CC BY
218Е.Б. Боровик, магистрант
Научный руководитель — А.А. Гамалей, заведующий кафедрой Новосибирский государственный университет архитектуры, дизайна и искусств
E. Borovik, MA student
Scientific advisor А. Gamaley, Head of Department Novosibirsk State University of Architecture, Design and Arts
Современная модульная архитектура: отход от стереотипа «бытовка»
Modern modular architecture: waste from stereotype household
В статье рассматривается модульная архитектура как современный и эффективный способ строительства. Выявляются такие аспекты, как особенности формирования объёмно-пространственных решений (типология формообразования); формирование функционально-планировочного решения; способы формообразования по принципу адаптивности к местности с учётом экологизации; наиболее эффективный алгоритм строительства модульного здания.
Ключевые слова: модульная архитектура, блок-модуль, мобильность, быстровозводимые здания
The article considers modular architecture as a modern and efficient way of construction. Such aspects of design are revealed as: features of the formation of volumetric-spatial solutions (the typology of shaping); formation of the functional planning solution; methods of shaping on the principle of adaptability to the terrain, taking into account the greening, the most efficient algorithm for the construction of a modular building.
Keywords: Modular architecture, block module, mobility, prefabricated buildings
В отечественной практике сложилось достаточно узкое понимание модульного здания. Существует мнение, что здание из блок-модулей — это строительная бытовка, или торговый киоск, облицованные сэндвич-панелями. Это является следствием того, что многие актуальные вопросы, касающиеся непосредственно модульных быстровозводимых зданий, остаются за рамками научных исследований. Несмотря на то, что тема зданий на основе блок-модулей достаточно широко распространена, всё же отсутствуют материалы научных исследований, выявляющие такие аспекты модульных зданий, как общие принципы и алгоритм формирования архитектурно-планировочной структуры, типология композиционного моделирования, а также экологические принципы формообразования.
В связи с этим, поставленными задачами в статье являются:
1. Выявить методы формирования объёмно-пространственных и планировочных решений быстровозводимых модульных зданий;
2. Выявить принципы формообразования с учётом экологических факторов среды;
3. Сформулировать эффективный алгоритм строительства модульного здания.
Модульная архитектура — это способ возведения функционально завершённых комплексов зданий из отдельных блок-модулей, которые до полной комплектации производятся в заводских условиях. Архитектурной единицей модульного здания является блок-модуль. Это универсальная ячейка, которая до полной готовности изготавливается в заводских условиях. Более того, изготовление таких блоков происходит уже с внешней и внутренней отделкой. Благодаря концепции модульного строительства, отдельные единичные элементы здания обретают возможность самостоятельного независимого существования со стороны архитектурной самодостаточности и с функциональной точки зрения. Сконструировав один блок-модуль, архитектор уже вкладывает в него целостную внутреннюю структуру, которая с последующим примыканием подобных модулей лишь усложняется. С помощью модульного принципа формообразования можно выйти на новый путь организации пространства, в котором отдельная часть архитектурного объекта уже представляет собой завершённую структуру. Её можно начать эксплуатировать, не дожидаясь завершения строительства всего здания. (рис. 1).
Рис. 1. Архитектурная единица-модуль
Опираясь на исследование зарубежной архитектурной практики проектирования модульных зданий, такого рода объект представляет собой модель матрицы, которая состоит из модулей разного функционального назначения. Здание такого типа может пребывать в состоянии регулярной трансформации, наращивания, видоизменения в зависимости от финансовых средств, социальных, эстетических и других потребностей общества, функционального назначения и адаптации к изменчивым условиям окружающей среды.
Ячейки здания имеют возможность взаимного замещения, замены своей функциональной значимости. Исходя из этого, нами были выявлены следующие способы формообразования архитектурного объекта: (рис. 2)
- поворот модулей относительно друг друга;
- смещение модулей относительно друг друга;
- использование дополнительных модульных элементов;
- оригинальность формы модуля заводской готовности.
Рис. 2. Варианты комбинаторики и формирования объёмно-пространственного решения
В случае необходимости расширения помещений блоки всегда с легкостью можно добавить, или же, в обратном случае — убрать их без каких-либо нарушений конструкции всего здания и без причинения дискомфорта пользователям. Конструкция модульного здания и сооружения позволяет отсоединить любую часть: например, потолок или внешнюю стену. Таким образом, существует возможность как увеличить, так и уменьшить площадь и достроить необходимое количество модулей без потери прочности здания в целом. Модульная архитектура подразумевает формирование гибкой пространственно-планировочной структуры архитектурного объекта на основе заданного количества блоков-модулей с их дальнейшей вариативной комбинаторикой и тиражированием в пределах объёма здания (рис. 3).
Рис. 3. Гибкая пространственно-планировочная структура
Планировочная структура модульного здания представляет собой довольно гибкую систему за счёт того, что каждый модуль имеет своё собственное функциональное наполнение. Оно главным образом формирует объёмно-пространственное решение, так как для создания эффективного и работающего пространства в первую очередь необходимо продумать функциональное наполнение и социальные сценарии того или иного модульного здания (рис. 4).
Рис. 4. Этапы формирования планировочного решения
Модульный тип здания позволит реализовать многие актуальные требования в области строительства и эксплуатации, перечисленные ниже.
Экономичность. Модульное строительство на 30%-60% дешевле кирпичного и панельного строительства. Это достигается благодаря отсутствию необходимости оплачивать инженерно-геологические изыскания и сложные фундаментные работы. Также экономятся средства на оплату человеко-часов для возведения модульного здания. Экономия происходит, в том числе, за счёт материалов изготовления.
Быстровозводимость. Блок-модули полностью изготавливаются в заводских условиях. На месте строительства модули необходимо лишь скрепить между собой. Также на сроки работ влияет отсутствие мокрых процессов при производстве работ, это позволяет вести строительство круглогодично.
Мобильность. Модульное строительство даёт возможность размещения в местах недостаточно развитой инфраструктуры, возможность транспортировки в любое место и монтажа в стеснённых и неблагоприятных условиях. Существует возможность изменения дислокации. Модули можно доставить на место строительства любым видом транспорта: наземным, воздушным, морским и железнодорожным.
Экологичность. Данный подход заключается в том, что модульные здания менее ресурсоёмки, более безвредны для окружающей среды. Модульные здания имеют весьма продолжительную, безупречную службу и гармонично взаимодействуют с природой. Ведь технология точечного строительства модульного здания позволяет минимизировать вред, наносимый окружающей среде, что никак нельзя сказать про строительство капитального дома, вокруг которого на несколько лет вымирает вся растительность из-за перемещения спецтехники и воздействия агрессивных веществ. Изготовление модуль-блоков выполняется из экологически чистых материалов, с низкой долей отходов. Исходя из того, что сейчас популяризируются экологические идеи, возрастает стремление к минимальному вреду окружающей среде, здание из блок-модулей позволяет адаптироваться под окружающую среду путём трансформации объёмно-пространственного решения, тем самым, не нанося вреда почве и растительности. Были разработаны способы формообразования архитектурного решения по принципу адаптивности к местности, для возможности многовариантного моделирования гармоничного внешнего облика архитектурного объекта (рис. 5).
Рис. 5. Адаптация к окружающей среде
В ходе исследования модульной архитектуры, в частности зарубежного опыта проектирования и строительства модульных зданий, был разработан наиболее эффективный алгоритм строительства здания на основе блок-модулей (рис 6).
В результате анализа отечественного и зарубежного опыта строительства зданий на основе блок-модулей были выявлены такие аспекты проектирования, как:
1) особенности формирования объёмно-пространственных решений (типология формообразования);
2) формирование функционально-планировочного решения;
3) способы формообразования по принципу адаптивности к местности с учётом экологизации.
4) наиболее эффективный алгоритм строительства модульного здания.
Рис. 6. Алгоритм возведения модульного здания
Исходя из этого, можно сделать вывод, что модульная архитектура является типологически разнообразной и гибкой системой, которая позволит реализовать актуальные требования в области строительства и эксплуатации, а также позволит решить проблему создания пространства, отвечающего всем функциональным и техническим требованиям.
В заключение отметим, что прошло то время, когда модульное здание ассоциировалось с бытовками. Сегодня блок-модули позволяют возвести разнообразные по величине и назначению строения: офисы, магазины, отделения банков, школы, детские сады, общежития и даже больницы. Сфера применения очень обширна, ведь модульные блоки оснащены всеми необходимыми условиями жизнеобеспечения. Существует мнение, что модульные здания не отличаются оригинальностью архитектурных приёмов и призваны
решать лишь практические задачи, но внешний облик так же может быть современным и лаконичным. Модульное здание имеет достаточно простые формы и линии, а за счёт конфигурации и современных фасадных решений может выглядеть очень стильно. Навесные фасады скроют стыки между модулями и позволят придать зданию целостный вид. Модульная архитектура является перспективным и эффективным методом строительства, далеко ушедшим от стереотипа «строительная бытовка».
Список литературы
1. Жукова Л. Г. Модульные здания // Инновационная наука. — 2017. — № 12. С. 211-214.
2. Панфилов А.В. Мобильное жилище. Анализ эволюции и направлений дальнейшего развития // Объединённый научный журнал — 2008. — № 7. С. 58-62.
3. Казаков Ю.Н. Теория и практика использования быстровозводимых зданий. Санкт-Петербург: Гуманистика, 2004.
4. Сапрыкина Н.А. Мобильное жилище для Севера. М.: Стройиздат, 1986.
5. Радыгина А.Е., Пермяков М.Б. Концепция модульных быстровозводимых общественных зданий // Актуальные проблемы современной науки. — 2014. — №1. С. 48-49.
References
1. Zhukova L.G. Modul'nyye zdaniya [Modular buildings] Ufa, 2017.
2. Panfilov A.V. Mobil'noye zhilishche. Analiz evolyutsii i napravleniy dal'neyshego razvitiya [Mobile home. Analysis of the evolution and directions of further development]. Moscow, 2008.
3. Kazakov Yu.N. Teoriya i praktika ispol'zovaniya bystrovozvodimykh zdaniy [Theory and practice of using pre-fabricated buildings]. St. Petersburg, 2004.
4. Saprykina N.A. Mobil'noye zhilishche dlya Severa [Mobile home for the North]. Moscow, 1986.
5. Radygina A.E., Permyakov M.B. Kontseptsiya modul'nykh bystrovozvodimykh obshchestvennykh zdaniy [The concept of modular prefabricated public buildings] Moscow, 2014.
Лицензия CC BY-NC 4.0 Материал поступил в редакцию 14.01.2019
