной теме, выполнен анализ трех зданий. Рассмотренные здания были построены в разные года, что позволяет проследить эволюцию конструктивных и архитектурных решений разных лет. Исследуя архитектуру различных стран, можно сделать множество открытий об архитектурных и конструктивных особенностях современного направления в архитектуре и строительстве. Всё это позволило выявить основные практические задачи, стоящие перед современными архитекторами, и запросы общества к новым типам небоскребов. Сетчатые купольные конструкции рассматриваются с точки зрения актуальности применения в наше время и в будущем.
Ключевые слова: сетчатые конструкции, купола, энергосберегающие, экологичные, уникальные здания.
HISTORY OF DEVELOPMENT OF MESH DOME STRUCTURES
Bugrova E А.1, Ageeva E.Yu.1
1Nizhny Novgorod State University of Architecture and Civil Engineering, Nizhny Novgorod, e-mail: olga.fursa2014@yandex.ru, ag-eu11@yandex.ru
The article discusses the development trends of mesh dome structures, their design and architectural features. The stages of gradual change are studied both in the external appearance of buildings in which this technology was used, but also in technical solutions caused by certain environmental conditions or investor requests. The positive features of the engineering and aesthetic characteristics of the structural systems under consideration are revealed. Famous architects who became the founders of the development of these technical solutions and examples of their projects are given. In the article, using the methods of analysis, generalization and systematization of theoretical and design work on this topic, an analysis of three buildings was made. The considered buildings were built in different years, which allows us to trace the evolution of constructive and architectural solutions in different years. Exploring the architecture of various countries, you can make many discoveries about the architectural and design features of the modern trend in architecture and construction. All this made it possible to identify the main practical tasks facing modern architects and the demands of society for new types of skyscrapers. Mesh dome structures are considered from the point of view of the relevance of the application in our time and in the future.
Keywords: mesh structures, domes, energy-saving, environmentally friendly, unique buildings.
Сетчатые купольные конструкции получили своё первое воплощение в начале ХХ века, но на тот момент не могли соответствовать запросам людей и возможностям инженеров. Новый вектор развития этих технологий был задан относительно недавно, в
связи с совершенствованием и повсеместным внедрением вычислительной техники. Это ставит нас перед проблемой не изученности пути развития данного направления.
Цель: изучение тенденций развития сетчатых купольных конструкций и рассмотрение основоположников данных технологий.
Методологии исследования: исследование опирается на научно-исследовательские методы анализа, обобщения и систематизацию теоретических и проектных работ по данной теме.
20
Купол — один из древнейших архитектурных элементов. Он является характерной и своеобразной конструкцией многих сооружений, используемый во многих культурах.
Купольные сооружения укоренились как традиции разнообразных народов. Сетчатая оболочка — несущая строительная конструкция, начавшая своё распространение в архитектуре начиная с конца XIX века.
История смешения этих архитектурных элементов начинается лишь в 1926 году.
Большой купол, названный «Чудо Йены» и спроектированный Вальтером Бауэрсфельдом,
расположился на верхушке планетария, ознаменовав появление нового вида технических решений.[1]
Рисунок 1 «Чудо Йены», Германия, 1926 г.
Тем не менее сооружение не привлекло должного внимания и подобные архитектурные приёмы начинали расцветать лишь к концу XX века. Именно с этого момента купольные сетчатые конструкции начинают всё больше использоваться для строительства. Ричард Роджерс, Ренцо Пьяно, Норман Фостер и Николас Гримшоу начинают своеобразную эпоху всё возрастающего интереса к данным конструкциям. Они создают так называемый стиль «хай-тек», в котором преобладают гиперболические формы,
сложная простота, технологическая целесообразность, конструкция и структура как орнамент, монументальность постройки. Для данных параметров наилучшим решением был выбор купольных сетчатых конструкций, удовлетворяющих запросам обновляющегося архитектурного ландшафта города.
Ярким примером стала арена О2. Крышу удерживают 12 стометровых колон.
Главный трос поддерживает сооружение и придает куполу необходимую форму. За счет правильно подобранной и рассчитанной конструкции весь каркас здания весит меньше, чем воздух, находящийся в здании.[2]
21
Рисунок 2 Арена О2, 2007
В последующие года частота постройки этого типа зданий сильно усилилось, так же как и высота, габариты и сложность конструкций. Дальнейшее развитие и нахождение новых методов применения технологии было использовано Захой Хадид в своих проектах.
Именно так в отеле Morpheus в Макао отсутствуют несущие стены,
компенсированные экзоскелетом. Тяжелые перекрытия так же отсутствуют в угоду поставленной задачи: обеспечить максимальное количество помещений с панорамным видом и исключить обыденные формы из образа здания.
Отель выглядит объемной конструкцией в виде прямоугольника (состоит из 2-х
башен) с переплетением геометрических и биоморфных образов в дизайне. Металлический скелет здания плавными изгибами оплетает стеклянные стены, словно паутина самого Морфея. Мягкости и обтекаемости формам добавляют произвольные сквозные пустоты,
условно разделяющие отель на 2-а блока. Отличительная особенность – сквозной центр и
3-и моста, соединяющие 2-а корпуса между собой. Мосты и формируют пустоты разной формы. Общая площадь здания составила 150 000 кв.м, высота здания в 40 этажей – 160
метров. В общей сложности было использовано 28 000 тонн конструкционной стали и
538,195 квадратных футов алюминиевой облицовки.
Алюминиевый экзоскелет имеет два слоя защитного покрытия, "включая антикоррозийное покрытие и эпоксидную противопожарную защиту". Облицовочные панели "покрыты устойчивой к цвету лакокрасочной системой, которая запекается и прилипает к поверхности". [3]
22
Рисунок 3 Отель Morpheus в Макао, 2018
Таким образом практические задачи ставятся выше установленных традиций строительства. Развивающиеся тенденции и растущие требования к постройкам в счёт условий окружающей среды или конечного назначения проекта приводят архитекторов к использованию купольных сетчатых конструкций.
Проблема экологии так же повлияла на строения. Ведётся активное озеленения городов. Небоскрёбы стали одними из первых зданий в которых(буквально) закладывали последующие насаждения. Экологичные материалы так же в большинстве своем применимы в купольных сетчатых конструкциях, способных компенсировать их недостатки.
BIAD UFO - медиацентр Phoenix в пекинском парке Чаоянь – стал одним из таких.
Его футуристический, обтекаемый образ как нельзя лучше вписывается в озеленение города. Внешняя лёгкость конструкции сопровождается значительной прочностью и аэродинамичностью формы. Впечатляющая ресурсосберегательность здания обеспечивает положительный эффект так же и на окружающую среду. К примеру, форма здания позволяет дождевой воде скатываться вдоль конструктивных ребер мембраны и попадать по водоводам в подземную емкость. После фильтрации она применяется в системе ирригации и для обеспечения наполнения и поддержания искусственных водоемов на территории парка. [4]
23
Рисунок 4 BIAD UFO, 2012
Купольные сетчатые конструкции наиболее активно развивались и использовались в зданиях на протяжении последних 30 лет. За это время они успели не только плотно влиться в архитектуру городов, но и стать их достоянием и гордостью. Застройка стала более распространенной и уникальной, необычные формы и конструктивные решения преобразили атмосферу столиц, в которых они являются наиболее частым явлением.
Тем не менее развитие получила не только эстетическая сторона сооружений, но и практическая. Энергосберегающие конструкции применены в большинстве современных небоскрёбов, так как их нестандартная форма позволяет инженерам разрабатывать всё новые способы сокращения расходов энергии, а иногда и дополнительной её выработки.
Вывод: Сетчатые купольные конструкции имеют не долгую историю и малое распространение из-за многих сложностей связанных с расчётом строения. Но за время от своего создания до сегодняшнего дня они преобразились от небольших геодезических куполов до футористичных небоскрёбов, которыми гордятся страны. Эти сооружения начали обладать многозадачностью, практичностью и неповторимой эстетикой, за которую их ценят. Именно поэтому здания продолжают строить с применением данной технологии,
преобразовывать их под нужды людей и совершенствовать.
Список литературы
1.Геокупольная оранжерея «Climatron» (США, 1960) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://biotop.life/world/climatron/ (дата обращения: 27.03.2022)
2.John Lautner [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://en.wikipedia.org/wiki/John_Lautner (дата обращения: 17.03.2022)
3.Дом, который умеет вращаться вокруг своей оси [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://archi.ru/world/55514/kosmicheskaya-shishka (дата обращения: 17.02.2022)
4.Сферические (купольные) дома: конструкции, особенности планировки [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://stroychik.ru/strojmaterialy-i-tehnologii/kupolnye-doma (дата обращения: 17.02.2022)
24
УДК 725.656.71
АРХИТЕКТУРНЫЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ НОВОГО ПАССАЖИРСКОГО ТЕРМИНАЛА АЭРОПОРТА «ПУЛКОВО»
Васильков Р.Г.1, Агеева Е.Ю.2
1Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, Нижний Новгород, e-mail: ronexnight@gmail.com
2Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, Нижний Новгород, e-mail: ag-eu11@yandex.ru
Статья посвящена архитектурно-конструктивным особенностям современного пассажирского терминала аэропорта «Пулково». Санкт-Петербург для многих россиян и гостей из-за рубежа стал популярным направлением для путешествий благодаря сохраненным историческим памятникам культуры России. Многолетним опытом показано, что придание аэропортам международного статуса, рост спроса на быструю доставку товаров в практически любую точку земного шара и стремительно растущий пассажиропоток повлекли за собой вынужденные меры архитекторов-проектировщиков для изменения основ проектирования терминалов аэропортов по индивидуальным заданиям со своей отличительной архитектурой, гармоничной средой и новейшими технологиями в строительстве. Это послужило поводом для принятия решения по реконструкции нового здания аэровокзала СанктПетербурга. Целью статьи является рассмотрение особенностей архитектурного и конструктивного решений современного аэровокзала. Несмотря на применение конструктивного решения, присущего всем аэропортам, оно претерпело небольшие изменения, связанные с географией города СанктПетербург. Изменение конструктивного решения также было связано и с архитектурной задумкой, идея которой заключалась в реализации крыши необычной и интересной формы. Эти факторы сказался на создании жесткой конструкции, которая способна противостоять снеговым, ветровым и другим нагрузкам города.
Ключевые слова: аэровокзалы, аэропорт, архитектурно-конструктивные особенности, строительство, общественные здания.
TECHNICAL AND DESIGN FEATURES OF THE NEW PASSENGER TERMINAL OF PULKOVO AIRPORT
Vasilkov R.G.1, Ageeva E.Yu.2
1Nizhny Novgorod State University of Architecture and Civil Engineering, Nizhny Novgorod, e-mail: ronexnight@gmail.com
2Nizhny Novgorod State University of Architecture and Civil Engineering, Nizhny Novgorod, e-mail: ageu11@yandex.ru
The article is devoted to the architectural and design features of the modern passenger terminal of Pulkovo airport. St. Petersburg has become a popular travel destination for many Russians and visitors from abroad due to the preserved historical monuments of Russian culture. Years of experience have shown that giving airports an international status, an increase in demand for fast delivery of goods to almost anywhere in the world and a rapidly growing passenger flow have led to forced measures by architects and designers to change the basis for designing airport terminals according to individual tasks with their distinctive architecture, harmonious environment. and the latest technologies in construction. This was the reason for the decision to reconstruct the new building of the St. Petersburg air terminal. The purpose of the article is to consider the features of the architectural and design solutions of a modern air terminal. Despite the use of a constructive solution inherent in all airports, it has undergone minor changes related to the geography of the city of St. Petersburg. The change in the constructive solution was also associated with an architectural idea, the idea of which was to implement a roof of an unusual and interesting shape. These factors affected the creation of a rigid structure that is able to withstand snow, wind and other city loads.
Keywords: air terminals, airport, architectural and design features, construction, public buildings.
Развитие аэропортов, также, как и всей авиации, за чуть менее, чем 100 лет произошло стремительно быстро по сравнению с другими структурами транспорта.
Первоначально аэровокзалы представляли собой простые по конфигурации сооружения,
где практически все службы и функции по обслуживанию пассажиров проходили в основном помещении. Пассажиропоток первое время не был столь огромным, и
25
архитектурно-конструктивное решение не отличалось вариативностью и часто состояло из незамысловатых симметричных объектов, представляющих собой обыкновенный прямоугольный зал. Но в скором времени авиаперевозки стали пользоваться спросом,
начали появляться проекты, в которых зоны обслуживания пассажиров и багажа разделялись в целях комфортности и безопасности, пролеты зданий начали увеличивать для размещения большего числа рабочих площадей. Увеличение пассажиропотока и значимости аэропортов (придание им международного статуса, возросший спрос в быстрой доставке товаров в практически любую точку земного шара) вынудило архитекторов-
проектировщиков прибегнуть к проектированию терминалов аэропортов по индивидуальным заданиям со своей отличительной архитектурой, гармоничной средой и новейшими технологиями в строительстве. Даже сегодня проектирования аэровокзальных комплексов является актуальной и динамически развивающейся проблемой, поскольку многие современные аэропорты продолжают функционировать и развиваться на ныне существующих территориях. Именно эта необходимость определяет актуальность этой статьи.
Целью данного исследования является выявление и анализ архитектурно-
конструктивного решения нового здания аэровокзала «Пулково». Методология и методы исследования опираются на общедоступные методы анализа, обобщения, систематизации и сравнения теоретических и проектных существующих работ по данной теме.
Санкт-Петербург – один из красивейших мегаполисов мира, посмотреть на который приезжают из разных уголков планеты. Соответственно, такой крупный и исторически посещаемый город обязан иметь свои внушительные парадные ворота, приветствующий всех путешественников по миру. Путешественников было слишком много, а старый аэровокзал не перестал удовлетворять требованиям по приему пассажиров внутренних и международных рейсов и условиям технического характера.
3 февраля 2015 года состоялось открытие современного здания аэровокзала
«Пулково-1» после реконструкции, соединенное переходной галереей с главным зданием централизованного пассажирского терминала [1]. Пассажиропоток, как видно на инфографике (Таблица 1), возрос и за 2019 год составил около 20 миллионов человек, что позволяет заключить о рентабельности новых воздушных ворот города.
26
Таблица 1. Пассажиропоток аэропорта [2]
Архитектурной композицией аэропорта занималась британская компания
«Grimshaw & Partners Ltd». Композиция выполнена с применением элементов, которыми знаменит город – мосты и река Нева. Оригинальная, сложной конструкции крыша, которая при свете солнца обливается золотыми красками, представляет собой метафору позолоченных куполов церквей города, отсылая нас к истории города (Рисунок 1).
Волнистый же потолок в интерьере олицетворяет Неву и ее изгибы, напоминая о морском значении Санкт-Петербурга во времена правления Петра 1 (Рисунок 2). Огромные панорамные окна и световые вырезы в крыше служат для проникновения естественного света, присуще всем аэропортам согласно им стандартам.
Рисунок 1 Внешний вид |
Рисунок 2 Внутренний дизайн |
Конструкция крыши представляет собой стальную конструкцию и покрывает главное здание терминала. Конструкция крыши расположена на ортогональной сетке железобетонных колонн размером 45х18 метров. Основные структурные элементы представляют собой стальные плоские фермы, перекрывающие 48 метров по диагонали и
45 метров в продольном направлении между колоннами. Прямоугольные стропила перекрывают фермы и консоли, чтобы сформировать периметр крыши (Рисунок 3). Такое расположение ферм создает жесткую конструкцию, действующая как ростверк, чтобы противостоять вертикальным и боковым нагрузкам в виде снега, ветра и т.д. [4].
27
Все здания аэровокзалов относятся к каркасному типу зданий, и данный аэропорт – не исключение. Все колонны являются восьмиугольными и сужаются в направлении вершины. Они разделяются на «стабильные» и «внутренние» (Рисунок 4).
Рисунок 3 Разобранная модель крыши слева и ее собранный вид в перспективе справа;
Серединный фрагмент крыши– стальные плоские фермы, сверху – покрытие крыши, снизу
– часть интерьера, выходящее местами в экстерьер [4]
Стабильные колонны расположены по периметру и в некоторых опорных пунктах внутри здания, выполнены в виде вертикальных консолей и служат для переноса вертикальных и горизонтальных нагрузок от кровли к фундаменту. Внутренние же колонны начинают располагаться, начиная с 3-го уровня здания, и служат лишь для переноса вертикальных нагрузок. В связи с таким расположением колонн стало возможным использование складчатой структуры крыши, чтобы сосредоточить ее вес в середине пролета. Все остальное обрамление здания – это бетонные конструкции, металлические каркасы и стекло. [4]
Рисунок 4 Схема расположения «внутренних» и «стабильных» колонн [4]
28
Данный аэровокзал является четырёхъярусным, а схема движения пассажиров выстроена так: вылетающие подъезжают на уровень 3 этажа на предтерминальную площадку. Затем пассажиры проходят в основное здание, где их ждет зона всех уровней контроля. Пройдя все этапы, снова по мостикам они переходят в залы-накопители 3 и 4 этажей. Прибывающие в Петербург с телетрапов попадают на 2 этаж, по мостикам спускаются вниз на 1 этаж в таможенную зону и получают багаж. [5]
Стоит также отметить, что в интерьер аэропорта была включена программа по привлечению предметов современного искусства, как в аэропортах Венеции со скульптурой Марко Поло. Перед терминалом расположился скульптура «Авиатор» Дмитрия Каминкера, внутри располагаются девушки-ангелы с своеобразными крыльями, выполненными в виде крыльев современных авиалайнеров. Нашлось место и летательному космическому аппарату, выполненному в масштабе 1:1. Также не обошлось и без знаменитого основателя Петербурга – Петра Великого. Его скульптура высотой 2,2 метра, соответствующая полному росту первого Императора Всероссийского установлена в центре аэропорта. Была отдана дань уважению архитектору старого аэровокзала Александра Жука - его стеклянные «стаканы» в потолке нашли интерпретацию в современном здании аэровокзала. [3]
Таким образом, архитектурно-конструктивное решение нового здания аэровокзала нашло свое отражение в культурно-историческом и инженерно-технологическим факторами проектирования. Здесь наблюдается тенденция воплощения национальной идеи в виде адаптированных золотых куполов и реки Невы, являющиеся главными символами города. Хоть смысл конструктивного решения в виде каркасного типа зданий и крыщ-ферм не изменилось, оно претерпело небольшое изменение и модификацию под петербуржскую климатическую зону для выдержки снеговой нагрузки и прочих внешних факторов.
Список литературы
1.История аэропорта [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://pulkovoairport.ru/about/about_pulkovo/history/? (дата обращения: 09.04.2022)
2.Показатели аэропорта [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://pulkovoairport.ru/about/about_pulkovo/performance/ (дата обращения: 09.04.2022)
3.Архитектура и искусство [Электронный ресурс]. – https://pulkovoairport.ru/about/about_pulkovo/art/ (дата обращения: 09.04.2022)
4.Дягилев, Г. С. Металлические конструкции кровли Нового терминала аэропорта Пулково / Г. С. Дягилев // Строительство уникальных зданий и сооружений. – 2015. – № 3(30). – С. 166-174. – EDN TUHVXT. (дата обращения: 09.04.2022)
5.Полный путеводитель по новому терминалу «Пулково» [Электронный ресурс]. - https://jets.ru/lifestyle/polnyy_putevoditel_po_novomu_terminalu_pulkovo/ (дата обращения: 09.04.2022)
29