Инновационные решения архитектурных оболочек: альтернатива традиционному строительству

Архитектура ^

УДК 72.01 КОРОТИЧ А. В.

Инновационные решения архитектурных оболочек: альтернатива традиционному строительству

В статье изложены актуальные аспекты пластической организации форм современных архитектурных оболочек, определены основные проблемы и перспективные направления их развития. Предложена общая классификация всех типов оболочек. Показаны основные композиционные способы формирования пластики оболочек интерьеров и малых форм, развиваемые автором на примерах собственных архитектурных концептов.

Ключевые слова: пластика, оболочка, символ, малая архитектурная форма, концепт, структура, композиция, интерьер.

KOROTICH A. V.

INNOVATIVE SOLUTIONS OF ARCHITECTURAL SHELLS: ALTERNATIVE TO TRADITIONAL BUILDING CONSTRUCTION

In article are considered some actual aspects of plastic organization of forms of modern architectural shells; showed the main problems and perspective directions/trends of their development. Proposed the general classification of all shells' types. Showed the general compositional methods of plastics generation of modern interiors' shells and small forms, which are developed by author according to his own architectural concepts.

Keywords: plastics, shell, symbol, small architectural form, concept, structure, composition, interior.

Коротич Андрей Владимирович

доктор архитектуры, член-корреспондент РААСН, Заслуженный изобретатель РФ, зав. лабораторией Филиала ФГБУ «ЦНИИП Минстроя России» УралНИИпроект

e-mail: avk57@uniip.ru

Создание новых выразительных средств формообразования в архитектуре с целью улучшения художественно-эстетического облика строительных объектов — тот самый формотворческий инструмент, благодаря которому зодчество во все времена представлялось в качестве социально и культурно значимой отрасли пластического искусства.

В настоящее время данное направление приобретает особую актуальность — стремительное развитие промышленных технологий вкупе с появлением новых строительных материалов позволяет практически осуществлять архитектурные формы с недостижимым ранее художественно-эстетическим потенциалом при одновременном улучшении их технико-экономических характеристик.

Вместе с тем необходимо констатировать — инертность широко распространенных традиционных методов/приемов проектирования и строительства в значительной степени препятствует использованию нового инструментария формотворчества в проектно-строительной деятельности (особенно в сфере уникальных зданий и сооружений), который является сильной альтернативой привычным и отработанным подходам.

Данная проблема обусловила заметное отставание России в развитии таких актуальных

отраслей строительного комплекса, как быст-ровозводимые орбитальные жилые сооружения в околоземном космосе, трансформируемые сооружения в зонах стихийных бедствий, укрытия экологически вредных производств, мобильные спортивные комплексы и жилье в осваиваемых районах газовых и нефтяных месторождений и др.

В значительной степени решить данную проблему вполне способны альтернативные прогрессивные архитектурно-строительные системы, именуемые «оболочками». Автором предложена новая расширенная трактовка данного понятия: под «оболочками» необходимо понимать весь комплекс несущих и ограждающих систем, формирующих лицевые поверхности экстерьеров и интерьеров зданий, конструктивная толщина которых несоизмерима с их основными габаритами.

На основе данного определения нами предложена расширенная и уточненная комплексная классификация архитектурно-строительных оболочек по взаимно пересекающимся наиболее существенным конструктивно-морфологическим характеристикам:

I. По общему очертанию аппроксимирующей поверхности: 1. Плоскостные. 2. Сводчатые. 3. Радиальные (куполообразные; шатровые).

4. Сложные (гиперболические, геликоидальные, многозвенные и др.).

II. По структуре поверхности: 1. Непрерывные/сплошные. 2. Перфорированные и решетчатые. 3. Комбинированные.

III. По составу типоэлементов: 1. Одноэлементные. 2. Составные многоэлементные (гладкие; многогранные дискретные).

IV. По геометрии составляющих элементов-отсеков: 1. Линейчатые (плоскогранные, цилиндрические, конические, гиперболические, коноидальные, геликоидальные, торсовые и др.). 2. Нелинейчатые (сферические, тороидальные, эллипсоидальные, катеноидальные и др.).

V. По применяемым материалам: 1. Гибкие (тентовые, вантовые, пневматические, мембранные, вантово-стерж-невые). 2. Жесткие (в т. ч. трансформируемые с гибкими/шарнирными стыками панельных элементов).

VI. По функционально-компоновочной/объемно-планировочной гибкости: 1. Сборно-разборные (в т. ч. допускающие вариабельные объемные компоновки). 2. Стационарные. 3. Свободно трансформируемые.

VII. По конструктивной структуре: 1. Каркасные. 2. Бескаркасные. 3. Однослойные. 4. Многослойные.

VIII. По назначению: 1. Покрытия. 2. Несущие элементы каркаса (опоры; балки; арки; стены; основания; фундаменты и т. п.). 3. Навесные и облицовочные элементы (акустические потолки и стены; ограждающие, рассеивающие и поглощающие экраны; стеклянные фасады; козырьки и навесы входных групп; слоистые плиты «сэндвич»; решетчатые и складчатые витражи; ограждающие стеновые панели; отделочные и кровельные тонколистовые панели и т. п.).

В настоящей статье рассмотрены вопросы эффективного композиционно-конструктивного применения новых решений складчатых и решетчатых оболочек в таких перспективных сферах архитектуры, как зальные интерьеры общественных зданий и малые формы.

Складчатые и решетчатые оболочки в зальных общественных интерьерах. Создание эффективного/комфортного акустического режима зальных помещений общественных зданий сегодня абсолютно невозможно без использования прогрессивных конструктивно-технологических решений оболочек интерьеров.

Примером удачного сочетания архитектурно-художественной выразительности и технической эффективности (высокой звукорассеивающей способности) может служить реализованная на практике складчатая плоскогранная оболочка потолка зального интерьера Камерного театра в Екатеринбурге (Иллюстрации 1.5-1.6).

Наряду с плоскогранными складчатыми оболочками для создания прогнозируемых акустических эффектов и корректировки акустических недостатков зальных помещений могут эффективно использоваться акустические звукорассеивающие экраны в виде линейчатых элементов отрицательной гауссовой кривизны. Характерная особенность геометрии данных оболочек заключается в том, что пучки звуковых волн (параллельных или конических), попав на их поверхность, отражаются не направленно, а рассеянно, никогда не фокусируясь в пространстве после отражения от поверхности двоякой отрицательной кривизны [1, 61-66]. Экспериментальная проверка акустических качеств складчатых и линейчатых оболочек может быть чрезвычайно актуальной как для целей архитектурно-строительной индустрии, так и развития акустической науки: она позволит выявить огромный комплекс до сих пор неизвестных полезных акустических эффектов и в итоге создать спектр новых изобретательских конструктивно-технологических разработок.

Фрактальные решетки (Иллюстрации 1.1, 2.1-2.3, 3.3). В настоящее время приходится констатировать, что гигантский художественный потенциал фрактальных структур в интерьерах зданий и сооружений практически не раскрыт даже на одну десятую от возможного объема. Основные направления их формообразования — это создание решетчатых/сетчатых модульных элементов — регулярных фрактальных структур в виде соосных разновеликих правильных многоугольников, вставленных друг в друга и развернутых до соприкосновения со смежными деталями. Полученные фрактальные решетчатые модули имеют широкие компоновочные возможности: они могут образовывать плоскостные, сводчатые, купольные (в т. ч. формы замкнутых многогранников) и сложные по очертанию составные структуры, способные рассеивать звуковые волны широкого диапазона частот; при этом за решеткой может располагаться эффективный звукопоглощающий пористый материал, повышающий общую акустическую эффективность двухслойной конструкции. Эффективны фрактальные решетки в качестве навесных плоскостных пристенных конструкций-жалюзи, защищающих помещения от прямого солнечного света. Они являются сильной художественной альтернативой элементарным решеткам с однородной симметричной регулярной структурой [2, 109-140], вызывающей ощущение угнетающей монотонности. В настоящее время автором проводятся работы по созданию пирамидальных фрактальных решетчатых модулей с изменяющейся высотой составляющих соосных многоугольников. Выразительную фрактально-торсионную структуру могут иметь целые холлы-атриумы уникальных зданий (Иллюстрация 3.3).

Малые формы. Основные перспективы композиционного моделирования малых форм — решетчатая интерпретация складчатых оболочек, составленных из отсеков линейчатых поверхностей — гипара или коноида (Иллюстрации 3.4, 4.2-4.6), а также использование гибких складчатых оболочек, содержащих в структуре сквозные проемы и способных при вариабельной трансформации образовывать многообразные по очертанию пространственные фигуры (Иллюстрация 4.1). Решетчатые и складчатые малые формы могут являться главными пластически выразительными элементами интерьеров (Иллюстрации 3.13.2), иметь назначение солнцезащитных навесов перронов и платформ (Иллюстрации 1.2-1.3, 2.2), а также элементов рекламных установок (в т. ч. лазерных и светодиодных), фонтанов, фирменных знаков-скульптур во входных холлах-атриумах штаб-квартир, представительских зданий, отелей и др. (Иллюстрации 2.3-2.4, 3.4).

Заключение

Изобретение и использование собственной оригинальной научно-творческой фундаментальной основы формообразования — прямой путь к созданию весьма обширного комплекса архитектурно-конструктивных решений новых оболочек, способных кардинально повлиять на формирование и развитие стилистических художественных концепций интерьеров и малых форм, отражающих культурно-эстетические запросы общества будущего.

Список использоанной литературы

1 Korotich А. V. Shaping the folded acoustic structures of the hall interiors using KNAUF board materials // Reports digest of International Conference «Acoustics in Architecture as an element of a high-quality building», October 22, 2014, Moscow. P. 61-66.

2 Делоне Б. Н., Долбилин Н. П., Штогрин М. И. Комбинаторная и метрическая теория планигонов // Труды матем. ин-та АН СССР. 1978. № 148. С. 109-140.

Иллюстрация 1. Новые типы многогранных, складчатых, торсионных и решетчатых оболочек с регулярной и фрактальной структурой в архитектуре и дизайне интерьеров общественных зданий, а также малых форм. Авторы: Коротич А. В., при участии Коротича И. А. Права авторов защищены

Иллюстрация 2. Новые типы многогранных, складчатых, торсионных и решетчатых оболочек с регулярной и фрактальной структурой в архитектуре и дизайне интерьеров общественных зданий, а также малых форм. Авторы: Коротич А. В при участии Коротича И. А. Права авторов защищены

Иллюстрация 3. Новые типы многогранных, складчатых, торсионных и решетчатых оболочек с регулярной и фрактальной структурой в архитектуре и дизайне интерьеров общественных зданий, а также малых форм. Авторы: Коротич А. В при участии Коротича И. А. Права авторов защищены

Иллюстрация 4. Новые типы многогранных, складчатых, торсионных и решетчатых оболочек с регулярной и фрактальной структурой в архитектуре и дизайне интерьеров общественных зданий, а также малых форм. Авторы: Коротич А. В., при участии Коротича И. А. Права авторов защищены