Строительство и архитектура/ 1. Архитектурные решения объектов строительства и реконструкции

к.т.н, с.н.с., доц.. Рябіко Г.Д, канд. арх., доц. Лях В.М.,

к.т.н., доц. Дмитренко А.Ю.

Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка,Україна

Спортивні споруди з тентовими

покриттями, що трансформуються

Проблема інтенсифікації використання критих і відкритих спортивних споруд вимагає свого рішення у багатьох країнах, де сезони їх експлуатації характеризуються значними температурними перепадами.

Як показує практика експлуатації, більшість площинних і дорогих об'ємних споруд мають низьку середньорічну відвідуваність. Причина цього в тому, що криті спортивні споруди, створюючи в холодну пору року комфортніші умови для спортсменів і глядачів, улітку не можуть конкурувати з відкритими спорудами, які забезпечують найбільший ефект занять фізичною культурою й спортом в умовах природного середовища. Більшість же відкритих споруд у холодний період року повністю припиняють свою роботу.

Таким чином, виникає проблема подолання сезонності експлуатації відкритих й інтенсифікації використання критих спортивних споруд. Очевидно, що пошук рішень ефективності використання спортивних споруд має провадитися не лише шляхом удосконалення методів їх експлуатації, але і створення нових типів споруд, що відповідають вимогам цілорічної роботи.

Одна з можливостей вирішення цієї проблеми полягає у створенні спортивних споруд з трансформованими огороджуючими конструкціями, критих взимку і таких, що відкриваються на літо [1].

Вітчизняна практика створення споруд із огороджувальними конструкціями покриття, що трансформуються, має поки лише невеликий досвід конкурсного проектування. Трансформовані покриття з м'яких матеріалів, які прийнято вважати одним із нових типів захисних конструкцій, знаходять в даний час широке застосування в зарубіжній практиці будівництва недорогих спортивних споруд.

У Німеччині були проведені багаторічні дослідницькі роботи з узагальнення досвіду експлуатації 2000 басейнів у різних кліматичних зонах, на підставі чого були розроблені рекомендації з будівництва басейнів з трансформованим покриттям у населених пунктах, муніципалітети яких із-за фінансових труднощів не можуть утримувати ні критий, ні відкритий басейн. Це свідчить про економічну вигідність експлуатації басейнів такого типу, незважаючи на деяке їх подорожчання за рахунок застосування трансформованого покриття [2] .

На даний час конструкції, які формують самостійну типологічну групу трансформованих споруд, не знайшли належного визнання. Відсутні належні спеціальні дослідження доцільності трансформації та її систематизації за основними ознаками – способами утворення і зміни форми споруд.

Розгляд особливостей експлуатації різних типів критих і відкритих спортивних споруд дозволив виявити основні фактори, які визначають доцільність їх сезонної трансформації:

– зміна пори року характеризується різким перепадами кліматичних характеристик сезонів;

– методика занять видами спорту передбачає проведення їх у критих спорудах взимку й на відкритих майданчиках влітку, що відбивається на відвідуваності споруд;

– мікрокліматична дискомфортність середовища критих споруд, яка підвищується у теплий період року, викликає різке зниження відвідуваності;

– оздоровчі функції фізичної культури і спорту найефективніші в умовах природного середовища.

Виявлені фактори дозволили намітити номенклатуру доцільного використання відкритих спортивних споруд з огороджувальними покриттями, що трансформуються, за видами занять спортом:

– міні-футбольні поля зі штучними покриттями (у т.ч. при школах);

– плавальні басейни;

– універсальні однозальні споруди для занять з волейболу, баскетболу, гандболу, футболу та тенісу;

– споруди зі штучним льодом для фігурного катання, ковзанки для хокею і масового катання.

Спортивні споруди з огороджуючими конструкціями, що трансформуються, мають одночасно властивості як закритих, так і відкритих споруд, які забезпечують оперативний вибір режиму роботи залежно від зміни погодних умов. Отже, передумовою створення трансформованих покриттів є необхідність подолання сезонності експлуатації відкритих та інтенсифікації використання критих спортивних споруд.

Таким чином, економічна доцільність сезонної трансформації споруд стала основою появи принципово нової типологічної групи спортивних споруд, які забезпечують високу ефективність вирішення багатьох соціальних і економічних задач [3].

При розробленні проектних пропозицій окремих спортивних споруд з огороджуючими конструкціями покриття, що трансформуються, автори використали спосіб закріплення тентового покриття на жорстких пересувних підтримуючих системах. Разом із тим жорсткі пересувні підтримуючі системи, які забезпечують просторову жорсткість покриття, мають кінематичні властивості. Отже, в запропонованих проектних пропозиціях відкритих спортивних споруд із трансформованими покриттями форму тентової споруди в цілому організують не лише несучі конструкції, але й спосіб трансформації, який визначається видом механічного переміщення підтримуючих систем.

В основу каркасно-тентової споруди багатофункціонального призначення, на основі якої розроблено ряд авторських проектних пропозицій відкритих спортивних споруд з трансформованими покриттями (плавальні басейни, тенісні корти, ковзанки зі штучним льодом та ін.), покладений легкий і достатньо міцний каркас аркового абрису з пластмасових труб з покриттям із банерних та тентових тканин. Основна відмінність споруди від кращих аналогів визначається її легкістю і можливістю трансформації у повздовжньому напрямку. Легкість конструкції каркасу та надійність закріплення тенту безпосередньо до пластмасових труб несучого остова споруди дозволяють легко й швидко зсувати оболонку покриття, як під час експлуатації (в разі опадів улітку), так і складувати всю споруду компактно на період збереження чи при перевезенні й монтажу на новому місці [4].

Конструктивна особливість легкого аркового каркасу полягає в тому, що порожнина пластмасових труб для фіксації їх геометричного абрису заповнюється легкими й достатньо міцними композитними матеріалами, що підвищує просторову жорсткість і міцність каркасу та споруди в цілому.

Несучі й направляючі троси сприймають основне вітрове та снігове навантаження, хоча снігове покриття, як показали натурні випробовування, на тентовій оболонці аркового абрису не утримується. Пересування аркових елементів каркасу, а разом із ними й усієї споруди, здійснюється по сталевих тросах у верхній частині й на опорах аркових труб, котрі котяться, в основі.

На рис. 1 представлена проектна пропозиція реконструкції спортивної площадки зі штучним покриттям для занять футболом у середній школі № 5 м. Полтава. Трансформоване покриття відкритої універсальної споруди дозволяє підвищити довговічність експлуатації штучного покриття та подовжити термін занять спортом в осінній та весняний періоди.

а) б)

Рис. 1. Проектна пропозиція реконструкції спортивної площадки зі штучним покриттям для занять футболом у середній школі № 5 м. Полтава: а – існуюча площадка, б – проектна пропозиція спортивного майданчика з каркасно-тентовим укриттям, що трансформується

На рис. 2 представлена проектна пропозиція реконструкції існуючого плавального басейну в м. Дніпропетровськ розмірами 15 на 50 м. Каркасно-тентова оболонка трансформованого укриття прольотом 18 м і довжиною 53 м

має висоту в коньку споруди – 6 м, в основі – 3 м. Арочні дуги каркасу, на яких безпосередньо закріплені за допомогою пластмасових накладок полотнища із банерних тканин, переміщуються по трьох несучих напрямних сталевих тросах. Каркасно-тентова оболонка покриття легко переміщується по довжині споруди й може компактно складуватись улітку, що забезпечує її збереження від руйнівного атмосферного впливу і сонячної радіації. Легке каркасно-тентове укриття плавального басейну дозволяє: знизити на 20 – 25 % енерговитрати на підігрів води в холодні періоди весняно-осіннього циклу експлуатації споруди; зменшити пилове забруднення води.

а) б)

Рис. 2. Проектна пропозиція реконструкції існуючого плавального басейну в м. Дніпропетровськ розмірами 15 на 50 м: а – чаша існуючого плавального басейну, б – каркасно-тентова оболонка покриття басейну, що трансформується.

На рис. 3 подана проектна пропозиція споруди зі штучним льодом для фігурного і масового катання. Існуючу ковзанку зі штучним льодом розмірами 30 м на 50 м за допомогою підтримуючої вантової системи із трьох несучих і напрямних тросів пропонується покрити легкою каркасно-тентовою оболонкою, що трансформується в період експлуатації спортивної споруди. Завдяки ефективній системі поздовжньої трансформації споруди ковзанка в морозну погоду при відсутності атмосферних опадів залишається відкритою і привабливішою для відвідувачів. У періоди дощу та снігу раціональнішою є експлуатація споруди в закритому стані, що зменшує витрати на прибирання опадів та додаткове охолодження.

а) б)

Рис. 3. Проектна пропозиція споруди зі штучним льодом для фігурного і масового катання: а – існуюча ковзанка розміром 30 на 50 м зі штучним льодом; б – каркасно-тентове покриття ковзанки, що трансформується.

На рис. 4 представлена проектна пропозиція каркасно-тентового покриття тенісного корту, що може трансформуватись у повздовжньому напрямі в процесі експлуатації та складатися компактно при зберіганні взимку й улітку. Залежно від вимог і умов експлуатації тентові трансформовані оболонки можуть бути виконані сонцезахисними або сонцепроникними, кольоровими, теплоізоляційними, морозостійкими, чи мати інші властивості, що розширює палітру архітектурних рішень відкритих спортивних споруд.

а) б)

в)

Рис. 4. Проектна пропозиція каркасно-тентового покриття тенісного корту: а – загальний вид закритої оболонки покриття; б – каркасно-тентове покриття тенісного корту в стадії трансформації; в – вид із середини тенісного корту.

Можливість отримання сучасних тентових матеріалів із заданими фізико-механічними і теплотехнічними властивостями, які забезпечують цілорічне використання тентових покриттів з достатньо тривалим (до 15 – 20 років) терміном експлуатації покриттів, враховуючи засвоєні методи конструювання легких оболонок покриттів і досвід їх експлуатації практично в усіх кліматичних умовах, високу економічну ефективність використання тентових покриттів у трансформованих спортивних спорудах, дозволяє сподіватися, що цей прогресивний тип конструкцій отримає нарешті належне визнання й широке впровадження у нашу архітектурно-будівельну практику.

Література

1. Трубицын Г.М. Предпосылки создания типов спортивных сооружений с трансформируемыми ограждающими конструкциями/Г.М.Трубицын// Архитектура и строительство Узбекистана. – 1982. – № 7. – С. 23-26.

2. D. Fabian. Schwimmbader als Volksbader oder Sporbader // Sport-Bader-Freizeitbauten. – 1981. – № 1. – S. 38-39.

3. Пространственные тентовые конструкции. Иллюстрированный каталог индивидуальных проектов. – Москва, 1987.

4. Тентова споруда, що трансформується. Патент України SU № 1700976/А1 6Е 04 Н 15/36 Е 04 Н 15/48 від 26.12.1994р. Бюл. №5-1.