Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Исторический и современный опыт создания архитектурных объектов на воде 13
1.1. Исторические прецеденты создания архитектурных объектов на воде 13
1.1.1. Сооружения на сваях 14
1.1.2. Строительство домов на деревянных опорах-столбах у воды на Руси 15
1.1.3. Поселения на воде в Африке и на Востоке 19
1.1.4. Поселения на воде в Европе 20
1.1.5. Поселения на воде в Северной Америке 22
1.2. Современные типы архитектурных объектов на воде 24
1.2.1. Статичные плавучие основания 25
1.2.2. Динамичные плавучие основания 27
1.2.3. Объекты на неплавучих основаниях 30
1.2.4. Насыпные фундаменты, искусственные острова 33
1.2.5. Высотные объекты на воде 34
1.2.6. Стационарные города на воде, мегаструктуры 36
1.2.7. Обитаемые объекты под водой 37
Глава 2. Условия формирования малоэтажных жилых объектов на воде и прибрежной территории 39
2.1. Средовые факторы и требования, определяющие условия формирования малоэтажных жилых объектов на воде 39
2.2. Потребительские факторы и требования, определяющие условия формирования малоэтажных жилых объектов на воде 60
Глава 3. Принципы и способы организации малоэтажных жилых объектов, возводимых на территориях с нестабильной гидрологической ситуацией 64
3.1. Принципы архитектурно-планировочной организации малоэтажных жилых объектов на поверхности воды и прибрежных территориях 64
3.1.1. Принцип модульности и вариабельности малоэтажных жилых объектов на воде 66
3.1.2. Принцип регулируемой автономности малоэтажных жилых объектов на воде 68
3.1.3. Принцип резервирования конструктивных и объемно-планировочных ресурсов 70
3.2. Технологические способы организации малоэтажных жилых объектов на поверхности воды и прибрежных территориях 71
3.2.1. Традиционные технологические способы организации малоэтажных жилых объектов на воде 72
Способ размещения дома на остове судна-корабля 71
Понтонный способ устройства объектов на воде 74
Способ устройства объектов на сваях и пилонах 76
3.2.2. Современные технологические способы организации малоэтажных жилых объектов на воде 78
Способ, основанный на комбинации свайных и понтонных оснований 79
Способ размещения дома на выдвижных телескопических сваях 83
Способ размещения дома на понтонном основании на суше 85
Способ организации понтонного герметичного жилого объекта на воде 87
Способ организации малоэтажного жилого объекта на воде с помощью понтонных стен 89
Способ организации малоэтажных жилых объектов на воде в доки 92
Способ организации жилых образований вблизи низменностей, сдерживающих воду 94
Способ организации жилых образований с системой внутренних коридоров для воды 95
Способ организации жилых образований с внутренними территориями, свободными от застройки, для отвода воды 95
Заключение и основные результаты исследования 96
Библиографический список 101
Приложения 109
- Строительство домов на деревянных опорах-столбах у воды на Руси
- Средовые факторы и требования, определяющие условия формирования малоэтажных жилых объектов на воде
- Способ, основанный на комбинации свайных и понтонных оснований
- Способ организации жилых образований с внутренними территориями, свободными от застройки, для отвода воды
Введение к работе
. Актуальность исследования.
В истории известно множество примеров размещения человеком жилья вблизи рек
водоемов, благоприятных для существования и развития сельского хозяйства и
месла. Проживание на прибрежных территориях и на воде связано с неизбежным
здействием на архитектурные объекты экстремальных гидрологических ситуаций
иродного характера: приливов, отливов, наводнений.
Государственная стратегия развития России предусматривает повышение уровня
зоиасности, комфортабельности и доступности жилых объектов. Обеспечение ^опасного проживания является ключевым фактором при рассмотрении вопроса о
зможности проживания людей в неблагоприятных зонах наводнений. Большинство
ран мира имеет многолетний опыт противодействия экстремальным ідрологическим ситуациям, которые стали носить все более разрушительный
рактср, и предупреждения их возникновения." Многие природные катастрофы, в том числе и наводнения, произошедшие в мире за
следние двадцать лет, вызваны глобальными изменениями климата. Не правильно штать, что это явление носит временный, медленно нарастающий характер, и что не гоит опасаться его последствий в ближайшем будущем. Повышение температуры
здуха, особенно на территории России, как и подъём уровня воды в мировом океане сизбежно влияют на процесс адаптации человека к новым условиям существования, даптация к климатическим изменениям в Российской Федерации рассматривается как
ин из ключевых элементов будущей климатической политики. Однако в отличие от ругих стран мира, где подобные стратегии разрабатываются и внедряются уже давно, оссия делает пока только первые шаги в этом направлении.
Благодаря достижениям технического прогресса и науки, типология архитектурных бъектов на воде может быть расширена за счет выявления новых объемно-ланировочных и конструктивно-технологических способов организации и
роительства малоэтажных жилых объектов в экстремальных гидрологических словиях региона.
Актуальность темы данной научной работы заключается не только в выявлении и
истематизации современных типов сооружений на воде, но и в исследовании
озможности организации малоэтажных жилых объектов, архитектурно-
ланировочные и технологические решения которых адаптированы к экстремальным
дрологическим воздействиям на территории Российской Федерации. Изучение ринципов и способов адаптации жилой среды к наводнениям и паводкам, опираясь на провой опыт проектирования и строительства сооружений на воде, - это комплексная
дача, включающая объёмно-пространственные, архитектурно-планировочные,
каз Президента РФ от 09.10.2007 N 1351 [Электронный pecypcj.-Режим доступа: ttp://documeiU.kremlin.m/doc.asp?lD=41941&PSC=l&PT=l&Page=2
Начало XXI века в России было ознаменовано сильнейшими наводнениями. По данным МЧС России, в ериод с 2002 по 2009 гг. количество пострадавших жилых объектов колебалось от 81 209 (в 2002 г.) до 15 50 (2009 г.) [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
Таяние ледников, наравне с наводнениями и засухой, — неоспоримое подтверждение глобальных зменений климата. В Сибири и на Аляске выявлены факты разрушения домов из-за оттаивания земель в бластях вечной мерзлоты.
сточник: Ал Гор. Неудобная правда. СПб., «Амфора», 2007. -с. 103-117
Адаптация к климатическим изменениям на территории России. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: ttp://
типологические и технологические аспекты организации малоэтажных жилы объектов и прилегающих к ним территорий. Комплексный характер организаци жилых объектов на воде определяет необходимость учёта и обобщени отечественного и зарубежного опыта, а также разработки принципов и приемо адаптированных к экстремальным гидрологическим условиям природного характер* Тема исследования соответствует научным задачам программы НИР РААСН на 2008 2012 гг.5
Состояние вопроса.
На сегодняшний день существует большое количество проектных работ п отдельным типам архитектурных объектов на воде, и практически отсутствую научные исследования, посвященные рассматриваемому вопросу. Проблематик противодействия чрезвычайным ситуациям природного и техногенного характер широко рассмотрена в трудах Воробьева Ю.Л., Акимова В.А., Новикова В.Д., Радаев Н.Н., Таратунина А.А., Нежиховского Р.А., Соколова Ю.И., Григорьева Е.Г Кровотынцева В.А., Мельникова А.В., Кириллова СВ., Вишневской И.А., Гарцма Б.И. и Банщикова Л.С. Исследователи дают комплексную оценку воздействи защитных сооружений от наводнений на состояние окружающей средь рассматривают применяемые методы борьбы с этим явлением на территори Российской Федерации, предлагают методы оценки его опасности, выявляю социально-психологические последствия природных катастроф, не затрагивая пр этом необходимости адаптации жилых архитектурных объектов - как реализованны так и находящихся на стадии проектирования - к экстремальным гидрологически условиям.
Вопросы архитектуры малоэтажных жилых зданий на воде, а так же н территориях, подверженных чрезвычайным ситуациям природного характер изложены в трудах: Субботина О.Г., Тхыонга Л.В., Олтуиса К. (Koen Olthuis ), Фалетти P. ( Faletti Rina).
Проектированием архитектурных объектов-кораблей на воде занималис следующие архитектурно-строительные организации и архитекторы В. Беттенс (Walte Bettens), С. Демиттенари (Siegrid Demyttenaere), Р. Пофф (Robert PofO, Д. Шумаш (Dirk Shumann), Ж. Зема (Giancarlo Zema), Ж. Ф. Зоппини (Jean Philippe Zoppini), H Никсон (Norman Nixon), Ж.М. Дюканселл (Jean-Michel Ducancelle), - архитекторы «Софтрум груп» (Softroom group), «Сайперс и Ky Аркитектен» (Cuypers and Architecten), - архитектурные студии.
Решения различных объектов на понтонах отражены в проектах следующи архитекторов и проектных организаций: Д. Давершин (Denis Daversin), М. Мередит (Michael Meredith), Ж. Холландер (Jord den Hollander), Г. Гертсберг (Herma Hertzberger), М. Ромер (Marlies Rohmer), В. Бетлер (Walter Betler) - архитекторы «Софтрум груп» (Softroom group), «Формодизайн» (Formodesign), «Оомс Бауматшапи> (Ooms Bouwmaatschappij), «Кейперс энд Ку Аркитектен» (Cuypers and Q Architecten) «Бош Аркитектс» (Bosch Architects), «МВРДВ» (MVRDV), «Форстер Трабит Аркитектс» (Forster Trabitzsch Architects), «Грюнтух Эрнст Аркитектс» (Gruntuch Erns Architects), «Жонатан Кирсченфельд Ассошиэйтс» (Jonatan Kirschenteld Associates) «Асимптот» (Asymptote), «MOC Архитектс» (MOS Architects), «Эрван и Рона
5 «Разработка типологии зданий и сооружений нового поколения, способствующих развитию человеческог потенциала с учетом использования новейших результатов развития науки и техники»
уруллск» (Ervan and Ronan BourouIIec), «Педдл Тори Аркитектс» (Peddle Thorpe rchitects, РТА) -архитектурные студии и мастерские.
Проектированием и строительством архитектурных объектов на сваях и бетонных снованиях занимались: 3. Хадид (Zaha Hadid), П. Шумахер (Patrik Shumacher), Б. сркель (Ben van Berkl), К. Бос (Caroline Bos), Ф. Петтерссон (Fredrik Pettersson), Э. (айдлер (Eberhard Zcidler), M. Xaac (Micha de Haas), M. Ромер (Marlies Rohmer), Д. -кофидио (Diller Scofidio), В. Аккончи (Vito Acconci), - архитекторы «Вотерстудио»
faterstudio), «МВРДВ» (MVRDV), «Клюндер Архитектен» (Klunder Architecten), Аббинк Икс де Хасс Архитекчез» (Abbink X de Haas Architectures), «Студио ккончи» (Studio Acconci), «Ун Студио» (Un Studio), «Уайт Архитектс» (White rchitects), «Заха Хадид Архитектс» (Zaha Hadid Architects), «Офис» (Ofis), « Вест руп Архитекчер» (West Group Architecture), - архитектурные мастерские, компании.
К началу XXI века появилось множество проектов искусственных островов азличного функционального назначения, способствующих освоению вне береговых лощадей. Вопросами проектирования намывных территорий занимались следующие рхитекторы и проектные организации: Э. Эгераат (Erick van Egeraat), М. Геркан
[einhard von Gerkan), H. Фостер (Norman Foster), P. Пьяно (Renzo Piano), А. Асадов -рхитекторы; «Ренцо Пьяно Билдинг Воркшопс» (Renzo Piano Building Workshops), Форин оффис аркитектс» (Foreign office architects), «Ракин» (Rakeen), «Ю Ди Си»
DC), «Нахил Пропертиз» (Nakheel Properties), «Фостер энд партнерз» (Foster and artners), - архитектурные компании-застройщики.
Высотные архитектурные объекты на воде проектировали архитекторы М. Р. ервера (Maria Rosa Cervera), X. Пиоз (Javier Pioz), Э. Селайя (Eloy Celaya), а также рхитектурные студии «Хугстад Архитектен» (Hoogstade Architecten), «Дугган Моррис рхитектс» (Duggan Morris Architects).
Проблемой возможности создания вне территориальных проектов городов-егаструктур на воде и плавающих городов в условиях переселения крупных іегаполисов на суше занимались следующие архитекторы и проектные организации: . Худ (Raymond Hood), К. Кикутаке (Kiyonori Kikutake), К. Танге (Kenzo Tange), Кишо урокава (Kisho Kurokava), Р. Бакминстер Фуллер (Richard Buckminster Fuller), В. елльнер (Waki Zollner), Волф Хильберц (Wolf Hilbertz) - архитекторы; «Таисей» aisei), «Пэрент знд Вирилио» (Parent and Virilio), «Винсент Каллебо Архитекчер»
incent Callebaut Architecture), «Ивамото Скотт Архитекчер» (Iwamoto Scott rchitecture), «Оушеник Криэйшенз» (Oceanic Creations), - архитектурные студии.
Среди архитекторов и проектных организаций, специализирующихся на разработке битаемых объектов под водой, можно выделить архитекторов Ж. Ружери (Jacques ougerie), Д. Шуманна (Dirk Shumann), А. Липпманн (Annette Lipmann), Г. Вайнхардта
uido Weinhardt), М. Генберга (Mikael Genberg), В. Чалка (Warren Chalk), П.
эймонта (Paul Maymont), С. Кириати (Sefi Kiryaty), А. Серфати (Ayla Serfaty), И.
облика (Ian Koblick), Н. Монни (Neil Monney) и архитектурно-проектные студии «Си
нд Спейс ГмбХ» (Sea and Space Gmbh), «Драгерверк АГ Любек» (Dragerwerk AG
ubeck), «Тулз Офф Ахкитекчер» (Tools off. Architecture).
При всем многообразии существующих проектных решений в архитектурной науке тсутсгвует комплексный анализ накопленного опыта проектирования и строительства а поверхности воды и прибрежных территориях, особенно в экстремальных идрологических условиях природного характера. Не рассмотрены современные
технологические способы адаптации малоэтажных жилых объектов к гидрологически изменениям регионов на территории Российской Федерации.
Цель исследования: разработка архитектурно-планировочных принципов і технологических способов организации малоэтажных жилых объектов на территория с нестабильной гидрологической ситуацией природного характера.
Указанная цель требует решения следующих задач:
-
Проанализировать особенности зарождения и развития исто
-
Сформулировать понятия архитектурного объекта на территории с нестабильно! гидрологической ситуацией природного характера, а также терминологически! аппарат исследования, на основании которого выявить и классифицироват современные направления и способы организации архитектурных объектов на воде;
-
Сформулировать факторы и требования, определяющие условия формировани малоэтажных жилых объектов, размещаемых в экстремальных гидрологически условиях, на основе комплексного изучения воздействия природно-климатических технико-экономических и социально-демографических факторов;
-
Выявить современные архитектурно-планировочные принципы и технологически способы организации малоэтажных жилых объектов на территориях с опасно! гидрологической ситуацией природного характера.
Объектом исследования являются реализованные и концептуальные проекть малоэтажных жилых объектов на воде.
Предметом исследования являются принципы и способы формировани современных малоэтажных жилых объектов на территориях с нестабильно' гидрологической ситуацией природного характера.
Границы исследования связаны с особенностями формирования малоэтажны жилых объектов, адаптированных к экстремальным гидрологическим воздействия природного характера. Рассматриваются архитектурно-планировочные принципы \ технологические способы организации малоэтажных жилых объектов на воде н территориях Российской Федерации, подверженных экстремальным гидрологически воздействиям природного характера: наводнениям, паводкам, приливам и отливам ливневым дождям.
Методика исследования основана на комплексном методе и включает:
-
Изучение литературных источников и ресурсов интернета, концептуальных \ реализованных проектных решений, демографических статистических данных;
-
Анализ и систематизация отечественного и зарубежного опыта проектировани и строительства архитектурных объектов на воде;
-
Графоаналитический метод систематизации материала;
-
Теоретическое и проектно-экспериментальное моделирование архитектурно планировочных принципов и технологических способов, выявляемых в процесс работы.
На защиту выносятся:
Архитектурно-планировочные принципы и технологические способы организаци современных малоэтажных жилых объектов на прибрежных территориях и ш поверхности воды, повышающие безопасность проживания и обеспечивающи эффективность их автономного функционирования в условиях экстремальны гидрологических воздействий природного характера.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые:
комплексно рассмотрен исторический и современный опыт организации разных типов архитектурных объектов на поверхности воды и прибрежных территориях;
составлена классификация архитектурных объектов на воде;
раскрыты современные архитектурно-планировочные принципы и технологические способы формирования малоэтажных жилых объектов на воде.
Практическое значение исследования.
1. Архитекторам и заказчикам предоставляются архитектурно-планировочные
ринщшы и технологические способы, обеспечивающие строительство и
сконструкцию сооружений, расположенных в зонах, подверженных паводкам и
атоплениям, а также полная палитра современных типов архитектурных объектов на
оде.
2. Результаты исследования в дальнейшем могут быть использованы при разработке
кономичного и экологичного малоэтажного жилья, адаптированного к экстремальным
ндрологическим воздействиям природного характера на поверхности воды и на
рибрежных территориях Российской Федерации.
3. Материал диссертации можно использовать в качестве теоретической базы как
ля научной, так и практической деятельности в условиях строительства объектов на
оде на территориях, подверженных чрезвычайным ситуациям природного характера.
Научный аппарат диссертационного исследования представлен в приложении 2.
Апробация и внедрение результатов исследования. Основные результаты ісследования были доложены на ежегодных научных конференциях МАрхИ 2004-2010 г., а также апробированы и внедрены в НИР, выполненной в рамках гранта РААСН ля молодых ученых и специалистов и НИР по гранту РФФИ:
-
Типология архитектурных объектов на воде. Прошлое. Настоящее. Будущее: тчет о НИР (заключ.) / НИИТАГ РААСН; рук. Экономов И.С; исполн. Экономов И.С. г. Москва, 2009. - № ГР 01200903112.
-
Проблемы градостроительного освоения и развития жилища в условиях Севера: тчет о НИР по гранту РФФИ № 09-06-13539: рук. Карташова К.К.; исполн. Экономов .С. -М.: МАрхИ. -2009.
-
Архитектура экстремальных условий как средство безопасности обитания: тчеты о НИР (промеж, и заключ.) / НИИТАГ РААСН; рук. Сапрыкина Н. А.; исполн. кономов И.С. - г. Москва, 2008 гг. - № ГР 0120.0.502553.
-
Автономность как философия обитания. Инновационные энерготехнологии в рхитектуре: отчеты о НИР (промеж, и заключ.) / НИИТАГ РААСН; рук. Орехов В.В.; їсиолн. Экономов И.С. - г. Москва, 2008 гг. - № ГР 01.2.007 07671
Структура и объем диссертации. Общая структура диссертационного іселедования представлена в приложении 1. Диссертация представлена в двух томах. 1ервый том включает текстовую часть с таблицами (120 страниц), и состоит из ведения, трех глав, заключения, библиографического списка по теме исследования, торой том содержит графические приложения, включающие тексты, раскрывающие мысл визуального изобразительного ряда (95 приложений). Общий объем иссертации составляет 215 страниц.
Строительство домов на деревянных опорах-столбах у воды на Руси
Россия имеет большой исторический опыт строительства домов в непосредственной близости от воды и на воде (на реках и озерах), а также в заболоченных местностях. Для того чтобы разобраться в особенностях проживания людей у воды в старых русских деревнях необходимо понять, по какому принципу застраивались российские поселения, особенно северные. Русские зодчие имели большой опыт в строительстве домов у воды, размещая их на деревянных опорах-столбах из обрубленных стволов деревьев для предотвращения порчи продуктов и своего имущества в результате воздействия сырости. Можно выявить определенные закономерности при размещении амбаров, изб, бань, мельниц и мостов. Свободная застройка явилась результатом неудобства строительства на землях русского севера и, как следствие, стала необходимостью. Но именно это обстоятельство повлияло на то, что каждая постройка органически вписывалась в окружающий ландшафт. Бревенчатый сруб являлся основой для каждой постройки, так как был универсальным материалом, обладающим как прочностными, так и декоративными характеристиками. Среди построек, непосредственно взаимодействующих с водой, можно выделить:
- амбары на реках возле мест рыболовного промысла (см. приложение 3, 10);
- сооружения на деревянных сваях-опорах в непосредственной близости от воды (см. приложение 2, 11, 12);
- сооружения мостов на реках (см. приложение 3, 15);
- ветряные мелънщы-столбовки (см. приложение 2, 14). Рассмотрим выявленные типы подробнее.
Амбары являлись хранилищем, самого ценного, что было в крестьянском хозяйстве. Поэтому они отличались тщательной подгонкой каждого бревна, прочными дверьми и замками, а также декоративными элементами во внешнем облике. Назначение этих сооружений было различным: для хранения- зерна, рыболовных снастей и рыбы, всевозможных охотничьих припасов и домашнего скарба. Они использовались также для сна в летнее время. Фактически их расположение всегда соответствовало их назначению, то есть, например, рыбные амбары располагались у воды или (иногда) непосредственно на воде. Можно выделить два конструктивных решения, которые использовались старыми зодчими. Это амбары на столбах-опорах, защищенные от мелких грызунов и попадания сырости либо воды при нежелательном разливе рек, а также амбары, построенные по принципу ряжевых мостов, когда свайное решение на деревянных опорах не было в состоянии выдерживать нагрузки от весенних разливов рек. Другим вариантом амбара может служить охотничий лабаз или амбарчик — удивительная и примечательная постройка охотников, которая возводилась для хранения всевозможных продуктов, пушнины и дичи. Основным ее назначением была защита от мелких грызунов и хищников. Такой маленький домик-сруб скорее напоминает скворечник для человека, опирающийся на массивный столб дерева высотой два-три метра. Каждый из таких лабазов также имел свои конструктивные особенности в зависимости от назначения, но если бы он располагался вблизи реки, как, например, охотничий лабаз в Приангарье, то, благодаря простоте и надежности такой конструкции, можно было не переживать за сохранность самой постройки и того, что хранилось внутри нее.
Жилые, хозяйственные и культового назначения постройки на деревянных сваях-столбах возводились на территории России в низовьях реки Костромы в низменных местах около больших озер — Великого, Идоломенского. Особенность данного района заключалась в том, что весенние воды рек Костромы и Волги ежегодно заливают практически всю прибрежную территорию. Лишь отдельные участки суши остаются на поверхности воды и являются единственным местом спасения жителей деревень от весенних паводков. Именно на таких местах возникли деревни Вежи, Ведерки, Спас, Куниково. Они являлись крайними населенными пунктами на северо-западе Костромского района.
Отличительная особенность застройки деревень заключалась в высокой ее плотности. Избы стояли на расстоянии полуметра друг от друга и представляли собой сплошную стену массивных срубов с высокими двухскатными крышами. Для защиты деревень от наводнений строились стены из вертикально поставленных бревен или ограждения из плетеных прутьев, которые поднимали уровень земли у деревни и защищали эту землю от размыва, так как весенняя вода могла-стоять от начала апреля до конца мая. Зафиксировано, что в 1913 году в деревне Куниково уплыло около ста сооружений, в 1926 году в деревне Ведерки затопило более половины изб .
Несмотря на высокую плотность застройки, большая часть построек не умещалась на суше и выносилась в зону затопления. Такие сооружения поднимались на уровень стояния вешних вод, иначе они могли бы всплыть и исчезнуть при половодье, а также погружались бы в воду на два месяца вместе с содержимым внутри.
Существовало два способа подъема застройки над землей:
- высокий подклет, на который ставили амбары высотой в два или три этажа. При этом наружная лестница вела сразу на верхний этаж.
- деревянные сваи-опоры, которые применялись при возведении бань, изб и культовых сооружений. Второй вид конструкции получил широкое распространение так как требовал меньше леса, обеспечивал быстрое просыхание почвы под сооружением, был удобен при замене сгнивших столбов и не вызывал сложностей при возведении на заболоченных местностях.
Необходимо отметить, что ни один деревенский дом, даже если он не попадал в зону подтоплений, не обходился без бани. Если деревня располагалась у водоема, то баньки ставились непосредственно возле него на самой кромке берега. Иногда они размещались поодаль поодиночке, иногда — возводились целые группы из бань, которые создавали первую линию застройки, первый план села или деревни, видимый с воды. Основная же линия застройки формировалась за счет изб более крупных размеров, располагавшихся на втором плане за банями. Более выигрышно смотрелись те бани, которые были соединены с водой узкими дощатыми мостиками, словно пронизывавшими водную гладь. Отражение первых венцов сруба в воде, тени от мостков, дым из трубы - эта живописная картина ныне является большой редкостью.
Одним из недостатков таких бань были сами сваи-опоры, так как они могли затруднять доступ внутрь по деревянным приставным лестницам, хотя и защищали от разливов рек. Так как деревянные опоры не подвергались постоянному воздействию воды и снега, то логично предположить, что требовался систематических ремонт или замена самих опор, так как известно, что древесина сохраняет свои прочностные характеристик только при постоянном нахождении в воде, как те же сваи в Венеции. Строительство деревянных мостов на Руси примечательно своим прочным конструктивным решением, которое использовалось еще во времена Киевской Руси. Северные реки — бурные, с большим количеством порогов — отличаются стремительным потоком весенних вод. Поэтому плотники-мостовики применяли рубленные ряжи-городни с системой внутренних «карманов» для различных валунов и гальки, размещавшихся на разных уровнях для увеличения прочностных характеристик опор моста.
Средовые факторы и требования, определяющие условия формирования малоэтажных жилых объектов на воде
Средовые факторы: природно-климатические, антропогенные, технико-экономические, а такэюе фактор традиций (см. таблицу 6).
1. Природно-климатические факторы поднимают ряд проблем, которые должны быть учтены при проектировании домов на поверхности воды или на прибрежных территориях. Современное жилье у воды проектируется в зависимости от:
- климата региона, колебания температур, влажностных изменений атмосферы;
- особенностей рельефа, ландшафта местности или региона;
- проявления последствий глобального потепления в отдельных регионах: ливневых дождей, длительных снегопадов, подъема уровня воды в мировом океане и в локадьных водоемах;
- гидрологические особенности и условия конкретного региона строительства, связанные с интенсивностью и характером выпадения осадков и характера наводнений.
Повышение температуры воздуха, особенно на территории России, и подъем уровня воды в океане неизбежно влияют на процесс адаптации человека к новым условиям существования. Разрушение домов в Сибири и на Аляске из-за оттаивания земель в областях вечной мерзлоты - еще один тревожный знак. Возникновение новых типов жилья - следствие необратимости процесса, который человек не в силах остановить, но в состоянии замедлить. Для того, чтобы попытаться противостоять кризису и преодолеть надвигающиеся опасности, людям надо признать существование самого кризиса. Адаптация к климатическим изменениям в Российской Федерации рассматривается как один из ключевых элементов будущей климатической политики. Однако в отличие от других стран мира, где адаптационные стратегии уже давно разрабатываются и внедряются, Россия делает пока только первые шаги в этом направлении.7
В китайском языке слово «кризис» обозначается двумя иероглифами: один символизирует опасность, а второй — возможность. Возможность столкнутся с опасностью и быть не готовым к ней — наихудший сценарий развития событий, но чтобы убедится в реальности опасений, необходимо обратить внимание на следующие факторы:
- прирост населения земли; о вымирание многих видов эюивотных; о появление новых видов болезней;
- засуха, высыхание рек, рост числа крупных пожаров на американском континенте и в Европе и Азии;
- таяние льдов и оттаивание земли в областях с вечной мерзлотой в Сибири;
- возрастание количества и мощности ураганов в мире за последнее десятилетие;
- рост динамики наводнений в мире и в России в частности;
- легкомысленное восприятие климатического кризиса людьми.
Глобальное потепление является результатом совокупности вышеперечисленных факторов, многие из которых взаимосвязаны и выступают следствием друг друга.
Чтобы убедиться в том, что изменение климата действительно оказывает влияние на рост числа наводнений, достаточно проследить, как повлияло глобальное потепление на разливы рек и количество наводнений в мире и в России за последние десятилетия. Число крупнейших наводнений на разных континентах было подсчитано американскими учеными на основе международной исследовательской программы «Оценка экосистемы за тысячелетие». На территории Азии было зафиксировано более 320 наводнений в период с 1990 по 2000 годы. Для Европы данный показатель составил около 100. При этом если сравнивать полученные данные с показателями наводнений за предыдущие 10 лет, с 1980 по 1990 годы (около 220 наводнений в Азии и около 60 - в Европе), то динамика становится очевидной. И если для России самым тяжелым стал 2000 год, когда наводнения наблюдались практически по всей стране, от Якутии и Краснодарского края до Иркутской, области и Приморья, то для Европы годом испытаний и невиданных катаклизмов стал 2005-й. Агентство «Юнайтед Пресс Интернешнл» очень четко сформулировало те настроения, которые бродили среди европейской части населения планеты в то время: «Природа в-Европе явно сходит с ума». Пока в США буйствовали ураганы, которые влекли за1 собой не только разрушения, но и наводнения - как в Новом Орлеане после урагана Катрина, . Европа столкнулась с просто катастрофическим количеством различных наводнений.
Одной из причин роста наводнений в Азии можно считать интенсивные осадки. Например, в июле 2005 года в одном индийском городе Мумбаи выпало около 930 мм дождевых осадков, что во много раз превышало суточный максимум, который когда-либо отмечался в городах страны. Люди и дома не были готовы к подъему воды на 2 метра, поэтому число погибших на Западе Индии составляло около 1000 человек. На следующий день городские улицы были переполнены людьми, пытавшимися добраться до того или иного места — к своим родственникам или на работу - в отсутствие какого-либо транспорта, так как движение было полностью парализовано.
Китай является одной из древних цивилизаций с большим историческим опытом в области наводнений и различных потопов. Гигантские разливы рек в провинциях Сычуань и Шаньдун в последнее десятилетие спровоцировали сильные наводнения. При этом многие другие провинции страдали от засухи.
Парадокс глобального потепления заключается в том, что оно способствует географическому перераспределению осадков. Поэтому на территории России в „2010 году установилась жаркая погода в летний период: почва была высушена настолько, что пожары с легкостью охватили значительные участки, и это при том, что весна характеризовалась сложной гидрологической обстановкой в регионах. В то же самое время Пакистан и Австралия испытали сильнейшие наводнения.
Арктика и Антарктика - два региона на земле, где влияние глобального потепления в последние двадцать лет является наиболее выраженным. Они быстрее всего реагируют на изменения климата, и ученые отмечают здесь более существенные перемены, нежели в других областях земли. Таяние льдов приобрело ускоренный характер: крупнейший в Арктике шельфовый ледник Уорд-Хант раскололся пополам три года назад, что очень удивило ученых, так как ничего подобного не случалось за всю историю наблюдений за ним.
Толщина арктического ледяного покрова стремительно уменьшается. Об этом свидетельствуют данные, полученные с американской подводной лодки специального назначения, которая патрулировала здешние воды подо льдом с 1958 года. Эти данные долгие годы считались секретными, но после их опубликования стало очевидным, что площадь морских льдов в северном полушарии заметно сократилась и составила 11 800 км" против 13 500 км" в 1970 году. Если ситуация не изменится, то вполне возможно, что на летний период Арктика будет лишаться своих льдов, а это недопустимо, так как арктические льды сегодня играют важнейшую роль в охлаждении поверхности Земли.
Вот некоторые причины, влияющие на таяние ледяного покрова Арктики: о толщина льда здесь меньше, чем в Антарктиде, и он находится на поверхности; о ледовая поверхность все активнее поглощает солнечное тепло в процессе таяния отдельных участков.
В настоящее время в Арктике наблюдается нагревание воды в результате поглощения солнечных лучей, что ускоряет таяние льдов, которые она окружает. Полярные медведи вынуждены преодолевать значительные (порядка 50-60 км) расстояния, чтобы добраться до льдин, поэтому животные все чаще гибнут в воде. Существует мнение, что трансформация Арктики может кардинально изменить всю структуру климата Земли.
Способ, основанный на комбинации свайных и понтонных оснований
Способ исключает применение таких свай под домом, высота которых соответствует максимальному подъему уровня воды в реке или водоеме. Вместо этого предлагается понтонное основание со сваями, на которых покоится дом при уровне воды ниже понтонной части дома (см. приложение 12). При подъеме воды понтонное основание отрываться от свай и всплывает вместе с домом. Жестким элементом конструкции служат вертикальные направляющие сваи-опоры, которые поддерживают заданное положение дома в пространстве, снижая риск сноса дома интенсивным движущимся фронтом воды. Также могут применяться просто высокие столбы, к которым будет пришвартован дом с понтонным основанием. Максимальный уровень подъема сооружения может составлять 5-6 метров в зависимости от длины поддерживающих направляющих. Основное назначение столбов - предотвратить возможность смывания дома при наводнении. Понтон при рассматриваемом конструктивном решении представляет собой полую единую бетонную подушку, изготовленную из пористого гидробетона с наполнением внутреннего пространства пенополистиролом в качестве легкого утеплителя. Возможно применение металлического понтона, но следует учитывать, что биение волны о корпус может создать нежелательные шумовые эффекты, снижающие комфортабельность постоянного пребывания в жилом объекте. Поэтому решение о том, какой вариант лучше, можно будет принимать исходя из требований, предъявляемых жильцами к своему будущему дому. Сечение понтонного основания объекта определяется в соответствии с общим весом надводной части конструкции, которая будет опираться на понтон. В зависимости от размеров дома рассчитывается необходимое количество вертикальных несущих опор, относительно которых осуществляется всплытие малоэтажного жилого объекта. Таким образом, проект предусматривает следующие технологические решения:
- обеспечение непроницаемости сооружения в затапливаемой части или целиком всего здания;
- понтонное основание-фундамент в виде полой бетонной подушки;
- отдельно стоящая система свай, не имеющая жесткого конструктивного соединения с понтонным основанием;
- вертикальные несущие направляюіцие, обеспечивающие жесткость конструкции при подъеме понтонного основания вместе с уровнем воды.
Строительство домов в районах, подверженных значительным изменениям уровня воды в реках и водоемах, с учетом применения рассмотренной технологии имеет следующие преимущества и недостатки.
Преимущества;
- понтонное основание работает как поплавок, дом сохраняет свое положение на плаву при подъеме уровня воды;
- дом имеет отдельно стоящую систему свай под понтонным основанием, обеспечивающую жесткость конструкции при не повышенном уровне воды в реке или водоеме;
- наличие отдельных мачт или столбов, которые являются жесткими вертикальными стабилизирующими направляющими, позволяющими дому не уплыть при значительном подъеме уровня воды, когда он перестает опираться на отдельно стоящую систему фиксированных свай-опор;
- возможность строительства понтонной части дома на суше с последующим ее спуском на воду;
- удобный доступ к первому этажу;
- удобное техническое обслуживание дома с быстрым доступом к системам обеспечения жизнедеятельности — септикам, водо- и электроснабэюению;
- возмооїсность расширения жилого пространства путем состыковки с другими понтонными модулями, что позволяет сохранить конструктивную работоспособность всей системы в целом;
- возможность оснащения дома автономными системами .жизнеобеспечения на случай возникновения экстремальных гидрологических ситуаций природного характера.
Недостатки:
- ограничение по высоте, которая зависит от толщины сечения понтонного основания;
- ограничение возможности расширения жилого пространства дома до определенных размеров, что обусловлено особенностью конструктивного решения и местом, где расположен объект.
Область применения.
Рассмотренное решение может найти применение при строительстве домов на воде в районах с нестабильной гидрологической ситуацией, так как не несет в себе каких-либо технических сложностей при реализации. Если объект располагается в потенциально опасной зоне наводнений, то реконструкция дома с учетом нововведений многократно уменьшила бы риск его разрушения при сильных паводках. Стоит отметить, что рассматриваемая технология может быть интегрирована с существующими постройками. Это обстоятельство имеет ключевое значение, так как обеспечивает снижение роста количества-затопляемых домов путем внедрения разработанных проектных решений. Примеры реализации. В Нидерландах запрещено строительство на территориях, не защищенных плотинами. Однако увеличивающийся спрос на землю под застройку привел к активному обсуждению вопросов, связанных со строительством малоэтажных жилых объектов; вне защитных сооружений, - тем более Нидерланды ожидают, что число наводнений увеличится из-за глобальных изменений климата. С целью доказать возможность возведения объектов, устойчивых к наводнениям, в областях с нестабильной гидрологической ситуацией национальные и местные власти предоставили архитекторам и строительным фирмам разрешения на возведение первых испытательных жилых образований.
Жилое сообщество Маасбоммель (Maasbommel), объединившее два сообщества - Вест Маас (West Maas) и Ваал (Waal) около Неймегена (Nijmegen), решило возвести 46 малоэтажных жилых объектов, устойчивых к наводнениям, приливам и отливам, на старом притоке реки Маас (Maas), следуя идее возможности проживания на воде. Объекты расположены вне плотины в области, подвергающейся наводнениям с приливами высотой в несколько метров в среднем каждые пять лет. Дома представляют собой трехуровневые жилые объекты, при этом площадь каждого этажа составляет 120 м". С точки зрения конструктивной составляющей они являются легкими сооружениями на деревянном каркасе, обеспечивающими вид на воду и имеющими свои собственные маленькие пристани. Можно выделить следующие два типа жилых объектов в Маасбоммеле: дом-амфибия (amphibian type) и плавающий дом (floating type). Рассмотрим каждый из видов подробнее. о Дом-амфибия
Тридцать два дома данного типа возведены вдоль разделительной линии между сушей и водой. Малоэтажные жилые объекты с собственными садами расположены на твердой почве, их линия застройки выровнена с береговой линией, и строения обладают удобными подъездными путями. Рассматриваемый тип объекта подходит также для размещения в местах, удаленных от реки, что отличает его от существующей застройки.
Способ организации жилых образований с внутренними территориями, свободными от застройки, для отвода воды
Способ основан на беспрепятственном подъеме уровня воды в водоеме, окруженном застройкой, в пределах отведенной для этого территории. Река может выйти из берегов и создать живописные ландшафтные виды в предварительно подготовленных для этого местах, которые в обычных условиях могут использоваться для детских площадок, парковых территорий. Возможно так же размещение ветровых установок для обеспечения домов дополнительной энергией в незатапливаемый период эксплуатации буферной территории.
Наличие низменных участков перед жилой застройкой, присыпанных гравием и обильно засаженных растениями и деревьями, так же может замедлить процесс попадания дождевой воды в дренажные системы. Создание зимних садов на крышах домов способно обеспечить дополнительный сдерживающий буфер для дождевой воды, которая, собираясь на крыше, может нагреваться системой солнечных батарей для обеспечения дома горячей водой при необходимости. Также следует предусмотреть пути отвода талой воды обратно в речную систему после наводнения.
Способ основан на беспрепятственном доступе воды в жилые образования в пределах отведенных для этого территорий в результате приливов или паводков. Создание специальных уклонов улиц и перепада высот между ними может замедлить скорость потоков воды при наводнении, обеспечив население дополнительными путями эвакуации, — помимо конструктивных решений окружающей застройки, направленных на снижение риска деформации и разрушения домов за счет применения каркасных конструкций, не препятствующих проникновению воды в нижний уровень строений.
При сильных приливах или паводках, когда дренажная» система жилого образования может оказаться заблокированной, пребывающую воду необходимо отводить в предназначенные для этого места, например, футбольные поля или игровые площадки, расположенные в низменных частях жилого образования.
Устранение проблемы с наводнениями в России заключается не только в модернизации гидротехнических сооружений, денежных вливаниях в предупредительные мероприятия на реках в опасных районах, но и в применении новых решений. Массовое внедрение инновационных и вместе с тем достаточно простых технологий требует большой работы с самим населением, строительными компаниями и теми службами, которые ответственны за последствия наводнений. Будущее архитектуры на воде в России заключается не в коммерческих объектах общественного назначения, а в решении проблем частного жилого сектора, так как старые методы борьбы в какой-то момент могут оказаться бессильны перед глобальным потеплением. Если Голландия уже более 10 лет претворяет новые решения в жизнь, то Россия должна к этому прийти, это лишь вопрос времени.
При внезапном разрушении дамб и плотин на водохранилищах, прудах, а также их каскадов на реках возможно формирование катастрофических наводнений, в результате которых произойдет затопление прилегающих территорий, при обычных условиях остававшихся бы незатопленными. Сильные наводнения подобного характера случались на реках России в 2001 и 2002 годах.
Вызывает опасение тот факт, что сегодня наша страна мало застрахована от водных катастроф, которые могут быть вызваны разрушением гидросооружений. Министерство природных ресурсов России либо не имеет данных о том, в каком состоянии находятся сейчас 10 "000 гидротехнических сооружений, либо располагает устаревшей информацией, так как последний раз все они инспектировались в конце 80-х годов XX века. При разрушении гидросооружений создается волна, похожая на цунами и способная снести на своем пути любые строения на огромной территории, в том числе даже очень,прочные конструкции гидросооружений, которые могут располагаться ниже по течению реки. Поэтому дома новых типов должно найти свое применение в условиях паводков и наводнений, а при чрезвычайных ситуациях на плотинах в любом случае необходимо покинуть дом и переместиться на безопасное расстояние от зоны возможного затопления стремительной волной.
