X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Архитектурная бионика – это инновационный стиль, берущий все самое лучшее от природы: рельефы, контуры, принципы формообразования и взаимодействия с окружающим миром. Бионика породила новые, необычные архитектурные формы, целесообразные в функционально-утилитарном отношении и оригинальные по своим эстетическим качествам. Это не могло не вызвать к ним интереса со стороны архитекторов и инженеров. Во всем мире идеи бионической архитектуры успешно воплощены известными архитекторами, например, Большой Национальный театр в Пекине, представленный архитектором Полем Андрё в форме «яйца» (рис.1). В мастерской природы часто встречаются конструкции в виде сводов различных пространственных форм (скорлупа ореха и яйца, панцири и раковины животных, гладкие листья, лепестки растений и др.). Пространственно изогнутые и тонкостенные, они, благодаря непрерывности и плавности формы, обладают свойством равномерного распределения сил по всему сечению.

Геометрия формы помогает этим сводчатым конструкциям стать прочнее. С развитием городов и ростом населения перед строителями встала задача проектирования больших по размеру зданий без тяжелых трудоемких покрытий и промежуточных опор. Поэтому легкие и прочные, тонкостенные и экономичные природные сводчатые конструкции заинтересовали архитекторов. Принцип конструкции этих оболочек лег в основу создания легких, большепролетных стальных и железобетонных покрытий различной кривизны, которые нашли широкое применение при строительстве спортивных комплексов, кинотеатров, выставочных павильонов и т. д. Основное качество таких покрытий — легкость, и чем больше пролет, тем легче купол. В современных постройках толщина купола измеряется миллиметрами, и получили такие купола название оболочек-скорлуп.

Рис.1. Большой Национальный театр в Пекине

Прямоугольная форма водоема и овальная – здания должны, по замыслу архитектора Поля Андре, напоминать о древнем китайском космологическом символе Земли и Неба: вписанном в квадрат круге. Идея Поля Андре была такой: сначала соорудить огромный бассейн-озеро в центре города. И уж потом посреди озера как бы «насадить» овальный приплюснутый шар, похожий на каплю воды. Но появились определенные проблемы возведения конструкции. Первым препятствием стали нормы законодательства, согласно которых здания в Пекине не могут быть выше 46 м. А потому фундамент расположили на глубине 32 метров. Но и здесь возникли проблемы. Под зданием будущего театра проходила подземная река, воды которой могли разрушить планы строителей. Поэтому весь фундамент был заключен в водонепроницаемую бетонную оправу шириной в 1 метр, а дно выстелено опорной плитой.

Такое решение оберегало как от размывания основания здания, так и от неправильного распределения его веса на рыхлом грунте.

Но не только грунт и река беспокоили инженеров. Сейсмоопасная зона и характерные для Китая сильнейшие ветра делали невозможным использование стандартных методов проектирования. А потому в конструкции были использованы приемы, характерные для возведения мостов с длинными пролетами, что обеспечивало эластичность и в тоже время жесткость конструкции. Но главным испытанием стало возведение купола. Для этого при помощи строительных лесов было установлено опорное кольцо, в которое из фундамента вмонтировали 200-метровые арки. Каждый варочный шов проходил детальное изучение, т.к. малейший дефект мог спровоцировать распад конструкции. Здание представляет собой стеклянно-металлический купол-оболочку длиной 212 метров, шириной 143 метра и высотой 46,68 метра, которой «накрыты» внутренние помещения общей площадью 20 000 кв. м. Его полезная площадь составляет 150 000 кв. м. Под театром расположен паркинг, обслуживающий соседнюю площадь Тяньаньмэнь. Внутри разместилось сразу три больших зрительных зала: Оперный (2416 мест), Музыкальный (2017 мест) и Театральный (1040 мест). Здание полностью окружено неглубоким искусственным водоемом. Отражение в воде добавляет образу «яйца» законченности. Изюминкой всего проекта стало отсутствие входа в здание, а точнее замена такового на тоннель, проходящий под искусственным озером, сооруженным вокруг Театра. По замыслу архитектора тоннель придает философский смысл всему сооружению: проходя через воду, которая струится над головой по стеклянному потолку, человек освобождается от груза реальных забот и постепенно погружается в другой, вымышленный мир - мир оперы, мечты, в чистую сферу прекрасного. Поднимаясь по эскалаторам на разные уровни, переходя от одних гигантских залов к другим, зритель не только созерцает оперу, слушает музыку, но и любуется 360-градусным обзором Пекина, открывающимся во всей своей красе при свете заката и луне, в тумане или смоге вулканической пыли, придающей видам города мутноватый оттенок дагерротипа.

Купол облицован японскими титановыми панелями (более 18 тысяч штук, общая поверхность — 30 000 кв. м), центральный сегмент — французским ультра прозрачным стеклом (более 1000 стекол общей площадью 6700 кв. м). Здание полностью окружено неглубоким искусственным водоемом. Отражение в воде добавляет образу «яйца» законченности.

Рис.2. Устройство купола-оболочки

Здесь хорошо видно устройство купола-оболочки, образованного 148 стальными фермами. Толщина перемычки — около 3 метров, она создает решетчатую структуру, на которую и навешена облицовка (рис.2). Так, 22 декабря 2007 года, накануне Пекинской Олимпиады, Пекин стал обладателем одного из красивейших комплексов мировой культуры. Поль Андре сумел превзойти себя, так как в итоге получилось совместить все предполагаемые функциональные особенности, создать проект, отвечающий современным тенденциям в архитектуре, а также наполнить его образами из традиционной культуры. С одной стороны, куполообразная конструкция облицована титановыми пластинами и стеклянными панелями, что вписывает её в современный облик города и выделяет на фоне старых жилых домов, с другой – проход в здание национального центра исполнительских искусств осуществляется через прозрачный туннель, проходящий под озером площадью 35 500 кв. м, которым оно окружено. Подводя итог, можно сказать, что особенностью здания является неразрывная связь с традициями, выражающаяся как в деталях, так и в общей идее гармонии с природой. Современные материалы и необычные формы делают такую архитектуру жемчужиной городского пространства, известной на весь мир достопримечательностью. Многофункциональность – ещё одна характерная черта, доказывающая, что искусство стоит на особом месте и должно отражать как исторические ценности, так и современные новшества. Итак, купола-оболочки занимают значительное место в современной архитектуре общественных зданий.

Список литературы:

Архитектурная бионика. Под редакцией Ю.С. Лебедева. — М.: Стройиздат, 1990.

www.realt.onliner.arhi.ru

www.berlogos.ru

Код для цитирования: Скопировать