Концепция адаптивности спортивного сооружения

УДК 72.01

ЯНКОВСКАЯ Ю. С.

ФЕДОРОВА О. В.

Концепция адаптивности спортивного сооружения

В статье раскрывается концепция адаптивности спортивного сооружения. Концепция адаптивности определяет специфику формирования архитектурного объекта, направленную на открытость к изменению структуры спортивного объекта для реализации изменяющихся потребностей современного человека и совершенствование организации взаимодействий с внешней средой, обеспечивающих наличие комфортных для человека характеристик внутренней среды.

Ключевые слова: адаптивность, стадион, спорт, структура спортивного сооружения, приемы трансформации.

Янковская

Юлия

Сергеевна

доктор архитектуры, профессор УралГАХА, зав. кафедрой архитектуры

e-mail:

jul3203226@gmail.com

Федорова

Олеся

Владимировна

аспирант УралГАХА, ведущий архитектор Архитектурного бюро

«ОСА»

e-mail: ovf-arch@mail.ru

YANKOVSKAYA Y. S.

FEDOROVA O. V.

THE CONCEPT OF ADAPTIVE SPORTS BUILDING

This article introduces a concept of adaptive an sports building. The concept of adaptability determines an architectural object formation specifics aimed at openness of the sports object structure to change as to implement a modern man’s diverse needs and the freedom of choice and also organizing interaction with the external environment to ensure availability of the internal environment characteristics comfortable for a person.

Keywords: adaptability, stadium, sports, sports building structure, transformation techniques.

Актуальность темы связана с необходимостью разработки концепции адаптивности применительно к спортивным сооружениям. Сегодня в результате создания новых технологий происходит быстрая смена потребностей, которые определяют использование человеком спортивных зданий и сооружений. Возникает необходимость проектирования архитектурных объектов, которые способны к определенным трансформациям. Для современных спортивных сооружений характерно чередование спортивных, спортивно-зрелищных и культурно-развлекательных мероприятий, что требует обеспечения комфортных условий для проведения этих мероприятий с учетом средовых, сезонных и климатических воздействий.

В данной статье предполагается сформировать концепцию адаптивности спортивного сооружения, развивающую и связывающую воедино разрозненные представления о возможности трансформации различных элементов спортивного сооружения и создания экологически-ориентированного спортивного многоцелевого объекта, отвечающего современным требованиям. Отсюда цель статьи — сформировать концепцию адаптивности спортивного сооружения и показать на конкретных

примерах направления адаптации спортивного объекта.

В трактовке адаптивности (изменяемости, модальности как терминологических вариаций данной идеи) архитектурного объекта мы придерживаемся линии, намеченной в работах Ю. С. Янковской [11]. Вопросы адаптивности архитектурного объекта затрагиваются в работах Р. Саксона, К. Слессора, М. Виггинтина и в проектах архитекторов, находящихся в русле «зеленого движения», таких как Н. Фостер, Ж. Массо, Н. Гримшоу, Р. Роджерс, Р. Пиано, Т. Херцог, Ж. Нувель, С. Калатрава и др. (Иллюстрации 1а, б, в) [3].

С точки зрения практических типологических исследований особенностей проектирования спортивных объектов отправным пунктом для нашей статьи являются известные работы Г. В. Ясного [12].

Большая работа в этом направлении в настоящее время проводится под руководством А. В. Бокова в московском научно-исследовательском и проектном институте «Моспро-ект-4».

В исследованиях зарубежных авторов также раскрываются вопросы формирования различных типов спортивных сооружений. Достаточно указать работы следующих авто-

ров: M. Volkwing («From cape town to Brasilia, new stadiums by GMP». Hamburg, 2010), А. Zoppini («2014 Sochi Winter Olympics Arena», «Studio Di Le Mans». London 2012 Aquatic Centre»). Эти исследования содержат в основном общие объемно-планировочные и функциональные характеристики конкретных объектов.

Частным вопросам проектирования многофункциональных спортивных сооружений посвящены кандидатские диссертации С. А. Белоносова и М. Г. Зобовой.

В настоящее время существуют общетеоретические работы по адаптивности (изменяемости, модальности) в архитектуре, структуре архитектурного объекта, исследования типологических особенностей многофункциональных спортивных сооружений и некоторых приемов трансформации элементов спортивного сооружения. Однако полноценные комплексные представления об адаптивности спортивных объектов в концепции экологизации проектного процесса пока не сформированы. Поэтому можно утверждать, что избранная авторами тематика статьи актуальна и требует комплексной разработки.

Определимся с терминологическим аппаратом, принятым в нашем исследовании. Базовый термин, принятый для описания процесса приспособления спортивного сооружения к изменяющимся условиям внешней среды и потребностям общества, — адаптивность (от лат. adapto — приспособляю). Для описания конкретных приемов осуществления тех или иных изменений в объемно-планировочной и пластической структуре объекта применяется термин трансформация (от позднелат. transformatio — превращение).

Рассматриваемые нами спортивные сооружения ограничиваются крытыми многофункциональными спортивными объектами, имеющими возможности для объединения различных спортивно-тренировочных и культурно-развлекательных функций и имеющие спортивное ядро в качестве базового планировочного элемента.

Почему вопрос адаптации столь важен именно для такого рода объектов?

Во-первых, спортивные сооружения при их проектировании и строительстве требуют значительных финансовых затрат и сложных высокотехнологичных решений.

Во-вторых, спортивные объекты, построенные специально для Олим-

пийских игр или для каких-либо иных разовых мероприятий, имеющих высокие и специфичные требования к их проведению, являются, как правило, сверхзатратными. Это определяется не только значительным единовременным вложением средств в строительство, но и необходимостью решения проблем, связанных с их дальнейшей рентабельной эксплуатацией.

Приведем пример, подтверждающий необходимость разработки комплексных адаптивных решений такого рода объектов. Это реконструкция Центрального стадиона Екатеринбурга. Устаревшее здание постройки 1957 г. вмещало в себя 16 тыс. зрителей. После масштабной реконструкции 2006-2011 гг. вместимость увеличилась до 27 тыс., но, будучи введенным в эксплуатацию в 2011 г., здание, не просуществовав и двух лет, снова должно быть полностью реконструировано для проведения Чемпионата мира по футболу в 2018 г. По требованиям FIFA вместимость должна быть увеличена до 44 тыс. Такая реконструкция, как выяснилось в ходе анализа сложившейся ситуации, потребует колоссальных затрат в связи с необходимостью полного демонтажа существующих конструкций и решения вопросов дальнейшей эффективной эксплуатации объекта (Иллюстрация 2) [10].

Конечно, адаптивность объемно-планировочных решений требует определенных затрат на стадии проектирования и строительства, что способствует некоторому удорожанию объекта. Но необходимость практически полной перестройки здания в случае пересмотра требований к нему под влиянием изменившихся обстоятельств или невозможность его дальнейшей эффективной эксплуатации вряд ли является более рациональной перспективой.

Примером адаптивного подхода к проектированию спортивного сооружения может служить лондонский аквацентр, построенный для Олимпийских игр 2012 г. В ходе дальнейшей эксплуатации аквацентр, построенный по проекту архитектора Захи Хадид, будет реорганизован в общественно-культурные учреждения. Эта возможность изначально заложена в проектном решении объекта [5].

Нужно отметить, что адаптивность спортивного объекта становится неотъемлемой частью современной архитектуры спортивных сооружений. Технология проведения спортивных мероприятий и необходимость универсализации

Иллюстрация 1а. Футбольный стадион. Реконструкция в будущем. Барселона (Испания). Арх. Н. Фостер. URL: http:// www.avantagestudio.ru/blog/proekt_ rekonstrukcii_stadiona_ispanskoj_barselony_ ot_normana_fostera/2011 -07-21-9/

Иллюстрация 1б. Футбольный стадион «Зеленый вулкан». 2010 г. Гвадалахара (Мексика). Арх. Ж.-М. Массо. URL:http://www.archfacade.ru / 2011 / 08/ stadion-na-vershine-vulkana.html/

Иллюстрация 1в. Олимпийский спорткомплекс. 2004 г. Афины (Греция). Арх. С. Калат-рава. URL:http://www.archi.ru/files/ press/ k udryavtsev/ dom_8_2004_03/

сооружений приводят к появлению стадионов с трансформирующимися элементами.

В последнее время, особенно за рубежом, стадионы в основном строятся со сложными и дорогостоящими конструкциями, чтобы арены могли трансформироваться под разные виды спорта — с использованием технических средств для осуществления трансформации и обеспечения рентабельной эксплуатации сооружения.

Адаптивные решения с использованием элементов трансформации широко используются в практике проектирования спортивных сооружений с 1989 г. (первая постройка такого рода — «Sky dome», арх. Р. Робби и М. Аллен) и получили активное развитие в последние 30 лет.

Опыт проектирования, строительства и эксплуатации крупных спортивных сооружений в мире (Мексике, Испании, России, Китае, Японии) демонстрирует, что по окончании спортивного события, ради которого они были построены, эти сооружения могут жить полноценной жизнью в системе общественного обслуживания населения.

Идеальным решением является применение специализированного оборудования для трансформации спортивных объектов. При его по-

Иллюстрация 2. Центральный стадион. 2011 г. Екатеринбург (Россия). Арх.: К. К. Никулин, С. А. Васильев, Ю.А. Владимирский. URL: http://www.sdelanounas. ги / blogs/6936/

мощи в кратчайшие сроки можно организовать многофункциональную площадку для проведения выставок, концертов и зрелищных мероприятий, увеличить количество зрительских мест, а также проводить соревнования по различным непрофильным видам спорта.

Для того чтобы обобщить и систематизировать существующие практические наработки и теоретические исследования в данном направлении, авторами предлагается сформировать комплексную концепцию адаптивности спортивного сооружения. Она определяет специфику организации архитектурного объекта, направленную на формирование комплекса свойств, обеспечивающих функционирование сложной динамической

Иллюстрация 3. Ледовый дворец «Большой». 2012 г. Сочи (Россия). Арх.: НПО «Мостовик». URL: http://www.sochi2014.co m/ games / places/ objects /sea/ hockey_big/

Иллюстрация 4. Футбольный стадион «Гаосюн Нэшнл Стэдиум». 2009 г. Гаосюне (Тайвань). Арх. Тойо Ито. URL: http://www. novate.ru/ blogs/ 170509/ 12050/

Иллюстрация 5. Конькобежный трек «Max Aicher Arena». 2011 г. Инцелль (Германия). Арх. бюро «Бениш Архитектен». URL: http:// www.archiseasons.ru / 2011/ 11 / 16/ kryisha-sugrob /

системы взаимоотношений «человек/ общество — архитектурный объект — среда» [11]:

а) открытость структуры спортивного объекта к изменению — для реализации разнообразных и развивающихся потребностей современного человека;

б) способность к организации и совершенствованию взаимодействий с внешней средой, обеспечивающих наличие комфортных для человека характеристик внутренней среды.

Открытость к возможным изменениям спортивного сооружения обеспечивается:

• наличием структурно-пространственного и материально-конструктивного потенциала, позволяющего обеспечить вариативность потребительских решений на основе базового объемно-планировочного решения;

• трансформируемостью (мобильностью, изменением проницаемости и т. д.) ограждающих конструкций.

Исходя из целевого назначения крытого спортивного сооружения, базовым типом объемно-планировочного решения, очевидно, является большезальный (с возможностью размещения более мелких вложенных объемов для обслуживающих функций), перекрытый большепролетной конструкцией (с возможностью/невозможностью ее трансформации). Этому базовому типу спортивного сооружения присущи следующие структурно-пространственные и материально-конструктивные варианты адаптации к изменяющимся потребностям:

• трансформация спортивного ядра;

• трансформация трибун;

• трансформация кровли;

• трансформация пространства всего комплекса.

Трансформация спортивного ядра предполагает формирование планировочных решений с перемещением основных элементов здания. Для спортивных сооружений наиболее целесообразно использовать смещающееся в горизонтальной плоскости поле, что обеспечивает проведение в спортивном сооружении различных мероприятий. Уменьшение или увеличение самой площадки, возможность ее перемещения по своей оси как по вертикали, так и по горизонтали, способность поворачиваться — все это позволяет оптимизировать функционирование спортивных сооружений.

Трансформация спортивного ядра делает зал многофункциональным и дает ему, в том числе, возможность заменить спортивные мероприятия культурно-развлекательными. Сказанное делает этот тип трансформации наиболее оправданным в эксплуатации. Трансформация спортивного ядра позволяет программировать множество вариантов функциональных сценариев, определяющих действия людей. Это трудоемкий процесс, требующий большого количества времени. Для того чтобы сократить его затраты, арена делается максимально автоматизированной.

Примерами спортивных сооружений с трансформируемым ядром могут служить:

• ледовый дворец «Большой» в г. Сочи, Россия (2012). Стадион представляет собой современное сооружение для организации спортивных и культурно-массовых мероприятий, относится к малой спортивной арене, вмещает площадки для хоккея и фигурного катания (Иллюстрация 3) [7];

• футбольный стадион «Гаосюн Нэшнл Стэдиум» в Гаосюне, Тайвань (2009). Стадион относится к средней спортивной арене, вмещает футбольное поле, арену легкой атлетики и площадки для регби и художественной гимнастики (Иллюстрация 4) [4];

• конькобежный трек Max Aicher Arena в Инцеле, ФРГ (2011). Стадион относится к большой спортивной арене, вмещает конькобежную площадку, предназначенную как для международных соревнований, так и для каждодневных тренировок (Иллюстрация 5) [6].

Трансформация трибун предполагает создание условий для проведения разнообразных мероприятий с участием максимального/минимального количества зрителей; она требует предусматривать определенное место для хранения их сборноразборных элементов. Традиционно трибуны располагаются с одной, двух, трех и четырех сторон арены с приданием им формы, повторяющей очертания спортивной арены или формы кольца, эллипса, овала, подковы и др., в зависимости от назначения стадиона и проводимых на нем игр и соревнований.

При проектировании трибун и трансформируемых зрительских мест необходимо добиваться максимального использования при всех вариантах трансформации зала на-

личия стационарных зрительских мест.

Примеры спортивных сооружений, в которых используется этот прием:

• один из вариантов трансформации трибун можно увидеть в олимпийском центре водных видов спорта г. Лондона, построенного в 2011 г. Его вместимость составила 17 500 зрителей на момент проведения летней Олимпиады 2012 г. После окончания игр трибуны запланировали уменьшить на 15 тыс. мест, т. е. разобрать временные сборно-разборные конструкции трибун, и к настоящему времени спортивный объект вмещает 2500 зрителей (Иллюстрации 6а, б) [1];

• попытка реализовать идею трансформации трибун была осуществлена при реконструкции 2011 г. Центрального стадиона Екатеринбурга. Трансформация трибун осуществляется благодаря легко монтируемым и демонтируемым сиденьям, а также разделением трибун монтируемыми перегородками, добавлением переносных сидений. Для этой же цели могут быть использованы и раздвижные трибуны;

• трансформация трибун лежит в основе структурной организации спортивно-концертного комплекса в Санкт-Петербурге вместимостью 25 тыс. мест. За его тридцатилетнее существование в нем проводились различные соревнования и культурно-массовые мероприятия. Внутреннее пространство комплекса предполагает полную или частичную трансформацию арены за счет трибун. Трибуны арены — одноярусные с 2-, 3-уровневыми балконами. При определенной условности трибуны можно считать двухъярусными. Трансформируются они под разные мероприятия (от футбольного матча до концерта). Стационарной внутри является лишь большая трибуна, все остальное трансформируется, перестраивается и переставляется.

Трансформация кровли ориентирована на оптимизацию проведения спортивных мероприятий в различных природно-климатических условиях и сезонных изменениях, считается, что трансформация кровли — прием сложный в исполнении и дорогой в эксплуатации.

Трансформация кровли применяется в многофункциональных спортивных сооружениях, предназначенных для проведения мероприятий

с различными ингаляционными, аэ-рационными и другими показателями микроклимата. Почти каждое новое крытое спортивное сооружение имеет принципиально новый, оригинальный способ перекрытия. Основные виды трансформируемых конструкций кровли: своды, полусферы, цилиндрические оболочки, складчатые конструкции, плоскостные и подвесные покрытия.

Трансформация может осуществляться следующим образом: а) сводчатое покрытие делится на четыре части, которые открываются и закрываются, перемещаясь относительно друг друга; б) покрытие в форме полусферы, как одно из возможных вариантов, основано на принципе открывания и закрывания лепестков цветка в радиальном направлении и производится путем вращения каждой отдельной части; в) плоскостное покрытие делится на две части, каждая из которых раздвигается в разные стороны, конструктивная система покрытия также может складываться в гармошку. Принципиальных схем устройства трансформируемых кровель столь же много, сколько и различных механизмов для автоматизации этого процесса.

Примеры спортивных сооружений с трансформирующейся кровлей:

• самое первое спортивное сооружение «Sky dome» с трансформирующейся кровлей появилось в Торонто в 1989 г.;

• последующие: Bank One Lirglpark в Фениксе (штат Аризона, 1998 г.); Safeco в Сиэтле (1999 г.); Enron Fiel в Хьюстоне (штат Техас, 2000 г.), в этот период покрытия стали трансформироваться, но при этом конструктивные системы были сложными и громоздкими;

• самый дорогой стадион в мире — девяностотысячный «Уэмбли», введенный в строй в Лондоне в 2007 г.; дороговизна проявляется в его сложной конструктивной системе кровли, которая закрывает стадион от непогоды во время игры [2].

Трансформация общего пространства комплекса раскрывает возмож-

ность качественного изменения внутреннего пространства, с точки зрения его взаимодействия с окружающей средой, вплоть до полного раскрытия стадиона вовне за счет трансформируемых ограждающих конструкций для одновременного проведения мероприятия как снаружи, так и внутри стадиона.

По существу этот прием объединяет в себе все вышеперечисленные и является наиболее комплексным, так как трансформируются не только габариты сооружения и не только его фасады, но планировка и характер его функционального использования. Такой вариант трансформации хорошо выражен в Ледовом дворце спорта на Ходынском поле [8].

Итак, мы рассмотрели базовые структурно-пространственные и материально-конструктивные приемы трансформации большепролетного спортивного сооружения. Перейдем к более частным вопросам адаптивности сооружения к условиям внешней среды.

Адаптивность по отношению к экологическим характеристикам внешней среды формируется заложенной в процессе проектирования способностью ограждающей конструкции максимально использовать (с учетом сезонных и суточных изменений) благоприятные особенности окружающей среды и изолировать от неблагоприятных воздействий для создания оптимальных для человека микроклиматических и гигиенических показателей внутренней среды объекта [9].

Формирование архитектурного решения спортивного сооружения как системы преград/ ограждающих

Иллюстрация 6а. Олимпийский центр водных видов спорта. 2011 г. Лондон (Великобритания). В 2012 г. вместимость 17 500 зрителей. Арх. З. Хадид. URL: http:// architicul.ru / centr-vodnyx-vidov-storta-aquatics-centre-ot-zaha-hadid-architects/

Иллюстрация 6б. Олимпийский центр водных видов спорта. 2011 г. Лондон (Великобритания). В 2013 г. вместимость 2 500 зрителей. Арх. З. Хадид. URL: http://aгchiticul. ш/centг-vodnyx-vidov-stoгta-aquatics-centгe-ot-zaha-hadid-aгchitects/

конструкций с разной степенью проницаемости и открытости организует здание как комплексную динамичную систему, стремящуюся к равновесию с природой и человеком, с точки зрения их экологического и энергетического состояния за счет выбора и применения:

• системы традиционных непроницаемых преград (стеновых ограждений) с разной степенью перфорации / остекления и с традиционными элементами солнце-, ветро- и осадкозащиты;

• более эффективных в биоклима-тическом аспекте систем светопроницаемых одно/многослойных преград, направленных на организацию и регулирование естественного освещения внутреннего пространства здания, естественной вентиляции, теплоэффек-тивности за счет использования «тепличного эффекта» и воздушных прослоек, обеспечивающих теплоизоляцию зданий;

• смешанных систем на основе преград — ограждающих и разграничивающих конструкций с разной степенью проницаемости: интравертированная (система, обращенная вовнутрь — светонепроницаемые внешние стеновые ограждения и проницаемые внутренние), экстравертированная (светопроницаемая остекленная оболочка здания и светонепроницаемое ядро с размещением игрового поля), однонаправленная (ориентированная остекленным фасадом на одну из сторон, частично вземленная и т. д.); включение в качестве преград природных компонентов (озеленение, вода и т. д.).

Выбор того или иного решения осуществляется в зависимости от степени воздействия неблагоприятных природно-климатических и градостроительных факторов внешней среды, а также влияния окружающей застройки.

Заключение

Необходимость формирования комплексных представлений об адаптивности спортивного сооружения в современных условиях вызвана следующими положениями:

• социальной потребностью в появлении архитектурных решений, отвечающих тенденциям современного быстроизменяющегося мира и сопутствующей этому ориентации современной архитектуры на формирование многофункциональных пространств;

• потребностью в формировании высокотехнологичной среды для разового проведения массовых спортивных соревнований и Олимпийских игр и необходимостью дальнейшей рентабельной эксплуатации спортивных объектов; возможностью масштабного проведения реконструкции спортивных объектов без кардинальных изменений внешнего контура здания;

• возможностью всесезонного применения спортивных площадок и ориентацией на оптимальное использование возобновляемых ресурсов окружающей среды.

Для обобщения и систематизации существующих наработок в области проектирования и строительства трансформируемых спортивных объектов авторами разработана концепция адаптивности спортивного сооружения, она носит комплексный характер и включает следующие положения:

• адаптивность — специфика организации архитектурного объекта, направленная на формирование комплекса свойств, лежащих в основе и материально обеспечивающих возможность и степень изменения структуры архитектурного объекта, определяющая устойчивость его потребительских характеристик в условиях быстроизме-няющейся среды и потребностей пользователя;

• степень изменения структуры большепролетного большезального спортивного сооружения определяется ее свойствами: а) изменяемостью / стабильностью планировочной структуры; б) ие-рархичностью/многослойностью построения пластической структуры; в) изменением проницаемости и оптических характеристик ограждающих конструкций, а также возможностью внедрения в них природных компонентов (озеленение, вода и т. д.);

• наилучшие характеристики с точки зрения открытости к возможным изменениям имеют следующие приемы: «трансформация спортивного ядра», «трансформация трибун», «трансформация кровли»; они обобщены в приеме — «трансформация пространства всего комплекса»;

• с точки зрения пластической организации спортивного объекта значимым является характер «преграды» — системы ограждающих конструкций и перегородок; он может варьироваться а) от мно-

гослойной преграды к вложенной системе пространственных объемов; б) изменять степень проницаемости/ оптические характеристики; в) применять в ограждающих системах природные компоненты (озеленение, вода и т. д.). Концепция адаптивности спортивного сооружения направлена на выявление потенциальных возможностей конструирования новых эвристических структур спортивных объектов. Наибольший потенциал в формировании новых типов видится в развитии приема трансформации всего комплекса и применении вложенных систем. Изменяемость структуры спортивного объекта обеспечивает возможность его адаптации к разнообразным быстроизменяю-щимся потребностям современного человека и общества.

Список использованной литературы

1 Dunmall G. Perspective London: Zaha Hadid Architects // MARK. London, after the games. 2012. № 39. P. 84-94.

2 Foster N. New Works + Detail: Wembley Stadium // Archiworld. 21 c New Architecture, Spolight 9 Projects. 2007. № 145. P. 156-164.

3 Philip J. Santiago Calatrava: Complete Works, 1979-2009. Koln, 2009.

4 Schittich K. Dokumentation: Main Stadium in Kaohsiung // Detail. Dacher. 2011. № 10. P. 1215-1220.

5 Zoppini A. Per Londra 2012 30 th Olympic Games // ARCA. Sport, guest editor manuelle gautrand. 2011. № 269. P. 42-47.

6 Бударин К. Крыша-сугроб [Электронный ресурс]. URL: http:// archi.ru / world / news_current.html (дата обращения: 05.04.2013).

7 Гребенникова Н. Жемчужина Олимпийского парка // Архитектура, строительство, дизайн. 2010. № 3 (60). С. 18-19.

8 Маливанова Л. В. Ледовый дворец на Ходынском поле // Качественная архитектура. 2007. № 4. С. 124-129.

9 Меренков А. В., Янковская Ю. С. Структура общественного здания. Екатеринбург, 2012.

10 Полянин Д. П. Центральный стадион [Электронный ресурс] // Областная газета. URL: http://stadiums. at.ua/news/2013-01-12-10834 (дата обращения: 21.04.2013).

11 Янковская Ю. С. Архитектурный объект: образ и морфология : дис. ... д-ра архитектуры. М., 2006.

12 Ясный Г. В. Спортивные сооружения XXII Олимпиады. М., 1984.