CC BY
56
Вестник Евразийской науки / The Eurasian Scientific Journal https://esi.today 2018, №2, Том 10 / 2018, No 2, Vol 10 https://esj.today/issue-2-2018.html URL статьи: https://esj.today/PDF/34SAVN218.pdf Статья поступила в редакцию 27.03.2018; опубликована 20.05.2018 Ссылка для цитирования этой статьи:
Воробьева А.М. Исторический опыт создания объектов с искусственным микроклиматом // Вестник Евразийской науки, 2018 №2, https://esj.today/PDF/34SAVN218.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ.
For citation:
Vorobeva А.М. (2018). Historical experience of creation of objects with an artificial microclimate. The Eurasian Scientific Journal, [online] 2(10). Available at: https://esj.today/PDF/34SAVN218.pdf (in Russian)
УДК 712 ГРНТИ 67.25.21
Воробьева Александра Максимовна
ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет», Ростов-на-Дону, Россия Заведующая кафедрой «Градостроительство и проектирование зданий»
Кандидат архитектуры, профессор E-mail: [email protected]
Исторический опыт создания объектов с искусственным микроклиматом
Аннотация. Статья посвящена анализу возникновения и развития объектов с искусственным микроклиматом, создаваемых людьми на всех исторических этапах развития цивилизации. Автором выявлены причины возникновения сооружений с искусственным климатом; проведены исследования и определены временные этапы развития таких специализированных сооружений; рассмотрены особенности их конструктивного решения в зависимости от поставленных задач и приемы технологических решений в зависимости от этапов развития цивилизации. В статье показаны страны, активно развивающие это направление в Европе. Затрагиваются процессы формирования этого направления на территории России. Впервые уделено внимание сооружению таких объектов в южном регионе, строительство которых для проживающих на этой территории не было обусловлено жизненной необходимостью.
В статье рассмотрен процесс формирования конструктивных особенностей зданий с искусственным микроклиматом как при проектировании, так и при их возведении. Выявлены основные временные этапы их развития, приведены примеры наиболее значимых того времени; выявлена архитектурная школа, специализирующаяся на строительстве данных сооружений.
Ключевые слова: архитектура объектов; функция зданий и сооружений; оранжерея; зимние сады; искусственный микроклимат; материалы; конструкции
Архитектурная деятельность человечества всегда подчинялась законам природы и климатическим условиям территории. Об этом свидетельствуют различные типы объектов, имеющих как жилую, так и общественную функции. Даже на крайнем севере, в зоне с экстремальными климатическими условиями, на защищенных от снега и льда участках территорий эскимосы размещали куполообразные ледяные хижины - «иглу», напоминающие по форме некоторые современные архитектурные формы купольных объектов. Такие «иглу» имели разную функцию, тесно прижимались друг к другу и имели один главный вход.
В других климатических условиях, например, в жаркой и болотистой южной Флориде объекты любого функционального назначения сооружались на высоких столбах и не имели стен. Такой принцип архитектуры сооружений обуславливался необходимостью усиления ветрового режима, что обеспечивало оптимальные условия для проживания. Вместе с тем, в каждом из приведенных примеров прослеживается попытка разных народов, говоря современным языком, создать более благоприятный микроклимат для проживания.
Приспособившись к природным условиям, люди пытались создавать вокруг своего жилища сады, которые имели как художественное, так и утилитарное значение. Есть информация о том, что в результате колониальных завоеваний наряду с рабами привозили большое количество экзотических растений, которые стоили больших денег. Так, например, царица Хатшепсут гордилась тем, что велела привезти «тридцать одно растущее ладанное дерево из стран благовоний», расположенных у Красного моря. Растения требовали создания благоприятных условий для их произрастания и приспособления к новым условиям [1].
Для того, чтобы сохранить и акклиматизировать растения в определенной климатической зоне, стали создаваться специальные объекты с искусственно созданным микроклиматом. В последствии они получили название - оранжереи (от франц. orange -«апельсин»). Они представляли собой стеклянные помещения, в которых выращивались цитрусовые растения и содержались животные, привезенные из других стран. Первые оранжереи представляли собой деревянные или каменные строения с большим количеством увеличенных боковых окон и непрозрачными крышами, из-за чего освещение внутри помещения было неравномерным. В таких помещениях получить высокий урожай тропических плодов не представлялось возможным. Особый микроклимат позволяли создавать специальные отопительные системы. По описаниям, такие системы представляла собой спиральные дымоходы, встроенные в кирпичные стены. Более простой способ отопления оранжереи предполагал наличие в помещении больших напольных ям, в которые укладывался горячий уголь.
В Европе распространение оранжерей пришло после XVI в. Так, в летопись вошел знаменитый прием голландского короля Вильгельма. Дело происходило зимой, но слуги сумели так утеплить помещение, что в нем даже в сильный мороз росли цветы и деревья. Атмосфера пришлась по вкусу всем присутствовавшим, и вскоре мода на зимний сад распространилась по всей Голландии. А вскоре каждый европейский монарх считал своим долгом разместить во дворце красивую оранжерею с необычными растениями. Для контроля процесса приходилось нанимать не только садовников, но и настоящих архитекторов [2].
Впервые в 1599 году была построена крупная оранжерея в провинции Лейден в Южной Голландии на территории Ботанического сада. Она получила название - «Померанцевый домик». Позже, в XVII веке оранжереи появились в Амстердаме (Голландия), Париже (Франция) и в Санкт-Петербурге (Россия). Оранжереи того времени строились из дерева или камня, имели непрозрачные крыши. Поскольку освещенность в таких оранжереях была недостаточной для вызревания плодов, они использовались большей частью для прогулок и любования растениями. Здесь высаживались растения, отличающиеся высокими декоративными показателями. Для них плодоношение не являлось главной задачей. В
праздники сюда приглашали гостей. Хозяева очень гордились своими оранжереями, поскольку их наличие указывало на состоятельность владельца.
В оранжерее Версаля, построенной при Людовике XIV по проекту архитектора Жюля Ардуэн-Монсара (1684-1686), усовершенствовали технологию содержания растений. В оранжерее открывали окна, чтобы постоянно проветривать помещение. За счет усиления аэрации снижалась влажность воздуха. Один раз в месяц вручную поливали почву в кадках с деревьями. Созданный микроклимат позволял здесь комфортно чувствовать себя посетителям. Об этом говорит тот факт, что помимо защиты растений от холода, оранжерея временно использовалась любительским театром Марии Антуанетты. Здесь осуществлялись театральные постановки до тех пор, пока не был построен театр в Трианоне [3].
Оранжерея, созданная по приказу «короля-солнце», существует в Версале и по сей день. В ней так же, как и много лет назад, выращивают любимые апельсиновые деревья Людовика XIV. Она располагается под партером, известным как Южный партер.
Остекление крыш в оранжереях впервые стали делать в Англии. Прозрачные крыши позволили обеспечить свободное проникновение солнечных лучей, что способствовало улучшению микроклиматических условий внутри оранжереи, нормализации условий для роста и развития растений. А позднее, стеклянными стали и стены оранжерей. Так, всемирно известный Хрустальный дворец Джозефа Пакстона был возведен в 1850-1851 годах из чугуна и стали к Всемирной выставке в Лондонском Гайд-парке. Площадь выставочного зала занимала свыше 90 000 кв. м, протяженность здания оранжереи составляла 564 м, и высота достигала 33 м. Вместимость оранжереи составляла 14000 посетителей. Идея Пакстона, использовать для строительства модульные конструкции из железных и деревянных элементов, по тем временам была передовой. Она позволила значительно сократить сроки строительства, а впоследствии, перенести Хрустальный дворец в лондонское предместье Сиднем-Хилл, где он был уничтожен пожаром и уже не восстанавливался [4].
Система водяного отопления теплиц и оранжерей была впервые разработана и реализована в начале XIX века в Голландии. А в 1802 году в Англии впервые было использовано воздушное отопление оранжереи - древесная кора. Уложенная в длинные желоба, она при гниении обогревала и увлажняла воздух в парниках, предназначенных для выращивания орхидей и других тропических растений. Но, кроме систем отопления в оранжереях, была разработана система вентиляции, обеспечивающая проветриваемость помещения свежим воздухом. К технологическим новинкам можно отнести также применяемые в это время приспособления для затенения оранжереи в жаркий период [5].
В XIX веке начинают развиваться новые технологии, которые позволяют индустриально выпускать листовое стекло и металлические конструкции. Это значительно снизило стоимость строительства оранжерей и, как следствие, быстрое развитие зимних садов. Однако, зимние сады продолжают преимущественно иметь декоративное назначение. Одним из первых архитекторов, который занимался проектированием и созданием зданий зимних садов, был немецкий дизайнер и теоретик архитектуры Вальтер Гропиус. Он хотел запроектировать сооружение таким, чтобы по его внешнему виду можно было сразу определить его назначение. Таким он создал помещение на вилле Армина в Помперне в стиле необарокко. Все здание сделано из стекла. А позже, теоретик архитектуры Франк Ллойд Райт выдвинул концепцию перетекающих пространств при строительстве, согласно которой объемы здания и природа должны быть взаимно проникающими. И это концепция очень хорошо ложилась на принципы проектирования зимних садов.
Из стекла и бетона в конце XIX - начале ХХ столетия в Европе было построено много оранжерей, получивших названия Пальмхаус (дома пальм). Одним из первых таких домов был
дом, построенный в садах Кью в Англии архитектором Децимусом Бертоном и металлургом Ричардом Тернером в 1844-1848 годах. Это было первым крупным оранжерейным сооружением, в котором использовалась кованная сталь. Эта постройка позволила значительно расширить возможности их использования, выращивать в них большой ассортимент тропических растений, в том числе, пальм.
В 1882 году Пальмовый дом был построен императором Францем Иосифом на территории дворца Шёнбрунн. Он является самым большим павильоном в парке Шёнбрунна. Высота центральной части составляет 28 метров, длина всего сооружения 113 метров (рис. 1). Позже, в начале ХХ в. в Вене появляется еще один Дом пальм в парке дворцового комплекса Хофбург. Оно было построено из стекла в виде тоннеля в стиле модерн на территории дворцово-паркового комплекса Хофбург (Австрия), которое после реставрации одной из частей сейчас превращено в дом бабочек (рис. 2).
Первый зимний сад (оранжерея), доступный для посетителей, был открыт в 1820 г. в Лейпциге. В планировочной структуре оранжереи выделялись различные функциональные зоны: зона ботанического сада, торговая зона, зона кофейни. В ботаническом саду насчитывалось около 25 тыс. единиц растений, привезенных из разных мест и интродуцированных. Постепенно зимние сады превратились в место светских развлечений. Характерной особенностью зимних садов являлся способ посадки растений. Вначале растения высаживались в кадки и располагались либо регулярно, либо композиционными группами.
В России широко были распространены закрытые веранды, которые можно назвать особым видом зимнего сада. Они защищались от ветра и дождя стеклянными поверхностями и здесь, нередко, размещались растения в кадках. В летний период они выносились на улицу. В начале XVIII века, после основания Петром I Санкт-Петербурга, поступил указ о строительстве двух оранжерей. Первая оранжерея заложена в 1704 году вместе с Летним садом. Она была сооружена из камня и использовалась в утилитарных целях. Вторая оранжерея была создана чуть позже в Аптекарском огороде (Императорский Ботанический сад). Сегодня бывший Аптекарский сад принадлежит Ботаническому институту им. В.Л. Комарова и на его территории площадь оранжерей составляет 1 га. В коллекции института находится более 7,5 тысяч растений разных видов [7].
Во второй половине XVIII века оранжереи стали строиться во дворцах и усадьбах. Одни теплицы являлись продолжением покоев вельмож, а другие - возводились со светопрозрачной крышей отдельным сооружением. Наиболее известные усадьбы-оранжереи: Царицыно, Поречье, Архангельское, Кусково, сады А.П. Демидова в Москве, А.К. Разумовского в Горенках. Остекленные крыши в России появились и в крупных торговых комплексах, таких как ГУМ на Красной площади (1890 г.) или Петровский пассаж (1906 г.). В пассаже перекрытия над торговыми рядами представляло собой полуцилиндрические стеклянные своды, сооруженные по проекту знаменитого русского инженера В.Г. Шухова [8].
Рисунок 1. Современное состояние Пальмового дома (фото автора)
Пальмовый дом был построен во дворце Шёнбрунн (Австрия) в 1882 году Францем Ксавером Зенгеншмидтом совместно с инженером Зигмундом Вагнером и конструктором Игнацем Гридлом. Он представляет собой три застекленных павильона, в каждом из которых свой микроклимат помещений и представлены растения умеренной, холодной и тропической зон. Оранжерея представляет собой уникальное достижение инженерного искусства своего времени. Общая длина железной конструкции составляет 110 метров, ширина - 30 метров. И сегодня она является одной из самых больших оранжерей Европы.
Рисунок 2. Дом бабочек в Вене. Современное состояние оранжереи (фото автора)
Оранжерея в саду дворца Хофбург (Вена, Австрия) была построена в 1901-1905 годах в стиле «югендштиль» (нем. «молодой стиль») для разведения пальм. К концу ХХ в. одна из ее частей была отреставрирована. В ней созданы тропический лес в миниатюре, искусственный «природный водопад», организовано движение пешеходов в двух уровнях со смотровой площадкой.
Развитие садово-паркового искусства на юге России нельзя отделить от основных этапов его развития в стране в целом. Провинции следовали за столицами, как правило, каждая в своем
временном интервале. Но сооружения оранжерей и зимних садов началось значительно позднее - в конце XIX - начале ХХ веков. Они представляли собой сооружения для коллекций растений в Ботанических садах и промышленные оранжереи для выращивания овощей, теплолюбивых растений, посадочного материала, цветочной продукции и т. п. [9].
В садах и парках территории юга такие постройки использовались для выращивания посадочного материала для собственных нужд. Известно, что первый общественный сад на юге России появился в Таганроге в 1776 году. А по ходатайству А.П. Чехова в 1887-1895 гг. в парке появились оранжереи, парники и цветники, а спустя год он был реконструирован [10].
Крупные социальные перемены в России привели к изменению самого принципа создания парков. В социалистической России стали создаваться парки культуры и отдыха, основной функцией которых было просвещение народных масс. Основными функциональными зонами парка были культурно-просветительская зона, зона массовых мероприятий. Спортивно-оздоровительная зона, зона отдыха детей, зона тихого отдыха. В них создавались небольшие оранжереи для выращивания посадочного материала только для самого парка. Как правило, они находились в хозяйственной зоне, приближенной к транспортной артерии. Так, например, центральный парк культуры и отдыха им. Горького в городе Ростове-на-Дону сформировался на овражной территории и был организован в двух уровнях. Переброшенный через овраг мостик является важной видовой точкой. Отсюда можно увидеть два цветочных ковра нижнего парка, которые в течение многих лет являлись гордостью парка. Каждый год рисунок цветника ковра отражал новую тематику. И ковровые цветочные композиции партеров нижнего сада составляли его гордость. Тему цветочного ковра разрабатывали садовники парка. А рассаду почвопокровных и однолетних растений выращивали в местной теплице. Весной они переносились на партеры нижнего парка [10].
В период мировых войн зимние сады пришли в упадок в виду дороговизны их содержания. И только во второй половине ХХ века они стали включаться в проекты жилых и общественных зданий.
Анализ исторического опыта создания объектов с искусственным микроклиматом показывает, что во все исторические времена люди приспосабливались к климатическим условиям региона при создании не только жилищ, но и специальных объектов. Основной целью создания таких объектов было как создание благоприятной эстетической среды для своего окружения, так и решения утилитарных задач путем выращивания различных овощей и фруктов.
Первые сооружения с искусственным микроклиматом появились в Европе в ХУ1 столетии. И к концу ХУ11 столетия они стали обязательным сооружением в садах при замках европейских правителей и великосветской аристократии. В ХУ11-Х1Х такие получили распространение по всему миру. В период разразившихся мировых войн в Европе интерес к этим постройкам снизился до минимума. И только с середины ХХ столетия они вновь получили свое развитие.
Сооружения с искусственным микроклиматом сооружались как отдельными объектами на территории, так и включались в проекты зданий различного функционального назначения (жилых, общественных, промышленных). Они получили названия - оранжереи и зимние сады. Первые оранжереи представляли собой каменные строения, а впоследствии, они стали выполняться из стекла и металла. Развитие технических возможностей позволяло на протяжении долгих лет совершенствовались их инженерные системы и создавать микроклимат внутри помещений, позволяющий выращивать различные виды растений.
ЛИТЕРАТУРА
1 Жирнов А.Д. Искусство паркостроения. Львов, «Вища школа», 1977, С. 208.
2 Галимова Л. Оранжерея Спасского - хозяйственный и историко-культурный элемент русского усадебного комплекса. Ж. «Мир Искусств», № 4(16), 2016, с. 48-62.
3 Baraton A., Walks in the gardens of Versailles, 2010, s. 29.
a. Всеобщая история архитектуры. В 12 томах - М., Стройиздат, 1972, Т.10, с. 156.
4 Рычкова Ю. Зимний сад и витражи. ЛитРес. 2005, С. 405.
5 Вена. Искусство и история. ДЕЛИЯ МЕТ-КОН., FLOW TAST, 1993 - C. 130.
6 Гельтман Д.В. Непростое объединение Ботанического сада и Ботанического музея в Ботанический институт // Историко-биологическое исследования. - 2014. - Т.6., №3, - С. 35-60.
7 Шухова Е.М. Владимир Григорьевич Шухов. Первый инженер России. - М.: Издат. МГТУ, 2003, С. 368.
8 Воробьева А.М. К истории развития городских общественных садов Нижнего Дона. сб. «Архитектурно - художественное образование России на рубеже веков», тезис, докл. Научно-практ. Конференции, Ростов-на-Дону, 2000.
9 Воробьева А.М., Влияние историко-социальных условий на развитие садово-паркового искусства в городах юга России. АРХИТЕКТУРА, ГРАДОСТРОТЕЛЬСТВО, ДИЗАЙН. Материалы XVI научно-практической РААИ. - 2002, Ростов-на-Дону: Рост. гос. акад. арх. и иск-ва, 2014.
10 Vorobeva А. Modern public parks based on Southern Russian cities in relation of the historical aspects and transformation of their natural landscape. TASTING THE LANDSCAPE, 53 IFLA WORLD CONGRESS, TORINO, ITALY, 2016 - p. 350.
Vorobeva Aleksandra Maksimovna
Don state technological university, Rostov-on-Don, Russia
E-mail: [email protected]
Historical experience of creation of objects with an artificial microclimate
Abstract. The article is devoted to the analysis of the origin and development of objects with an artificial microclimate, created by people at all historical stages of civilization development. The author identifies the causes of the emergence of structures with an artificial climate; research was conducted and the time stages of the development of such specialized facilities were determined; the features of their constructive solution depending on the tasks assigned and techniques of technological solutions depending on the stages of civilization development are considered. The article shows countries actively developing this direction in Europe. The processes of formation of this direction in the territory of Russia are affected. For the first time, attention was paid to the construction of such facilities in the southern region, whose construction for those living in this territory was not conditioned by a vital need.
The article deals with the process of formation of structural features of buildings with an artificial microclimate both in the design and in their erection. The main temporal stages of their development are revealed, examples of the most significant ones of that time are given; An architectural school specializing in the construction of these structures was identified.
Keywords: architecture of objects; function of buildings and constructions; greenhouse; winter gardens; artificial microclimate; materials; constructions
