Рис    1. Светопрозрачное сооружение в виде ПИРАМИДЫ высотой 200 метров .


      Во все времена своей долгой истории люди стремились оградить и защитить себя от многочисленных неблагоприятных и опасных воздействий со стороны среды своего обитания. Жара и холод, дождь и ветер, хищные животные и дикие люди всегда составляли немалую проблему для спокойной жизни человека. Поэтому ещё издревле наши предки начали строить себе укрытия, которые, создавая защищенную от внешних воздействий искусственную среду, привносили в их жизнь больше желанного комфорта и безопасности. А возникшая АРХИТЕКТУРА, как удивительный и превосходный инструмент этих созидательных действий человека, с самого своего зарождения и на всех этапах развития, старалась использовать имеющиеся технические возможности и существующие эстетические воззрения в обществе для лучшего удовлетворения этих важных потребностей человека.

Сегодня наступила замечательная эпоха развития строительных технологий! Пришло такое время, когда почти любые - самые смелые архитектурные идеи могут быть реализованы. И основными факторами, сдерживающими воплощение в жизнь всех значимых проектов современных архитекторов, чаще являются уже не отсутствие технических возможностей для строительства большого и сложного объекта, но лишь польза будущего сооружения (его востребованность и рентабельность), а также время и цена реализации.
Кроме этого, в связи c началом разворачивающегося в мире бума внедрения принципов «Устойчивого развития» и «зеленого» строительства, фактор экоустойчивости зданий также начинает приобретать всё больший вес.

Однако, всматриваясь в суть ряда архитектурных «шедевров» современности, невольно задумываешься, а не начала ли сегодня архитектура во многом терять понимание своего истинного предназначения?  Огорчает что, из-за недостатка свежих идей, некоторые современные зодчие всё чаще увлекаются погоней за показной эффектностью и потаканием безвкусице заказчиков. Но кроме этой проблемы, нынешнее общество пытается также привлечь внимание архитектурной науки на решение и другой - существенно более важной стратегической задачи – необходимости оперативного вмешательства в изменение устройства жизненного пространства современных мегаполисов. Став заложниками прошлого пути своего развития, эти супергорода постепенно превращаются в многофакторную проблему для спокойствия и безопасности своих жителей.

         В этой статье мы рассмотрим реальную возможность сегодняшней архитектуры - осуществить переход на новый этап своего развития. При этом мы постараемся увидеть, как, создавая новые объёмные «зелёные» здания и экосооружения, хорошо защищённые от многих негативных внешних воздействий, архитектура не только максимально расширит комфортное и безопасное пространство среды обитания человека, но также постепенно начнёт менять облик наших городов и улучшать их сегодняшнее состояние. И хочется думать, что одновременно с этим ею останутся востребованы, накопленные за долгую историю своего развития, все положительные и рациональные тенденции и принципы архитектурной науки и культуры.
 

     Со второй половины ХХ века строительная наука в СССР, США и некоторых других странах серьёзно работала над возможностью обеспечить защиту своих городов светопрозрачными куполами от нежелательных явлений погоды, негативных особенностей местного климата, излишнего уровня солнечного излучения и других, неблагоприятных для человека воздействий внешней среды. За последние годы, к списку факторов, стимулирующих  дальнейшие исследования в этом направлении, можно добавить: увеличение загрязнения окружающей среды, возрастающие угрозы экстремизма, желание людей снизить энергозатратность жизнедеятельности своих городов. А ускоряющиеся процессы глобального изменения климата на планете становятся сегодня так угрожающе быстры и непредсказуемы, что людям благоразумнее не дожидаться наступления критического момента разгула стихий природы, а активнее развивать технологии строительства светопрозрачных защитных сооружений и накапливать опыт такого строительства ( думается, что это более предпочтительный путь в строительстве защитных сооружений, чем активизировавшееся в последние годы настойчивое рытьё по всему миру многочисленных подземных бункеров, вероятно, так никогда и не окажущихся полноценно востребованными). 

        И сегодня в направлении развития большепролётных светопрозрачных защитных сооружений (далее в тексте - БСЗС), в которых много естественного света и комфорта, всё также появляются новые идеи и создаются разнообразные уникальные проекты (такие, например, как "Купол над Хьюстоном"- http://youtu.be/vJxJWSmRHyE),  а некоторые из этих удивительных проектов уже реализуются. Так в городе Астана, при помощи английских инженеров и турецких строителей, казахи построили 100-метровый ( естественно, без учёта высоты шпиля) светопрозрачный шатёр, в котором разместили самый большой и презентабельный в Казахстане торгово-развлекательный центр. Казахи очень гордятся им и даже отсняли о его строительстве большой документальный фильм - "Самый большой шатёр в мире" (http://youtu.be/W3PfL2WY5LM ).

  
  Рис 2. Торгово-развлекательный комплекс «Хан-Шатыр» в г. Астана

Но ещё более удивительный и грандиозный парк развлечений "Tropical Islands" создан в Германии  (http://www.youtube.com/watch?v=B_tRPBLa6K8&list=UUScOM_BobA1zD8qGbOA-Qig&index=4&feature=plcp). Этот немецкий центр водных развлечений «Тропические острова» имеет внутренний объём около 5,5 млн. куб метров и, вероятно, на сегодня является самой большой по этому показателю светопрозрачной постройкой на Земле.

 
  Рис 3-5. Центр водных развлечений «Tropical Islands» в Германии


     В 2012 году российскими инженерами был получен патент [1] на технически доступную сегодня, относительно простую и недорогую, но эффективную в реализации концепцию строительства подобных сооружений. Идея заключается в создании над комплексом зданий единого надёжного светопрозрачного многопоясного тросового покрытия, которое, перекрывая большие и сверхбольшие пролёты между зданиями и объединяя комплекс зданий в одно целое, создаёт прочную светопрозрачную защитную оболочку. А светопрозрачная оболочка обеспечивает возможность поддержания в замкнутом внутреннем пространстве такого сооружения постоянных и комфортных для человека заданных параметров: температуры, влажности и чистоты воздуха, освещенности, безопасности и пр.
В основу идеи многопоясных тросовых систем заложены давно известные принципы вантовых конструкций, которые уже более полувека широко применяются в мире для строительства большепролётных сооружений. Так, например, ещё в 1967 году в Ленинграде (ныне СПб) по похожей технологии был построен и активно эксплуатируется до сего дня дворец спорта "Юбилейный", а в Белоруссии в 2009 г – введён в эксплуатацию современнейший спорткомплекс "Минск-Арена".

Конструктивная схема и технология постройки БСЗС, в частности, 200-сот метровой стеклянной пирамиды (рис.1), практически такие же, как и у перечисленных спортивных сооружений. 
Для специалистов очевидно, что разница в конструкции такой пирамиды и перечисленных спортивных арен состоит, в основном, в следующем:
    1. в отличие от опорного контура наружных стен спортивной арены, опорный контур пирамиды состоит из заглублённых в грунт зданий;
    2. центральное металлическое кольцо вантового покрытия, к которому крепятся предварительно напряжённые высокопрочные стальные тросы, находится не в подвешенном состоянии над спортивной ареной, а свободно расположено на самой высокой опоре защитного сооружения;
    3. покрытие состоит не из двухпоясных вантовых ферм, а представляет собой многопоясную пространственную тросовую конструкцию. При этом, внешне трёх-четырёхпоясная тросовая конструкция покрытия БСЗС похожа на натянутую на здания многослойную стальную паутину.

В целом, в предлагаемых светопрозрачных сооружениях изменилось лишь зрительное восприятие объекта, но внутренняя суть (идея покрытия) осталась такой же, как на «Минск-Арена» и дворце спорта «Юбилейный».
 

Рассмотрим основные отличительные и конкурентные преимущества концепции строительства большепролётных сооружений с многопоясными тросовыми покрытиями: 

       а).  применение в качестве опор для большепролётных многопоясных тросовых покрытий не специально построенных для этого опорных конструкций, но использование подготовленных для опоры основных зданий комплекса БСЗС, позволит максимально снизить стоимость неэффективных затрат на возведение защитного покрытия и одновременно увеличить общую надёжность сооружения;

б).  различная высота опор для многопоясных тросовых покрытий, которая (предпочтительно) постепенно уменьшается от центра БСЗС к опорному контуру, позволит не только улучшить основные показатели несущих тросовых систем, но и обеспечит уклон светопрозрачных покрытий наружу сооружения;

в).  многопоясность тросовых систем, обеспечивает им двояковыпуклость на любых величинах перекрываемых пролётов и даёт возможность, при всех суммарных расчётных нагрузках на систему, исключить любой возможный положительный прогиб покрытия. Кроме этого, все нагрузки (в том числе точечные), действующие на тросовое покрытие, будут рационально и надёжно перераспределяться пространственной многопоясной тросовой системой и будут восприниматься если не всем количеством несущих тросов, то значительной их частью;

г).  пространственное светопрозрачное покрытие содержит многопоясные тросовые системы, состоящие из высокопрочных предварительно напряженных тросов выполненных из стальных проволок и/или углеродных волокон, и расположенную поверх них жесткую рамную конструкцию несущую светопрозрачные элементы. Такая конструкция покрытия не только придаёт тросовым системам дополнительную жесткость, но и обеспечивает надёжность и целостность светопрозрачной оболочки в случаях аварийного выключения из работы отдельных тросов в системах покрытия;

д).  значительная несущая способность многопоясных тросовых систем, а так же обеспеченная их устойчивость и жёсткость, позволяют, в качестве светопрозрачных элементов для покрытия защитного сооружения, использовать любые на выбор (без ограничений) светопрозрачные материалы, а так же размещать на тросовом покрытии всё необходимое оборудование и системы для обеспечения его качественной эксплуатации. При этом теплотехнические, оптические, прочностные и другие свойства применяемых светопрозрачных материалов должны соответствовать тем климатическим и погодным условиям, в которых будет эксплуатироваться БСЗС;

е).  совокупность особенностей устройства и взаимного расположения тросовых и опорных конструкций даёт возможность придавать БСЗС самые разнообразные формы и размеры.


Промышленность России в настоящее время не готова обеспечить поставку всех изделий и материалов отечественного производства, которые необходимы для возведения многопоясных тросовых покрытий. Однако с помощью внедрения идеи многопоясных тросовых покрытий и привлечения лучших специализированных строительных компаний ( например, французской «Freyssinet International & Cie» или японской - «TOKYO ROPE MFG. CO., LTD.» - мировых лидеров в проектировании и изготовлении вантовых конструкций) можно уже сегодня относительно легко построить небольшие светопрозрачные объекты (например, пирамиду высотой 200 м -  рис.1).
Надо сказать, что технология перекрытия больших и сверхбольших пролётов с помощью многопоясных тросовых систем позволяет строить самые разнообразные по объёму, форме и назначению здания и сооружения, в том числе: невиданные по размерам и объёму ангары, производственные цеха, атриумные пространства; крытые легкоатлетические и футбольные стадионы; жилые кварталы накрытые светопрозрачной оболочкой; стеклянные пирамиды высотой до 500 м, в которых можно размещать многофункциональные комплексы объектов недвижимости, большепролётные висячие мосты новой конструкции и др.

Преимущества многопоясных тросовых систем перед традиционными технологиями, применяющимися при перекрытии больших пролётов, должны быть очевидны всем специалистам. Это большая прочность и надёжность, превосходная несущая способность, лёгкость конструкций, возможность перекрывать значительно бОльшие пролёты, лучшая светопропускная способность покрытия, в несколько раз меньшая металлоёмкость конструкций и, как следствие, относительно невысокая стоимость покрытия.
Кроме этого многопоясные тросовые покрытия, применяемые для создания большепролетных сооружений, даже в районах сейсмической активности не будут являться причиной повышенной опасности для людей, так как, при внедрении определённых несложных технических решений, вероятность их обрушения будет практически исключена. Напротив, за счёт своих превосходных прочностных качеств, а так же взаимного расположения и взаимодействия с опорами, тросовые системы позволят в случаях землетрясений обеспечить бОльшую устойчивость опорным высотным зданиям светопрозрачных сооружений.

Огромные пространства атриумов БСЗС могут быть организованы многообразно. Например, в таких атриумных пространствах (с объёмами в миллионы кубических метров) смогут прекрасно разместиться: и самый большой роскошный аквапарк, и полноценный спортивный стадион, и многое другое одновременно. Но без сомнений, большинство светопрозрачных защитных сооружений воспользуется благоприятной возможностью и обязательно разместит в своём внутреннем объёме обширные и уютные ландшафтные сады. Ведь каждый такой вечнозелёный сад даст жителям и гостям защитного сооружения возможность круглогодичного полноценного общения с живой природой: как в самые жаркие летние месяцы, и долгие дождливые дни осени, так и в снежные холодные месяцы зимы.


   Рис 6-7. Центр водных развлечений «Tropical Islands» в Германии


Борцам за сохранение природы должен понравиться тот факт, что при строительстве БСЗС активизируется важнейший процесс неизбежного проникновения живой природы внутрь огромных рукотворных светопрозрачных сооружений. Естественно что, занимая в БСЗС специально подготовленные для неё пространства и образовывая в них ( при активной помощи человека) устойчивые экосистемы, живая природа сможет качественно наполнить собой архитектурные объекты будущего делая их функциональнее и привлекательнее для людей. При этом в организованных людьми пространствах лучших БСЗС, несомненно, произойдёт мутуализм (взаимополезное сожительство) природы и человека. 

 
    Рис 9. Атриум, принадлежащий сети американских отелей «Gaylord Hotels»
 
Представляется, что данное направление в строительстве (возведение БСЗС) должно начать развиваться как квартальная застройка. А одним из самых оптимальных имиджевых вариантов для такой функциональной застройки может послужить упомянутая ранее правильная четырёхугольная ПИРАМИДА (рис.1) со следующими параметрами:
    -   высота пирамиды  - 200 м;
    -   размеры основания - 300х300 м;
    -   площадь основания (территория, защищаемая светопрозрачным покрытием) - 9,0 га;
    -   площадь ограждающих конструкций - 150 000 м2 ; 
    -   геометрический объём пирамиды (П200) - 6,0 миллионов кубических метров (что превышает объём любого построенного людьми светопрозрачного здания).
В таком застеклённом квартале разумно иметь лишь 320 - 450 тыс квадратных метров полезных площадей занятых под коммерческую и жилую недвижимость, и расположенных, в основном, в опорных зданиях светопрозрачного сооружения, а остальной объём – это многофункциональные атриумы.
Для сравнения - при увеличении высоты идеальной пирамиды П200 (3:4:5)  всего на 50 метров, параметры П250 составят : высота - 250 м; основание – 375х375 м; Sосн = 14,1га; Sостекл = 235,0 тыс.кв.м. 
При этом, что является особенно привлекательным, произойдёт почти двукратное увеличение внутреннего объёма светопрозрачного сооружения, который в этом случае будет равен - 11,7 млн. куб м. !! , а количество площадей занятых под коммерческую недвижимость возрастёт уже до 1,0 млн. квадратных метров.

  
Рис 10. Атриум, принадлежащий сети американских отелей «Gaylord Hotels»



Рассмотрим основные положительные свойства БСЗС и результаты, которые мы получим при их строительстве.

Очевидно, что их немало :  экономическая и экологическая привлекательность проекта; устойчивое развитие искусственной среды обитания человека, тесно связанное с природным окружением и обеспечением высокого качества жизни людей; улучшение экологической обстановки в существующих мегаполисах и образование нового типа экогородов; возможность строительства БСЗС в самых различных климатических районах и появление новых направлений для технического прогресса. Но главный результат строительства экоустойчивых большепролётных светопрозрачных сооружений - расширение и улучшение комфортной среды обитания человека без негативных последствий для природы.

1. Строительство БСЗС оправдано не только как способ защиты людей, а также зданий и прилегающей к ним территории (находящимся во внутреннем объёме сооружения) от большинства негативных внешних воздействий, но и чрезвычайно экономически привлекательно и эффективно. Так стоимость возведения светопрозрачного покрытия защитного сооружения не превысит 4-5% от сметной стоимости строительства всего БСЗС, а площадь ограждающих конструкций светопрозрачного сооружения при этом уменьшится на 20% и более, относительно суммы площадей ограждающих конструкций всего комплекса внутренних зданий.[2]
Естественно что, чем больше объём БСЗС, тем больше эти показатели будут улучшаться, то есть, соотношение стоимости защитной оболочки к сметной стоимости строительства всего сооружения будет уменьшаться, а экономический эффект при эксплуатации светопрозрачного сооружения будет неизменно увеличиваться (от привлекательного изменения процентного соотношения площадей ограждающих конструкций и других показателей, рассмотренных ниже). 
Это значит, что затраты на строительство комплекса зданий (например, жилого микрорайона) и такого же комплекса зданий, но накрытого светопрозрачным куполом, будут приблизительно одинаковы.
Одновременно с этим для специалистов должно быть понятно, что все ветровые нагрузки действующие на сооружение, будут восприниматься светопрозрачным тросовым покрытием и передаваться на внутренние высотные опорные здания большей частью в виде вертикальных составляющих этих нагрузок (горизонтальные составляющие нагрузок воспринимаются опорным контуром сооружения). Если учесть это благоприятное обстоятельство, то в проекте БСЗС можно будет существенно упростить дорогостоящие конструктивные решения, обеспечивающие необходимую жесткость и устойчивость внутренних опорных высотных зданий. Вместе с этим дальнейшее удешевление строительства светопрозрачного сооружения произойдёт за счёт разумного уменьшения теплоизоляции и веса ограждающих конструкций внутренних опорных зданий БСЗС, упрощённой их наружной отделки и др. подобных нюансов. Нет сомнения, что все подобные мероприятия в перспективе позволят так оптимизировать строительство БСЗС, что построить комплекс зданий накрытых светопрозрачным куполом окажется значительно дешевле, чем строительство в идентичных условиях такого же комплекса зданий, но без защитного купола. 
Положительный экономический эффект, получаемый при эксплуатации БСЗС, будет достигаться за счёт улучшения множества эксплуатационных параметров и показателей сооружения, а так же значительного снижения прямых эксплуатационных затрат. При этом для подобных объектов, построенных в различных климатических районах, экономический эффект будет особенно ощутим: в холодном климате - в зимнее время года, а в жарком климате - летом. 
Но самое главное - БСЗС смогут круглый год обеспечивать ощущение комфорта и безопасности у находящихся в них людей - как внутри зданий, так и в окружающих здания атриумных пространствах;

2. Чем больше внутренний объём БСЗС, тем лучшую возможность имеет это сооружение для создания и поддержания в своём внутреннем объёме стабильной и сбалансированной системы важнейших элементов и показателей, гарантирующих комфортную и безопасную среду для жизнедеятельности людей, а значит тем проще и дешевле поддерживать в таком сооружении заданные параметры. Известно, что инженерные системы (например, система рекуперации воздуха и др) при больших объёмах помещений значительно более эффективны, так как дешевле в производстве и экономичнее в эксплуатации (в пересчёте на м2 полезной площади). 
Значительная площадь покрытия БСЗС, создаёт возможность для сбора ливнёвых вод и дальнейшего их использования на все технические нужды, что позволит резко снизить потребление сооружением воды питьевого качества. А перепад высот большого светопрозрачного сооружения позволит лучше использовать эффект естественной тяги при организации вентиляции внутреннего пространства БСЗС. Кроме этого, внутренний тёплый воздух большого защитного сооружения, создавая подъёмную силу (согласно закону Архимеда), в определённой мере, снизит нагрузки от веса светопрозрачного покрытия на фундаменты опорных зданий сооружения.
Важно и то, что человек, находясь во внутреннем пространстве большого сооружения (с объёмом атриумов более 1 млн кубических метров), уже не будет ощущать замкнутости окружающего его пространства;

3. В жарком климате БСЗС, благодаря замене части своего светопрозрачного покрытия на солнечные батареи, смогут не только способствовать выработке необходимой для сооружения электроэнергии, но, одновременно, за счёт частичного затенения внутреннего пространства, экономить значительные энергоресурсы на снижении потребности в кондиционировании воздуха. Эффективность создания комфортной среды внутри БСЗС будет обеспечиваться, в этом случае, за счёт автоматического регулирования количества солнечной энергии, проникающей через светопрозрачное покрытие внутрь защитного сооружения, при помощи специальных систем затенения, светоотражения, светопреломления и других, оборудованных на светопрозрачном покрытии, а также активным внедрением атермальных покрытий. При расположении светопрозрачного покрытия на определённой высоте над землёй, как само покрытие, так и размещённое на нём оборудование, за счёт свойств света (отражения, преломления, дифракции и интерференции), становятся зрительно малозаметны для находящихся в сооружении людей.

 
Рис 11.  Атриум, принадлежащий сети американских отелей «Gaylord Hotels»

4. В районах крайнего севера и Сибири БСЗС смогут круглогодично защищать людей (в первую очередь детей) находящихся внутри сооружения не только от непогоды, низких температур окружающего воздуха, но и многочисленных кровососущих насекомых. Для защиты от снежных заносов на светопрозрачном покрытии предусмотрены специальные и весьма несложные снегоочистительные механизмы и широко используемые сегодня системы антиобледенения. Строительство БСЗС создаст огромные возможности для энергосбережения, в том числе применением так называемых низкопотенциальных источников тепла, осуществлением рационального режима входа-выхода в сооружение, обеспечением контроля над герметичностью внешнего контура светопрозрачного сооружения путём исключения бесконтрольных действий людей влияющих на режим сохранения тепла. Практическая реализация концепции строительства БСЗС сможет сделать наши северные города оазисами комфортного микроклимата, цветущими вечнозелеными садами в окружении вьюг и морозов, и явиться очень привлекательной моделью для развития перспективных территорий, ещё необжитых из-за сурового климата. Светопрозрачными многопоясными тросовыми системами можно перекрыть и спортивные стадионы, которые в России этого уже давно ждут (при этом светопрозрачное покрытие может быть выполнено раздвижным);

5. Жителей БСЗС не может не обрадовать пространство, в котором исчезнут автомобили (такие привычные, но такие ненавистные многим горожанам), а их место займут, в случае возникшей необходимости, экологически чистые: миниэлектромобили, велосипеды, движущиеся дорожки, наклонные лифты или другие виды внутреннего транспорта. Неэкологичные транспортные средства, предусмотренные для внешних поездок, будут размещаться на внешних парковках (предпочтительно подземных) в зданиях опорного контура БСЗС, что приведёт к улучшению экологической обстановки дворовых пространств.
Атриумы светопрозрачных сооружений обязательно вернут нашим дворам их былую актуальность и востребованность, как вновь созданное очаровательное во многих отношениях общественное пространство. Сегодня дворы многоэтажных жилых комплексов наших городов в своём большинстве неуютны, грязны и плотно заставлены автомобилями, поэтому пребывание в них совершенно не располагает человека к приятному времяпровождению: ни в добром общении с друзьями и соседями, ни в играх с детьми, ни в занятиях спортом. Неудивительно, что большинство горожан, проживающих в кварталах многоэтажной застройки, старается, по возможности не задерживаясь быстрее покидать эти некомфортные пространства у своих домов, а свободное время предпочитает проводить в других местах, зачастую расположенных достаточно далеко от дома.

6. Востребованность БСЗС обязательно приведёт к мотивированному развитию сопутствующей данному виду строительства научной мысли направленной на: появление новых материалов и технологий, обеспечение полной энергетической независимости сооружений от внешних источников снабжения, внедрение высокотехнологичных устройств, которые автоматически (в соответствии с внешними и внутренними условиями) будут задавать и отслеживать режимы работы всех инженерных систем сооружения, развитие прочих положительных особенностей и свойств данных объектов, оправдывающих понятие «intelligent building»;

7. В будущем, при развитии соответствующих технологий и возникшей потребности, во внутреннем пространстве БСЗС, для жильцов могут быть обеспечены искусственно созданные и безопасные явления природы: колебания температур внутри дня, любые режимы освещённости, движение воздуха напоминающее ветер, дождь по расписанию, избранные запахи и звуки природы и др.





  18-ти этажный атриум отеля «Gaylord Hotels» на берегу Потомака в пригороде города Вашингтон ( США)
 


8. Строительство БСЗС по многим критериям наилучшим образом вписывается в актуальную сегодня идею «Зелёного строительства» (Green Buildings) и будет способствовать не только улучшению качества строительных объектов, но и сохранению окружающей среды.
При этом строительство БСЗС поможет решить следующие важные задачи принципов «Устойчивого развития» и требований «зеленых стандартов» (в т.ч. LEED, BREEAM, DGWB) :
   --   Снижение уровня потребления энергетических и материальных ресурсов зданиями;
   --   Снижение неблагоприятного воздействия на природные экосистемы;
   --   Обеспечение гарантированного уровня комфорта среды обитания человека;
   --   Создание новых энергоэффективных и энергосберегающих продуктов, новых рабочих мест в производственном и эксплуатационном секторах;
   --   Формирование общественной потребности в новых знаниях и технологиях в сфере возобновляемой энергетики;

  9. Новые экогорода в будущем, думается, будут состоять в основном из расположенных вблизи друг к другу и максимально автономных БСЗС (с примерными размерами в плане от 150х150 метров до 1000х2000 метров и более). Такие светопрозрачные сооружения будут построены среди живой природы и вписаны в естественный ландшафт, а также связаны между собой и с другими городами самыми современными высокоскоростными транспортными коммуникациями.  Очень вероятно, что это приведёт не только к полному отказу многими жителями экогородов будущего от личных транспортных средств, из-за их ненадобности, но так же сможет навсегда устранить все места опасного пересечения потоков людей с потоками автомобилей.




   Рис 14-15. Атриумы, принадлежащие сети американских отелей «Gaylord Hotels»


10. Размещение многофункциональных комплексов объектов недвижимости в БСЗС (объединяющих под одной светопрозрачной крышей жилые, детские, образовательные, офисные, научные, торговые, спортивные и др. помещения, учреждения и здания ), построенных вне пределов крупных городов, позволит уже сегодня сделать их привлекательными для активной и успешной части населения мегаполисов и, как следствие, снизит чрезмерную скученность населения на территориях этих городов, а также уменьшит внутригородские транспортные потоки.
К сожалению, современная архитектура, не только не думает об этом, но, как специально, провоцирует своими иногда непродуманными высотными проектами и чрезмерным уплотнением городской застройки дальнейшую концентрацию населения в отдельных точках уже и так излишне перенаселённого пространства.


Вывод:

Таким образом, реализация в полной мере этой идеи - массового строительства защищенных надёжными светопрозрачными оболочками объёмных экологичных пространств – обязательно приведёт к улучшению качества строительных объектов и одновременному сохранению окружающей природной среды. При этом не только реализуются новые перспективные возможности для улучшения комфорта и безопасности жизни человека, но со временем произойдёт значительное улучшение экологичности, энергетической целесообразности и общей привлекательности существующих городов.
Это новая архитектура! И естественно, что нашему сознанию совсем непросто оценить и понять всю её актуальность и простоту, а также прочувствовать все положительные особенности и преимущества новой жизни. Но так как это совсем не голая теория или фантазия на тему предполагаемого далёкого будущего, а понятные и осуществимые решения для осмысленных практических действий сегодняшней архитектуры на пути к этому лучшему будущему, то хочется верить, что перемены не за горами и за такими (и аналогичными) сооружениями наше будущее.
Вот только будет жаль, если большепролётные светопрозрачные защитные сооружения начнут возводить раньше в других развитых странах, а в Россию они попадут как очередной иностранный продукт.

Санкт-Петербург
28.12.2012 г


  Рис 16. Атриум одного из отелей в Санкт-Петербурге
 

Примечания:

[1].   Евразийский патент на изобретение за №016435 - «Защитное сооружение с большепролётным светопрозрачным покрытием» (http://www.eapatis.com/ruSearch/ms.exeData/EAPO/eapo2012/PDF/016435.pdf);

[2].   Расчёты по относительно небольшой 200 метровой пирамиде ( с которой бы и хотелось начать строительство таких сооружений) показывают, что суммарная площадь ограждающих конструкций лишь опорных зданий пирамиды ( которые в связи с конструктивной необходимостью в качестве опор светопрозрачного покрытия ПИРАМИДЫ размещены под её гранями и в опорном контуре – см. ниже эскизный план пирамиды, где цифрами 1,2,3 обозначены опорные здания покрытия) превысит площадь ограждающих конструкций самой пирамиды более чем на 30 % . Площадь поверхности пирамиды составляет 150 000 м2,  суммарная площадь ограждающих конструкций внутренних опорных зданий пирамиды  - 217 500 м2 .
При этом известно, что затраты на отопление здания зависят не от внутреннего объёма его помещений, но лишь от необходимости постоянного восполнения количества совершаемых зданием вынужденных теплопотерь. А так как бОльшая часть теплопотерь напрямую зависит от площади и качества ограждающих конструкций здания, то, решив задачи создания эффективных светопрозрачных покрытий с низкими коэффициентами теплопроводности и значительного уменьшения общей площади ограждающих покрытий в нашем сооружении, мы обеспечим экономию энергоресурсов при его отоплении и кондиционировании.

Светопрозрачные сооружения значительно бОльшего объёма смогут снижать площади ограждающих конструкций защитного сооружения, относительно суммарной площади ограждающих конструкций внутренних зданий, в несколько раз.



Список иллюстраций: 

Рис 1.  Светопрозрачное защитное сооружение в виде ПИРАМИДЫ высотой - 200 м;
Рис 2.  Торгово-развлекательный комплекс «Хан-Шатыр» в г. Астана;
Рис 3-7.  Центр водных развлечений «Tropical Islands» в Германии; 
Рис 8.  Возможный пейзаж пространства большого атриума БСЗС;
Рис 9-15. Атриумы, принадлежащие сети американских отелей «Gaylord Hotels»;
Рис 16.  Атриум одного из отелей в Санкт-Петербурге;
Рис 17.  Эскизный план защитного сооружения в виде ПИРАМИДЫ высотой - 200 м;
Рис 18.  Защитное сооружение куполообразной формы со светопрозрачным покрытием.


Список используемой литературы: 

     1.  Marcus Vitruvius Pollio, de Architectura — труд Витрувия в английском переводе Гвилта (1826);
     2.  Л Г. Дмитриев, А. В. Касилов. «Вантовые покрытия». Киев. 1974 г ;
     3.  Зверев А.Н. Большепролетные конструкции покрытий общественных и промышленных зданий. СПб ГАСУ - 1998 г ;
     4.  Кирсанов Н.М. Висячие и вантовые конструкции. Стройиздат - 1981 г ;
     5.  Смирнов В.А. Висячие мосты больших пролетов. Высшая школа. 1970 г ;
     6.  http://ais.by/story/3512  - Вантовое покрытие многофункциональной спортивно-зрелищной арены (Архитектура и строительство №11 2009  г. Минск);
     7.  Евразийский патент № 016435 - Защитное сооружение с большепролётным светопрозрачным покрытием - 2012 г ; 
     8.  http://blog.dp.ru/post/3969/ - Большепролётные светопрозрачные защитные сооружения. Путь к комфортной и безопасной жизни ( «Деловой Петербург» СПб. 2012 г);
     9.  http://blog.dp.ru/post/4003/  - Атриумы - как основа городской архитектуры будущего России. Атриумные здания и сооружения (сайт «Деловой Петербург» СПб. 2012 г ); 
     10.  http://www.un.org/ru/development/sustainable/csd.shtml - ООН и устойчивое развитие;
     11.  http://www.leed.net/- LEED.net;
     12. «Повестка дня на XXI век» - Конференция ООН по окружающей среде и развитию,  Рио-де-Жанейро, 1992 г .



Краткие данные о проекте и его коммерческом использовании.

1.      Решаемая задача, назначение

Строительство светопрозрачных большепролетных экосооружений с целью создания в них значительного по размерам и объёму комфортного и безопасного пространства для жизнедеятельности людей, а так же их долговременной защиты от большинства неблагоприятных воздействий внешней среды;

2.      Продукт/услуга ( получение прибыли).

    Продажа и/или сдача в аренду вновь построенной коммерческой недвижимости самого различного назначения находящейся под защитной светопрозрачной оболочкой большепролётных сооружений;

3.      Преимущества по сравнению с аналогами, наличие конкурентов.

    Большепролётные защитные экосооружения могут иметь разнообразные формы и размеры, они значительно дешевле в строительстве и экономичнее в эксплуатации, но при этом надёжнее и проще по конструктивной схеме (существуют и многие др. преимущества). Конкуренции на данный момент нет.

4.      Стадия реализации проекта (возможность организации производства).

      Проект можно реализовывать уже сегодня. Основные технологии, оборудование, материалы и необходимые специалисты есть на строительном рынке, но потребуются некоторые расчёты и конструкторские проработки отдельных узлов, а также внедрение некоторых инновационных систем и материалов;

5.      Предполагаемые экономические показатели, в том числе суммы необходимых инвестиций, предполагаемые сроки окупаемости и прибыль.

      Коммерческий успех проекта во многом зависит от того, насколько качественно будет продумана концепция реализации проекта и особенно его маркетинговая политика. При грамотной организации маркетинговой деятельности по проекту он может окупиться (и принести достаточную прибыль) ещё до начала строительства. 
      Для успеха проекта важен выбор параметров объекта и особенно его будущее место расположения.  Например, небольшой по размерам объект – в виде правильной остеклённой пирамиды высотой 200 метров  -  будет иметь:  9,0 га внутренней территории (накрытой светопрозрачной оболочной и защищённой от внешней среды) и не менее 320 тыс.м2  надземных коммерческих площадей внутренних помещений многоэтажных зданий.
 Стоимость строительства объекта составит от 400 - 450 млн. дол. США. Время реализации  3-4 года

6.    Евразийский патент №016435  «Защитное сооружение с большепролётным светопрозрачным покрытием» (http://www.eapatis.com/ruSearch/ms.exeData/EAPO/eapo2012/PDF/016435.pdf,
- расширенная международная заявка РСТ, 
- некоторое количество ноу-хау технических решений.

7.      Доп информация:

http://lstps.3dn.ru/ ;   s.alekseev3@gmail.com