№3(59)
Сентябрь 2017
ISSN
1990-4126

English

«Архитектон: известия вузов» № 38 - Приложение Июль 2012

Архитектура


Фёдорова Олеся Владимировна

аспирант УралГАХА.
Научный руководитель: доктор архитектуры, профессор Ю.С. Янковская,
ФГБОУ ВПО "Уральская государственная архитектурно-художественная академия",
Екатеринбург, Россия, e-mail: ovf-arch@mail.ru  

КРОВЛЯ КАК ЭЛЕМЕНТ ТРАНСФОРМАЦИИ В СПОРТИВНОМ СООРУЖЕНИИ


УДК: 725.08

В статье проанализированы крытые спортивные сооружения с элементами трансформации кровли, которые могут быть на этапе эксплуатации экономически эффективными. Крытые спортивные сооружения предназначены для проведения мероприятий с различными инсоляционными, аэрационными и другими показателями микроклимата. С помощью элементов трансформации кровли можно достичь многофункциональности спортивного объекта. Каждое новое крытое спортивное сооружение имеет оригинальный способ перекрытия.

Ключевые слова: кровля, трансформация кровли, многофункциональность, спортивное сооружение, микроклимат


Крытое строительство спортивных сооружений впервые началось в США в 20-е годы, где стали вводиться разнообразные технические решения намного раньше, чем в других странах. Немного поздней, в 30-е годы, спортивные сооружения стали строиться в Европе, в России данное строительство началось позднее, в 50-е годы, и осуществлялось уже с учетом накопленного опыта строительства сооружений, не используя в достаточной степени многообразие решений покрытий спортивных сооружений. Одним из таких решений в зарубежной практике стало использование кровли, помогающей определять степень функциональности спортивных сооружений и их качественные характеристики.

За рубежом построено довольно много крытых спортивных арен различного типа. В России крытые сооружения построены в Москве, Санкт-Петербурге, Хабаровске [1]. Крупные спортивные сооружения, такие как легкоатлетические манежи, футбольные поля или ледовые арены, строятся по современным технологиям с необычными конструктивными элементами кровли. Примером может послужить спортивный комплекс «Крылатское» (г. Москва), поражающий своим масштабным великолепием и сложной конструктивной системой кровли. Спортивный комплекс «Крылатское» – уникальное сооружение международного уровня как по архитектурно-инженерным решениям, так и по техническому оснащению, его смело можно поставить в один ряд с олимпийскими ледовыми аренами, построенными в Нагано (Япония, 1998); Хамаре (Норвегия, 1994); Солт-Лейк-Сити (США, 2002) (рис. 1) [2].

Рис. 1. Спортивный комплекс «Крылатское» в Москве, Россия. Источник: http://www.skating-palace.ru/about/obt/osn

Крытые спортивные арены можно разделить на несколько типов сооружений: прямоугольная или круглая форма в плане, отсюда следует два вида кровли: купол в сечении, в плане круглая форма; плоскостная кровля в сечении, в плане прямоугольная форма [3].

Актуальность крытых спортивных сооружений усиливается с помощью элементов трансформации, позволяя достичь многофункциональности объекта.

Проблема состоит в том, что в современной практике мало внедряются новейшие технические решения. Следствием этого является тот факт, что строится мало крытых спортивных сооружений с использованием мобильных элементов. В итоге, строительство подобных объектов и их дальнейшая эксплуатация становится затратным, т.е. не оправдывает вложенных инвестиций.

Цель статьи заключается в том, чтобы на конкретных примерах показать, что крытые спортивные сооружения с элементами трансформации кровли могут быть на этапе эксплуатации экономически эффективны. Добиться такого эффекта можно с помощью внедрения элемента трансформации кровли, с минимальными инженерно-конструктивными системами.

Крупные крытые спортивные сооружения сложно вписать в городскую застройку, они трудозатратны в эксплуатации, по сравнению с малыми открытыми аренами. Кроме того, крытые спортивные сооружения обладают существенным преимуществом – многофункциональностью, позволяющей их использовать для многих мероприятий различного характера. Однако эта многофункциональность вызывает различные, часто противоречивые, требования к устройству арены, конфигурации трибун и всего зала.

Для проведения спортивных соревнований в присутствии большого числа зрителей, при любой погоде и в любое время года в крупных городах должны строиться крытые спортивные арены.

Крытые арены делятся на малые и большие: малые арены – для тенниса, баскетбола, волейбола и других видов спорта; большие арены – для футбола, легкой атлетики, конькобежного спорта и других (рис. 2) [1].

Рис. 2. Крытая арена большая и малая в спортивном комплексе «Релиент Стэдиум» в Мексике, Колумбия. Источник: http://stadiums.at.ua/publ/26-1-0-18 

Из учета всех требований, предъявляемых для круглогодичного проведения соревнований по легкой атлетике, футболу, фигурному катанию и другим видам спорта, надо проектировать крытые спортивные сооружения с возможной реализацией пространства, как с естественным освещением, так и с искусственным.

Наше исследование будет посвящено большим крытым спортивным сооружениям, предназначенным для проведения мероприятий с различными инсоляционными, аэрационными и другими показателями микроклимата. Так, для проведения футбольного матча арена должна быть открыта для попадания максимального количества солнечного света, необходимо хорошее обеспечение проветривания футбольного газона; во время конькобежного спорта, арена, наоборот, должна быть закрыта для того, чтобы туда лучи солнечного света не попадали, а холодный воздух поддерживался кондиционерами для свежего микроклимата.

Виды трансформации кровли классифицируются на: своды, полусферы, цилиндрические оболочки, складчатые конструкции, плоскостные и подвесные покрытия.

Сводчатое покрытие делится на четыре части, которые открываются и закрываются по часовой стрелке.

Плоскостное покрытие делится на две части, каждая из которой раздвигается в разные стороны, а конструктивная система покрытия может складываться в гармошку.

Покрытие в форме полусферы, как один из возможных вариантов, основано на принципе открывания и закрывания лепестков цветка в радиальном направлении и производится путем вращения каждой отдельной части (рис. 3).

Рис. 3. Виды трансформации кровли в спортивных сооружениях. Источник: http://stadiums.at.ua/publ/26-1-0-18

Принципиальных схем устройства трансформируемых кровель столь же много, сколько и различных механизмов для автоматизации, придуманных человечеством за всю свою историю, что представляет собой бескрайние возможности для архитектурного и конструктивного творчества. Зарубежный опыт предоставляет разнообразие видов и типов крытых трансформирующихся спортивных сооружений, отличающихся одним от другого назначением и многообразием конструктивных систем кровли, и представлен их большим разнообразием, позволяющим перекрыть большие пролеты спортивного сооружения [4]. Почти каждое новое крытое спортивное сооружение имеет принципиально новый, оригинальный способ перекрытия сооружения. Покрытие спортивного сооружения выполняет весьма важные функции, защищая спортсменов, зрителей и само сооружение от осадков, холода, ветра, солнца и городского шума. Раньше для смены игр конструкция кровли на спортивных сооружениях была съемной. Самое первое спортивное сооружение «Sky dome» с трансформирующейся кровлей появилось в Торонто в 1989 г., в время, за которое можно полностью открыть и закрыть крышу, занимает двадцать минут. Следом появляются спортивные сооружения: Bank One Lirglpark в Фениксе (штат Аризона, 1998 г.); Safeco в Сиэтле (1999 г.); Enron Fiel в Хьюстоне (штат Техас, 2000 г.) (рис. 4) – именно в это время покрытия стали трансформироваться, но конструктивные системы были сложными и громоздкими.

Рис. 4. Спортивный комплекс «Sky dome» в Торонто, Канада. Источник: http://www.projectballpark.org/major/pics/jays2.jpg

Самый дорогой стадион в мире – девяностотысячный «Уэмбле», введенный в строй в Лондоне в 2007 г. Дороговизна проявляется в его сложной конструктивной системе кровли, которая закрывает стадион от непогоды во время игры. Эта тяжелая конструкция крыши подвешивается к гигантской арке [5].

Исследования показали, что, спустя 10-20 лет, спортивные сооружения стали более эффективными. В последнее время тенденции привели к смещению акцентов в проектировании крытых трансформирующих спортивных сооружений в сторону эффективного сочетания архитектуры, масштабов строения, сложных и высокотехнологичных конструктивных элементов кровли. Покрытия спортивных сооружений стали производиться из более легких конструкций, частично они стали прозрачными (из стекла) и дышащими (из дерева).

Анализируя опыт проектирования вышеупомянутых спортивных сооружений, приходим к выводу, что крытые спортивные сооружения необходимы в городских застройках и могут функционировать круглогодично – с помощью элемента трансформации кровли можно менять действия спортивных игр, несмотря на климатические условия. Конструкция кровли с элементом трансформации очень дорогая в эксплуатации спортивного сооружения, но с современными технологиями можно добиться хорошего художественного и экономического эффекта, что можно рассмотреть на нескольких примерах.

Первый вариант. Остекленная и тонированная поверхность позволит во время игры в футбол сделать поверхность прозрачной для попадания максимального количества солнечного света, сохраняя при этом эффект полностью закрытого сооружения для летних видов спорта, что не предлагалось ранее в спортивных сооружениях. Для игры в хоккей поверхность можно максимально затонировать, чтобы качество льда на площадке не пострадало от солнечных лучей; во время культурно-развлекательных представлений поверхность можно тонировать в разные цвета для представлений.

Тонированной поверхности можно добиться с помощью смарт-стекла «LC-тип» – это триплекс, в котором пленка помещается между двумя листами стекла и в процессе производства образует жесткое и необратимое соединение.

Смарт-стекло «LC-тип» – это тонированное стекло, которое имеет в своем составе огромное количество микрокапсул. В свободном состоянии внутренние структуры микрокапсул имеют хаотичное расположение, и свет, проходя сквозь них, рассеивается по всем направлениям, – стекло находится в непрозрачном состоянии. Под воздействием электрического поля внутренние структуры микрокапсул поляризуются, и свет свободно проходит сквозь стекло без рассеивания – стекло находится в прозрачном состоянии. Поляризация происходит практически мгновенно (рис. 5) [6].

Рис. 5. Схема функционирования кровли с применением тонированного стекла

Второй вариант. Кровля спортивного сооружения в виде полусферы делится на сегменты, которые поворачиваются на сорок пять градусов и позволяют во время открытия обеспечить проветривание футбольного газона на поле и максимальное попадание солнечного света, при закрытии поддерживается холодный микроклимат для зимних видов спорта. Конструктивная система кровли позволяет трансформироваться за короткое время и добиться хорошего архитектурно-художественного и экономического эффекта во время эксплуатации спортивного сооружения (рис. 6).

Рис. 6. Схема функционирования кровли с элементом трансформации

Строительство спортивных сооружений всегда было не простой задачей, как с технической, так и с экономической точки зрения. Сегодня проектирование спортивных объектов ведется с применением современных конструктивно-инженерных и архитектурно-художественных решений. Однако использование современных технологий и необычных конструктивных решений позволяет сделать это направление значительно более привлекательным и экономично эффективным в эксплуатации.


Библиография

  1. Быкова В.Е. Спортивные сооружения / В.Е. Быкова, А.И. Опочинская. – М.: Госстроиздат, 1963. – 206 с.
  2. КП Спортивный комплекс «Крылатское». Официальный сайт [электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.skating-palace.ru/about/obt/osn/
  3. Резников, Н. Универсальные зрелищно-спортивные залы / Н. Резников, Н.В. Баранов. – М.: Стройиздат, 1969. – 214 с.
  4. Куйбышев В.В. Крытые стадионы: назначение, классификация, устройство / В.В. Куйбышев. - М.: Стройиздат, 1973. – 200 с.
  5. Catalogue Foster + Partners. – Seoul: Prestel, 2007. – 320 p.
  6. Смарт-стекло. [Электронный ресурс] / Википедия: открытая энциклопедия. – Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D1%EC%E0%F0%F2-%F1%F2%E5%EA%EB%EE


ISSN 1990-4126  Регистрация СМИ эл. № ФС 77-70832 от 30.08.2017 © УрГАХУ, 2004-2017  © Архитектон, 2004-2017