Капитальность, связывающаяся в человеческом сознании с безопасностью, долговечностью и надежностью зданий, была исторически присуща зданиям и сооружениям народов, ведущих оседлый образ жизни. Свойство мобильности построек было характерной особенностью у народов с кочевым образом жизни, при котором на первый план выдвигались требования минимальных затрат труда и времени на их возведение, разборку и передислокацию.
На протяжении значительного периода времени мобильные и быстровозводимые здания и сооружения почти не были востребованы и в общем объеме строительной продукции составляли незначительную долю. Однако, за последние десятилетия в условиях динамичного, быстро изменяющегося мира наметилась устойчивая тенденция к повышению спроса на строительною продукцию, обладающую свойствами мобильности и трансформируемости. В наибольшей степени удовлетворяют этим требованиям быстровозводимые здания и сооружения.
История массового создания мобильных зданий ведет свое начало с послевоенных лет XX века. До этого периода их использование было в основном связано с военным применением, основным типом был модуль на колесном ходу. С интенсивным освоением промышленных площадок СССР и освоением «целины» появилась необходимость в мобильных конструкциях высокой заводской готовности [2].
В СССР были созданы специализированные предприятия для изготовления мобильных конструкций, как для промышленных целей, так и для нужд граждан. Первые получили дальнейшее развитие и актуальны по сей день, а жилые мобильные здания в нашей стране не нашли должного использования, что связанно в первую очередь с климатическими особенностями и качеством исполнения. Однако за рубежом мобильные здания активно используются. Основными конструктивными материалами таких зданий стали пластмассы. Чрезвычайно широко пластмассовые конструкции были представлены на Всемирной выставке в Брюсселе в 1958 г, которая не имела себе равных и сыграла большую роль в деле пропаганды новых полимерных строительных материалов [1].
В современной архитектуре используются следующие мобильные системы:
- пневмосооружения;
- тентовые сооружения;
- модульные сооружения.
Мобильные архитектурные системы это мобильные объекты с неограниченной возможностью трансформации и адаптированности в пространстве и во времени.
Пневмокаркасные тентовые сооружения: Состоят из оболочки, которая опирается на каркас из надутых воздухом и приобретающих вследствие этого жесткость, элементов. Каркасные элементы изготавливаются из тентового, как и для оболочки, материала. Такая схема применяется в случаях, когда минимизация времени возведения конструкции является определяющим фактором. Это может быть палатка полевого госпиталя, сцена, укрытие для аварийного ремонта техники и коммуникаций и т.п.
Пневматическая конструкция представляет собой оболочку заполненную воздухом с некоторым избыточным давлением и изготовленную, как правило, из синтетических тканевых или пленочных материалов с малой воздухопроницаемостью методом сшивания или склеивания. Избыточное давление в оболочках, изготовленных методом сшивания и не обладающих высокой герметичностью, поддерживается с помощью постоянно работающих специальных компрессоров, соединённых с оболочкой рукавом. Ввиду сложности технологического процесса склеивания (сваривания), высоких требований к качеству соединений отдельных деталей, герметичные оболочки изготавливаются относительно небольших размеров, до 5 метров.
Для воздухоопорного сооружения стенами и перекрытием служит специальная мембрана купольного типа, поддерживаемая нагнетаемым воздухом. Воздушный купол, оболочкой которого является специальный синтетический материал поливинилхлорида, полиэтилена. Обязательным является автоматизированное оборудование для нагнетания, поддержания внутреннего объема здания и давления.
Известному создателю геодезических куполов, Р. Б. Фуллеру, принадлежит афоризм: "Если вы хотите установить степень совершенства конструкции здания, взвесьте его". В этом смысле воздухоопорные здания вне конкуренции. Ограждающая конструкция тончайшая (до 1/100000 пролета) мягкая оболочка, а поддерживающей конструкции вовсе нет. Воздух держит все сооружение. Транспортабельность мобильных систем исключительно высока. Ее можно охарактеризовать отношением строительного объема здания к его объему в транспортном состоянии:
- промышленные здания из сборного железобетона - 3
- модульные конструкции -7
- тентовые конструкции -15-30
- здания воздухоопорного типа -1500-2500 [3].
Архитектурный облик напряженных тентовых конструкции, определяется формой достаточно сильно натянутого тента. Тент в этом случае крепится к каркасу или к специально подготовленным опорным элементам на отдельных участках каркаса или в отдельных точках. После этого при помощи конструктивных приспособлений он натягивается и приобретает проектную форму. Тент изготавливается в основном из элементов криволинейного кроя (трехмерно натянутая нить). Напряженные конструкции в проектировании и изготовлении принципиально сложнее каркасных, требуют специальных расчетов, большой точности в крое материала и соответствующего оборудования для его прочной сварки. Стоимость напряженных конструкций выше обычных каркасных конструкций, они имеют высокие эстетические качества.
Внешний вид каркасных тентовых конструкции определяется формой каркаса, на который крепится тент. При этом тент при помощи крепежных элементов крепится на каркас равномерно с определенной, относительно небольшой натяжкой только для выравнивания тентового материала.
Тент изготавливается в основном из элементовпрямолинейного кроя. Бескаркасные тентовые изделия емкости различного назначения, от ландшафтного бассейна на даче и пожарного резервуара до грузов весом 50 тонн для испытания мостов. Прямые тентовые полотна для гидроизоляции котлованов для хранения нефти, организации мусорных свалок, ограждений при строительстве, в том числе и из сетчатых поливинилхлоридных материалов.
Модульные сооружения разрабатываются на основе «блок контейнера» модуля, оснащены всем необходимым для создания комфортных условий для проживания и работы. Модульные здания - позволяют спроектировать сколь угодно большое помещение, достичь эстетически выразительного облика объекта.
Мобильные системы универсальные конструкции, основным несущим элементом которых является высокопрочный каркас. Такие сооружения предназначены для размещения жилых и служебных помещений. Они сходны по своей конструкции с базовым вариантом стационарного блок контейнера, но при создании мобильного здания применены другие материалы и технологии, в частности стены, пол и потолок выполнены конструктивно из сэндвич панелей.
Там, где нельзя строить постоянные объекты используются мобильные системы, которые могут применяться как отдельно, так и в комплексе с несколькими зданиями. Благодаря своим конструкционным особенностям такие здания, позволяют производить перепланировку, надстраивать второй уровень [4]. Мобильные системы могут комплектоваться дополнительным оборудованием по водоснабжению, теплоснабжения, канализации и кондиционированию.
Основные достоинства мобильных сооружений возможность перекрытия больших пролетов, полное заводское изготовление и быстрота монтажа демонтажа, многооборачиваемость, светопроницаемость и радиопрозрачность ограждающих конструкций, невозможность обрушения, т.е. безопасность в аварийных ситуациях.
Современные материалы позволяют создавать купола диаметром до 75 м, однако при применении усиливающих канатов и тросовых сеток, воспринимающих основные растягивающие усилия, пролеты можно увеличить до нескольких сотен метров. Применение сверхпрочных материалов позволят строить воздухоопорные оболочки таких размеров, которые будут измеряться километрами.
Высокая заводская готовность позволяет производить монтаж воздухоопорных конструкций за 20-45 мин. Какой бы большой ни была высота здания, все монтажные работы производятся на уровне его основания (пола). Это в значительной мере способствует быстроте монтажа и безопасности производства работ. Время на возведение тентовых и модульных сооружений зависит от степени заводской готовности узлов и систем зданий.
Многооборачиваемость особенно важна в случаях, когда сооружения являются инвентарем какой-либо "кочующей" организации. Сезонное использование воздухоопорных зданий на одном и том же месте также может быть многократным. Многочисленные спортивные и зрелищные сооружения летнего типа (плавательные бассейны, теннисные корты, театры, кино) могут быть на холодное время года перекрыты воздухоопорными и тентовыми оболочками, демонтируемыми летом.
Большинство современных материалов для оболочек можно изготовлять с различной степенью светопроницаемости. Они могут быть совершенно светопроницаемыми или пропускать свет в такой степени, что световые проемы оказываются ненужными.
Проницаемость оболочек воздухоопорного типа для радиоволн послужила толчком для их массового производства в США. В настоящее время крупнейшие купола-обтекатели антенн космической связи в Бохуме и Райстинге (Германия), в Андовере (США), в Ланньоне (Франция) имеют диаметры соответственно 39, 49, 64 и 64 м. Необходимо добавить, что снег или гололед, снижающие радиопрозрачность укрытия, на пневматических куполах отлагаются менее интенсивно, чем на куполах жесткой конструкции.
Сейсмостойкость. Никакие воздействия, кроме тех, которые могут вызвать разрыв оболочки или прекращение подачи воздуха, не могут причинить ей никакого существенного вреда. Пневматические здания по природе своей сейсмостойки.
Необходимо отметить, что в пневмоопорных зданиях следует постоянно поддерживать избыточное давление воздуха непрерывной или периодической подкачкой воздуха. При этом затрудняются вход и выход, въезд и выезд, требующие шлюзования или других мер предотвращения утечки воздуха; в помещении возникают воздушные потоки типа сквозняков, шум от вентиляторов. Малая толщина материала оболочки пневмосооружений осложняет обогрев воздухоопорных зданий, способствует появлению конденсата и наледей.
Долговечность мобильных конструкций обычно не превышает 10 лет. Этого нельзя не учитывать при экономических сопоставлениях с традиционными конструкциями. С появлением воздухоопорных зданий, где силовой основой оболочки служит не синтетическое, а стеклянное волокно и полимерных покрытий для каркасов и ограждающих конструкций тентовых и модульных конструкций, предполагаемый срок службы мобильных систем составляет не менее 20-30 лет.
В мировой строительной практике мобильные сооружения очень быстро завоевывают всеобщее признание. Известно много примеров эффективного использования в промышленном, сельскохозяйственном, гражданском и гидротехническом строительстве. Мобильные архитектурные системы будут находить все большее применение в современном зодчестве, определяя новый облик объектов антропогенной среды [5]
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Айрапетов Д. П., Заварихин С. П., Макотинский М. П. Пластмассы в архитектуре. - М.: Стройиздат, 1981.- 190 с .
- http://planetadisser.com/ . Методические особенности анализа и регулирования рынка быстровозводимых зданий и поселений. 2004 г. - 180 с.
- Израилев Е.М. Мобильная архитектура вчера, сегодня... послезавтра (и кое-что о капитальном строительстве) //СПб., Стройиздат СПб,1997. - 105 с.
- Сапрыкина Н.С. Малоэтажное индустриальное жилище для районов пионерного освоения Севера - особенности архитектурного формообразования. Дис. канд. архитектуры // Л., ЛИСИ, 1987. - 22 с.
- Демидов С.В., Агранович Г.М., Шабиев С.Г. и др. История промышленной специализации в архитектурной школе России.-Екатеринбург: Архитектон, 2006. - 280 с.
Работа представлена на IV общероссийскую научную конференцию «Современные проблемы науки и образования» , г.Москва, 17-19 февраля 2009г. Поступила в редакцию 12.12.2008г.
Библиографическая ссылка
Шабиев С.Г., Олещенко А.В. МОБИЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ В СОВРЕМЕННОЙ АРХИТЕКТУРЕ // Успехи современного естествознания. – 2009. – № 6. – С. 89-92;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=13911 (дата обращения: 19.04.2024).