Диссертация: Развитие творческого наследия В.Г. Шухова в архитектуре современных общественных зданий и сооружений

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. Значительный вклад в разработку современных большепролетных металлических конструкций (сетчатые оболочки, висячие покрытия), внес Владимир Григорьевич Шухов - его открытия признаны на мировом уровне, а современные крупные архитекторы (Норманн Фостер, Массимилиано Фуксас, Сигеру Бан, Фрэнк Гери и др.) используют в своем проектировании его архитектурно-инженерные решения. Однако, в отечественной архитектурной практике XX-XXI вв. широкого распространения и развития потенциал инженерных идей В.Г. Шухова не получил (за исключением висячих покрытий). Сегодня его инженерные концепции (которые он применял впервые в мире в конце XIX - начале XX вв.) становятся особенно актуальными благодаря своей высокой экономичности, надежности, архитектурной выразительности. К настоящему времени опубликовано немало исследований, затрагивающих вопросы использования большепролетных конструкций из различных материалов – железобетон, клееная древесина, металл. Подобные труды в основном включают в себя описание всех видов большепролетных конструкций – балки, фермы, складки, своды, оболочки, с использованием различных материалов – железобетон, клееная древесина, металл. Естественно, в таких исследованиях рассматриваются вопросы формообразования, предлагаются авторские классификации по форме плана, по геометрической поверхности покрытия, по конструктивным схемам, по методам возведения, по структурным особенностям и т.д. Большинство трудов носит описательный характер, подробно рассматривая уже реализованные архитектурные объекты в первую очередь с конструктивной точки зрения, детально разбирая элементы несущей системы. Однако практически отсутствуют исследования, рассматривающие большепролетные конструкции в тесной связи с объемно-пространственным, функциональным устройством общественных зданий и сооружений. Более того, практически все исследования на русском языке, посвященные данной тематике, относятся к третьей четверти XX в.; таким образом, авторами не принимался во внимание богатый опыт архитектуры общественных зданий конца XX – начала XXI вв. Современным же архитекторам, студентам архитектурных ВУЗов необходима актуальная аналитическая информация о последних конструктивных и объемно-пространственных приемах в большепролетном строительстве.
Степень изученности проблемы. Конструктивные решения В. Г. Шухова, несмотря на свою уникальность, все еще остаются малоизученными. Существует всего несколько исследований, посвященных его открытиям – монографии отечественной исследовательницы Е. М. Шуховой, труды С.В. Виноградовой; научные статьи О.Ю. Сусловой, посвященные проблемам выявления, сохранения и дальнейшей судьбы памятников инженерного искусства В.Г. Шухова; исследования немецких ученых Р. Грефе и О. Перчи, статьи Элизабет Инглиш («Invention of Hyperboloid Structures»), Уильяма Брумфилда («The Origins of Modernism in Russian Architecture»); сборники фотографий построек В.Г. Шухова, как например, «Россия Владимира Шухова. Личный фотоархив. Начало XX столетия» Ричарда Пэра. Однако все они носят в основном описательный характер (дается развернутый перечень работ великого инженера) или представляют собой его творческую биографию с небольшой теоретической частью, описывающей его вклад в архитектуру и инженерию. Среди исследователей, занимающихся проблемами архитектурного наследия В.Г. Шухова, необходимо отметить работы Ю. П. Волчка, раскрывающие системные основы уникального творчества великого инженера. Актуальных научных исследований, раскрывающих потенциал, возможности использования большепролетных металлических конструкций в архитектуре недостаточно. В профессиональной литературе советского периода существует достаточно большое количество трудов, которые посвящены оболочкам и архитектуре зданий с висячим покрытием. Среди них можно найти как работы, описывающие уже спроектированные или реализованные на тот момент покрытия и оболочки (Морозов А. П. «Пространственные конструкции общественных зданий»; Васильев В. С. «Висячее седлообразное покрытие»; Анищенко А. М. «Архитектура сооружений с висячими покрытиями»; Мельников Н. П. «Развитие металлических конструкций»; Рюле Г. «Пространственные покрытия»; Морозов А. П. «Пространственные конструкции общественных зданий»; Трофимов, В. И. «Большепролетные пространственные покрытия из алюминия»), так и материалы научных конференций, посвященных будущему таких конструкций («Новые архитектурно-конструктивные структуры», ЦНИИ теории и истории архитектуры; «Металлические конструкции: состояние и перспективы развития», под редакцией Н. С. Стрелецкого; «Висячие покрытия: труды совещания по исследованию и внедрению висячих покрытий», под редакцией И. М. Рабиновича). Вопросы формообразования большепролетных конструкций, а также некоторые вопросы эстетических требований к таким несущим системам достаточно подробно рассматривает В. Е. Михайленко в книге «Формообразование оболочек в архитектуре» и Ю. А Смоляров в книге «Архитектурное формообразование из вантово-стрежневых систем». О высокой архитектурной выразительности сооружений с висячими покрытиями и практически безграничных возможностях формообразования таких сооружений говорит В. Г. Штолько в книге «Архитектура сооружений с висячими покрытиями». Большой вклад в вопрос большепролетных несущих систем внес Ю. А. Дыховичный в таких своих трудах как «Большепролетные конструкции сооружений Олимпиады-80 в Москве», «Современные пространственные конструкции: железобетон, металл, дерево, пластмассы». Существует множество работ, посвященных проблемам перекрытия больших пролетов с помощью оболочек и висячих покрытий на основе несущих металлических конструкций, однако они носят исключительно инженерный характер и рассматривают достаточно узкие аспекты работы таких конструкций. Современной отечественной литературы, поднимающей вопрос комплексного осмысления общественных зданий с большепролетными металлическими конструкциями, практически не существует. Что касается иностранной литературы по интересующей нас проблематике, то в странах Европы и США издано большое количество как профессиональных монографий, так и статей в архитектурных периодических изданиях, исследующих вопрос работы металлических покрытий и 6 оболочек на большом пролете.
Научная новизна проведенных исследований. Научная новизна исследования состоит в проведении комплексного архитектурного анализа современных общественных зданий и сооружений, формообразующей основой которых являются большепролетные металлические конструкции В.Г. Шухова (однополостный гиперболоид вращения, сетчатая оболочка двоякой кривизны, висячее покрытие). Впервые предложена архитектурная классификация по объемно-пространственному принципу (включает в себя 3 типа общественных зданий: формоподчиненный тип, формодополняющий тип, формообразующий тип). В ходе исследования приведены возможные варианты использования этих типов для различных по назначению общественных зданий и сооружений. Доказано, что для современной архитектуры, в частности отечественной, использование конструктивных и объемно-пространственных принципов конструкций В. Г. Шухова обладает большим потенциалом.
Цель исследования. На основе творческого наследия В. Г. Шухова разработать комплексные рекомендации по объемно-пространственному решению общественных зданий с большепролетными металлическими конструкциями, построенными на объемно-пространственных приемах металлических конструкций В. Г. Шухова. Достижение данной цели предполагает решение следующих задач: • Сравнить степень использования инженерных и объемно-пространственных принципов использованных В. Г. Шуховым в отечественной и зарубежной архитектурной практике. • Выявить значение инженерных идей В. Г. Шухова в области металлических несущих конструкций для архитектуры XX-XXI вв. • Провести архитектурный анализ наиболее ярких примеров архитектуры общественных зданий конца XX – начала XXI вв. с большепролетными металлическими системами с целью разработки классификации общественных зданий и сооружений по объёмно-пространственному принципу. • Определить потенциал развития объемно-пространственных приемов В. Г. Шухова для архитектуры XX-XXI вв. • Сформировать рекомендательные предложения для типов общественных зданий разработанной классификации.
Границы исследования. В исследовании рассматриваются общественные здания и сооружения, в которых были применены пространственные большепролетные конструкции. В работе анализируются реализованные объекты В.Г.Шухова, изучены примеры современной гражданской архитектуры, использующей инженерные принципы В.Г.Шухова; особое внимание уделено эволюции современных большепролетных конструкций в гражданском строительстве и их влияние на формообразование. Рассмотрены архитектурно-планировочные, объемно-пространственные характеристики общественных зданий и сооружений в тесной их связи с несущими металлическими конструкциями. Исследование не затрагивает железобетонные, пневматические, деревянные, композитные большепролетные конструкции. Плоскостные большепролетные металлические конструкции рассмотрены в данной работе с точки зрения исторического развития металлических конструкций.
Объектом исследования являются архитектурные решения с большепролетными пространственными металлическими несущими системами, инженерные открытия В.Г.Шухова; отечественные и зарубежные примеры современной архитектуры общественных зданий и сооружений, спроектированные на основе принципов этих открытий и с использованием таких конструкций.
В качестве предмета исследования рассматривается формообразующая роль большепролетных пространственных металлических несущих систем и их влияние на функциональное зонирование общественных зданий и сооружений.
Методология и методы диссертационного исследования основаны на архитектурном анализе инженерных открытий В.Г.Шухова, примеров современной архитектуры общественных зданий с большепролетными металлическими конструкциями, их сравнении с использованием графического, типологического анализа; прогнозировании развития большепролетных металлоконструкций в общественных зданиях. Методика исследования основана на изучении теоретических трудов, литературных источников, Интернет-ресурсов, на проведении натурных обследований с целью оценки объемно-пространственных характеристик примеров гражданской архитектуры; включает в себя разработку критериев для оценки примеров современной архитектуры общественных зданий.
Практическая значимость исследования заключается в возможном использовании полученных результатов в качестве методических и справочных пособий, предложений по проектированию общественных зданий и сооружений, в качестве дополнительной научной базы для смежных профессий, в виде лекционного материала для архитектурного проектирования общественных зданий. Некоторые положения исследования могут быть использованы в практике – как рекомендательный материал для архитекторов при разработке проектов зданий гражданской архитектуры. Также, результаты исследования позволяют проектировщикам и заказчикам оптимизировать архитектурные решения общественных зданий, обеспечивающие наиболее рациональное и пространственно выразительное использование большепролетных металлических конструкций. Также, результаты исследования позволят развить творческий потенциал архитектурных и конструктивных приемов В.Г. Шухова в практике проектирования и строительства общественных зданий и сооружений.
Теоретическая значимость исследования заключается в применении нового подхода к роли большепролетных металлических конструкций, построенных на принципах В.Г. Шухова, в формообразовании здания. Материалы исследования позволяют расширить теоретические основы проектирования оболочек в архитектуре общественных зданий. Выводы диссертации показывают значительный потенциал творческого наследия В.Г. Шухова для современной архитектурной и строительной науки, проектной деятельности.
Положения, выносимые на защиту: 1. Творческий метод В.Г.Шухова в развитии большепролетных металлических конструкций общественных зданий. 2. Классификация объемно-пространственных решений общественных зданий на основе большепролетных пространственных металлических конструкций. 3. Обобщенные рекомендации по выбору оптимальных объемнопространственных решений общественных зданий с большепролетными металлическими несущими конструкциями.
Степень достоверности и апробация результатов исследования. Материалы диссертации изложены на 7 конференциях: Международная научно-практическая конференция «Наука, образование и экспериментальное проектирование» в МАРХИ (Москва, 2009, 2010, 2011, 2013, 2014, 2015 гг.); Международная научно-практическая конференция, посвященная 160-летию со дня рождения В.Г. Шухова (Москва, 13-14 ноября, 2013 г.). Некоторые материалы исследования были представлены на фотовыставке «Уникальные конструкции Шухова» в рамках Международного Металл-Строй Форума (Москва, ВВЦ, павильон 75, 9-12 ноября, 2010 г.). Материалы диссертации опубликованы в 12 печатных работах, из них 3 статьи опубликованы в изданиях, входящих в перечень рецензируемых журналов и изданий, рекомендованных ВАК при Минобрнауки России. Положения исследования были использованы при разработке предпроектного предложения по реставрации судоремонтной верфи в г. Мурманске. Некоторые положения диссертации реализованы в проектной работе при участии автора: «Предпроектное предложение архитектурного решения домашнего стадиона футбольного клуба Ангушт в г. Магас, респ. Ингушетия».
Структура работы. Диссертация состоит из одного тома общим объемом 169 страниц, включающего в себя текстовую часть: введение, три главы, основные результаты и выводы исследования, заключение, список литературы (144 источника), список основных публикаций по теме исследования (объемом 157 страниц), а также приложение с иллюстративным материалом (12 страниц).