В двух предыдущих частях статьи мы говорили об истории появления каменных купольных конструкции, а также о купольных деревянных конструкциях, использовавшихся в русской церковной архитектуре. Но это всё можно отнести, так скажем, к классике куполостроения. А между тем в этой области архитектуры назревала революция. И первый шаг в этом направлении сделал наш с вами соотечественник -инженер и архитектор Владимир Григорьевич Шухов.
Гиперболоидные оболочки Шухова
Стальные сетчатые гиперболоидные оболочки с ромбовидной несущей решёткой впервые использовал в архитектуре русский инженер и архитектор Владимир Григорьевич Шухов. Он изобрёл и запатентовал три вида сетчатых несущих оболочек (висячие, выпуклые и башни-оболочки). Главной их особенностью является использование гиперболоидных форм, что даёт возможность собирать конструкции из длинных прямолинейных элементов, не имеющих переломов.
Для Всероссийской промышленной и художественной выставки 1896 года в Нижнем Новгороде Шухов построил восемь гигантских павильонов с первыми в мире перекрытиями в виде сетчатых оболочек и первую в мире ажурную сетчатую башню-оболочку (куплена после выставки меценатом Ю. С. Нечаевым-Мальцовым и перенесена в его имение Полибино в Липецкой области, где сохранилась до настоящего времени).
Однополостный гиперболоид вращения первой башни Шухова образован 80 прямыми стальными профилями, концы которых крепятся к кольцевым основаниям. Образующаяся из ромбовидно пересекающихся профилей сетчатая стальная оболочка упрочнена 8 параллельными стальными кольцами, расположенными между основаниями. Высота гиперболоидной оболочки башни — 25,2 метра (без учёта высот фундамента, резервуара и надстройки для обозрения). Диаметр нижнего кольцевого основания — 10,9 метра, верхнего — 4,2 метра. Максимальный диаметр бака — 6,5 метра, высота — 4,8 метра. От уровня земли из центра основания башни до уровня дна резервуара поднимается стальная винтовая лестница. В центральной части бак имеет цилиндический проход с прямой лестницей, ведущей на смотровую площадку на верхней поверхности резервуара.
Дальнейшей модификацией идеи сетчатых гиперболоидных конструкций стала конструкция радиобашни на Шаболовке в Москве, построенной Шуховым в 1919—1922 гг. Первоначальный проект высотой 350 м из-за дефицита металла был заменен на 150-метровый вариант, который эксплуатируется и поныне.
Совершенствование сетчатых оболочек
Большой вклад во внедрение несущих сетчатых оболочек в мировую архитектуру внесли такие знаменитые архитекторы как Бакминстер Фуллер, Норман Фостер, Фрэнк Гери, Николас Гримшоу, Сантьяго Калатрава.
Норман Фостер – архитектор, известный такими работами как лондонский небоскрёб Мэри-Экс, (в народе называемый «корнишон») называет русского инженера В. Г. Шухова своим кумиром и широко использует в своём творчестве шуховские сетчатые оболочки.
Фрэнку Гери принадлежат самые известные образцы архитектуры деконструктивизма: музей Фредерика Вейсмана (Миннеаполис, 1993 г.), «Танцующий дом» (Прага, 1995), музей Гуггенхейма в (Бильбао, 1997), концертный зал имени Уолта Диснея (Лос-Анджелес, 2003).
Николас Гримшоу – британский архитектор, президент Королевской Академии художеств (с 2004 г.). Среди основных проектов Гримшоу — международный железнодорожный вокзал Ватерлоо (Лондон, 1993), Национальный космический центр Великобритании (Лестер, 2001 г.), мост Хеермы (Амстердам, 2001), а главное – гигантский проект «Эдем» (англ. Eden Project) — комплекс оранжерей, выполненных в виде геодезических сетчатых оболочек (Корнуолл, Сент-Остелл).
Сантьяго Калатрава Вальс — испанско-швейцарский архитектор и скульптор. Среди его работ такие проекты как Город искусств и наук (Валенсия, Испания, 1996), Восточный вокзал (Лиссабон, Португалия, 1998), Мост Женщины (Буэнос-Айрес, Аргентина, 1998), Аэропорт Бильбао (Испания, 2000), Художественный музей Милуоки (Висконсин, США, 2001), Аудиторио-де-Тенерифе (Тенерифе, Испания, 2003) и др.
Наибольший же вклад в развитие теории и практики применения сетчатых оболочек для жилищного строительства внёс Ричард Бакминстер Фуллер — американский архитектор, дизайнер, инженер, изобретатель, философ, математик, писатель и даже поэт. Фуллер не просто занимался архитектурой - он посвятил свою жизнь поискам ответа на вопрос «Есть ли у человечества шанс на долгосрочное и успешное выживание на планете Земля и если да, то каким образом?». И для этого он исключительно экспериментальным путем пытался выяснить, что из того, что большие организации, правительства или частные предприятия выполнить не могут, может сделать для улучшения положения человечества каждая личность. И в ходе своих экспериментальных поисков Фуллер написал двадцать восемь книг, а также сделал большое число изобретений в сфере дизайна и архитектуры, наиболее известным из которых является лёгкий и прочный «геодезический купол» — пространственная стальная сетчатая оболочка из прямых стержней. Основным отличием этой сетчатой оболочки от гиперболоидных конструкций В. Г. Шухова является использование узловых соединений, в результате чего конструкция собирается из сравнительно коротких элементов, сходящихся в узлах.
Пространственную конструкцию «геодезического купола», представляющего собой полусферу, собранную из тетраэдров, Фуллер начал разрабатывать с1947 г. Фуллер. И, как это ни странно, первым, кто оценил значимость этого изобретения, было Правительство США - оно наняло Фуллера для производства маленьких куполов для армии, и через несколько лет по всему миру уже насчитывались тысячи таких куполов.
Международное признание изобретенная Фуллером конструкция Геодезического купола получила намного позже и только после того, как в 1959 году по этой технологии для Американской национальной выставки в Москве был построен «золотой купол», а затем в 1967 г. — павильон США на Всемирной выставке в Монреале.
Однако, большинство сделанных Фуллером изобретений, так и не получили массового применения, а он сам подвергался сильной критике в разных областях, на которые он пытался повлиять (например, в архитектуре), или просто отвергался как безнадёжный утопист. И как утверждают последователи Фуллера, его идеи ещё не получили того внимания, которого они заслуживают.
Ко всему нами рассказанному следует добавить, что до середины XX века сетчатые оболочки использовались редко ввиду сложности расчёта. Широкое признание и распространение в прогрессивной архитектуре эти конструкции получили лишь в течение последних двух-трёх десятилетий. И произошло это в первую очередь благодаря широкому внедрению компьютеров в практику расчёта конструкций. Естественно, свою лепту в этот процесс внесло появлению новых строительных материалов и технологий, но…. Это лишь во вторую очередь. Но, как бы то ни было, в XXI веке сетчатые оболочки стали одним из главных средств формообразования авангардных зданий, включая небоскрёбы и шедевры стиля «хай-тек».
Продолжение следует
Порядковый номер статьи в рубрикаторе канала - ?.?.?.
Хотите регулярно читать интересные статьи на тему деревянной архитектуры и строительства - подписывайтесь на наш канал на zen.yandex.ru, а так же на платформе Ярус и PABLIKO.
#строительство #технология строительства #купол #купольный дом #история куполостроения #традиции куполостроения #Фуллер #геодезический купол #сетчатые оболочки #гиперболоидные конструкции
