Принципи функціонально-просторової організації висотних будівель

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОДЕСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ

БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата архітектури

Принципи функціонально-просторової організації висотних будівель

18.00.02 - Архітектура будівель і споруд

Болячевський ОЛЕКСАНДР

одеса-2011

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Одеській державній академії будівництва і архітектури (ОДАБА) Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України.

Науковий керівник ?

доктор архітектури, професор

Уреньов Валерій Павлович, Одеська державна академія будівництва і архітектури, директор Архітектурно-художнього інституту, завідувач кафедри Архітектури будівель та споруд

Офіційні опоненти:

доктор архітектури, доцент,

Нагаєва Зарема Садиківна, Національна академія природоохоронного та курортного будівництва, завідувач кафедри Містобудування

кандидат архітектури,

Савицька Ольга Степанівна, Одеська державна академія будівництва і архітектури, завідувач кафедри Містобудування

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми дослідження. Зародження висотного будівництва наприкінці ХІХ століття і його подальший розвиток у США, Європі та Азії є результатом бурхливого соціально-економічного, технологічного та культурного розвитку, який відбувався в різні роки. За останнє десятиліття темпи будівництва висотних будівель зростають по всьому світу, поряд з тим зростають показники в Україні. Висотне будівництво підіймає низку серйозних запитань, пов'язаних із розміщенням висотних об'єктів у структурі міської забудови, архітектурно-планувальному і функціонально-просторовому рішенню будівель, їх транспортною доступністю, їх адаптацією в структурі міста, а також формуванню панорами міста висотними будівлями. Збільшення висотності забудови українських міст, примушує серйозно поставити питання про готовність нормативної бази і індустріальні можливості нашої країни.

Ситуація з нормативною базою, а також тотальна урбанізація і ущільнення забудови приводять до погіршення соціально-економічного, екологічного стану в великих містах і вимагає розробки принципів формування функціонально-просторової організації висотних будівель для досягнення стійкого розвитку останніх при гармонізації архітектурно-композиційного образу, що відповідало б статусу висотного комплексу (сіті) у структурі міста.

Основні розділи присвячені проблемам розміщення висотних об'єктів на територіях великих міст, взаємозв'язку цих споруд з генеральними планами розвитку міст, структурою висотної забудови (поодинокі об'єкти, спеціалізовані або поліфункціональні будівлі), композиційних і об'ємно-планувальних рішень, їх конструктивних систем і елементів.

На розроблення даної теми вплинули праці з загально теоретичних проблем розвитку сучасної архітектури та містобудування відомих вчених-архітекторів: Ю.Бочарова, Ю.Божка, М.Дьоміна, Г.Лаврика, Ю.Лобанова, В.Макухіна, А.Мардера, В.Михайленка, З.Моісеєнко, Т.Панченко, О.Підгорного, Ю.Репіна, І.Родічкіна, І.Фоміна, В.Штолька та інших.

Великий вклад в архітектурну науку при розгляді проблем архітектури громадських будівель і методології проектування, зробили такі відомі вчені, як: В.Абизов, В.Єжов,С.Єжов, Є.Клюшниченко, Л.Ковальський, М.Ксеневич, В. Куцевич, Г.Лаврик, С.Лапоногов, О.Лесик, В.Мироненко, В.Ніколаєнко, М.Омельяненко, В.Проскуряков, Т.Панченко, Ю.Рєпін, О.Слєпцов, В.Тімохін, В.Товбич, В.Уреньов, І.Фомін, О.Чижевський, Ю.Шкодовський, Д.Яблонський та інші.

Слід також особливо відзначити дослідження, що стосуються архітектури висотних будівель та комплексів наступними вченими: С. Гордин, Ю. Козак, Т. Маклакова, Л. Мумфорд, О. Попкова, Ф. Рафайнер, Ю. Табунщиков, І.Ричардс,

Кен Янг та інших.

Однак сучасні дослідження принципів функціонально-просторової організації висотних будівель на території України відсутні.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана на кафедрі Архітектури будівель та споруд ОДАБА, відповідає концепції Української академії архітектури «Національна програма розвитку української архітектури» (№582.94-94; 2-га редакція 2002р.), де вказана необхідність наукової розробки основоположних принципів створення і розвитку сучасної архітектури.

Мета дослідження: визначення особливостей і розробка принципів функціонально-просторової організації висотних будівель.

Задачі дослідження:

- проаналізувати вітчизняний і зарубіжний досвід проектування та будівництва висотних будинків;

- виявити ієрархічну структуру висотного будівництва, що дозволяє характеризувати експресивні форми груп висотних будинків;

- проаналізувати фактори розвитку висотних комплексів у сучасних умовах;

- створити типологічну класифікацію висотних будівель, провести комплексний аналіз за ландшафтно-екологічними, природно-кліматичним, архітектурно-планувальними, функціонально-просторовими, візуально-естетичними і конструктивними чинниками;

- виявити сучасні та перспективні особливості розміщення висотних будинків у великих містах;

- визначити функціонально-просторові вимоги до формування висотних будинків;

- виявити композиційні прийоми формування функціонально-планувальної структури та ядра висотних комплексів;

- теоретично обґрунтувати принципи функціонально-просторової організації висотних будівель.

Об'єкт дослідження: висотні будівлі.

Предмет дослідження: принципи функціонально-просторової організації висотних будівель.

Дослідження проводиться в межах, які визначені часовим діапазоном від кінця ХIХ до початку ХХІ століття і не включають будівлі промислового призначення.

Методи дослідження. Робота проводилася з використанням комплексного методу дослідження, який включає в себе методи порівняльного аналізу вітчизняного та закордонного досвіду проектування, будівництва та експлуатації об'єктів; метод систематизації результатів наукових досліджень, літературних та інформаційних джерел; метод типологічного аналізу; натурні обстеження; метод порівняльного та графоаналітичного моделювання функціонально-просторових рішень висотних будівель; метод експериментального проектування.

Наукова новизна полягає в комплексному вивченні принципів функціонально-просторової організації висотних будівель, у зв'язку з цим у дисертації розроблені, обґрунтовані та винесені на захист наступні положення:

- узагальнені науково-теоретичні дослідження, досвід проектування і будівництва висотних будівель;

- досліджені основні фактори, що впливають на розвиток висотних будівель;

- запропонована типологічна класифікація висотних будівель;

- виявлені сучасні та перспективні особливості розміщення висотних будинків у великих містах;

- визначені композиційні прийоми формування функціонально - планувальної структури висотних комплексів;

- розроблені принципи функціонально-просторової організації висотних будинків;

Практичне значення роботи. Результати досліджень можуть бути використані при проектуванні висотних будинків, складання завдання на проектування, у навчальному процесі, при розробці нормативної та методичної літератури з проектування громадських будівель.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації обговорювалися на міжнародних конференціях «Архітектурні розробки та будівництво багатоповерхових об'єктів. Досвід КНР.»КНР,2006р.; «Висотне будівництво в історичній забудові. Досвід Японії.» Японія, 2007р.; «Новітні тенденції висотного будівництва. Досвід ОАЄ.» ОАЄ, 2007р.; застосовані в реальному проектуванні; внесені в тематичні плани для курсового та дипломного проектування в Архітектурно-художньому інституті ОДАБА.

Публікації. Основний зміст дисертації опубліковано в 4 статтях у збірниках наукових праць, затверджених ВАК.

Структура роботи. Дисертація складається з текстової частини, що включає вступ, три розділи, висновки по розділах та загальні висновки, викладеної на 113 сторінках, ілюстрацій (42 рисунка), списку використаних джерел (103 позиції) та актів впровадження.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

У вступі обґрунтовано актуальність теми, визначено зв'язок роботи с науковими програмами, сформульовано мету, завдання і методи дослідження, розкриваються наукові та практичні результати роботи, особистий внесок, надаються дані щодо апробації основних результатів, структури та обсягу.

У першому розділі "Історичні аспекти і чинники розвитку висотного будівництва" аналізується вітчизняний і зарубіжний досвід висотного будівництва, вплив різних чинників на процес формоутворення висотних будівель та художньо-конструктивних тенденцій розвитку висотних будівель; виводиться періодика розвитку (формоутворення) висотного будівництва, уточнюється значення містобудівних вертикалей у структурі архітектурно-художнього образу міста. Автором наведена ієрархічна структура висотного домобудівництва.

В англійській мові слово "хмарочос" ("skyscraper") використовувалося раніше у відмічених людською активністю, але ще не архітектурних сенсах. М. Пей в книзі "Історія мови" пише, що в італійській мові слово "хмарочос" ("grattacielo") з'явилося в 1252 році і означало "дуже висока людина". Ця дата не випадково збігається з появою в XIII-XIV століттях у тосканських містах високо щільних груп веж, які належали аристократичним сімействам, що змагаються один з одним за найбільш "високе" положення в суспільній ієрархії. Але в той час термін ще не співвідноситься з архітектурою і вежовою будівлею зокрема. Образне осмислення конструкції на практиці зв'язувалося з особливо актуальної в усьому світі наприкінці XIX століття ідеєю висоти, що володіла розумами багатьох.

На підставі аналізу робіт Д. Беннета, П. Голдбергерга, A. Л. Хак-стейбл і К. Уїлліса, і спираючись на аналіз фактичного матеріалу, в даній роботі запропоновано розділення на п'ять основних періодів художньо-конструктивних пошуків в розвитку висотної будівлі: його виникнення (1880-1900 рр.), панування еклектики (1910-1930 рр.), модернізм (1940-1970 рр.) і постмодернізм (1970-1990 рр.), біоніка (1990 - 2010гг).

Наприкінці ХІХ століття, висотна будівля з'являється в Чикаго і Нью-Йорку, ці міста легко пізнавалися і без зусиль розрізнялися між собою. Тип будівлі офісу став вперше складатися в Чикаго з 1880 рр. при інтенсивній новій забудові міста після того, як в 1871 році велика пожежа майже знищила його. Поява висотних будівель стала можливою завдяки винаходу ліфта і сталевої каркасної конструкції, які підіймають архітектуру висотної будівлі на новий рівень. Вертикальні структурні елементи створюють враження взлітаючих фасадів, які ставали все більш і більш витонченими, а кам'яна кладка набувала ролі лише, як огородження.

З аналізу видно, що з часом символічна функція висотних будівель відходить на другий план, архітектори приділяють все більше уваги до форми та функції. Цікавішим стає і об'ємно-композиційне рішення висотних будинків. В ході аналізу було виявлено п'ять основних рішень, які були чітко виражені в різні періоди часу, а саме: «блок», «вежа», «вежа-блок», «щабель», «еко-вежа». Основним поштовхом до еволюції об'ємно-композиційного рішення став закон про зонування, який вийшов в 1916 році у США, у результаті «вежа» зберегла свої позиції, а ось «блок» зазнав змін: з'явилася «вежа-блок», а потім ще одна форма - «щабель».

У ході роботи були виділені різні схеми розміщення висотних будівель у структурі міста: точкова, лінійна, симетрична, кільцева, комплексна.

До 1960-1970 рр. склався цілісний європейський підхід до висотної забудови у крупних містах. Його принциповою особливістю стали комплексність і багатофункціональність. В Європі відійшли від американської практики монофункціональної висотної забудови ділових центрів міста, тому що вона не виправдовувала себе. При цьому поліфункціональність європейських висотних центрів базується на поєднанні монофункціональних (адміністративних або готельних) висотних будівель з житловими будинками середньої і підвищеної поверховості, а також малоповерховими будівлями інфраструктури. Такий підхід дозволив повноцінно реалізувати будинки кожного типу і вибирати їх поверховість відповідно до призначення і забезпечення багатогранного життя районів протягом усієї доби.

У ході проведення аналізу вітчизняного і зарубіжного досвіду висотних будівель була виведена ієрархічна структура висотних об'єктів, яка включає наступні види: Висотна будівля - Висотний комплекс - Висотний центр(сіті) - Регіон з висотною забудовою.

Дослідження, які присвячені проблемам по розміщенню висотних об'єктів на територіях міст, взаємозв'язку даних споруд з генпланами розвитку міст, композиційних і об'ємно-планувальних рішень цих об'єктів, їх конструктивних систем і їх елементів допомогли виявити наступні чинники розвитку висотних будівель:

- соціально-економічні чинники (економічне зростання, розвиток соціальної сфери, розвиток культури);

- містобудівні чинники (модернізація транспортних мереж, модернізація інженерних мереж, дефіцит земельних ресурсів, розвиток зовнішніх зв'язків);

- архітектурний чинник (об'ємно-просторове рішення, естетичне сприйняття, конструктивний чинник);

- інженерно-технічний чинник;

- екологічний чинник;

У графічній частині роботи надані графіки розвитку і еволюції висотних будівель, а також графіки с запитання населення міст, в яких присутня висотна забудова, в них указані переваги і вимоги людей у різних містах світу. Дані вимоги є основоположними при проектуванні висотних будівель.

Дослідження показало, що основні тенденції висотного будівництва спрямовані на побудову енергоефективного, автономного будинку, це і задає основні напрями по використанню різних технологій, які впливають на об'ємно-планувальне і конструктивне рішення будівель. Основні джерела природної енергії: сонце, вітер, дощова вода, вже повною мірою використовуються в сучасних висотних будівлях і можуть компенсувати до 74 відсотків потреби будівлі.

У другому розділі "Класифікація і прийоми розміщення висотного будівництва в структурі міста" на підставі аналізу досліджень, проведених раніше, була розроблена класифікація висотних будівель за рядом ознак, розроблені схеми розміщення висотної забудови в структурі міста, приведені таблиці графоаналітичного аналізу залежності конструктивної схеми від розміщення і висотності будівлі, а також функціонального призначення. Розроблені рекомендації по формуванню образу міста, залежно від розташування висотних будівель в квартальній забудові.

Висотні будівлі належать до найбільш складних об'єктів будівництва, тому ряд основних рекомендацій по їх проектуванню приймається погоджено міжнародними громадськими організаціями інженерів і архітекторів - IABCE - ASCE і CIB на їх регулярних симпозіумах.

У ході дослідження були виявлені соціальні, ідеологічні, функціональні, конструктивно-технічні, економічні, містобудівні і архітектурно-художні вимоги до висотних будівель, що допомогло виявити класифікацію і номенклатуру типів будівель, встановити основні параметри норм проектування, складу, розмірів, технологічних зв'язків приміщень і їх устаткування. будівництво висотний проектування

Аналіз наявних матеріалів показав, що висотні будівлі можна класифікувати по ряду ознак, а саме:1)класифікація будівель і споруд за поверховістю; 2) класифікація будівель по функціональному призначенню; 3) класифікація будівель по конструктивним системам; 4)матеріалу конструкцій і технології зведення; 5)по займистості будівельних конструкцій; 6)по ступеню протипожежного захисту.

У світі існують чотири способи виміру висоти будівлі: висота до найвищої архітектурної точки; висота до найвищого доступного поверху; висота до вершини даху будівлі; висота до вершини антен. Найчастіше використовується перший варіант, в даному випадку висота вимірюється від рівня тротуару перед головним входом в будівлю до його архітектурної вершини разом зі шпилем (виміру не підлягають антени, сигнальні щогли і флагштоки). Даний вимір є найбільш поширеним і використовується при складанні рейтингу 100 найвищих будівель світу.

У роботі, в ході аналізу вітчизняного і зарубіжного висотного досвіду, були виявлені основні конструктивні системи висотних будівель, складена періодика їхнього розвитку, також в роботі приведені чотири основні типи фундаментів, які використовуються при будівництві висотних будівель.

Функціональне призначення будівлі визначається характером приміщень, що розміщуються у ній, отже, для розробки питань типології висотних будівель перш за все, потрібний аналіз їх функціонального складу, класифікація приміщень що входять до нього, виявлення функціонально-створюючих елементів, їх розміщення в будівлі, взаємозв'язки і взаємовплив.

В роботі було виявлено, що залежно від призначення, висотні будівлі розділяються на монофункціональні, які підрозділяються надалі на житлові, готельні і офісні, а також на поліфункціональні будівлі. У свою чергу, кожна з виділених груп підрозділяється за конкретними функціональними ознаками. До монофункціональних житлових, відносять квартирні будинки, апартаменти, готелі. Сучасне житло розвивається у двох напрямах: - житло для бідних громадян, в якому передбачається мінімальна норма забезпечення житловою площею на людину (т.з. мінімальний стандарт); - житло для заможних громадян, в якому передбачається створення ізольованої зони для кожного члена сім'ї (т.з. елітарний стандарт). Класифікація офісних (суспільних) будівель відповідає структурі державних установ і організацій, таких як: бізнес центр, торгівельний центр, проектні і наукові установи, компанії управління і фінансування, а само поліфункціональні комплекси. Аналіз архітектурно-планувальних рішень показав, що для висотних будівель з однією або двома основними функціями характерна: середнє чарункова та велика чарункова структура; поліфункціональні будівлі залежно від набору функціонально-створюючих елементів мають змішану (комбіновану) структуру.

Міра вогнестійкості висотних будинків залежить від міри займистості і межі вогнестійкості основних частин будівлі. За рівнем займистості конструкції характеризуються як: В0 - не займисті ; В1 - важко займисті; В2 - помірно займисті; ВЗ - легко займисті. Ступінь вогнестійкості будівлі залежить від його призначення, категорії з вибухопожежної та пожежної небезпеки, висоти (поверховості), площі поверху в межах протипожежного відсіку.

На основі комплексного аналізу були виявлені основні прийоми формування вертикалі, яка відповідає за основні функції життєдіяльності людей у висотній будівлі. Аналіз зарубіжних проектних рішень висотних будівель, дав можливість по іншому підійти до даного питання і дати інше формулювання вертикалі у висотній будівлі. Було виявлено, що функціонально-просторове ядро висотної будівлі відповідає за зв'язки між різними функціонально-планувальними зонами та сприяє зручному та комфортному життю, роботі ти відпочинку у висотної будівлі.

Основи архітектурної типології висотних будівель, номенклатура типів і відповідні архітектурні рішення, вимагають глибокого вивчення. Розвиток архітектурної типології висотних будівель є науковим завданням, що має велике значення для архітектурного проектування, і яку доцільно здійснювати в основному на рівні державних програм. Їй слід приділяти належну увагу при визначенні пріоритетних напрямів досліджень в області архітектури. Крім того, враховуючи пряму зацікавленість регіонів і мегаполісів, де висотне будівництво розвивається особливо інтенсивно, у вирішенні питань підвищення якості проектування даних об'єктів, доцільно визначити умови їх участі в загальній роботі. Це можуть бути дослідження, результати яких необхідні для розробки місцевих норм, стандартів підприємств.

Оскільки висотна забудова є один з найважливіших архітектурних елементів у структурі міста, що багато в чому визначає не лише образ району, де вона розташована, але і його індивідуальну архітектурно-художню характеристику, тому при проектуванні із самого початку слід включати цей елемент в загальне композиційне завдання.

Висотну будівлю необхідно розглядати, як органічну частину міського контексту, важливо визначити особливості і інженерні ресурси цього контексту. При цьому конкретні позиції індивідуальної містобудівної концепції повинні відповідати головній меті - збереженню і відновленню унікального комплексу втрачених архетипів середовища, безболісному введенню нових функціональних структур і модернізації міського середовища. У роботі були проаналізовані основні аспекти по формуванню середовища міста висотними будівлями:

- у містобудівному аспекті висотний комплекс може визначатися, як складний вузол багаторівневої міської інфраструктури, в якому поєднуються і перетинаються всі основні підсистеми обслуговування: транспорт, культура, торгівля, управління і тому подібне - і який є цілісним об'єктом, що будує середовище міста.

- у соціально-економічному аспекті висотний комплекс - це місце концентрації населення з метою здобуття різних послуг в умовах скорочення непродуктивних витрат часу, а також роботи, спілкування, відпочинку, реалізації соціальної активності. Цей аспект включає питання о забезпеченні привабливості центру для неоднорідного населення міста, а також ключові соціальні питання, вирішення яких стає найважливішим завданням при розробці концепції формування центру.

- у архітектурному аспекті висотний комплекс - багатофункціональний цілісний фрагмент міського середовища, що володіє внутрішньою артикуляційною інфраструктурою, функціонально забезпечує і відображає в естетичній формі різноманіття сучасного міського суспільного життя.

Ці аспекти аналізу висотних комплексів дозволяють досить повно виділити основні завдання і умови, яким повинен відповідати висотний комплекс: зберегти і доповнити міський простір; стимулювати міську життєдіяльність; бути сполучною ланкою в міському просторі; створювати соціальну різноманітність; відповідати історичному і культурному контексту; відповідати закономірностям міського розвитку і володіти властивістю динамічної стійкості; відповідати вимогам кожної функції та забезпечити взаємозв'язки різних функцій; оптимально використовувати техніку; відповідати економічним вимогам; усунення перешкод формування системи центральних площ, пасажів, вулиць, бульварів, скверів; доповнювати і посилювати значення цінних архетипів середовища що відповідають характеристикам і розвитку цілісної системи громадських просторів.

Аналіз ситуаційних планів існуючих висотних центрів дозволив виявити декілька прийомів їх розміщення: в історичному центрі міста; в діловому громадському центрі міста; в житловій зоні; у виробничо-транспортній зоні; в зоні морського/річкового «фасаду» міста.

Останній прийом розміщення має декілька підпунктів, які прямо-пропорційно впливають на формування морського/річкового фасаду міста: сухопутне; берегове(лінійне); півострівне; острівне. Це стосується таких великих українських міст, як: Київ, Дніпропетровськ, Одеса та інші.

В роботі проаналізовано взаємозв'язок ідеологічних, соціально-економічних чинників, художньо-конструктивних тенденцій в процесі формоутворення висотних груп; уточнюючи значення містобудівних вертикалей в структурі архітектурно-художнього образу міста, можемо стверджувати, що висотні будівлі грають ключову роль в просторовому контексті містобудування, їх сприйняття в цілому одноразово, або послідовно в часі сприяє чіткому прочитанню структури міського простору, та служить формуванню цілісного образу міста.

З аналізу практики проектування висотних будівель слід виділити наступні схеми розміщення, які є основоположними для формування панорами міста: акцентна; вузлова; лінійна; кільцева; поздовжня; комплексна.

За територіальною ознакою, можна виділити будівлі на рівній ділянці (одноярусні) і на нерівній ділянці (багатоярусні структури). У випадку розміщення одноярусної структури висотного будівництва, яка ущільнює забудову, доцільніше вживати компактну композицію з внутрішнім двором, критим або частково відкритим. Це дозволяє забезпечити найкращий зв'язок об'єднуючого простору і всіх груп приміщень будівлі. Подібна композиція створює передумови для композиційної єдності і художньої виразності висотної будівлі.

Багатоярусні структури з використанням підземного простору при ухилі рельєфу або розташовані на пішохідній платформі над транспортними магістралями, можуть застосовуватися при розміщенні висотної будівлі у транспортних вузлах, в цілях економії території і для додання більшої компактності будівлі.

В результаті аналізу, для формування образа міста зі збереженням існуючих аспектів, були виведені наступні прийоми розміщення ВК у внутрішньо квартальної забудови: центральне (крапкове), периметральне, внутрішньо квартальне, комбіноване.

Різноманітність композицій висотних центрів визначається конкретними місцевими умовами і загальним архітектурним задумом. В усіх випадках важливими вимогами, що пред'являються до архітектури висотного житлового будівництва є: композиційна цілісність і можливість розвитку; просторовий зв'язок ансамблю висотного центру з містом та його масштабністю і водночас зв'язок з найближчим оточенням, масштабом людини. Особливу роль, у вирішенні композиції, матиме не лише схема розміщення поквартально, але і просторовий зв'язок стилобату з вежею. На підставі аналізу зарубіжного і вітчизняного досвіду було виділено декілька прийомів: суміжне розташування, півострівне, центрально-осьове, комбіноване. Кожен з даних прикладів, характерний для свого розташування у квартальній забудові, вирішує свої поставлені завдання.

У третьому розділі"Функціонально-просторова організація висотних будівель" розглядаються прийоми формоутворення об'ємно-композиційного рішення висотних будівель з простих форм, приведені основні форми і їх вплив на формування панорами міста. На підставі аналізу, в роботі приведені функціонально планувальні зони, які зустрічаються у висотних будівлях. Створена модель формування ядра висотної будівлі із вертикальних і горизонтальних зв'язків, унікальність даної моделі полягає в тому, що вона має комбіновані зв'язки і може застосовуватися до регіону з висотною забудовою шляхом поділу на юніти, де юніт - це один висотний комплекс (сіті). Розроблені моделі функціонально-просторової організації для моно і поліфункціональної висотної будівлі та комплексу. Виведені принципи формування функціонально-просторової організації висотних будівель, розроблені функціонально-планувальну структури висотної будівлі (комплексу). На закінчення узагальнюються основні результати і висновки роботи.

Висотні будівлі це складні архітектурні утворення, які слід створювати у вигляді цілісних комплексів, зв'язаних загальним функціональним, архітектурно-планувальним, композиційним задумом. Загальною передумовою доцільності концентрації і об'єднання різних установ в комплекси є спільність міської інфраструктури, використання загальних транспортних і інженерних комунікацій, створення крупних архітектурно-містобудівних структур. Одним з самих найважливіших аспектів у візуальному сприйнятті висотних будівель є об'ємно - композиційне рішення або «форма» будівлі.

У мистецтві і архітектурі поняття форми часто відносять до формальної структури - способу розташування, поєднання, елементів і частин композиції, складових у єдине ціле. У контексті нашого дослідження поняття форми відноситься, на відміну від дослідження Д.К. Чиня, лише до силуету і до принципу єдиного цілого. Якщо форма дає візуальні характеристики тривимірної об'ємної маси, то контури служать головним визначальним аспектом форми: це конфігурація, взаємозв'язане розташування ліній і контурів фігури і форми. У роботі розглянуті прийоми трансформації на основі де фрагментації і приєднання, а також зміною масштабу по осях. Основні форми висотних будівель є піраміда, конус, прямокутник, циліндр, трапеція, протяжний об'єм, комбіновані форми або біоформа. Найбільш раціональні форми будівель - це циліндр, піраміда, трикутна призма, еліптичний циліндр, вертикальна оболонка.

Аналіз функціонально-планувальних і об'ємно-композиційних рішень висотних будівель показав, що ми можемо виділити чотири схеми розташування ядра висотної будівлі, кожна з яких матиме свої підсхеми (рис.2):

-центральне - це центральне розташування функціонального ядра будівлі, яке частіше використовується в будівлях з простою об'ємно-композиційною і функціональною структурою, найчастіше в дану групу потрапляють офісні і адміністративні будівлі. Дане розташування «ядра» характерне для точкового і кутового розташування будівлі відносно квартальної забудови;

-полуострівне - дана схема часто використовується в будівлях зі стилобатною частиною для розділення потоків, вертикальних зв'язків між основою і вертикаллю висотного комплексу. Вхід у вертикаль можливий як з стилобатної частини так і основи вежі. Будівлі з даною схемою розташовуються по периметру, у середині квартальній так і кутовій забудові;

- роздрібнене - дане розташування характерне наявністю двох півострівних ядер, які допомагають вирішити вертикальне зонування в будівлях зі складною об'ємно-композиційною, функціонально-планувальною схемою. Дана схема будівлі є найкращою для висотних будівель ділового центру, які формують окрему структуру в міській забудові;

-атріумне - дану схему розташування, краще всього застосувати до великих висотних комплексів, які своєю забудовою формують містобудівний елемент, що стоїть окремо. Використання атріумного простору разом із функціональних ядром допомагає вирішити завдання з прив'язці та оформленню будівлі в існуючій забудові міста.

Для композицій внутрішнього простору висотних будівель, нами були виділені наступні архітектурно-планувальні схеми: ніздрювата, коридорна, безкоридорна, анфіладна, коридорно-кільцева.

Провівши аналіз вітчизняного і зарубіжного досвіду, виділивши основні і допоміжні функціональні зони висотних будівель, була розроблена модель функціонально-просторової вертикалі - «ядро» висотної будівлі, яка формується у модуль, підходить до всіх функціональних типів будівлі. Запропоноване ядро складається з кільця, внутрішнього ядра і зовнішнього ядра. У кільце входить дві зони, які не можуть бути змінені: інформаційна і розподільна, що відповідають за розподіл потоків і інформацію про планування, приміщення, евакуацію та інші речі. У внутрішньому ядрі розташовуються три зони, які відповідають за життєдіяльність на даному рівні(поверсі), а саме: інженерна, торгівельно-побутова і евакуаційна. Кільце і внутрішнє ядро є константою і не можуть підлягати зміні, оскільки це може призвести до розриву вертикальних зв'язків і подальшого зонування (рис.1).

Зовнішнє ядро - зона, яка додає функціональне призначення даному рівню або будівлі в цілому. В разі монофункціонального зонування, кількість зон зовнішнього ядра може варіюватися від 3-5, складніші системи можливі, але через додаткові інформаційно-розподільні зони. До основних зон зовнішнього ядра можна віднести: вхідну, транспортну, рекреаційну, комунальну, житлову, готельну, офісну, зону апартаментів, ділову. Дослідження показали, що в зоні вежі присутня монофункція, поліфункція виділяється лише на вершині будівлі (верхніх 3-4 поверхах), тому були розроблені три моделі ядра: вхідна група (в разі відсутності стілобатної частини, в основному це будівлі, які знаходяться всередині кварталів і мають суворі обмеження по забудові) офісного та житлового комплексу.

Аналіз існуючих будівель показав, що рахувати поділ функціонально-планувальної структури висотних будівель лише на монофункціональні і полі-функціональні буде помилковим, оскільки 20% поліфункціональних комплексів складають біфункціональні, тому схема зонування функціонального ядра наведена для таких висотних комплексів: - монофункціональний ВК; -біфункціональний ВК; -поліфункціональний ВК.

У моделі вертикального зонування висотного комплексу(рис.3) бачимо, що поліфункція комплексу зберігається лише в стилобаті і на самій вершині будівлі, останні рівні зберігають монофункцію. Впровадження функціонально-просторової організації за таким типом спростить систему проектування висотних громадських будівель з чітко вираженою системою вертикального зонування. Залежно від висотності будівлі, ядро отримає додаткові горизонтальні зв'язки з таким же кільцем і внутрішнім ядром для подальшого розподілу транспортних потоків.

У ході роботи визначені основні принципи оптимізації функціонально-просторової організації висотних будинків та комплексів, серед яких особливе значення мають:

-принцип доступності до громадських об'єктів міста. Принцип спрямований на скорочення затрат часу працівників і відвідувачів висотного комплексу завдяки мінімізації відстаней від висотного комплексу до об'єктів міста. Розміщення висотних комплексів багато в чому визначається планувальною структурою та транспортною системою міста. Складність полягає в тому, що транспортна доступність висотного комплексу багато в чому визначає зручність обслуговування відвідувачів і ефективність роботи всього комплексу;

-принципи компактності та комплексності ущільнення забудови території висотного комплексу за рахунок запровадження ефективних технологій, функціонального зонування території та удосконалення функціонально-просторових рішень висотних будівель. Блокування та кооперація готельних, конгресових, культурно-розважальних, ділових закладів різного рівня, створення поліфункціональних висотних комплексів;

-принцип функціонально-просторової інтеграції: включення висотного комплексу в оточуючу забудову з метою використання його окремих функціональних елементів населенням прилеглих районів (інтеграція висотних комплексів з громадськими культурно-освітніми, торговельними та побутовими центрами). Культурно-видовищні, торговельні та ділові зони висотного комплексу часто виконують загально міські функції і таким чином здійснюються прямі та зворотні зв'язки між висотним комплексом і оточенням;

-принципи адаптивності та відповідності сучасним соціальним умовам, використання передових науково-технічних, архітектурно-художніх та інженерно-технічних досягнень в забудові висотними будинками;

-принцип екологічності (має важливе значення при виборі ділянки під будівництво висотних комплексів, бо це впливає не тільки на створення комфортних санітарно-гігієнічних умов, а ще на енергоєфективність самодостатньої висотної будівлі. Залежно від конкретних містобудівних, природно-кліматичних умов, форми та рельєфу ділянки можуть застосовуватися відповідно композиційним прийомах забудови території, розміщення окремих будівель та їх груп на генеральних планах висотних комплексів.

ВИСНОВКИ

Проведене дослідження світового досвіду висотного житлового будівництва, а також обстеження ряду висотних будівель, що знаходяться в експлуатації в містах Європи, Середнього Сходу, Азії і Північної Америки, дозволили сформулювати висновки і принципи щодо функціонально-просторової організації висотних будівель.

1. Визначені історичні передумови їх виникнення і розвитку висотних будівель. Виявлені основні прийоми їх розміщення, а також виведена еволюція формоутворення. Здійснена періодизація розвитку висотного житлового будівництва.

2. Запропонована ієрархічна структура висотних об'єктів. Виявлені основні чинники розвитку висотних об'єктів. Визначені основні тенденції у висотному житловому будівництві. Виявлена необхідність і економічна ефективність використання альтернативних систем енерго- і водо забезпечення спільно з традиційними.

3. Дослідження у сфері теоретичних розробок і практики формування висотних будівель дозволив уточнити класифікаційні ознаки і виробити типологічну класифікацію висотних будівель за поверховістю (м.), по функціональному призначенню, по конструктивній системі, за матеріалом конструкцій і технології зведення, по займистості будівельних конструкцій, по мірі протипожежного захисту. Виявлені основні особливості впливу типології на архітектурне вирішення висотних будівель.

4. Розроблені схеми розташування висотних будівель в різних частинах міста, а також можливості розташування даних об'єктів в містах з береговою лінією або водними ресурсами. Виявлені прийоми забудови висотних комплексів як в структурі міста, так і поквартально.

5. Виявлені прийоми формоутворення та розташування вежі відносно стілобатної частини будівлі, розроблені рекомендації по формуванню ядра висотної будівлі залежно від функціонального навантаження та розташування ядра.

З урахуванням архітектурно-планувального рішення висотних комплексів і технологічних процесів були визначені складові елементи функціонального ядра і функціональні зони, що входять до них. Всі дані процеси відбиті у запропонованій функціональній моделі. На базі моделі ядра, були створені моделі для моно - і поліфункціональних висотних будівель, а також запропонована модель вертикального зонування в поліфункціональному висотному комплексі.

6. Визначені принципи функціонально-просторової організації висотних будинків, серед яких найбільш вагомі: принцип компактності та комплектності (ущільнення забудови території висотного комплексу за рахунок запровадження ефективних технологій, функціонального зонування території та вдосконалення архітектурно-планувальних рішень висотних будівель); принципи адаптивності та відповідності сучасним соціальним умовам (використання передових науково-технічних, архітектурно-художніх та інженерно-технічних досягнень); принцип доступності до загальноміських громадських центрів та інших елементів міста; принцип функціонально-просторової інтеграції висотних закладів з оточуючою забудовою.

7. У роботі розроблено чотири варіанти архітектурно-планувальної структури висотного комплексу залежно від призначення. Три варіанти відносяться до певного типа висотної будівлі зі своєю монофункцією, четвертий варіант - поліфункціонального висотного комплексу, який має максимальний об'єм різних зон обслуговування населення, завдяки чому, комплекс стає ядром громадського центру.

Щодо подальших досліджень у напрямку теми даної дисертації слід зазначити, що найбільш актуальним напрямком є розроблення ефективної нормативної бази проектування висотних будівель.

ОСНОВНІ ПУБЛІКАЦІЇ АВТОРА ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1) Болячевський О.М. Особливості формування панорами міста висотною забудовою.// Вісник Одеської Державної Академії Будівництва та Архітектури. Випуск 33.-Одеса Зовнішрекламсервіс,2009.-C 280-285.

2) Болячевський О.М. Періодика розвитку висотного будівництва..// Вісник Одеської Державної Академії Будівництва та Архітектури. Випуск 34.-Одеса Зовнішрекламсервіс,2009.- C 170-177.

3) Болячевський О.М. Формування функціонально-планувального ядра висотної будівлі. «Науковий Вісник Будівництва» ХДТУБА, Випуск 61. 2010 - С.64-68.

4) Болячевський О.М. Вплив форми на формування об'ємно-просторової композиції висотної будівлі. Будівництво та Техногенна Безпека, збірник наукових праць НАПКБ, випуск 33-34. НАПКБ, 2010.- С.3-7

АНОТАЦІЯ

Болячевський Олександр. Принципи функціонально-просторової організації висотних будівель. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата архітектури за спеціальністю 18.00.02 - "Архітектура будівель та споруд". Одеська державна академія будівництва і архітектури. Одеса, 2011.

У дисертаційній роботі проведен аналіз вітчизняного та зарубіжного досвіду проектування та побудови висотних будинків. Визначені основні етапи розвитку архітектури висотних будівель, автором запропонована ієрархічна структура висотних будівель. Визначений вплив зовнішніх (містобудівних, соціально-економічних і та інших) чинників на формування і розвиток висотних будівель і внутрішніх функціональних зв'язків між окремими структурними елементами висотних об'єктів. Висотні комплекси розглянуті як елемент системи загальноміського рівня, проаналізовані зв'язки, розміщення висотних будівель в структурі міста і квартальній забудові, їх вплив на транспортні потоки, на формування панорами міста шляхом створення вертикальних акцентів. Транспортна доступність висотного комплексу багато в чому визначає зручність обслуговування відвідувачів і ефективність роботи усього комплексу.

В результаті теоретичного обґрунтування і експериментального проектування розроблена модель функціонально-просторових зв'язків - ядро висотної будівлі.

Визначені принципи функціонально-просторової організації висотних будівель, серед яких принцип компактності та комплектності, принципи адаптивності та відповідності сучасним соціальним умовам, принцип доступності до загальноміських громадських центрів та інших елементів міста; принцип функціонально-просторової інтеграції висотних закладів з оточуючою забудовою.

Ключові слова: висотні будівлі, функціонально-просторова організація, ядро висотної будівлі, панорама міста, принципи і прийоми формування.

Болячевский Александр. Принципы функционально-пространственной организации высотных зданий. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата архитектуры по специальности 18.00.02 - «Архитектура зданий и сооружений». Одесская государственная академия строительства и архитектуры. Одесса, 2011.

В диссертации впервые рассмотрен процесс комплексного формирования функционально-пространственной организации высотных зданий. Определены основные этапы развития архитектуры высотных зданий, выявлена и построена их иерархическая структура. В результате анализа современной теории и практики формирования функционально-пространственной структуры высотных комплексов установлено, что в условиях независимости и становления новых социально-экономических отношений, строительство и функционирование высотных комплексов в Украине превратилось в заметный сегмент рынка и фактически приобрело черты самостоятельной отрасли экономики. Ситуация, которая сложилась, в нормативной базе, а также тотальная урбанизация и уплотнение застройки приводят к ухудшению социально-экономической и экологической обстановке в крупных городах и требует выработки принципов формирования функционально-пространственной организации высотных зданий для достижения устойчивого развития последних до высотного комплекса (сити) в структуре города.

Определено влияние внешних (градостроительных, социально-экономических и т.д.) факторов на формирование и развитие высотных зданий и внутренних функциональных связей между отдельными структурными элементами высотных объектов. Высотные здания рассмотрены, как элемент системы общегородского уровня. Проанализированы связи, размещение высотных зданий в структуре города и квартальной застройке, их влияние на транспортные потоки, на формирование панорамы города путем создания вертикальных акцентов. Транспортная доступность высотного здания во многом определяет удобство обслуживания посетителей и эффективность работы всего комплекса.

В результате теоретического обоснования и экспериментального проектирования разработана модель функционально-пространственных связей - ядро высотного здания. В работе приведены четыре варианта функционально-планировочной структуры для различных видов монофункциональных и полифункциональных высотных зданий.

Определены принципы функционально-пространственной организации высотных зданий, среди которых наиболее весомые:

- принцип компактности и комплексности, уплотнение застройки территории за счет внедрения эффективных технологий, функционального зонирования территории и усовершенствования архитектурно-планировочных решений высотных зданий;

-принципы адаптивности и соответствия современным социальным условиям, использование передовых научно-технических, архитектурно-художественных и инженерно-технических достижений;

-принцип доступности к общегородским общественным центрам и другим элементам города;

- принцип функционально-пространственной интеграции высотных зданий с окружающей застройкой. Определены композиционные приемы застройки территории, путем размещения отдельных высотных зданий и их групп на генеральных планах городов.

-ориентация всех функциональных зон здания на центральное ядро, информационно-распределительное пространство.

-создание архитектурно-композиционной целостности высотного комплекса, повышение его градостроительной значимости в городе.

Ключевые слова: высотные здания, функционально-пространственная организация, ядро высотного здания, панорама города, принципы и приемы формирования.

Boleacevschi Alexandru. Principles of functionally-spatial organization of high-rise building. The Manuscript.

Dissertation on competition of scientific degree of candidate of architecture after speciality 18.00.02 is "Architecture of building and structures". Odessa state academy of building and architecture. Odessa, 2011.

The process of the complex forming of functionally-spatial organization of high-rise building is first considered in dissertation. The basic stages of development of architecture of pitch building are certain, their hierarchical structure is educed and built.

Influence of external (town-planning, socio-economic et cetera) factors is certain on forming and development of high-rise building and functional intercommunications between the separate structural elements of high-rise objects. High-rise complexes are considered as an element of the system of general municipal level, connections, placing of high-rise building, are analyzed in the structure of city and quarter building, their influence on transport streams, on forming of panorama of city by creation of vertical accents.

As a result of theoretical ground and experimental planning the model of functionally-spatial connections - kernel of high-rise building is worked out.

On the basis of analysis principles of functionally-spatial organization of high-rise building among that most ponderable are chosen: is principle of compactness and complexity; principles of adaptivity and accordance to the modern social terms, drawing on front-rank scientific and technical, architectonically-artistic and technical accomplishments; principle of availability to the general municipal community centers and other elements of city; principle of functionally-spatial integration of pitch building with surrounding building.

keywords: pitch building, functionally-spatial organization, kernel of pitch building, panorama of city, principles and receptions.

 

Размещено на Allbest.ru

...