Перспективы развития архитектуры складчатых оболочек

УДК: 72.01 Коротич А. В.

Перспективы развития архитектуры складчатых оболочек

В статье изложены перспективы развития эстетически выразительных и технически эффективных новых форм складчатых оболочек в различных сферах архитектуры и строительства. Показаны функции складчатых оболочек при их применении в архитектурных объектах. Автором определены практически значимые направления дальнейших научных исследований и творческих экспериментов в области формообразования складчатых оболочек. Создание новых типов складчатых систем позволяет выявить перспективные направления и их использование в различных сферах строительства.

Ключевые слова: новые архитектурные формы, складчатая оболочка, изобретение, художественно-эстетическая выразительность, перспективные направления.

KOROTICH A. V

PROSPECTS OF DEVELOPMENT OF ARCHITECTURE OF FOLDED COVERS

In the article prospects of development of new forms of folded covers in various spheres of architecture and building are stated. In article functions of folded covers at their application in architectural objects are shown. The author defines directions of the further scientific researches and creative experiments in the field of folded covers. Creation of new types of folded systems allows to reveal perspective directions and their use in various spheres of building.

Keywords: new architectural forms, a folded cover, the invention, is art-aesthetic expressiveness, perspective directions.

Коротич Андрей Владимирович

д-р архитектуры, профессор, Заслуженный изобретатель России, зав. лабораторией института «УралНИИ-проект РААСН»

E-mail: avk-57@uniip.ru

Изобретение новых типов складчатых оболочек, а также совершенствование геометрических и физических способов их структурного моделирования традиционно является одним из актуальных и сложнейших научно-творческих направлений сферы архитектурного формообразования. Традиционно (и ошибочно) понятие «складчатая оболочка» большинством архитекторов и конструкторов трактуется очень узко - лишь как определенная разновидность несущих покрытий и стен зданий и сооружений.

В настоящее время спектр перспективных направлений использования новых форм эстетически выразительных и технически эффективных складчатых систем существенно расширился.

Помимо несущих покрытий плоскостного, сводчатого, купольного и сложного очертания складчатые формы с успехом будут применяться в качестве:

• тентовых натяжных оболочек разнообразной конфигурации;

• трансформируемых быстровозводимых жилых и общественных сооружений для труднодоступных районов газовых и нефтяных

Архитектура

месторождений, а также мобильных укрытий в зонах стихийных бедствий;

• звукорассеивающих потолочных и настенных экранов в зальных пространствах;

• листовой металлочерепицы с различным рисунком рельефа;

• гиперболических и зонтичных трубчатых оболочек сооружений (зальные объемы общественных объектов, градирни, водонапорные башни, плотины);

• стеклянных ограждающих навесных оболочек общественных зданий (в том числе высотных);

• малых архитектурных форм (световые фонари, навесы, фонтаны, скульптуры, солнцезащитные экраны, вертикальные и наклонные ограждения, крытые переходы

и галереи, сценические элементы в интерьерах и т. п.);

• гофрированных облицовочных тонколистовых панелей различных типоразмеров и назначения (элементы солнечных батарей и ветровых турбин; жалюзи; опалубка армоцементных и бетонных оболочек и др.);

• вертикальных или наклонных опорных элементов сооружений, арок, балок.

Автором определены практически значимые направления дальнейших научных исследований и творческих экспериментов в области формообразования складчатых оболочек:

1 раскрытие художественно-эстетического потенциала плоскогранных складчатых оболочек, трансформируемых из плоскости;

2 разработка теоретических основ формообразования и создание новых типов складчатых оболочек с фрактальной структурой, а также определение их композиционного потенциала;

3 исследование аэродинамического аспекта формообразования складок (разработка и экспериментальная апробация оболочек, обладающих повышенной аэродинамической обтекаемостью), а также создание на этой основе новых перспективных типов трубчатых оболочек высотных зданий;

4 исследование акустического аспекта формообразования складок (разработка и экспериментальная апробация оболочек, обладающих максимальной звукорассеивающей способностью, а также создающих направленные звуковые эффекты);

5 разработка теоретических основ композиционного моделирования куполообразных оболочек на основе изоэдральных сферических разбиений;

6 разработка теоретических основ моделирования иррегулярных складчатых структур.

Сегодня особую актуальность приобретают исследования ряда новых типов складчатых оболочек, не имеющих плоскогранной структуры:

- составных оболочек из отсеков гиперболического параболоида;

- составных оболочек из отсеков коноида и геликоида;

- составных оболочек из отсеков конуса и цилиндра (в тот числе имеющих плоскую листовую развертку, содержащих сквозные просечки плоской развертки и др.);

- составных оболочек из отсеков поверхностей положительной гауссовой кривизны.

От плоскогранных складок вышеназванные типы оболочек отличаются повышенными прочностными характеристиками (в случае использования составных складок из отсеков положительной гауссовой кривизны, что обусловливает меньшую материалоемкость при большем перекрываемом пролете); улучшенными звукорассеивающими качествами (в случае использования гиперболических складок); ярко выраженным турбосомным эффектом (улучшение аэродинамической обтекаемости формы при использовании отсеков коноидальных, конических и геликоидальных поверхностей).

Следует отметить важный момент: данные типы составных складчатых оболочек имеют ярко выраженные композиционные отличия от достаточно хорошо изученных плоскогранных складок. В то же время анализ показал, что их художественно-эстетический потенциал практически не раскрыт и поэтому подлежит дальнейшему углубленному исследованию.

Вышеуказанные перспективные направления исследования складчатых систем в совокупности представляют собой структурированный тематический реестр актуальных кандидатских и докторских архитектурных диссертаций в сфере формообразования.

Заключение

Развитие теории архитектурного формообразования складчатых оболочек является научной платформой для создания перспективных новаторских архитектурно-художественных концепций зданий и сооружений, а также служит важной предпосылкой их правовой (в том числе патентной) защиты.

Из всех возможных путей моделирования складчатых форм наиболее практически значимым и продуктивным является экспериментальный подход.

Изобретение новых типов складчатых систем позволяет не только совершенствовать известные технические решения оболочек, но также выявлять неизвестные ранее перспективные направления их эффективного использования в различных сферах строительства; при этом расширение спектра возможных областей применения складок является одной из актуальных задач современной архитектуры.

Важнейшее направление архитектурного формообразования складчатых оболочек - раскрытие их художественного потенциала: моделирование оригинальных форм с фрактальной или торсионной композиционной структурой, обладающих характерным и динамичным силуэтом, выразительным кристаллическим рисунком фактуры, активной и изменяющейся светотеневой картиной рельефной поверхности.

Актуальные технологические направления формообразования складчатых оболочек - совершенствование способов точной формовки рельефных поверхностей из большеразмерных листовых материалов, а также разработка эффективных конструктивных решений гибких и шарнирных узлов трансформируемых (развертываемых) сооружений.

Иллюстрации

Архитектурные концепции зданий и сооружений со складчатыми оболочками, выполненные для стран Европы и Ближнего Востока.

Авторы: Коротич А. В., при участии Коротича М. А. и Коротича И. А.

Права авторов защищены.