БОЛЬШЕПРОЛЁТНЫЕ КОНСТРУКЦИИ КАК ЭЛЕМЕНТ АРХИТЕКТУРНОГО ОБРАЗА ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ

АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются принципы формообразования архитектурного образа общественных зданий путём использования различных типов большепролётных конструкций покрытия.

Ключевые слова: большепролётные конструкции, функциональное назначение, конструктивные системы, общественные здания, конструкции покрытия.

В современном мире неуклонно растёт разнообразие трудовых и общественных потребностей, для удовлетворения которых необходимо создание крупногабаритных общественных зданий. Архитектурный облик подобных зданий в большей степени формируется благодаря их функциональным особенностям, применяемым конструкциям покрытий и окружающей городской застройке.

Так, для зданий зального типа требуется устройство значительной свободной площади перед входом для различных назначений: распределение потоков зрителей, выставки, сезонная торговля и т.д. Однако, независимо от назначения подобного рода зданий их размещение в городской застройке должно давать возможность цельного восприятия объёма с даже удалённых точек. Данный факт определяет композиционные требования к архитектуре большепролётных зданий: крупный масштаб основных членений объёма целостность и монументальность их облика. Для перекрытия данных объектов созданы большепролётные конструктивные системы, такие как: оболочки, изогнутые конструкции, висячие системы, перекрёстно-плоскостные.

И лишь с недавнего времени общество обрело возможность перекрывать такие здания пролётами от 100 до 300 метров благодаря Владимиру Григорьевичу Шухову, который еще 100 лет назад привнёс свой огромный вклад в разработку большепролётных металлических конструкций. На сегодняшний день его разработки становятся весьма актуальными благодаря высокой экономичности, но при этом надёжности и архитектурной выразительности. Перекрытие большого пролёта такими конструкциями придаёт большепролётному зданию сильный визуальный эффект, и уже устойчивое со времён Пантеона отношение толщины «балки» к «колонне» в данном случае не требуется.

К настоящему времени опубликовано большое количество научных трудов, исследующих вопросы большепролётных конструкций. Однако, подобные труды основной массой описывают только работу данных конструкций и её видов, чего не сказать об архитектурно-зрелищном эффекте на смотрящего.

Например, в книге В. Адамовича классификация большепролётных конструкций дана по геометрическому принципу и охватывает в основном исключительно область несущих систем, не беря во внимание функциональную составляющую здания, объёмно-пространственное решение и его архитектурный облик.

Для того, чтобы проанализировать каждый возможный вариант использования большепролётных конструкций при проектировании общественных зданий, предлагается к классификации по объёмно-пространственному принципу, которая будет рассматривать конструкцию не только как технический аспект, но и как неотъемлемую часть здания, играющую формообразующее значение, включить следующие 3 типа:

- оболочка как покрытие

-оболочка как покрытие части здания

-оболочка как здание

Именно такое разделение позволяет рассматривать большепролётные конструкции не с точки зрения сопротивления внешним нагрузкам, а как фактор, влияющий на формообразование и на то, как здание выглядит внутри и снаружи. Данная классификация помогает архитектору не только с точки зрения подбора и проектирования конструкций будущего здания, но и в качестве формообразующей роли в архитектуре сооружения.

Оболочка как покрытие

Данный тип конструкций подразумевает разделение здания на покрытие и фасадную часть. К такому виду здания можно отнести спортивные сооружения, транспортные, выставочные и торговые здания. Здесь оболочка участвует в формообразовании, но чётко прослеживается её отделение от объёма здания в целом. Внутренняя структура здания предполагает безопорное пространство над всем объёмом здания, что вполне оправданно для вышеперечисленных зданий и сооружений.

Ярким промером данного типа можно считать здание «Лондонского велопарка», построенного в 2012 году (рис.1). Тяжёлые конструкции стен подчёркивают невесомость оболочки покрытия, что способствует чёткому разделению на фасадную часть и покрытие. Здание находится на свободном от селитьбы пространстве, что необходимо для организации и распределения зрительских потоков, а так же для полного восприятия объёма сооружения издалека.

Рисунок 1. Здание «Лондонского велопарка»

Оболочка как покрытие части здания

Характерной чертой большепролётных общественных зданий данного типа является сопряжение оболочки покрытия с другой несущей системой. Для данного типа особенностью работы является не участие оболочки в формировании фасада, а создание визуального восприятия внутреннего пространства здания зрителем. Данные конструкции благодаря однотипности элементов, входящих в эту систему, просты в производстве и монтаже.

Говоря об использовании висячих конструкций внутри интерьера здания, можно привести в качестве примера аэропорт «Чанги» в Сингапуре (рис.2). В данном случае оболочка работающая преимущественно на интерьер здания переходит на фасад и составляет цельную картину с экстерьером. Однако проблема сомасштабности человека и конструкции в интерьере здания является важным аспектом при проектировании подобных большепролётных зданий. Крупные, тяжёлые вертикальные несущие системы кажутся человеку излишне тяжёлым элементом интерьера и делает некомфортным пребывание человека внутри здания. Таким образом, включение в большепролётную металлическую конструкцию аэропорта более мелких вспомогательных элементов дало возможность этим элементам стать сомасштабными человеку и не оказывать на него сильного визуального давления.

Рисунок 2. Интерьерное решение аэропорта «Чанги» в Сиргапуре

Экстерьерное покрытие выполнено из светопрозрачных элементов, что подчёркивает легкость оболочки и гармонично вписывается в городскую застройку.

Оболочка как здание

Для этого типа зданий характерна доминирующая роль оболочки в формообразовании сооружения. Оболочка подобного типа формирует внешний вид и экстерьер здания, заключая его в себя полностью. Наиболее оправданными примерами пространственных конструкций являются сетчатые системы-оболочки, которые формируют покрытие двоякой и нерегулярной кривизны.

Здания с использованием таких систем покрытия располагаются на свободных от селитьбы территориях внутри города на больших площадях. Это даёт возможность транспортным и людским потокам рационально распределяться перед зданием. По такому же принципу происходит проектирование фасада – его элементы становятся крупнее для возможности восприятия зрителем здания издалека. Помимо крупных элементов на фасаде присутствуют и сомасштабные человеку, которые по мере приближения зрителя дают возможность соотнести смотрящему себя с постройкой.

Ярким примером данного типа служит ТПУ в г. Анагейм США, построенный в 2014 году (рис. 3). Расположение функций в зданиях такого типа становится террасным по вертикали. Однако, говоря об интерьерных решениях, внутри таких зданий покрытия остаются открытыми, что обусловлено с точки зрения экономии и эстетики. В зданиях данного вида на первом месте стоят вопросы размещения внутренних функций и расположения относительно них конструкций.

Рисунок 3. Здание ТПУ в г. Анагейм. США

В зависимости от степени участия конструкций внешней оболочки в формообразовании зданий были выделены 3 новых типа. Предлагаемая и исследуемая классификация помогает рассмотреть большепролётные общественные здания с другой стороны, в которой формообразование, функциональное зонирование и объёмно пространственное решение используются в качестве основного принципа.

На сегодняшний день можно с уверенностью сказать, что большепролётные металлические конструкции, изобретённые еще в XIX веке В. Г. Шуховым, до сих пор являются востребованными. Конечно, первоначальные системы на сегодняшний день не могут целиком и полностью удовлетворить требования современной архитектуры, однако их принципы актуальны до сих пор. Используя современные технологии в проектировании и строительстве с каждым годом всё проще находить новые функциональные значения для заводских конструкций Шухова.

Список литературы:

1. Адамович В.В. Архитектурное проектирование общественных зданий и сооружений / В.В. Адамович, Б.Г. Бархин, В.А. Варежкин и др издание второе, дополненное и переработанное М.: Стройиздат, 1984 543 с.
2. Виноградова Т. Нижегородские открытия. Код Шухова / Т. Виноградова, С. Авдеев. – Нижний Новгород: Покровка 7, 2013 144 с.
3. Шухов В.Г.: нижегородские проекты. Территория уникальных объектов : книга-альбом / С.В. Зеленова, Т.П. Виноградова, Д.И. Коротаева, Г.Н. Ометова Нижний Новгород: Литера, 2015 224 с.
4. Грефе Р. В.Г. Шухов, 1853-1939. Искусство конструкции / Р. Грефе, О. Перчи, Ф. Шухов и др.; под ред. Р. Грефе, М. М. Гаппоева, О. Перчи; пер. с нем. Л. М. Глотова, М. М. Гаппоева М.: Мир, 1994 192 с.
5. Душкевич, К.Н. Металлические конструкции В.Г. Шухова как потенциал формообразования современной архитектуры // Architecture and Modern Information Technologies 2016 №2(35): http://www.marhi.ru/AMIT/2016/2kvart16/index.php
6. Ковельман Г.М. Творчество почетного академика инженера Владимира Григорьевича Шухова / Г. М. Ковельман М.: Госстройиздат, 1961 363 с.
7. Мардер А.П. Металл в архитектуре / А.П. Мардер М.: Стройиздат, 1980 232 с.
8. Суслова О.Ю. Выдержат ли конструкции В.Г. Шухова новейший вид нагрузок? / О.Ю. Суслова, К.Н. Душкевич // Архитектура и строительство России М., 2011. – № 4 (апрель).
9. Шухов В.Г. Избранные труды : Строительная механика / В. Г. Шухов; Под ред. акад. А. Ю. Ишлинского ; АН СССР, Институт истории, естествознания и техники, Комиссия по увековечению памяти почетного академика В. Г. Шухова М.: Наука, 1977. – 192 с.
10. Энгель Х. Несущие системы : учебное издание / Хайно Энгель М.: АСТ Астрель, 2007 344 с.