CC BY
4
УДК 72.023
ао1: 10.48612МшШ/2024_51_162-170
АРХИТЕКТУРНЫЕ АСПЕКТЫ И КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ФОРМИРОВАНИЯ И УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ ДИЗАЙНА ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ
О. А. Пастух В. Н. Елистратов И. В. Есауленко
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, г. Санкт-Петербург
Аннотация
В статье анализируются традиционные конструктивные решения и рассматриваются потенциал внедрения современных форм, конструкций и материалов для устойчивого развития и средового дизайна городских пространств с учетом классификации базовых моделей когнитивной урбанистики. Большое внимание уделяется внедрению новых материалов и технологий при реновации территорий промышленного наследия исторического центра, прибрежных зон крупных портовых городов, а также формированию новых объектов туристической и рекреационной инфраструктуры городских пространств в контексте устойчивого развития территорий и когнитивной урбанистики. В статье приводится обзор существующих архитектурно-конструктивных решений для возведения
малых архитектурных объектов сферической формы различного назначения. Обоснованы конструктивно-инженерные решения и применение различных строительных материалов при возведении зданий сферической формы в зависимости от климатических особенностей региона строительства и действующих нормативов.
Ключевые слова
Современные и традиционные конструктивные решения малых архитектурных форм, дизайн среды, устойчивое развитие.
Дата поступления в редакцию
03.07.2024
Дата принятия к печати
10.07.2024
Статья публикуется по результатам проведения научно-исследовательской работы, проводимой в рамках конкурса грантов на выполнение научно-исследовательских работ научно-педагогическими работниками СПбГАСУ1 в 2023 году.
Введение
Архитектурно-конструктивные аспекты формирования городской среды должны рассматриваться в контексте комплексного взаимодействия градостроительства, средового и предметного дизайна, устойчивого строительства и когнитивной урбанистики.
1 ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет».
В крупных городских агломерациях устойчивое строительство и дизайн городской среды находится в стадии интенсивного развития под воздействием возрастающего темпа роста самих городов и глобальной цифровизации. Происходит постоянная борьба в буквальном смысле за «место под солнцем»: наиболее привлекательные территории для рекреационного использования, задействованные в дизайнерском формировании архитектурной среды, вызывают наибольший интерес у застройщиков и инвесторов [1], [2].
Концепция устойчивого развития городской среды, направленная на повышение уровня комфорта и доступности ее обитателей, получила название «новый урбанизм». К важнейшим качественным характеристикам, влияющим на результат комплексного подхода в данной области, относятся: психологический комфорт, социальная интеграция и культурная идентификация. Этой областью занимаются когнитивные науки, которые изучают познание посредством чувств, впечатлений, памяти, образов [3].
«Качество городской среды напрямую зависит от структурного деления территории на средовые комплексы. При этом когнитивные модели средовых пространств видоизменяются в зависимости от социальных групп общества и делятся на городские микропространства, мезопространства и макропространства» [4].
Особую роль в создании современных, эстетически привлекательных архитектурных малых форм играет внедрения современных конструктивных решений и материалов, применение аддитивных технологий для реализации концепции устойчивого развития и дизайна городской среды на различных когнитивных уровнях [5].
Материалы и Методы
В ходе данного исследования были изучены проектные материалы, конструктивные особенности и дизайнерские решения реализованных объектов городской среды, так называемые малые архитектурные формы. Изучение средовых комплексов влияет на выбор форм, материалов, конструкций, процессов функционирования различных моделей городской среды [6]. Сегодня в качестве альтернативы традиционным материалам таких как дерево, металл, железобетон и натуральный камень при создании малых архитектурных форм широкое распространение получают новые строительные материалы: полимеры, архитектурный бетон, фибростекло и др. Современные конструкционные материалы и строительные конструкции позволяют решить необходимые функциональные задачи при создании комфортных условий для реализации архитектурно-когнитивных моделей городской среды различного уровня [7].
Применение современного подхода и комплексного ТШ проектирования позволяет закладывать в модель такие алгоритмы и свойства, которые легко адаптируются под любые внешние условия, включая изменение функционального назначения с различными вариантами консолидации пространства между малыми архитектурными формами в городской среде.
Психология восприятия формы в совокупности с современными конструктивными решениями способствует формированию позитивного отношения к городской среде с учетом идентичности территории, обособленности личного пространства и уникального образа отдельных когнитивных моделей городской среды в условиях глобальной цифровизации всех сфер общества [8].
Результаты
На сегодняшний день существуют традиционные конструктивные решения для пространственного оформления спортивно-рекреационных городских пространств и архитектурные решения городской среды в современных конструкциях и материалах.
<
>
1-
*
ш
1-
X
а
<
ш
ОС
о
1-
и
ш
1-
м
X
и
ОС
<
О к ^
ш "
< а
и <и
ш 3
. г
ей £0
. 5
, >
ш а
О
? °
н *
и 5
с;
ш
л
и
х5
■ га
м <и
£ 1
и р < *
= 12
■ а О <
К традиционным конструктивным решениям малых архитектурных форм можно отнести следующие примеры.
1) Объект капитального строительства «Беседка» (рисунок 1) представляет собой сооружение, имеющее в плане правильный шестиугольник с размерами в осях 7,20 м. Высота беседки от уровня земли до конькового узла составляет 6,35 м. Несущая конструктивная система беседки—колонная, состоящая из фундамента (фундаментная плита), опирающихся на нее колонн, расположенных в углах шестиугольника и горизонтального монолитного опорного контура, объединяющего колонны в единую пространственную систему. Опирание металлической стропильной системы происходит непосредственно на опорный контур. В качестве ограждающей конструкции используется железобетонная стена. Класс бетона—В25. Толщина фундаментной плиты—300 мм. Поперечное сечение колонн имеет сложную шестиугольную форму и продиктовано архитектурными требованиями. Опорный контур запроектирован железобетонным с поперечным сечением 400x400 мм.
•• Ж
Рис. 1. Объект «Беседка». Автор чертежей В. Н. Елистратов
2) Объект капитального строительства «Полевой класс» расположены на площадке рядом с тренировочной зоной. Посадка объекта на земельном участке продиктована удобством построения учебного процесса, предназначенного для обучения спасателей по программам первоначальной и профессиональной подготовки, а также для повышения квалификации и профессиональной переподготовки. Объект «Полевой класс» представляет собой одноэтажное сооружение прямоугольное в плане с размерами в осях 10.0x6.0 м. Высота полевого класса от уровня земли до конька составляет 4.55 м. Конструктивная схема сооружения—каркасная. Пространственный каркас запроектирован из профилей стальных гнутых замкнутых сварных по ГОСТ 30245-2003. Вертикальными несущими элементами каркаса являются стальные стойки размерами 100x100x4 мм. Конструкция покрытия представляет собой висячую стропильную систему с уклоном крыши 20°.
3) К современным, прогрессивным конструктивным решениям малых архитектурных форм можно отнести сетчатые оболочки, служащих несущим остовом сферического сооружения, которое является, например, облегченной конструкцией антенны и носит многоплановый характер, обусловленный автоматизацией сложных расчетов и интеллектуальных производственных систем [2]. Геодезический купол—архитектурное сооружение в форме сферы, образованное соединением стержней в треугольники по сотовому принципу. Исследования и воплощения данной формы в современных полимерных материалах актуальны на сегодняшний день, не смотря на то, что принцип построения каркаса купольного вида был разработан американским архитектором Ричардом Фуллером на основе геометрической формы Земли еще в 1950-х годах (рисунок 2) [9].
а)
б)
Рис. 2. Элемент соединения стержнеобразных деталей для геодезических куполов и других пространственных сооружений; а—узле сопряжения ребер с помощью врезных стальных пластин; б—укрупненный вид стыковочного узла. 1 — элемент соединения стержнеобразных деталей для геодезических куполов и других пространственных сооружений; 6—плоские элементы; 9—несущий стержень; 10 — пространственная конструкция купола.
<
>
1-
*
ш
1-
X
а
<
ш
ОС
о
1-
и
ш
1-
м
X
и
ОС
<
Технологическая последовательность строительства зданий на примере зданий купольного вида такова, что на основе выбранной архитектурной концепции выполняется 3Б-модель несущей конструк-
* I
ции с предварительными данными о количестве элементов, узлов и площадей нагрузок, подобранных ^С щ
с применением программ для расчета геодезических куполов. По утвержденному техническому заданию р щ
< а
. 5
гической нагрузки используем для расчета, с целью получения усилий в элементах, выбирая наиболее ^ *
со а
заказчика выполняется расчет каркаса конструкций в виде стержневых элементов используя расчетную программу, применив варианты сочетания снеговых (ветровых) нагрузок. Приведенные к узлам нагрузки с поверхности оболочки, с учетом собственного веса всех несущих элементов и возможной техноло-
неблагоприятные сочетания. Исходя из полученных данных и имея предварительные сечения несущих элементов принимаем вариант узла с коннектором определенного типа. Полученный ряд необходимых ^ I
типов коннекторов маркируется, согласно своему штатному положению. Комплектация узлов производится согласно технологическим картам [9]. На месте монтажа производится сборка узла. Отдельные несущие элементы полной заводской готовности поступают на стройплощадку промаркированными ^ £
и без всякой дополнительной обработки соединяются в определенной последовательности, создавая не- ^ с
м щ
сущий каркас запроектированного здания (сооружения) [10]. Поскольку отдельные несущие элементы по весу и габаритным размерам имеют незначительные параметры, то строительно-монтажные работы 2
* а
возможно выполнять на месте строительства, не применяя тяжелые грузоподъемные машины и механиз- |— ^
О н
мы, собственно говоря, «вручную». То же самое касается и разборки несущего каркаса при утилизации < ^
С «
или переносе на другое место. Данная технология сборки (разборки) позволяет значительно ускорить производство строительно-монтажных работ в любых климатических условиях.[11]
Обсуждение
В настоящее время конструктивные решения в виде геодезических куполов набирают популярность благодаря определенным преимуществам сферической формы, а также современным технологиям и новым конструкционным материалам, позволяющим существенно расширить сферу применения и архитектурные решения объектов жилой среды. Сферическая архитектурная форма используется человеком с доисторических времен и, несмотря на преимущества прямоугольной формы, заключающиеся в простоте расчетов и планирования, реализуется не только в жилищном или общественном строительстве, но и активно применяется в виде малых форм, временных павильонов, мобильных конструкций в дизайнерских решениях городской среды [12], [13]. Форма геодезического купола служит удачным архитектурно-конструктивным решением для павильонов временных выставок, ярмарок достижений народного хозяйства и т. д., которые благодаря мобильным легким купольным конструкциям, в виде сборно-разборной конструкции из алюминиевого каркаса и тентовой оболочки, удачно вписываются как в историческую сложившуюся городскую среду, так и при создании новых туристических маршрутов и рекреационных пространств парковых природных заповедников в условиях Арктической зоны Российской Федерации (рисунок 3).
Рис. 3. Примеры внедрения мобильных сборных конструкций в виде геодезических куполов в город- ^ о
■ го
скую среду: а—временный павильон, установленный на территории Петропавловской крепости в пери- ш ш
2
од проведения Арктического салона в Санкт-Петербурге, б—павильон-кафе на территории Планетария С I
¿2 о.
№ 1, г. Санкт-Петербург; в—временный выставочный павильон в форме геодезического купола в нацио- и
^ х
нальном горном парке Рускеала, Карелия. АЗ РФ, 2022 - 2023 г. Автор фото О. А. Пастух с щ
Выводы
Благодаря членению общественных пространств на средовые комплексы происходит поиск оптимального формирования зон, которые будут направлены на определенные группы населения в зависимости от интересов и их потребностей. Прорабатывается концепция наполнения благоустраиваемой территории малыми архитектурными формами с оптимальными конструктивными решениями и материалами. Особое внимание необходимо обратить на малые архитектурные формы, обладающие коммуникационной функцией, так как именно они обеспечивают возможности досуга у разных возрастных групп. Выразительность данных объектов обеспечивается выбором гармонично вписанного в окружение архитектурного формообразования, реализация которого возможна благодаря современным конструктивным решениям и материалам. Таким образом внедрение современных технологий, обилие широкого спектра полимерных и композитных материалов позволяет внедрять в архитектурно-пространственную среду уникальные по формам и видам объекты, которые создают неповторимые черты и атмосферу определенных локаций и обеспечивает устойчивое развитие городской среды.
На основе изученного материала был сделан вывод о потенциальной перспективности развития и популяризации внедрения в создание комфортной городской среды на всех когнитивных уровнях объектов и нестандартных конструктивно-архитектурных решений малых форм, выполненных в современных материалах и с помощью современного оборудования, которые в свою очередь способны оказать прямое влияние на формообразование.
Библиографический список
1. Application of engineering composites for elements of architectural and construction structures operated in Arctic zone / D. A. Zhivotov, O. A. Pastukh, A. Panin, L. Yablonskii / Book "Contemporary Problems of Architecture and Construction". Proceedings of the 12th International Conference on Contemporary Problems of Architecture and Construction, November 25 - 26, 2020, Saint Petersburg, Russia, pp. 5, 2021, March, CRC Press, London. DOI: org/10.1201/9781003176428.
2. Porta-Gándara M. A., Gómez-Muñoz V. Solar performance of an electrochromic geodesic dome roof Energy, Vol. 30, 2005, P. 2474 - 2486, DOI: 10.1016/j.energy.2004.12.001.
3. О. А. Пастух Дизайнерский подход при формировании когнитивных моделей архитектурной среды / Пастух О. А./ Современные общественные пространства как инструмент развития городской среды: материалы IV Межрегиональной научно-практической конференции [04 - 05 апреля 2022 года]; Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет. — Санкт-Петербург: СПбГАСУ, 2022. — C. 85 - 90.
4. Крашенинников А. В. Когнитивная урбанистика: архетипы и прототипы городской среды : [монография] / А.В. Крашенинников; Курс.—Москва: Курс, 2020. — 209 с.: ил.
5. Пастух, О. А. Эволюция архитектурно-планировочного формирования крупных портовых городов Арктического региона / О. А. Пастух // Системные технологии.—2023.—№ 1 (46).—С. 187 - 191. — DOI 10.55287/22275398_2023_1_187.
6. O. A. Pastukh Современные материалы и конструкции, используемые в жилищном строительстве: международный опыт / O. A. Pastukh, Mahner Dietmar, A. N. Panin, V. N. Elistratov / Architecture and Engineering, Vol. 7, Issue 3, Pp. 53 - 66 (2022).
7. Пастух О. А. Урбоэкологические аспекты трансформации архитектурной среды в современных условиях глобальной цифровизации // В сборнике: Актуальные вопросы архитектуры и строи-
тельства. Материалы XV Международной научно-технической конференции. Новосибирск, 2022. С. 126 - 130.
8. Елистратов В. Н., Пастух О. А. Разработка и внедрение энергоэффективных решений в условиях глобальной цифровизации городской среды / В сборнике: Новые информационные технологии в архитектуре и строительстве. материалы V Международной научно-практической конференции. Екатеринбург, 2022
9. Черных А. Г., Рыбное Е. И., Сенькин Н. А., Шмидт А. Б., Гордиенко В. Е., Астахов И. В., Михась-кин В. В., Данилов Е. В., Коваль П. С., Корольков Д. И., Казакевич Т. Н., Клеван В. И., Нижегородцев Д. В., Москалев М. Б., Чан К. Ф., Мамедов Ш. М. Исследование работы металлических и деревянных конструкций и оценка срока их службы с учетом условий эксплуатации, Санкт-Петербург, 2022.
10. Черных А. Г., Корольков Д. И., Данилов Е. В., Казакевич Т. Н., Коваль П. С. Оценка остаточного ресурса деревянных конструкций по величине физического износа, Жилищное строительство. 2022. № 4. С. 66 - 72.
11. The use of modern polymer materials and wood in the construction of buildings in the form of geodesic domes / Pastukh O. A., Zhivotov D. A, Vaytens, A. G., Yablonskii L. L. / ES3 Web of Conferences, Vol. 274 (2021), 2nd International Scientific Conference on Socio-Technical Construction and Civil Engineering (STCCE - 2021), Kazan, Russia, April 21-28, 2021, E. Vdovin (Ed.), DOI: 10.1051/ matecconf/ 201819304012, DOI: 10.1051/e3sconf/202127401024.
12. Transformation and development of coastal industrial zones with using large-span construction structures. European experience of 1990 - 2000-s / Olga Pastukh / Book "Contemporary Problems of Architecture and Construction" Proceedings of the 12th International Conference on Contemporary Problems of Architecture and Construction, November 25 -26, 2020, Saint Petersburg, Russia, pp. 4, 2021, March, CRC Press, London. DOI: org/10.1201/9781003176428.
13. Данилова, С. Б. Принципы модернизации среды населенных пунктов при реализации нацпроек-та «Жилье и городская среда» / С. Б. Данилова // Перспективы науки. — 2022. — № 3(150). — С. 227 - 230.
<
а
>
1-
*
ш
1-
S
X
а
<
ш
се
э
1-
и
ш
1-
М
X
и
се
<
ARCHITECTURAL ASPECTS AND CONSTRUCTIVE SOLUTIONS FOR THE FORMATION AND SUSTAINABLE DEVELOPMENT OF URBAN ENVIRONMENT DESIGN
0. A. Pastukh V. N. Elistratov
1. V. Esaulenko
Saint-Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering, Saint-Petersburg
Abstract
For large Russian cities that developed according to a regular plan, the problem of distortion of architectural identity is characteristic. The natural development of the city leads to the loss of historical sites that formed the center and the destruction of the historical integrity of the
The Keywords
Engineering and construction solutions of small architectural forms, environmental design, sustainable development.
О к
ïi
ш "
< а
и <u
ш 3
. г
са m
. s
S S
, >
са а О I? о
н *
и s
с;
ш
л
и
х5
■ ГО M щ
£ 1
* £
и F < *
с »
■ а О <
urban environment. This problem is also typical for the city of Kirov. The article analyzes its historical center by morphotyping the quarters. The architectural and spatial structures of the city are revealed by means of enlarged morphotypic zoning. The main morphotypes of quarters are
Date of receipt in edition
Date of acceptance for printing
03.07.2024
10.07.2024
formulated and a description of the characteristics defining the type of quarter is given.
Ссылка для цитирования:
О. А. Пастух, В. Н. Елистратов, И. В. Есауленко. Архитектурные аспекты и конструктивные решения формирования и устойчивого развития дизайна городской среды. — Системные технологии. — 2024. — № 2 (51). —
С. 162 - 170.
