CC BY
1УДК 721.011
DOI 10.52684/2312-3702-202 2-43-1-45-50
МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД В ПРОЕКТИРОВАНИИ ОБЪЕКТОВ ГОРНОЛЫЖНЫХ КОМПЛЕКСОВ
К. В. Краснолобова, А. В. Скопинцев
Краснолобова Кристина Вадимовна, магистр, Южный федеральный университет, г. Ростов-на-Дону, Российская федерация, тел.: +7 (999) 697-97-57; e-mail: [email protected];
Скопинцев Анатолий Вениаминович, кандидат архитектуры, профессор кафедры архитектурного и средового проектирования, Южныи федеральньш университет, г. Ростов-на-Дону, Россииская федерация, тел.: +7 (928) 112-39-93; e-mail: [email protected]
Рассматривается влияние метеорологических условии и ветровых нагрузок на объемно-планировочные решения объектов инфраструктуры горнолыжных комплексов, интегрированных в рельеф. Обосновывается актуальность исследовании формообразования и архитектуры комплексов с учетом метеорологического подхода и энергоэффективности. В качестве объектов исследования выбраны варианты объемно-планировочных решении в рамках проектнои концепции реновации застроики горнолыжного курорта «Поляна Азау» в При-эльбрусье. На графических схемах представлен анализ различнои формы и конфигурации проектируемых объектов и их ориентации по отношению к деиствующим ветровым нагрузкам. Данное сравнение проведено в целях определения рационально скомпонованного и биопозитивного объемно-планировочного решения с учетом принципов энергосбережения.
Ключевые слова: горнолыжный комплекс, объемно-планировочное решение, метеорологический подход, ветровые нагрузки, энергоэффективность, биопозитивность.
METEOROLOGICAL APPROACH IN THE DESIGN OF SKI FACILITIES K. V Krasnolobova, A. V Skopintsev
Krasnolobova Kristina Vadimovna, master, Southern Federal University, Rostov-on-Don, Russian Federation, phone: +7 (999) 697-97-57; e-mail: [email protected];
Skopintsev Anatoliy Veniaminovich, Candidate of Architecture, Professor of the Department of Architectural and Environmental Design, Southern Federal University, Rostov-on-Don, Russian Federation, phone: +7 (928) 112-39-93; e-mail: [email protected]
The influence of meteorological conditions and wind loads on the spatial planning solutions of infrastructure facilities of ski complexes integrated into the terrain is considered. The relevance of studies of the shaping and architecture of ski complexes is substantiated, taking into account the meteorological approach and energy efficiency. As objects of research, variants of space-planning solutions were selected within the framework of the project concept of renovation of the development of the ski resort "Polyana Azau" in the Elbrus region. The graphical diagrams present an analysis of the various shapes and configurations of the facades of the projected objects and their orientation in relation to the current wind loads. This comparison was carried out in order to determine a rationally composed and biopositive space-planning solution, taking into account the principles of energy conservation.
Keywords: ski complex, space-planning solution, meteorological approach, wind loads, energy efficiency, biopositivity.
Введение
Существующий акцент в экономическом развитии регионов на «внутренний туризм» ставит актуальную задачу совершенствования и реновации архитектурной среды российских горнолыжных курортов, баз отдыха, горно-туристических комплексов с точки зрения их привлекательности, комфортности и круглогодичного использования [1, 2]. Как показывает анализ среды российских горнолыжных курортов (Те-берда, Домбай, Азау и др.), им свойственны отдельные недостатки, связанные с хаотичностью разностилевой застройки, включающей преимущественно гостиничный фонд, отсутствием
полноценной инфраструктуры сервиса, объектов культурного и спортивного назначения для круглогодичного использования [3, 4].
Если комплекс специализированного оснащения горнолыжных курортов, включающий систему маятниковых, канатно-кресельных и буксировочных подъемников, трассы спусков разной протяженности и сложности, является уже сложившимися элементами их инфраструктуры, то формирование новых «точек активностей» для привлечения туристов (объектов культурного досуга, спортивно-оздоровительных и велнес-центров, школ альпинизма и т. д.) является перспективной задачей их дальнейшего
развития. При этом проектирование новых объектов круглогодичного использования для создания комфортной среды досуга, спорта и отдыха в составе туристических и рекреационных комплексов требует современных подходов, основанных на тенденциях «устойчивой архитектуры», устойчивого функционирования и энергоэффективности [5, 6, 7].
Проблема
Климат региона является определяющим градостроительным и формообразующим параметром для данных объектов. Формирование проектных решении всегда увязывается с фактическими показаниями, характеризующими температурные режимы и специфику ветровои активности. Учет климатических условии в архитектуре горнолыжных комплексов приобретает особое значение, поскольку температурные и ветровые нагрузки значительным образом влияют не только на энергоэффективность строящихся объектов инфраструктуры, но и на их формообразование [8]. В этои связи важно выработать устоичивые критерии, применяемые в процессе проектирования, и имеющие четко установленную ориентацию на темпера-турньш режим и ветровую активность [9].
Особое значение приобретает продуваемость и ветровая активность в горнои местности. Оценка окружающеи среды территории участка размещения под застроику объектов инфраструктуры горнолыжного курорта, должна обязательно содержать данные в виде графиков или схем, включающих информацию о комфортности - дискомфорте среды. Далее необходимо проанализировать ландшафтные и природно-климатические особенности территории. Обратить внимание на характер прилегающих горных склонов, их высотные отметки, размещение группы горных массивов и пологонаклонных участков местности, направление основных горнолыжных трасс, воздушных и визуальных коридоров, учесть розу ветров того региона, где располагается горнолыж-ныи комплекс, с целью использования благоприятного сектора.
Методология
Развитие научных и инновационных исследовании в последние десятилетия породили в архи-тектурнои науке и практике осознание необходимости особого отношения к вопросам оценки метеорологических данных и, в частности ветровои нагрузки [10]. Ситуация активизировала разработки архитектурных решении, адаптированных к температурным режимам и ветровои активности, отвечающих принципам безопасности, ограничения негативного воздеиствия данных факторов на проектируемую застроику. Сложился свое-образныи «метеорологическии подход» в
формообразовании архитектурных объектов, выработке их энергоэффективных решении [8, 9, 11].
Влияние температурных характеристик на энергоффективность объектов и их объемно-планировочные решения, в частности на конфигурацию и другие характеристики фасадов достаточно хорошо изучены. Исследовались такие аспекты, как проектирование «двоиного фасада» в архитектуре здании арктических регионов [12]; учет влияния объемно-планировочных решении, конфигурации и пространственных характеристик здании на их энергоэффективность [13]. В рамках данных исследовании были определено, что градостроительные приемы и архитектурно-планировочные решения также способствуют адаптации комплекса застроики к ветровым нагрузкам, в том числе с использованием нестандартных форм планов здании в виде треугольника и других форм, чтобы «отвернуться» от холодного северного ветра и раскрыться фасадным фронтом на юг.
В то же время применение «метеорологического подхода» к проектированию объектов горнолыжных комплексов еще не проводилось. Цель данного исследования: провести оценку и сравнение вариантов формообразования объектов инфраструктуры горнолыжного комплекса с учетом деиствия метеорологических и климатических факторов, в частности, ветровых нагрузок.
Результаты
Основные положения метеорологического подхода были применены при разработке концепции реновации застроики горнолыжнои базы «Поляна Азау» (Приэльбрусье). Участок реконструкции расположен у южного склона г. Эльбрус и включает северо-восточныи сектор поселка Азау, на котором предполагается размещение застроики велнес-центра круглогодичного использования (рис. 1).
Предпроектныи анализ участка реконструкции показал, что горнолыжные соревнования тесно связаны с климатическим фактором и могут проводиться только при одновременном соблюдении совокупности метеорологических условии: температуры и ветровои активности. На первом этапе была проведена оценка температурных показателеи на участке, которая показывает благоприятное выполнение основных функции горнолыжного курорта (лыжныи спорт, сноуборд) в зимние месяцы: декабрь, январь, февраль, март (табл. 1). С другои стороны, анализ температурных показателеи для даннои местности, не имеющих критических значении, позволяет установить, что данныи фактор не оказывает доминирующего влияния на формообразование и энергоэффективность здании и застроики данного горнолыжного комплекса.
Рис. 1. Схема расположения горнолыжной базы «Поляна Азау» в системе существующих горнолыжных трасс на горе Эльбрус
Таблица 1
Средняя температура на Эльбрусе в течение года в градусах
Янв. Фев. Март Апр. Маи Июнь Июль Авг. Сен. Окт. Ноя. Дек.
День -6 -7 -6 -7 110 113 114 114 113 111 -5 -1
Вечер -8 -10 -9 -4 -7 110 111 111 -8 -7 -2 -3
На втором этапе был проведен анализ ветровой активности и составлена Роза ветров (рис. 2). Как видно из таблицы 2 и рисунка 2, на проектируемом участке преобладают северные и северовосточные холодные ветра, которые сходят со стороны горы Эльбрус. Формообразование в русле «метеорологического подхода» нацелено на учет полного спектра параметров ветровои нагрузки, которые включают: мощность ветрового потока, его направление и частота. Наиболее благоприятные условия для возникновения ветра по типу боры - на юго-восточных склонах Эльбруса, где расположены горнолыжные трассы и канатные дороги.
Таблица 2
График активности ветровых нагрузок в предгорьях Эльбруса
разностилевых гостиниц, с отсутствием круглогодичных функций культурного и спортивно-оздоровительного досуга и отдыха. Для новой застройки, включающей спортивный парк и велнес-центр, был выбран свободный участок у подножия горного склона в северной части территории поселка.
С С-В В Ю-В Ю Ю-З З С-З
22.6 16.9 18.3 8.3 5.9 2.7 6.5 18.8
Характеристики из таблицы 2 с наибольшими значениями для северного и северо-восточного ветров были применены для формообразования застройки на реконструируемой территории горнолыжной базы «Поляна Азау». Проектом была предложена концепция реновации архитектурной среды данного курорта, застройка которого на сегодня представлена преимущественно хаотичным набором
Ветер
Рис. 2. Роза ветров на горе Эльбрус
Формообразование застроики велнес-центра в русле метеорологического подхода учитывало преобладание северных и северо-восточных ветров, что снижает энергоэффективность здании и комфортность проживания отдыхающих. С учетом этого в концепции реновации застроики
горнолыжного курорта «Поляна Азау» было предложено три приема формообразования архитектурных объектов и конфигурации их фасадов:
1) «ступенчатость» в архитектуре, для нивелирования и снижения скорости воздушных масс;
2) «фасады - барьеры», для создания фронтальных плоскостеи - препятствии по отношению к господствующим ветрам;
3) «боковое обтекание для искажения» скорости воздушных масс, с целью комфортного нахождения гостеи курорта.
Рис. 3. Первый вариант террасированного размещения и компоновки велнес-центра с учетом метеорологических условий
Первыи вариант застроики (рис. 3) по принципу террасирования подножия горного склона включает все три приема формообразования: «объемы-уступы», «фасады-барьеры», «фасады-обтекатели». Анализ данного решения показывает, что в нем преобладает плоскости «фасадов-барьеров», воспринимающих северные ветра, что в целом снижает энергоэффективность здания и нивелирует все преимущества, полученные при использовании остальных приемов. Кроме того, наличие «жестких» углов снижает биопозитивность здании по отношению к «мягким» складкам горного склона.
Второи вариант (рис. 4) стал модификациеи и развитием первого с размещением «фасадов-барьеров» и «фасадов-уступов» гексоганально с углом к смежным поверхностям 135 градусов. Данныи вариант застроики имеет положительные качества: его отличает «биопозитивность» формы по отношению к рельефу склона. В то же время наличие значительнои линии «барьеров» увеличивает теплопотери северного и северовосточного фасадов и снижает показатели его энергоэффективности.
Рис. 4. Второй вариант объемно-планировочной модели велнес-центра
Третии вариант объемно-планировочнои модели велнес-центра, интегрированнои в рельеф (рис. 5), исключает наличие «фасадов-барьеров», что значительно снижает теплопотери повышает энергоэффективность здании. Такая форма позволила как бы «отвернуться» от холодного
северного зимнего ветра и широко раскрыться ярусами фасадов на юг. Плавные, перетекающие линии южного фасада с витражным остеклением отражает идею открытости в природу «отвернувшихся» от ветра помещении.
Рис. 5. Третий вариант объемно-пространственной модели велнес-центра, интегрированной в рельеф
Четвертый вариант объемно-планировочного решения велнес-центра (рис. 6.) развивает преимущества предыдущего варианта с точки зрения
адаптации комплекса застроики к ветровым нагрузкам и его открытости в природу - экстра-вертности.
Рис. 6. Четвертый вариант объемно-планировочного решения застройки велнес-центра
Особенность архитектурно-планировочного решения в четвертом варианте заключается в применении волнистои биопозитивнои формы террасированнои застроики, интегрированнои в рельеф горного склона, которая образует замкнутые или полузамкнутые структурные элементы ячеистого типа, являющиеся своеобразными «ловушками» для ветра, что значительно увеличивает ветрозащиту и энергоэффективность комплекса, а также повышает уровень комфортности для отдыхающих.
Выводы
Проведенное моделирование комплекса за-строики велнес-центра в рамках концепции реновации среды горнолыжного курорта «Поляна Азау» позволяет сделать следующие выводы:
1. Для формирования архитектурно-планировочных решении объектов инфраструктуры горнолыжных комплексов наибольшую эффективность дает метеорологическии подход, поз-воляющии учитывать комплекс факторов:
температурный режим, направление, мощность 4. Сравнение вариантов позволило определить и частоту ветровых нагрузок. выбор оптимальнои формы здании и их ориента-
2. Предпроектньш анализ участка реконструк- ции с точки зрения биопозитивности и энергоэф-ции показал преобладание фактора «ветровои ак- фективности. Оценка вариантов показала, что тивности» на принимаемые объемно-планиро- лучшие эксплуатационные и архитектурно-худо-вочные решения, с учетом минимизации теплопо- жественные качества приобретает застроика, ин-терь и энергоэффективности строящихся здании. тегрированная в рельеф склона, исключающая
3. Для разработки вариантов объемно-пла- «плоскости-барьеры» и адаптированная к ветро-нировочных решении объектов инфраструк- вои нагрузке с использованием конфигурации туры горнолыжного комплекса с учетом деи- объемов типа «обтекаемыи фасад» и «фасады-ло-ствия ветровых нагрузок было предложено че- вушки», образующие внутренние пространства тыре приема формообразования: а) «объемы- ячеистого типа, которые влияют на ветрозащиту уступы»; б) «фасады-барьеры»; в) «фасады-об- и энергоэффективность здании.
текатели»; г) «фасады-ловушки»
Список литературы
1. Асланова Д. Х. Региональный туристский кластер как инструмент повышения эффективности экономики региона / Д. Х. Асланова, З. И. Саттарова, М. Т. Алимова // Научный результат. Экономические исследования. -2016. - № 1 (7), т. 2. - С. 18-25.
2. Оборин М. С. Развитие туристско-рекреационной деятельности в условиях санкционных ограничений и социально-экономической нестабильности южных регионов России / М. С. Оборин // Научный результат. Технологии бизнеса и сервиса. - 2017. - № 1, т. 3. - С. 51-58.
3. Обори, М. С. Региональный анализ изучения рекреационных систем / М. С. Оборин // Вестник Северного (Арктического) федерального университета. Серия: Естественные науки. - 2013. - № 2. - С. 35-42.
4. Яковенко Н. В. Туристское профессиональное образование: проблемы регионального уровня / Н. В. Яковенко, И. В. Комов, О. В. Диденко // Научный результат. Технологии бизнеса и сервиса. - 2017. - № 1, т. 3. - С. 68-72.
5. Дианова-Клокова И. В. Устойчивая архитектура и пространство инноваций / И. В. Дианова-Клокова, Д. А. Метаньев // Academia. Архитектура и строительство. - 2015. - № 7 (211). - С. 16-31.
6. Дианова-Клокова И. В. Об устойчивости архитектурных решений объектов науки и инноваций / И. В. Дианова-Клокова, Д. А. Метаньев, Д. А. Хрусталев // Системные технологии. - 2020. - № 1 (34). - С. 100-1055.
7. Нефедов В. А. Ландшафтный дизайн и устойчивость среды / В. А. Нефедов. - Санкт-Петербург : Полиграфист, 2002. - 295 с.
8. Рубцова М. В. Учет влияния формы здания на его энергоэффективность / М. В. Рубцова, Э. Е. Семенова // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. - 2021. - № 2 (36). - С. 10-15.
9. Исследование влияния формы здания на его энергоэффективность / М. В. Рубцова, Е. А. Шевченко, Э. Е. Семенова // Инженерные системы и сооружения. - 2020. - № 3-4 (41-42). - С. 30-35.
10. Дианова-Клокова И. В. Архитектурные решения инновационных научно-производственных комплексов: обзор мировой практики / И. В. Дианова-Клокова, Д. А. Метаньев, Д. А. Хрусталев. - Москва : УРСС (ЛЕ-НАНД), 2012. - 365 с.
11. Головнев С. Г. Оценка влияния архитектурно-планировочных решений гражданских зданий на энергоэффективность / С. Г. Головнев, А. Е. Русанов // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. - 2013. - № 4. -С. 76-79.
12. Ткачук А. Э. Проектирование двойного фасада в архитектуре зданий арктических регионов / А. Э. Ткачук, А. Н. Гойкалов, М. В. Новиков // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. - 2022. - № 3 (41). - С. 87-92.
13. Семенова Э. Е. Влияние объемно-планировочного решения на энергоэффективность здания / Э. Е. Семенова, Г.В. Пономарева // Строительство и реконструкция: сборник научных трудов научно-практической конференции. Юго-Западный государственный университет. - Курск. 2019. - С. 105-109.
© К. В. Краснолобова, А. В. Скопинцев
Ссылка для цитирования:
Краснолобова К. В., Скопинцев А. В. Метеорологический подход в проектировании объектов горнолыжных комплексов // Инженерно-строительный вестник Прикаспия : научно-технический журнал / Астраханский государственный архитектурно-строительный университет. Астрахань : ГАОУАОВО «АГАСУ», 2023. № 1 (43). С. 45-50.
