Специализация: «Архитектура жилых и общественных зданий»

На правах рукописи

Суворова Мария Николаевна

Принципы формообразования большепролетных спортивных сооружений в контексте единства архитектуры и конструкций.

Направление: Архитектура

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание академической степени магистра архитектуры

Екатеринбург – 2010

Диссертация выполнена на кафедре Архитектуры Уральской государственной архитектурно-художественной академии

Научный руководитель: кандидат архитектуры, профессор

В.И. Симиненко

Защита состоится _________ в _______ часов на заседании Государственной экзаменационной комиссии по защите магистерских диссертаций при Уральской государственной архитектурно-художественной академии (620075, г.Екатеринбург, ул. К.Либкнехта,23)

С диссертацией можно ознакомиться на кафедре Архитектуры УралГАХА

Общая характеристика работы

Актуальность исследования:

Во второй половине XX века начала быстро расширяться сеть международных соревнований самого различного уровня, среди которых, бесспорно, наиболее важные – Олимпийские игры. В культурной жизни XXI века стали весьма заметны спортивные праздники, встречи, парады, они создали и особые средства архитектурной выразительности. Спорт определенным образом вошел в культуру современности, стал оказывать существенное влияние на искусство, образ жизни. Спортивные сооружения: стадионы, дворцы спорта, манежи, площадки, треки, бассейны, существенно влияют на организацию и планировочную структуру жилых образований, являются важными объектами городской инфраструктуры в целом.

В России, как и во всем мире, происходит популяризация физической культуры, реализуется Федеральная целевая программа «Развитие физической культуры и спорта в Российской Федерации в 2006-2016 годах», основными направлениями которой являются развитие массового спорта и спорта высших достижений в стране. Возникла объективная социальная потребность в расширении сети физкультурно-спортивных объектов, которая переходит в область общенационального интереса.

Необходимо сказать, что на данный момент в нашей стране имеется только два стадиона, удовлетворяющих требованиям УЕФА: «Лужники» и «Локомотив» в Москве; ощущается острая нехватка спортивных сооружений, большинство физкультурно-оздоровительных комплексов устарели как в моральном, так и функциональном плане, поскольку были построены еще в советские времена, многие из них сейчас находятся в аварийном состоянии и нуждаются в реконструкции.

Стоит отметить, что сейчас в России ведется подготовка к приему Олимпийских игр, в связи с чем вопрос о современном облике спортивных сооружений особо актуален. Такие крупные объекты массового спорта, как олимпийские сооружения, не могут иметь заурядный облик; архитекторы, проектируя их, должны решать не только утилитарные вопросы, но и некие сверхзадачи. В силу многих обстоятельств, Россия отстает от Запада в сфере строительства зданий спорта, несмотря на то, что позиционирует себя, как великую спортивную державу. Сейчас появилась возможность исправить существующее положение вещей и вспомнить о том, что спортивные сооружения – это не просто здание с большими пролетами и повышенными требованиями к безопасности, но и образ, по которому будут судить о нашей стране во всем мире.

Учитывая все вышеперечисленные факторы, можно понять, что в настоящее время, при проектировании спортивных сооружений перед архитектором должна стоять задача не только грамотно соотнести функциональные и технологические особенности, предъявляемые к объекту, но и обеспечить надлежащий архитектурно-эстетический уровень здания и среды.

Таким образом, высокая значимость, а также недостаточная теоретическая и практическая изученность проблемы формирования современного облика спортивных сооружений определяет несомненную актуальность данного исследования.

Объект исследования: большепролетные спортивные и спортивно-зрелищные сооружения.

Предмет исследования: принципы формообразования большепролетных спортивных сооружений

Степень изученности проблемы: теоретической основой для диссертации послужили научные работы разных направлений, раскрывающие отдельные аспекты исследуемой темы. К ним относятся следующие группы работ:

- по теории и истории архитектуры;

- по архитектурно-планировочным и функциональным решениям спортивных сооружений;

- по конструктивным решениям спортивных сооружений;

- проектные и графические материалы по действующим и проектируемым спортивным сооружениям;

- нормативная документация, регламентирующая строитель- ство спортивных сооружений в России.

Несмотря на большое количество литературы, посвященной физкультурно-спортивным сооружениям, трудно найти современный научный труд, который бы освещал вопросы взаимодействия архитектуры и конструкций. Большинство изученных работ, посвященных конструктивным особенностям зданий (Н.М. Кирсанов, Москалев, А.Г.Трущев), значительно устарели и не освещают новейшие методы и принципы расчета и возведения современных большепролетных систем. В литературе, рассматривающей архитектурно-планировочные вопросы в проектировании спортивных сооружений (Е.Н. Барнабишвили, Л.В.Аристова, А.Ю.Кистяковский), весьма поверхностно затрагивается тема конструкций. В результате на данный момент отсутствует работа, которая бы вместила в себя оба эти аспекта, которые без сомнения являются главенствующими в формообразовании архитектурного объекта.

Цель исследования: изучение взаимодействия архитектурной композиции и конструктивных систем, выявление их влияния на формирование облика большепролетных спортивных сооружений.

Задачи исследования:

- провести исторический анализ развития архитектуры и конструкций спортивных объектов;

- обобщить и классифицировать факторы, влияющие на формообразование большепролетных спортивных сооружений;

- выявить основные подходы в формировании облика большепролетных спортивных сооружений;

- апробировать выявленные принципы формообразования в архитектурном проекте стадиона на 45 тыс. мест в Екатеринбурге.

Методологической основойработы является комплексный подход. Для решения поставленных задач применялись следующие методы:

- анализ литературных источников

- графический анализ

- объемно-пространственное моделирование

Научная новизна: впервые на основе анализа литературных источников и мирового опыта проектирования и строительства спортивных объектов были обобщены два аспекта формирования современного облика большепролетных спортивных сооружений: архитектурной композиции и конструктивной системы.

Практическая и научная значимость:основные положения проведенного исследования могут лечь в основу дальнейших теоретических разработок. Результаты диссертации могут быть использованы приформировании прогрессивных конструкций и форм спортивных объектов. Кроме того, данная работа крайне актуальна в свете проведения в нашей стране XXII Олимпийских игр.

Границы исследования: основной акцент ставился на изучении взаимосвязи конструктивных и архитектурных факторов и их влияния на формирование облика большепролетных спортивных сооружений. В границы исследования не входят: градостроительные вопросы, технологические аспекты создания конструктивных систем, планировочные решения. Исследование охватывает временной период с древнейших времен и до наших дней.

Структура работы:диссертация разделена на два тома. Первый том содержит текстовую часть, состоящую из введения, трех глав, общих выводов, заключения и списка используемой литературы. Второй том включает в себя иллюстративный материал.

Первая глава посвящена изучению исторических этапов формирования архитектуры и конструктивных систем спортивных сооружений.

Во второй главе рассмотрены факторы, влияющие на формообразование большепролетных спортивных сооружений, классифицированы подходы к проектированию спортивных объектов.

В третьей главе приведено развернутое описание проекта стадиона на 45 тыс. зрительских мест в Екатеринбурге.В проектеапробированы принципы формообразования большепролетных спортивных сооружений, выявленные в предыдущей главе.

Содержание исследования

Во введении обосновывается актуальность исследования, ставятся цели и задачи, определяются предмет, объект исследования, научная новизна и практическая ценность.

В первой главе исследована ретроспектива развития архитектурных форм и конструктивных систем спортивных объектов. На возникновение и развитие архитектурных стилей решающее влияние оказывают строительные конструкции и методы строительства. Изучая архитектурные памятники разных времен, можно проследить историю развития строительного и архитектурного искусства. В зависимости от уровня знаний и культуры эпохи изменялись технические возможности, методы возведения зданий, всё это влияло на художественно-образные качества спортивных сооружений.

Исходя из проведенного анализа, можно выделить несколько основных исторических периодов в формировании облика спортивных объектов:

- около 450 г. до н.э. - II в. н.э. зарождение культуры спорта, возникновение первых спортивных объектов; применение стоечно-балочной конструктивной системы;

- II в. – XIX в. период упадка и забвения спорта, после падения Рима и становления христианства в Европе, развитие спортивных сооружений остановилось;

- конец XIX в. – первая треть XX в. возобновление строительства спортивных сооружений, применение чугуна и стали в строительстве; основные используемые конструкции – трехшарнирные арки и тяжелые фермы;

- 1930-е. – 1940-е дальнейшее развитие технологий; применение железобетонных конструкций наравне с металлическими, цилиндрические и параболические своды получают основное распространение в Европе;

- 1940-е – 1950-е Вторая мировая война на десятилетие остановила строительство спортивных сооружений;

- 1950-е – 1990-е в начале периода шло восстановление после продолжительных лет войны, что дало толчок к разработке новых методов строительства; развитие систем пространственных покрытий;

- 1990-е – 2010 г. распространение дигитайзерных технологий, массовое производство современных строительных материалов: полимеров, легированной стали, стеклопластика, совершен- ствование методов проектирования и расчета конструкций; возникновение принципиально новых конструктивных систем.

И так, анализируя ретроспективу развития спортивных сооружений в контексте взаимодействия архитектуры и конструкций, можно увидеть, что эти понятия были веками неразрывно связаны; с появлением и апробацией новых технологий в строительной практике, возникали новые архитектурные решения. Становится понятно, что функциональная структура спортивных объектов практически не изменилась с древнейших времен, и формирование облика сооружений во многом зависело от их конструктивной основы.

Во второй главе рассмотрены и проанализированы факторы, влияющие на формообразование большепролетных спортивных сооружений, на основе анализа литературных источников и мирового опыта, выявлены основные подходы в формировании облика спортивных объектов.

Спортивные сооружения всегда занимали особое место в архитектурном проектировании, что обусловлено жесткими рамками функциональных требований. Утилитарные решения оказывают значительное влияние на пространственную организацию стадионов. Найдется немного объектов, где основные композиционные и объемно-планировочные схемы сводятся лишь к нескольким вариантам, напрямую зависящим от утилитарных факторов.

Таким образом, становится понятно, что функциональные требования являются важными формообразующими факторами для стадионов. К главным факторам, влияющим на объемно- планировочное решение здания, можно отнести: его назначение, форму и величину спортивной арены, требуемую вместимость, конфигурацию трибун, условия видимости, схему эвакуации, схему взаимосвязи основных и вспомогательных помещений, требования к доступности обслуживания объекта.

Спортивные объекты представляют собой сложные инженерные сооружения. В процессе проектирования их конструктивной основы приходится преодолевать немалые трудности, связанные с большими размерами зданий и специфичными функциональными требованиями. Ввиду этого поиск наиболее рационального и выразительного конструктивного решения является весьма значимой творческой задачей для архитектора.

Развитие строительных технологий и научные достижения последних десятилетий значительно повлияли на конструктивные особенности спортивных сооружений. Такие большепролетные перекрытия, как мембраны, вантовые конструкции, различные висячие оболочки, возникшие в 50-х годах прошлого столетия, получили дальнейшее развитие и активно применяются при строительстве стадионов. В результате в числе многих факторов, влияющих на объемно-планировочное решение и архитектуру спортивных сооружений всё более значительное, а зачастую и ведущее место, начинают занимать конструкции покрытий. Сейчас можно условно выделить три подхода к проектированию спортивных сооружений, в которых:

– конструктивные и функциональные факторы довлеют над архитектурно-художественным образом объекта;

– рациональные конструктивные решения и архитектурная композиция представляют органический синтез, единый художественный образ;

– конструкции подчинены архитектурно-художественному образу объекта, порой в ущерб экономической целесообразности и функциональной логике.

Рассмотренный опыт строительства и проектирования наглядно иллюстрирует, что наиболее выразительными оказываются те объекты, где конструктивные системы и архитектурная композиция находятся в органическом единстве.

В третьей главе раскрыто содержание проектной работы. При создании проекта стадиона принимался во внимание опыт, рассмотренный в предыдущих главах исследования. В ходе проектирования объекта были учтены принципы формообразования большепролетных спортивных сооружений, выявленные во второй главе, учитывался мировой опыт по созданию подобных сооружений, проанализированный в первой главе.

Функциональные решения

Екатеринбург является крупным административным центром, имеет международный аэропорт, численность населения приближается к двум миллионам жителей – все эти факторы требуют строительства крупного спортивного центра, поэтому вместимость проектируемого стадиона достаточно велика – 45000 зрителей. Это позволит стадиону получить четыре звезды по классификацииУЕФА и принимать международные соревнования под ее эгидой.

Арена будет многофункциональна – она будет вмещать футбольное поле, а также легкоатлетические дорожки и снаряды. Трибуны по проекту расположены под навесом; предусмотрены места для лиц с ограниченными возможностями и их сопровождающих; сектор для VIP персон и отдельные ложи для прессы. Главная задача, стоявшая при проектировании трибун – достижение наибольшего количества удобных зрительских мест с хорошей видимостью арены. Кроме того, при проектировании формы трибун учитывалась целесообразная форма подтрибунных пространств, хорошие условия эвакуации зрителей, возможность применения индустриальных конструкций, и т.д. Исходя из выше названных требований, наиболее целесообразен круглый в плане стадион, поскольку такая форма позволяет расположить наибольшее количество зрительских мест вдоль длинных сторон арены. Данные места являются наиболее выгодными для наблюдения за спортивными матчами, так как перемещение наблюдаемых точек происходит преимущественно по продольной оси. Трибуны замкнутые, равновысокие, сегментарного типа. Такие трибуны обладают наибольшим периметром и обеспечивают максимальную вместимость каждого ряда, а так же позволяют использовать однотипные элементы, и следовательно – индустриальные технологии; зрителей располагаются в наилучших местах по принципу линий равной видимости.

Искусственное освещение с мощностью светового потока – 1400 люкс в направлении основных камер, 1000 люкс – в направлении других зон стадиона, имеет аварийную систему, которая в случае необходимости обеспечит мгновенную и бесперебойную подачу электроэнергии для освещения такой же мощности.

Быструю эвакуацию зрителей в случае пожара и внештатных ситуаций обеспечивают двенадцать крытых пандусов, расположенных по внешнему периметру и вынесенных за пределы внутреннего контура здания. Схема загрузки и эвакуации затрагивает так же подтрибунные пространства, где движение зрителей, благодаря планировочному решению, предполагается разделять на отдельные потоки в соответствии с равномерно распределенными загрузочными люками, обеспечивающими выход с трибун и пандусами, обеспечивающими выход из здания.

На правах рукописи

Суворова Мария Николаевна

Направление: Архитектура

Специализация: «Архитектура жилых и общественных зданий»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание академической степени магистра архитектуры

Екатеринбург – 2010