Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ мирового опыта проектирования, строительства и эксплуатации растениеводческих сооружений защищенного грунта и их комплексов 16
1.1 Ретроспективный анализ эволюции архитектуры растениеводческих построек за рубежом 16
1.2 Анализ развития архитектуры растениеводческих построек в России 36
1.3 Этапы эволюции архитектурных решений растениеводческих построек защищенного грунта и их комплексов 45
1.4 Современное состояние, основные тенденции и перспективы развития растениеводческих зданий и сооружений за рубежом 64
1.5 Современное состояние, основные тенденции и перспективы развития растениеводческих сооружений и их комплексов в России 77
1.6 Типологическая классификация растениеводческих сооружений и предприятий (РПЗГ) 83
Выводыпоглаве1 89
2 Основные факторы, влияющие на формирование архитектуры растениеводческих сооружений и предприятий защищенного грунта 96
2.1 Система факторов, влияющих на формирование архитектурной типологии растениеводческих сооружений и РПЗГ 96
2.2. Природно-климатические факторы и их влияние на архитектурные решения растениеводческих сооружений и РПЗГ 101
2.2.1 Климат и архитектура растениеводческих сооружений и РПЗГ 101
2.2.2 Природные условия и их влияние на архитектуру растениеводческих сооружений И РПЗГ 117
2.3. Антропогенные факторы и их влияние на архитектуру растениеводческих сооружений и РПЗГ 121
2.3.1. Глобальные антропогенные факторы и их влияние на архитектуру растениеводческих сооружений и РПЗГ 121
2.3.2. Локальные антропогенные факторы и их влияние на архитектуру растениеводческих сооружений и РПЗГ 127
2.4. Внутренние факторы и их влияние на формирование архитектуры растениеводческих сооружений и РПЗГ 131
2.4.1. Технология - как основа формирования архитектурных решений растениеводческих сооружений и РПЗГ 131
2.4.2. Функциональное назначение и мощность как важнейшие факторы формирования рациональных архитектурных решений растениеводческих сооружений и РПЗГ 134
2.5. Экология как фактор формирования архитектуры растениеводческих сооружений и РПЗГ 135
Выводы по главе 2 142
3. Градостроительные проблемы размещения растениеводческих предприятий и сооружений в структуре поселений и формирования их генеральных планов 147
3.1 Теоретическая функциональная модель РПЗГ 147
3.2 Принципы и приемы градостроительного размещения растениеводческих предприятий и сооружений в структуре поселений 148
3.2.1 Система факторов, влияющих на размещение растениеводческих предприятий и сооружений в структуре поселений 148
3.2.2 Принципы рационального размещения растениеводческих предприятий и сооружений различной мощности в структуре поселений 152
3.3 Принципы и приемы формирования рациональных решений генеральных планов растениеводческих предприятий 167
3.3.1 Принципы формирования генеральных планов РПЗГ 167
3.3.2 Приемы композиционного построения схем генеральных планов РПЗГ 183
3.3.3 Закономерности формирование застройки растениеводческих предприятий 185
Выводы по главе 3 187
4 Принципы формирования объемно -пространственной структуры основных зданий растениеводческих предприятий и совершенствование их архитектурно-художественных решений 191
4.1 Система факторов, влияющих на формирование объемно-планировочной структуры основных зданий и сооружений РПЗГ 191
4.2 Принципы формирования объемно-планировочных решений основных зданий и сооружений РПЗГ 206
4.3 Особенности архитектурно-конструктивных решений основных зданий и сооружений РПЗГ 218
4.4 Инженерная инфраструктура и ее влияние на объемно-планировочные решения основных зданий РПЗГ 223
4.5 Особенности архитектурно-художественных решений основных зданий РПЗГ 229
Выводы по главе 4 232
5. Методика архитектурного проектирования и рекомендации по формированию рациональных архитектурных решений растениеводческих сооружений и предприятий. Апробация результатов исследований 237
5.1 Методологические проблемы архитектурного проектирования РПЗГ на современном этапе 237
5.2 Методика архитектурного проектирования и рекомендации по формированию рациональных архитектурных решений РПЗГ 239
5.3 Апробация результатов исследования. Результаты экспериментального проектирования архитектурных решений РПЗГ 277
5.4 Социально-экономический эффект предложенных решений 290
Выводы по главе 5 292
Заключение 295
Список использованной литературы 304
- Ретроспективный анализ эволюции архитектуры растениеводческих построек за рубежом
- Система факторов, влияющих на формирование архитектурной типологии растениеводческих сооружений и РПЗГ
- Система факторов, влияющих на формирование объемно-планировочной структуры основных зданий и сооружений РПЗГ
- Социально-экономический эффект предложенных решений
Ретроспективный анализ эволюции архитектуры растениеводческих построек за рубежом
Прообраз современной теплицы вырисовывается уже во времена Ренессанса. 15 век положил начало эпохи колонизации и мировой торговли. По торговым путям поток экзотических плодов и растений хлынул в страны Старого мира, ботанические сады пополнялись новыми растениями. Важную роль в появлении первых сооружений защищенного грунта сыграли субтропические растения, и в первую очередь - апельсин. В начале XVI века в высшем свете считалось престижным иметь апельсиновые деревья в своих садах. Но к северу от Альп его на зиму надо было укрывать. Первые сборно-разборные деревянные постройки возникли в южнонемецких княжествах в 1550г. В Штуттгарте в 1626г. был сконструирован роликовый домик, надвигавшийся зимой на апельсиновые деревья (таблица 1.1 -1). [7]
Первым примером зимнего сада можно назвать построенную Соломоном де Гауссом сборно-разборную оранжерею из деревянных решетчатых конструкций длиной 80м, пролетом 4 м, оборудованную проемами для освещения и вентиляции, а также печным отоплением. В этом сооружении люди могли прогуливаться между деревьями, укрытые от непогоды.
Скоро стало ясно, что экономически выгоднее выполнять трансформируемой только южную сторону оранжереи и крышу, а северную и боковые стены предусматривать стационарными. Съемными домиками закончился первый этап истории оранжерей.
Переход к концу XVII века от временных укрытий к постоянным оранжереям, наряду с экономическими, вызван также и эстетическими потребностями, ведь только постоянные кирпичные строения могли органично вписаться в единый архитектурный ансамбль с дворцом, выполненным, как правило, в камне. На рис. 1.1а показана оранжерея в Вене (Нижний Бельведер), где передняя стена закрывалась большими посекционными окнами, крыша выполнялась многоскатной. В теплый период года посекционные окна убирались. [6]
Помимо дворцов и парков, оранжереи стали неотъемлемой частью ботанических садов. Именно в специальной литературе по ботанике появились первые публикации, касавшиеся вопросов строительства оранжерей и теплиц. В 1700 г. возник классический тип постоянной теплицы. Это вытянутое с востока на запад сооружение, у которого южная стена была остеклена, а боковые и северная - кирпичные. Для лучшей теплоизоляции задняя стенка часто делалась двойной, в более крупных теплицах к ней примыкали подсобные помещения. Это теплицы в основном голландской и английской постройки (рис. 1.16, таблица 1.1-1). При строительстве теплиц главными целями были лучшая освещенность и предельно-возможное использование теплового излучения Солнца. [6]
В начале XVIII века появились первые разработки, касающиеся формы теплиц и уклона остекленных поверхностей. Начало XVIII в. отмечено в архитектуре стран Европы повсеместным влиянием стиля барокко, в том числе и на проектирование и строительство оранжерей. Этот период отмечен наиболее крупными и архитектурно проработанными оранжерейными постройками. Из непритязательных узкофункциональных построек развились представительные здания многоцелевого использования, гармонирующие с архитектурой жилых построек и парков.
В Германии оранжереи располагались на задней границе парка, замыкая ландшафт, на одной оси с замком, что обосновало симметричность постройки, с делением на приподнятую среднюю часть, боковые крылья и угловые павильоны. Эта планировка вскоре модифицировалась в планировку с закругленной полукруглой формой здания. Выступавшие вперед изогнутые боковые крылья создавали своеобразную защитную стену для южных растений, высаживаемых перед зданием весной. Отступавшая назад средняя часть подчеркивало осевое размещение и оптически придавала ансамблю застройки большую глубину (таблица 1.1-1). [7]
При размещении оранжерей вне единства с замком, как в Касселе, оранжерея стала господствующим сооружением в ландшафтной организации парка. Отдаление от замка создало потребность в жилых и общественных помещениях в составе оранжереи, которая, таким образом, превращалась в оранжерейный замок - многофункциональную постройку, где выращивание растений зачастую отходило на второй план (таблица 1.1-1). К середине XVIII в. была достигнута вершина развития данного типа оранжерей. На смену им пришла полностью остекленная теплица. Этому способствовало и расширение ассортимента экзотических растений, многие из которых требовали высоких температур и освещенности в течение всей вегетации. Важным фактором также стало изменение архитектурно-композиционной системы устройства садов. На смену саду барокко с присущей ему симметрией, развитие получил пейзажный парк, которому более соответствовали открытые, зрительно связанные с окружающим пространством, сооружения.
Параллельно с развитием придворных оранжерей продолжалось развитие товарных (утилитарных) теплиц, предназначенных для выращивания рассады, овощей и фруктов. Здесь главной целью было обеспечение их наилучшей освещенности.
Наряду с разработанными ранее односкатными (прислоненными) теплицами появились выполненные из дерева 2-х скатные теплицы. К первым подобным постройкам относятся теплицы Отто фон Мюнхаузена в его саду в Швеббере под Гамельном (таблица 1.1-1). Строение габаритами 18 х 5 х 4.5h (м), со стеклянными стенами и покрытием, с севера примыкающее к кирпичной стене.[8]
Если развитие типов теплиц и оранжерей в первоначальный период происходило главным образом на континенте, то в начале XIX века в данной области ведущее место заняла Англия, как страна, первой ставшая на путь развития индустриального капиталистического общества.
Одной из предпосылок для возникновения нового типа растениеводческих построек было появление несущих конструкций из чугуна.
Другой предпосылкой стало совершенствование теплотехники: появилось паровое отопление, осуществлявшееся с помощью труб под полом. Появилась возможность остекления построек со всех сторон, ориентация конька кровли, кроме широтной, принималась меридиональная.
В начале XIX в. растениеводческие постройки возводились в королевских ботанических садах, а также многочисленными садоводческими и цветоводческими обществами. Эти постройки, подобно оранжереям барокко, имели многофункциональное назначение (проведение праздников).
Произошли изменения и в назначении растениеводческих сооружений: в связи с развитием торговых путей отпала необходимость в выращивании апельсинов в северных широтах, был организован их импорт. Их место в растениеводческих постройках заняли пальмы и другие тропические растения с высокими требованиями к теплу и освещенности. Высота роста пальмовых растений и потребность в свете определили появление прямоугольных в плане протяженных теплиц. Для пальм отводилась средняя часть теплицы, имеющая большую, по сравнению с боковыми частями, высоту.
Пальмы были символом тяги европейцев к "счастливой земле". Любовь ко всему экзотическому отражала ту же потребность, что проявлялась при строительстве оранжерей в XVIII веке: это была страна иллюзий, где человек мог скрыться от наступления цивилизации.
На облик теплиц и их внутреннее устройство оказывало влияние увлечение архитектурными стилями восточных стран. Примером такой постройки может служить " Дворец в восточном стиле" арх. К. Лаудона, где в качестве акцентов объемно-пространственной композиции он использовал присущие индийской архитектуре двойные купола по центру и торцам сооружения (рис.1.2а) . [6]
Система факторов, влияющих на формирование архитектурной типологии растениеводческих сооружений и РПЗГ
Проведенный в первой главе работы анализ мирового опыта проектирования, строительства и эксплуатации растениеводческих сооружений защищенного грунта и их комплексов, а также опыт эволюции архитектуры в целом показывает, что с первых шагов архитектурной деятельности человека до настоящего времени прослеживаются следующие закономерности в ее поступательном развитии:
- общность основных типологических характеристик сооружений по каждому из видов человеческой деятельности (руд, быт, отдых) в планетарном масштабе, вызванная объективными причинами, а именно -общностью поступательного развития человеческой цивилизации;
- своеобразие конкретных объемно-пространственных построений объектов архитектуры, вызванное причинами, имеющими множественный характер и базирующимися на природно-климатических, национально - демографических, идеологических, религиозных и других особенностях, которые, в свою очередь, находятся в сложнейшей взаимосвязи друг с другом.
Движущей силой эволюции типологии архитектурных сооружений является непрерывный подъем уровня научно-технического развития общества, который, с одной стороны, вызывает к жизни новые потребности, а с другой - обеспечивает возможность их удовлетворения. Удовлетворение же потребностей жизненно необходимых «вечных»- в жилье, отдыхе, труде (возможность и качество) так же в значительной мере зависит от уровня развития общества.
Так, растениеводческие сооружения, возникнув на рубеже нашей эры как средство удовлетворения неистребимой потребности людей выращивать растения вне зависимости от климата, выделились как новый тип архитектурного сооружения на рубеже XVI - XVII в.в. в виде единичных построек. К настоящему времени, по мере появления и совершенствования необходимых для их функционирования строительных конструкций и материалов, они неизмеримо расширили как свой количественный состав, сформировав в России и других странах целую самостоятельную отрасль аграрного производства, так и границы своего применения (товарные, рекреационные, научные).
Таким образом, на уровне общей (межвидовой, включающей все виды архитектурных сооружений), архитектурной типологии можно отразить следующую укрупненную схему факторов, влияющих на направления и особенности дальнейшего развития типологии растениеводческих сооружений, приведенную в таблице 2.1.
На уровне типологии отдельного вида сооружений (типологии вида) области функционирования сооружений одного вида, в том числе растениеводческих сооружений, могут изменяться во времени - расширяться или сужаться, и движущей силой этих изменений выступают те же факторы и предпосылки, которые можно охарактеризовать как факторы стремления (потребности), факторы ограничения (социально - экономический уровень развития общества, экология), факторы совершенствования (развитие науки и техники), факторы преодоления (климат, природа), факторы своеобразия или формообразования (национально-региональный компонент, идеология и религия) см. рис.2. 1.
Применительно к растениеводческим сооружениям защищенного грунта выявлено фактически одновременное зарождение двух типов растениеводческих сооружений по назначению - это утилитарные (товарные) и рекреационные. Социально - экономические особенности этого начального периода (феодальный строй), характеризующиеся значительной концентрацией экономической и политической власти в отдельных руках , определили области распространения и функции растениеводческих сооружений - дворцово - парковые ансамбли, общественные сады.
При изменении общественного устройства в сторону развития товарно - денежных отношений произошли, наряду с изменениями в укладе жизни людей, также и значительные изменения в функциональном назначении рас 100 тениеводческих сооружений в сторону строительства утилитарных сооружений, сопровождающееся отдалением их от жилых построек, и, одновременно, упрощением объемно-планировочных и конструктивных решений.
На фоне ускорения темпов научно-технического прогресса во 2-й половине XX века растениеводческие сооружения постепенно становятся неотъемлемой частью научных агрокомплексов, позволяя, в частности, значительно ускорить выведение новых сортов сельскохозяйственных культур, то есть появились растениеводческие сооружения научного назначения.
На современном этапе перехода от плановой к рыночной экономике, характеризующемся изменением в отношениях собственности и финансовым расслоением общества, растениеводческие сооружения вновь приблизились к жилью, вплоть до интеграции с ним - зимние сады в жилье повышенной комфортности и производственно-жилые комплексы с товарными теплицами для ведения подсобного и фермерского хозяйства.
На внутривидовом уровне, где решается комплекс проблем формирования архитектурно - пространственных решений растениеводческих сооружений и их комплексов определенной функциональной направленности, были более детально выявлены и проанализированы факторы, влияющие на механизм пространственного построения объектов на всех уровнях из архитектурной организации - градостроительном, объемно - пространственном, конструктивном.
Как и на более высоких уровнях (межвидовом, видовом) становление и развитие архитектуры растениеводческих сооружений различного функционального назначения подчинено влиянию сложного комплекса факторов, находящихся в состоянии постоянного взаимодействия и взаимовлияния между собой. Для разработки принципов и приемов формирования архитектурных решений растениеводческих предприятий на всех уровнях их структурной организации автором выявлены эти факторы, их взаимосвязь, характер и степень влияния.
Система факторов, влияющих на формирование объемно-планировочной структуры основных зданий и сооружений РПЗГ
Основными зданиями и сооружениями коллективных растениеводческих предприятий защищенного грунта являются растениеводческие сооружения (теплицы, укрытия), объединенные с блоком обслуживания, а индивидуальных - еще и с жилым домом. Их объемно-планировочные решения, выполненные с учетом всех факторов и требований, предъявляемых к ним, а также взаимосвязей между ними, и определяют общую архитектурно-планировочную структуру производственного или производственно - жилого комплекса.
К каждому из упомянутых объектов предъявляются свои, специфические требования к их объемно-планировочной структуре. Эти требования вызваны системой факторов и предпосылок, внешних и внутренних, особенности и закономерности взаимодействия которых и лежат в основе формирования объемно-пространственной структуры каждого объекта и комплекса в целом.
Для определения рациональной объемно-планировочной структуры основных зданий растениеводческих предприятий необходимо, прежде всего:
- выявить типообразующие факторы и предпосылки, влияющие на объемно-пространственное формирование объектов;
- определить значения данных факторов в общей системе и выявление характера их влияния на формирование каждого объекта и их комплекса в целом;
- определить наиболее рациональные функционально - технологических взаимосвязи между составляющими комплекса.
Анализ и систематизация факторов, влияющих на формирование архитектуры растениеводческих сооружений и предприятий, выполненные во 2-й главе исследования, позволили выявить наиболее значимые факторы, влияющие на все этапы разработки архитектурных решений сооружений, в том числе и при формировании объемно-пространственных решений основных зданий и сооружений.
К внешним факторам относятся природно-климатические условия (световой климат местности, рельеф, ветер в сочетании со снегом , грунтовые условия, и т.д.), градостроительная ситуация.
К внутренним факторам относятся требования функционально-технологических процессов, протекающих на территории данных комплексов.
К универсальному фактору, действующему на всех уровнях, относится экология.
Удельный вес влияния вышеперечисленных факторов и требований на процесс формирования объемно-планировочной структуры растениеводческих предприятий неодинаков. Для повышения объективности оценки значимости факторов и требований на построение рациональных объемно-планировочных решений зданий растениеводческих сооружений и предприятий разработано дерево свойств, которое позволило выявить структуру «сложных» факторов и расчленить их на «простые» составляющие. Для оценки значимости факторов была привлечена экспертная группа. В состав экспертной группы включены 7 специалистов, из них 2 кандидата архитектуры, один кандидат экономических наук, три инженера - строителя, один инженер - теплотехник. Пять членов экспертной группы имеют большой практический опыт проектирования растениеводческих сооружений и предприятий. Результаты экспертной оценки факторов, влияющих на качество объемно-планировочных решений растениеводческих сооружений, приведены нарис. 4.1.
Анализ значимости факторов показывает, что основное влияние на формирование объемно-планировочных решений производственных и производственно-жилых комплексов растениеводческого назначения в каждой из групп факторов оказывают следующие из них.
В группе природно-климатических факторов - ориентация, от которой зависит освещенность в растениеводческих сооружениях и инсоляция жилых помещений (влияет на планировку и объем здания); скорость ветра в зимний период и количество осадков (снега), которые влияют на выбор типа растениеводческого сооружения и определяют профиль поперечного сечения, возможности блокировки; рельеф в наибольшей мере важен с точки зрения направления уклона - (на Ю, ЮВ, В). Величина уклона оказывает влияние на планировки комплекса (террасы) Вечная мерзлота влияет на объемное решение растениеводческих сооружений (этажность, габариты сооружения).
С точки зрения градостроительных условий площадки на формирование рациональной объемно-планировочной структуры зданий в одинаковой мере влияют как характер окружающей застройки (создание единого ансамбля), так и организация улично-дорожной сети (объемно-пространственное решение здания с учетом конкретной ситуации - подходы, подъезды, и т.д.).
Технологические факторы - схемы технологических процессов и их рациональные взаимосвязи. Функциональные требования оказывают наибольшее влияние на планировку основных зданий и сооружений, их рациональные взаимосвязи, на формирование объемно-пространственного решения;
В группе экологических факторов - ресурсосбережение, энергоэкономичность принимаемых объемно-пространственных решений, достигаемые соответствующими архитектурно-планировочными решениями, использованием нетрадиционных видов энергии.
Учитывая особую значимость функционально - технологических требований, автором выявлены состав и площади объемно - планировочных элементов блоков основного производства растениеводческих предприятий различной мощности с подразделением их на группы по функциональному назначению.
В основу исследования на данном этапе был положен анализ практических приемов планировочного формирования блоков основного производства растениеводческих предприятий различной мощности, жилых зданий, объединенных в единый блок с теплицами, состава и площадей помещений, а также материалов научных исследований в области совершенствования архитектурно-планировочных решений усадеб, типологии энергоэкономичных жилых домов.
Результаты анализа объемно-планировочных элементов блоков основного производства растениеводческих предприятий различной мощности с подразделением их в группы по функционально-технологическому назначению и указанием примерных площадей приведены в таблице 4.1.
Социально-экономический эффект предложенных решений
В современных, новых для России, социально-экономических условиях, появление частных семейных растениеводческих предприятий способно внести вклад в решение экономических, социальных и экологических проблем, стоящих перед обществом.
Во-первых, значительно возрастет объем внесезонной сельскохозяйственной продукции, обеспечивающей не только владельцев растениеводческих сооружений, но и других потребителей. Произведенная продукция, как правило, экологически чистая и поставляется населению непосредственно после съема, минуя промежуточные этапы на пути движения к потребителю.
Во-вторых, открываются новые рабочие места, как с постоянной (тип предприятий В, Г, Д), так и с частичной занятостью (тип предприятий А, Б), что является важным положительным фактором в современных условиях, позволяющим улучшить социально-экономический уровень жизни людей.
В России всегда существовала тесная связь человека с землей, в том числе и в городской черте. Значительное большинство семей России являются владельцами приусадебных или дачных участков, что связано не только с экономическими, но и с духовными потребностями человека в общении с живой природой.
Учитывая большие трудности, преодолеваемые жителями городов и крупных поселков в ведении дачного хозяйства, связанные с большой удаленностью участков от мест проживания людей, грамотное включение растениеводческих сооружений в структуру жилой застройки позволит значительно облегчить быт людей при сохранении привычного образа жизни, однако на более высоком качественном уровне.
Помимо качественного улучшения жизни людей в новых производственно-жилых комплексах (полноценное питание, комфорт в жилых помещениях), включение растениеводческих сооружений в структуру жилой застройки приведет к улучшению экологической обстановки застраиваемой территории(поглощение растениями углекислого газа, синтез кислорода), а также повышение эстетических качеств застройки.
Грамотно запроектированный производственно жилой комплекс дает сокращение площади застройки на 10-20%, что является важным народнохозяйственным фактором, особенно в зонах интенсивной застройки.
Предлагаемое самообеспечение энергией (автономное теплоснабжение) позволяет не строить дорогостоящие тепловые сети, через которые теряется до 50% тепла.
Рациональное блокирование теплицы с жилым домом обеспечивает существенное снижение расхода энергии на отопление комплекса в целом за счет утилизации солнечной энергии, накопления и распределения ее в пространстве комплекса.
Таким образом, предлагаемые архитектурные решения растениеводческих предприятий защищенного грунта позволяют достигнуть ощутимого социального и экономического эффекта, связанного с комплексным улучше 292 ниєм жизненной среды людей, повышением технико-экономических показателей архитектурно-строительных решений, экономией энергоресурсов, повышением экологических и эстетических качеств застройки поселений.
