CC BY
45Рис. 5. Последовательность проработки витражей
Расписной витраж красив и особо выразителен благодаря использованию специальных красок, которые позволяют сохранять структуру стекла и дают переливы на свету.
Технология изготовления расписных витражей отличается относительно невысокими ценами и небольшими сроками изготовления. С ее помощью можно оформить стекло любых раз-
меров, а также комбинировать ее с другими техниками.
Таким образом, комбинация различных технологий в витринистике дает возможность «втягивать» наблюдателя в разыгрываемый автором сценарий. А дополнительные световые и динамические эффекты помогают создавать интересные пространственные иллюзии.
Список литературы
1. Кухта М. С., Серяков В. А. Художественные и технологические принципы дизайна новогодних витрин // Дизайн. Материалы. Технологии. 2008. № 1 [4]. С. 42-45.
2. Кухта М. С., Соколов А. П., Сокур К. С. Манекены для витрин, выполненные по технологии художественной ковки // Дизайн. Материалы. Технология. 2011. № 2 (17). С. 57-59.
3. Серяков В. А. Значение уровней коммуникации при организации пространства выставочной среды // Труды Академии технической эстетики и дизайна. 2013. № 1. С. 21-24.
4. Соловьев Р. И., Кухта М. С. Демонстрационная платформа с интерактивным управлением // Труды Академии технической эстетики и дизайна. 2013. № 2. С. 17-21.
5. Между живописью и скульптурой. URL: http://www.kulturologia.ru/blogs/240511/14558/
6. Многослойные фотопейзажи Нобухиро Наканиши. URL: www.kulturologia.ru/blogs/190511/14506
7. Технология создания расписных витражей. URL: www.magiaglass.ru/news/vit_5.htm
© Е. С. Сурова, М. Д. Фильчева
Ссылка для цитирования:
Сурова Е. С., Фильчева М. Д. Получение многослойного пространства с помощью витражных технологий в витринистике
// Инженерно-строительный вестник Прикаспия : научно-технический журнал / Астраханский государственный архитектурно-строительный университет. Астрахань : ГАОУ АО ВО «АГАСУ», 2017. № 2 (20). С. 79-83.
УДК 725
СТРУКТУРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ В АРХИТЕКТУРНЫХ ОБЪЕМАХ А. В. Богатырева, С. А. Березкин
Астраханский государственный архитектурно-строительный университет
В статье исследуется возникновение и развитие структурных конструкций, их использование в разных архитектурных сооружениях при различных подходах к формообразованию.
На основе рассмотрения мирового и отечественного опыта, проведения параллелей с формами неорганической природы, использования градостроительного анализа была сформирована новая концепция формообразования структурных элементов, отразившаяся в объемно-планировочном и архитектурном решениях.
Концепция формообразования была применена для разработки проекта досугового клуба и помогла гармонично вписать сложный тектонический объем в сложившуюся городскую среду и создать запоминающийся образ.
Предложенный подход к формированию архитектурных концепций можно использовать в архитектурном проектировании как последовательный метод разработки проектов.
Ключевые слова: структура, формообразование, архитектурная концепция, градостроительный анализ, архитектурная форма, кристаллы.
STRUCTURAL ELEMENTS IN ARCHITECTURAL VOLUMES A. V. Bogatyreva, S. A. Berezkin
Astrakhan State University of Architecture and Civil Engineering
This article deals with the emergence and development of structural constructions, using this type of construction in buildings with different ways of shape formation.
Considering the world and native practice, drawing a parallel with inorganic nature forms, using urban planning analysis, a new concept of structural elements formation was founded, reflected in the space-planning and architectural solutions.
The concept of shape formation was applied to the leisure club project, the aspects of which helped to harmoniously fit the difficult tectonic volume into the existing urban environment and create a memorable image.
The proposed way to the formation of architectural concepts can be used in architectural design as a consistent method of project development.
Keywords: structure, formation, architectural concept, urban-planning analysis, architectural form, crystals.
На протяжении эпох развитие архитектурных форм шло параллельно с совершенствованием конструктивной основы здания. Новые технологии и современные материалы помогают архитектору реализовывать самые смелые концепции при стабильной и надежной работе несущего остова сооружения.
Архитектура, объединяя в себе искусство и прикладные науки строительного комплекса, должна отражать потребности, ценности и запросы людей XXI столетия. Глобализация, развитие информационных технологий и средств коммуникации влияют на современные тенденции в создании среды для комфортного проживания. Эпоха постмодернизма требует от архитектурных объектов большей выразительности для привлечения внимания. Так, в строительной отрасли развивается новый тектонический подход к формообразованию архитектурных объектов, где художественный образ и конструктивный каркас образуют гармоничное единство. Один из видов такого единства представляют собой «структуры».
«Структуры» являются наиболее интересными конструктивными элементами зданий, использование которых обеспечивает оригинальность и эстетическую выразительность архитектурных объектов. Чаще всего структурные конструкции являются активными по вектору пространственными несущими системами [1, с. 125]. Эти системы, имея в своей основе «кристаллическое» строение, сходны с некоторыми прочными формами органической и неорганической природы. Их основным элементом является прямолинейный стержень, рассчитанный на нормальные силы (сжатие и растяжение). Для создания стабильной,прочной «структуры» используют треугольное соединение стержней с шарнирными узловыми соединениями, которые могут отводить силы и распределять нагрузки на внешние конечные точки.
Многие архитекторы и конструкторы предлагают свои классификации структурных несущих систем со сложной иерархической последовательностью и общими схемами (например, как у Хайно Энгеля). В общем виде их можно свести к трем общим категориям:
1) развитые из плоскости фермы;
2) перекрестно-стержневые системы;
3) однослойные и двухслойные стержневые структурные оболочки.
Наиболее популярным является двухслойный вид этой конструкции. Двухслойные оболочки образуются путем соединения двух стержневых уровней регулярными промежуточными соединительными элементами. Полученные системы могут быть представлены в виде любой конфигурации и способны пере-
крывать большие пролеты, имея при этом значительную жесткость и светопроницаемость. Именно такие конструкции принято называть структурными, или же сокращенно - «структурами» [2, с. 58-60].
Преимуществами однослойных и двухслойных стержневых структурных конструкций, благодаря которым они нашли широкое применение, являются:
• архитектурная выразительность и впечатляющий визуальный эффект при восприятии объекта, свобода планировочных решений;
• высокая пространственная жесткость, несущая способность и надежность;
• возможность перекрытия больших пролетов при меньшей строительной высоте покрытия (перекрытия);
• максимальная унификация и типизация стержневых элементов и узловых соединений;
• индустриальное изготовление металлических конструкций;
• снижение затрат на транспорт и возможность доставки в отдаленные и труднодоступные места;
• использование технологически совершенных методов монтажа-сборки на земле и подъема покрытия крупными блоками [3, с. 5-6].
К недостаткам «структур» относятся технологическая сложность строительства и монтажа конструкций, повышенная трудоемкость и материалоемкость изготовления узлов соединения стержней (а значит, их более высокая стоимость). При этом структурные конструкции иногда остаются единственным решений для сложных архитектурных форм и региональных условий строительства.
Пространственные стержневые конструкции дают значительные возможности для достижения высокой архитектурной выразительности. Стержневые «структуры» используют в качестве вертикальных несущих систем высотных зданий, а также в общественных зданиях (выставочные, торговые и спортивные залы, кинотеатры, павильоны и т. д.) для перекрытия больших пролетов.
Использование структурных элементов для создания единой конструктивной системы началось еще в 1940-х гг., когда американский изобретатель Ричард Фуллер разработал конструкцию «геодезического купола», представляющего собой полусферу, собранную из тетраэдров [4]. Труды Р. Фуллера по применению многогранников в архитектуре обратили внимание мирового сообщества на этот многообещающий тип конструкций. Новый вектор развития отрасли был задан относительно недавно в связи с совершенствованием и повсеместным внедрением вычислительной техники.
Новые технологии позволили не только строить геодезические купола, но и придавать объектам разнообразные формы: природные криволинейные и четкие геометрические. Подобные конструкции очень часто применяют при реализации уникальных авторских проектов мэтры архитектуры XXI века. Например, культурный центр Гейдара Алиева в г. Баку студии Zaha Hadid Architects: обтекаемые выпукло-вогнутые формы здания имитируют изгибы национального ковра, расстилающегося под уклоном по каскадному парку. Воплотить в жизнь столь сложный перетекающий образ позволили сложные расчеты моделей современных компьютерных программ и структурные технологии в строительстве. Оболочка представляет собой систему из металлических нержавеющих стержней, соединенных в стыковых узлах. Всю поверхностью покрывают полиэсте-ровые и стеклофибробетонные панели, напоми-
нающие мозаику из треугольников, прямоугольников, трапеций и параллелограммов [5].
Другой вид формообразования с помощью структур можно увидеть в проекте Херст-Тауэр (Нью-Йорк, США) архитектурного бюро Foster and Partners. Для несущей конструкции здания, вырастающего над историческим «цоколем» 1928 г., было принято решение применить «структуру» с диагонально перекрещивающимися стальными балками, которую инженеры прозвали «diagrid» (рис. 1). Это дало возможность избежать использования вертикальных колонн по углам и увеличить расстояние между опорами, предоставив заказчику более открытую внутреннюю планировку [6]. Треугольники как наиболее стабильные и жесткие геометрические фигуры позволили сэкономить 20 % стали, визуально разбили монотонную плоскость вытянутого фасада и создали экспрессивную динамику восприятия.
Рис. 1. Башня Херста. Фасад и разработка конструктивной схемы
Очень интересное решение включения структурных элементов в пространство здания можно наблюдать в культурном центре «Ле-Аг» нормандского города Бомон-Аг (проект бюро Périphériques / Marin+Trottin Architectes). Объект расположен на окраине города, в полях. С близлежащей дороги виден только фасад «Ла-Аг», состоящий из прозрачных стеклянных и зеркальных панелей. Главный вход здания с противоположной стороны, выполненный из красных перфорированных панелей анодированного алюминия, формирует «аллею», пронизывающую здание изнутри. «Аллея» появилась благодаря типичному для Нормандии явле-
нию: слегка утопленные в почву дороги для защиты от сильного морского ветра обсаживают деревьями, которые, вырастая, образуют нечто вроде зеленого свода [7]. Эту природную форму и попытались сымитировать архитекторы, преобразовав фотореалистическое изображение в полигональную графику (рис. 2). Получившиеся при этом треугольные формы в дальнейшем перевели в объемы из треугольных панелей на стержневом каркасе. При этом формы треугольников имеют совершенно разные пространственные параметры, располагаясь под различными углами, что делает это здание уникальным и привлекательным.
Рис. 2. Культурный центр «Ле-Аг» (Périphériques/ Marin+Trottin Architecte). Фасад и поиск формы структур из полигональной обработки фотографии аллеи
В России подобные технологии только начинают применять, чаще всего для общественных зданий. Ведущей компанией в этой сфере является ООО «Несущие системы». Специалисты разработали самонесущую сетчатую структурную конструкцию «SpaceStructure», состоящую из стальных (или алюминиевых) стержневых и узловых элементов. Фирма предлагает две конструктивные схемы: шаро-стержневую узловую систему и цилиндрическую узловую систему с прямоугольной трубой. Наиболее интересным из реализованных проектов является комплекс торговых зданий «Бутон» и «Льдина» в г. Новосибирске (рис. 3). Соседство этих сооружений не случайно. В одном из интервью учредитель компании Денис Герасимов почеркнул целенаправленное создание контрастных образов: «Бутон - это тепло, стремление, предчувствие открытия, а льдина - это холод, статика. И так и у нас в жизни бывает - то движение, то мы замираем. Такая простая мысль» [8].
Здание «Бутона» было реализовано в 20112012 гг. и стало одним из первых объектов России со свободной геометрией. Концептуальная идея проекта - образ цветка, противостоящего суровым условиям сибирской зимы. Основа здания - железобетонный каркас, а фасад формирует цилиндрическая узловая система треугольной геометрический поверхности. Каждый узел системы составлен из алюминиевого цилиндра и профилированной алюминиевой трубы. К структуре фасада прикреплено более 2000 стеклопакетов, каждый из которых имеет свои персональные габариты [9].
К криволинейному зданию «Бутона» примыкает ТРЦ «Льдина». Архитектурная форма этого здания должна ассоциироваться с глыбами льда в океане, поэтому фасад выполнен полностью из стекла и составлен из 164 стеклоблоков треугольной формы, которые смонтированы под различными углами относительно друг друга [8].
Рис. 3. Здания «Бутон» и «Льдина» в г. Новосибирске
На основе изученного материала нами был разработан проект клуба общего профиля с применением ломаных структур и популярных образов полигональной графики. В основе концепции лежали формы минералов и горных пород. Среди множества минералов были выбраны кристаллы аметиста и пирита как примеры ди-
намического стремления и стабильной весомости. В ходе визуального изучения и их графического изображения были выбраны наиболее характерные элементы этих природных структур, которые повлияли на формообразование объемно-планировочного и архитектурного решений (рис. 4).
Далее началась работа по размещению объекта на выбранном участке (парк микрорайона им. III Интернационала в Трусовском районе г. Астрахани). Общественный центр в жилой застройке был разделен на три зоны: а) спортивная зона со стадионом и реконструируемым зданием заброшенной школы; б) торгово-обще-ственная зона на месте старого клуба; в) культурно-рекреационная зона с благоустроенным парком и новым зданием клуба (рис. 5).
К выбранной для проектирования территории с востока примыкает промышленная зона,
выходящая на берег р. Волги, с юга - пятиэтажные секционные дома, с севера - зона индивидуальной жилой застройки с приусадебными участками, а с западной стороны территория ограничена магистральной дорогой общегородского значения (ул. Вильямса). После проведения аналитической работы по выявлению сложившегося функционального зонирования микрорайона, основных транспортных и пешеходных потоков можно было выделить главные точки визуального восприятия, места скопления людей и визуально-активные части зданий.
Рис. 4. Кристаллы пирита и аметиста. Графическое изучение особенностей минералов
Рис. 5. Функциональное зонирование общественного центра микрорайона им. III Интернационала в Трусовском районе г. Астрахани (проектное решение)
Основными точками построения стали:
• места пересечения главной магистрали с дорогами местного значения;
• углы домов средней этажности;
• сохранившийся памятник В. И. Ленину;
• угловая часть парковой территории при въезде в микрорайон;
• производственный корпус завода.
Главные пешеходные направления стали линейными связями рекреационного пространства: движение от памятника к центру парка и связь спортивного ядра (стадиона) с проектируемым клубом. Соединение основных точек построения привело к формированию сетки осей и направлений, которая помогла более выгодно расположить планировочную основу здания и доработать конфигурацию плана, ориентируясь на точки наибольшего пересечения смысловых линий (рис. 6, 7).
После определения формы плана началась разработка планировки основных помещений и их функциональной взаимосвязи. Входная группа была сформирована по главному пути движения от центра микрорайона и памятника к выявленному размещению клуба. В центральной части самого здания размещено фойе как коммуникативный центр общения и скопления людей, а также место вертикальной связи со вторым этажом. С двух сторон это пространство окружают кружковый и зрелищный комплексы (рис. 8).
Таким образом, в здание сформировалось три зоны (зрелищная, коммуникационная и кружковая), появилось три доминанты (рис. 9). В соответствии с ними стала понятна основная идея формообразования - постепенное уменьшение высоты от угла зрительного зала до помещения зимнего сада и далее по кругу.
Рис. 6. Градостроительный анализ территории микрорайона им. III Интернационала в Трусовском районе г. Астрахани
Рис. 7. Генеральный план проектируемого участка
Рис. 8. Функциональное зонирование первого этажа
Рис. 9. План структуры с изменением высот доминантных точек
Поскольку рядом с территорией парка находится магистральная улица (что означает активное динамическое восприятие), нам было необходимо выделить часть объекта, приближенную к дороге, высотными акцентами. Для визуальной выразительности и придания динамической устремленности зрелищная
часть формировалась на принципах построения кристаллов аметиста. Кружковая часть, приближенная к жилой застройке, строилась на четких прямоугольных формах пирита как более статичных и спокойных, а также связанных с упрощенными формами типовых 5-этажных домов (рис. 10.)
Рис. 10. Главный фасад клуба со стороны магистральной улицы
Для создания ломаных форм (природной геометрии) покрытий и фасадов клуба было принято решение разработать «структуру» - систему стержневых конструкций, скрепляемых в треугольники, которые образуют жесткие элементы. Металлические стержни скрепляются между собой узловым соединением системы «ЦНИИСК» и крепятся к внутреннему металлическому каркасу. Таким образом, вся поверхность здания стала организованной системой треугольных плоскостей. Ориентируясь на пример культурного центра «Ле-Аг», при помощи В1М-технологий мы прибегли к моделированию эстетически приятных переходов плоскостей,
формирующих ломаную пластику фасадов. К стержням посредством специальных стоек крепятся стеклопакеты и многослойные панели.
Композиция остекления также разрабатывалась на принципах триангуляции, что обусловлено конструктивной и эстетической составляющими. Геометрическая перетекающая форма (структура) позволила уйти от четкого восприятия фасадной и кровельной плоскостей, фасад переходит в плоскости покрытия. Поэтому и стекленные участки окон, подчиняясь общей гармонии, совмещают боковое и верхнее освещение (рис. 11).
Рис. 11. Перспективные виды клуба
Таким образом, «структура» как конструк- комбинированные подходы для применения тивная основа и архитектурная составляющая структурной конструктивной системы. Прове-зданий является наиболее интересной и востре- денный градостроительный анализ позволил бованной в современной практике. Сложные правильно расположить проектируемый объ-формы и выразительный эффект позволяют со- ект, вывести главные конструктивные точки, здавать центры притяжения для людей, концен- доработать концептуальную идею и связать ее трировать внимание на реальных объектах уни- с несущим остовом. Анализ дал обоснования кальной архитектуры в противовес виртуаль- для более выразительного объемно-пространному информационному пространству. ственного решения, определения основных ак-Работа над конкретным объектом в рамках центный точек и высотного развития объемов учебного проектирования позволила выявить объекта.
Список литературы
1. Энгель Х. Несущие системы. М. : АСТ: Астрель, 2007.
2. Лоусон М., Билык А. Стальные конструкции в архитектуре. Киев : Украинский центр стального строительства, 2014.
3. Рекомендации по проектированию структурных конструкций/ ЦНИИСК им. Кучеренко. М. : Стройиздат, 1984.
4. Токарев Е. А. Купола Б. Фуллера и его последователей в современной архитектуре// Архитектон: известия вузов. Екатеринбург, 2007. URL: http://archvuz.ru/2007_22/48 (дата обращения: 02.04.2017).
5. Необычная архитектура будущего Захи Хадид теперь и в Баку. URL: http://www.dd-space.com/2014/02/unusual-architecture-the-future.html (дата обращения: 02.04.2017).
6. Херст-Тауэр. Башня Херста сэра Нормана Фостера. URL: http://delovoy-kvartal.ru/bashnya-hersta/ (дата обращения: 02.04.2017).
7. Фролова Н. Красная аллея. URL: http://archi.ru/world/68375/krasnaya-alleya (дата обращения: 02.04.2017).
8. Гурьянова Е. Повелитель хай-тека. URL: https://novosibirsk.n1.ru/articles/povelitel_hay_teka-2310133/ (дата обращения: 04.04.2017).
9. Банников Д. Шар, Кокон, Бутон - стеклянный триумвират архитектуры Новосибирска. URL: https://ardexpert.ru /article/3567 (дата обращения: 04.04.2017).
© А. В. Богатырева, С. А. Березкин
Ссылка для цитирования:
Богатырева А. В., Березкин С. А. Структурные элементы в архитектурных объемах // Инженерно-строительный вестник
Прикаспия : научно-технический журнал / Астраханский государственный архитектурно-строительный университет. Астрахань : ГАОУ АО ВО «АГАСУ», 2017. № 2 (20). С. 83-92.
