CC BY
13
Abstract.
Methods of forming comfortable public spaces in various natural and climatic conditions are considered. The review of modern design solutions of open public spaces on specific examples is carried out. For the conditions of southern Europe, an example of constructive sun protection is considered, for a tropical climate-protection from heat and
Key words:
public spaces, natural and climatic conditions, comfort, protection, structures,
technologies, materials, review of design solutions.
Date of receipt in edition: 14.06.20 Date of acceptance for printing: 15.06.20
monsoon rains.
An example of a public space in typical conditions of a small city in the middle of Russia is also considered. For the conditions of the far North, closed settlements, polar stations and bases that allow a long stay without going out into the cold are considered.
УДК 727.57
ОБ УСТОЙЧИВОСТИ ИНЖЕНЕРНЫХ РЕШЕНИЙ ОБЪЕКТОВ НАУКИ И ИННОВАЦИЙ. ВЗГЛЯД АРХИТЕКТОРА
И.В.Дианова-Клокова*, Д.А.Метаньев*, Д.А.Хрусталев** * ОНИР ГИПРОНИИ РАН, Москва, Россия
** Московский архитектурный институт (государственная академия), Москва, Россия
Ключевые слова:
научные и инновационные здания, пространственная организация инженерных коммуникаций, устойчивость архитектурных решений. История статьи:
Дата поступления в редакцию 18.05.20 Дата принятия к печати 20.05.20
Аннотация:
Статья посвящена вопросам пространственной организации инженерно-коммуникационных систем в лабораторных зданиях в составе существующих комплексов науки и инноваций. Представлены многочисленные варианты решений, предусматривающих открытый и скрытый способы прокладки коммуникаций.
Открыто трубопроводы крепятся к несущим и ограждающим конструкциям или к специальным эстакадам.
Скрытый способ включает внутреннее и наружное размещение коммуникаций в вертикальных шахтах и ядрах, горизонтальных коммуникационных коридорах и технических этажах.
Отмечается значительное влияние вариантов организации инженерно-коммуникационных систем на планировку этажей и архитектурный облик лабораторных зданий.
Различные приемы достижения необходимой гибкости, трансформируемости и способы резервирования пространства для коммуникаций обеспечивают условия достаточной устойчивости пространственных решений инженерно-коммуникационных систем и надежности технологического функционирования комплексов науки и инноваций в настоящее время.
Наше будущее в большой мере зависит от успехов науки и инноваций. Особое значение для существования мощной материально-технической базы науки в нашей стране имеет надежность функционирования и эксплуатации площадей научно-инновационного назначения, в значительном количестве созданных на протяжении периода активного развития науки и её финансирования во второй половине ХХ века.
В продолжение темы, обсуждаемой в статье «Об устойчивости архитектурных решений объектов науки и инноваций»1, мы концентрируем внимание на пространственных решениях, связанных с организацией устойчивого специального инженерно-технологического обеспечения научно-инновационных процессов и рассматриваем в основном здания общелабораторного типа, где в наибольшей степени отработаны такие решения [1].
В лабораторных зданиях сложность систем инженерного обеспечения весьма велика, их стоимость может составлять до 50% стоимости строительства всего здания. Обычно применяется чёткое деление на рабочую и инженерно-техническую зоны. Соотношение их площадей достигает величины от 3:1 до 1:1 (для различных областей науки) [2]. В части инженерно-технологического оборудования лабораторные здания едва ли не самые сложные и насыщенные в строительной мировой практике. К рабочему месту исследователя подается множество инженерных подводок, снабжающих исследовательский процесс необходимыми ингредиентами и обеспечивающих отвод сред. Среди них: приточная и вытяжная вентиляция, кондиционирование, холодная и горячая вода, газ, сжатый воздух, азот, вакуум, канализация, электроэнергия разного напряжения и другие. Некоторое представление о количестве и многообразии коммуникационных подводок дает рис.1 [3].
Рис.1. Лабораторное оборудование с инженерными подводками: А — стол лабораторный химический,
Б — панель коммуникационная, В — шкаф-манипулятор (фото Д. Метаньева)
Непредсказуемость развития и результатов научно-исследовательского и инновационного процессов предполагает в будущем возможность расширения и изменения их составляющих, что требует наличия пространственных резервов в структуре лабораторного здания. Резервирование пространств необходимо для перекладки, замены и наращивания коммуникаций, расширения спектра технических возможностей, таких как перечень предоставляемых материалов и сред, оборудова-
1 Дианова-Клокова И.В., Метаньев Д.А., Хрусталев Д.А.. Об устойчивости архитектурных решений объектов науки и инноваций. — Системные технологии. — 2020. — № 34. — С.96-100
Ш *
Э
н и ш
н
и <
й S
2 £ > *
х г
qio ^ о m )S
i 1 х и
2 3 г- щ
z *
^ X < 2
* £
< i
ей (Ц
О X * *
О S 5 s
< о ей и О s
3 *
4 ю
ния, вспомогательно-технических служб. Резервы, заложенные в проект, обеспечивают бесперебойное во времени и эффективное функционирование здания.
Организация инженерных систем и связанных с ними технических пространств должна удовлетворять меняющимся требованиям исследований и требует гибких решений. Гибкость планировки лабораторных зданий напрямую зависит от способа организации инженерного обслуживания рабочих площадей, от расположения пространств, предназначенных для инженерных коммуникаций, по отношению к площадям рабочего назначения (внутри или вне них) и от возможности подключения коммуникаций к технологическому оборудованию (в любом месте или в заранее определенных местах). Важно при этом, что с ростом гибкости увеличивается строительная стоимость, и наиболее гибкое решение обычно является и наиболее затратным.
Лабораторные здания обслуживаются магистральными, распределительными и питающими инженерными коммуникациями. Распространены открытый и скрытый способы прокладки распределительных инженерных коммуникаций [4].
Открытый способ прокладки путем крепления трубопроводов к несущим и ограждающим конструкциям, к специальным эстакадам — наименее дорогостоящий и наиболее простой в смысле трансформации. Он распространен в универсальных рабочих помещениях, иногда — в исследовательских лабораториях [5]. Среди недостатков — необходимость часто проводить эксплуатационную уборку поверхностей трубопроводов.
При скрытом способе размещение коммуникаций осуществляется в наружных или внутренних пространствах: вертикальных шахтах/ядрах, технических коридорах; в верхних и/или нижних технических этажах.
Одноуровневая лаборатория с верхним и нижним техническими этажами — наиболее гибкое решение с точки зрения организации инженерных подводок. Подача и отвод сред может производиться с нижнего уровня прямо к рабочим местам, верхнее техническое пространство облегчает вентиляцию и кондиционирование, а также отвод воздуха и газов.
В многоэтажном здании также можно создавать междуэтажные технические пространства, но это значительно повышает стоимость строительства. Необходимость устройства вертикальных инженерных шахт в многоэтажных зданиях лабораторий также усложняет задачу проектировщика. По противопожарным требованиям такие вертикальные шахты должны иметь промежуточные диафрагмы, препятствующие распространению огня. Поэтажные распределительные газопроводы, выходящие из вертикальных шахт, из-за возможности создания в коробах взрывоопасных смесей делаются открытыми, а их крепление обеспечивает возможность удобной эксплуатации и опознавания.
Способ организации инженерно-технической зоны в составе наружного технического пространства часто совмещается с устройством «отслоенных» и вентилируемых фасадов для улучшения изоляции здания от внешних условий. В этом случае достигается возможность перекладки и трансформации сетей одновременно с проведением научных исследований, экономия средств и удобство обслуживания и эксплуатации. Трубопроводы при этом крепятся с внешней стороны к наружной стене лаборатории; солнцезащитные устройства — к стойкам, поддерживающим наружное светопрозрачное ограждение.
Опыт показывает, что в целях безопасности, во избежание перекрестного загрязнения среды и для обеспечения необходимого обеззараживания в здании обычно предусматривается децентрализованное кондиционирование, организованное поэтажно, на части этажа, в отдельной лаборатории. А места соединения подводящих трубопроводов (газы, жидкости и пр.) и труб канализации предусматриваются так, чтобы они могли быть легко идентифицированы, обслуживаемы, дополнены, изменены или трансформируемы без конструктивных переделок, а в экстренных случаях поврежденные зоны — быстро обнаружены и отключены.
Способы организации пространств для прокладки коммуникаций разнообразны и всегда в большой мере влияют на планировочные решения, напрямую определяя архитектурные задачи и внешний облик зданий, что видно из приводимых ниже иллюстраций (рис. 2, 3, 4, 5) [5].
Рис. 2. Приемы размещения инженерно-технических пространств для прокладки коммуникаций
в лабораторных зданиях
Ш
а
О
н
и
ш
н
и
а <
I 5
с *
ъ >
? х
> ■
х £
СО
£ 1
х V
£ 3
I- <и
Ш £
Г X
< 2
* £
< £
СО (Ц
О *
О 5
5 5
4 13
< о
СО (О
8*
<1 52
3 *
4 ю
Рис. 3. Здания с наружными вертикальными техническими шахтами/ядрами (США): А — лабораторное здание исследований в области здравоохранения и эпидемиологии, Йельский университет; Б — институт Генри Мозеса, госпиталь Монтефиоре
Рис. 4. Здание с наружными техническими ядрами и промежуточными техническими этажами — Институт космических исследований, Москва
Рис. 5. Схемы наружного технического пространства с размещением коммуникаций: А — общий вид, Б — поперечное сечение
Ш Ё D Н
и
ш
н
и <
Пространственные решения организации инженерной инфраструктуры лабораторных зданий характеризуются следующими особенностями:
- разнообразие приемов размещения инженерно-технических пространств для прокладки коммуникаций обеспечивает в каждом случае возможность при проектировании выбора оптимального варианта;
- доступность коммуникаций по всей их длине позволяет осуществить трансформацию и обеспечить гибкость инженерных решений;
- наличие пространственных резервов в системе прокладки коммуникаций дает возможность их наращивания по мере необходимости.
Все это можно характеризовать как надежность всего комплекса коммуникационных систем существующих лабораторных зданий, что позволяет сделать вывод о том, что рассматриваемые пространственные решения, прошедшие длительный период эксплуатации, могут считаться устойчивыми.
ЛИТЕРАТУРА:
1. И.В. Дианова-Клокова, Д.А.Метаньев. К вопросу об устойчивом развитии инновационных научно-производственных комплексов. ЛСЛОЕМ1Л.Архитектура и строительство. 2014. №3. с.15-28
2. Crosbie Michael J. Architecture for Science.- Australia.: The Images Publishing. — Group Pty Ltd.-2004
CQ Ш
U
a
X <
s
X >
to
X
CO
о £
V fi
dvo
, О
4 >x
Ш
л
X <
I-Ш
z <
cj <
CQ
О *
О
s
X
V
3
V
a x Z x a v
X
V
£ X
s
5 x
< о CQ CD
Si «Ё >s it
Ч ю s о
3. Установочное лабораторное оборудование. Лабораторная мебель. НИЦ, НИИ, НИЛ. М. Наука. 1981
4. Design for Research. Principles of Laboratory Architecture / Ed. by Susan Braybrooke. — 1998
5. И.В. Дианова-Клокова, Д.А.Метаньев, Д.А.Хрусталев. Архитектурные решения инновационных научно-производственных комплексов. Обзор мировой практики. М.: УРСС (ЛЕНАНД). 2012
Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:
И.В.Дианова-Клокова, Д.А.Метаньев, Д.А.Хрусталев. Об устойчивости инженерных решений объектов науки и инноваций. Взгляд архитектора. — Системные технологии. — 2020. — № 35. — С. 74—80.
ADOUT SUSTAINABILITY OF ENGINEERING DESIGN FOR SCIENCE AND INNOVATION OBJECTS. THE ARCHITECTURAL POINT OF VIEW
Dianova-Klokova I.V.*, Metanyev D.A.*, Khrustalev D.A.** * Department of research works of the GIPRONII RAN ** Moscow branch of the International Academy of Architecture
Abstract.
The article is devoted to the spatial organization of engineering and communication systems in laboratory buildings as part of existing science & innovation complexes. Numerous solutions are presented, representing open and hidden communications layout.
Open pipelines are attached to load-bearing structure and building envelope special racks.
The hidden method includes the internal and external placement of communications in vertical shafts and cores, horizontal communication corridors and technical floors.
Significant influence of the options for organizing engineering and communication systems on floor planning and the architectural appearance of laboratory buildings is noted.
Various methods of achieving the necessary flexibility, transformability and methods of reserving space for communications provide the conditions for sufficient stability of spatial solutions for engineering and communication systems and the reliability of the technological functioning of science and innovation complexes at present.
Key words:
scientific and innovative buildings, spatial organization of engineering communications, architectural sustainability.
Date of receipt in edition: 18.05.20 Date of acceptance for printing: 20.05.20
