Алексей Орлов: «Спорт ассоциируется с динамикой, а динамика — с будущим»
В стране полным ходом реализуется федеральный проект «Спорт — норма жизни» нацпроекта «Демография». В рамках проекта строится множество спортивных сооружений. С точки зрения архитектуры и проектирования, это особенные проекты. О принципах проектирования спортивных объектов газете «Строительный Еженедельник» рассказал Алексей Орлов, заместитель генерального директора проектного института «АРЕНА».
— Архитектура спортивного сооружения — это одновременно и отображение внутренней структуры, и ответ на градостроительный контекст, и индивидуальный образ: от спортивного сооружения ожидают символического олицетворения города или клуба.
— И какие же особенности необходимо учитывать при проектировании спортивных сооружений?
— Внутреннюю планировочную структуру спортивного сооружения определяет взаимодействие нескольких функций. Крупное спортивное сооружение всегда многофункционально, оно включает зрелищную часть, спортивную, общепит, офисы, медицину, прессу и телевидение. И каждая самостоятельная функция, в свою очередь, сложно устроена. Например, спортивная функция — для спортсменов, тренеров, судей. Зрители делятся на категории по уровню комфорта и т. д.
Учитываются климатические и другие особенности места. Для зданий с большими пролетами или большой площадью покрытия обязательно выполняется моделирование снеговой и ветровой нагрузок. В сейсмических районах приходится учитывать деление сооружения на сейсмические отсеки, это особое размещение лестниц и всех путей эвакуации.
— Какие нормативы важны именно для спортивных сооружений?
— Для проектирования спортивного сооружения регламенты спортивных федераций легитимны и равнозначны строительным или санитарным нормам. В разных спортивных дисциплинах такие регламенты разработаны и утверждены в разной степени подробности и строгости. Так, в футболе международные регламенты детализированы до единичных помещений и не допускают отклонений, для отечественных мероприятий регламенты более общие. Подробные регламенты есть и в хоккее, легкой атлетике.
Помимо спортивных регламентов, для крупных спортивных сооружений с большим числом зрителей обязательны к исполнению строгие требования безопасности — соответствующие приказы МВД, обязывающие к устройству помещений контроля, досмотра и т. д.
— Учитываются ли при проектировании возможности модернизации в будущем?
— Отчасти можно назвать возможностью модернизации то, что в некоторых спортивных сооружениях изначально в перспективе предусматривается увеличение количества зрительских мест на трибунах для проведения соревнований более высокого уровня.
Штучные проекты
— Каждый ли спортивный объект можно считать уникальным?
— Трактовка уникальности двояка. Формальные критерии уникальности установлены в Градостроительном кодексе: пролет конструкций покрытия более 100 метров, консольный вынос конструкций более 20 метров, заглубление более 15 метров. Крупные спортивные сооружения, имея в своем составе либо игровую арену больших размеров (хоккей — 60 × 30 м), либо трибуны большой вместимости (футбол —30 тыс. и более), неизбежно получают конструкции покрытия, превышающие первые два параметра.
Но важнее — вторая трактовка уникальности, более образная. Это когда объект в силу своей значимости, градостроительной или знаковой, получает уникальный архитектурный облик — оригинальный, индивидуальный, неповторимый.
— Но, может быть, есть какие-то готовые объекты, которые используются как базовые?
— Безусловно, мы используем построенные объекты как базовые для новых, учитывая опыт реализации и совершенствуя, исходя из этого опыта, те или иные решения.
— То есть типовыми можно считать только размеры?
— Типов и видов спортивных сооружений очень много, поэтому и их характеристики различны и несопоставимы. Детский бассейн поместится в одном этаже в 500 кв. м. Ледовая арена профессионального клуба разместится в шестиэтажном сооружении площадью 60 тыс. кв. м. Футбольный стадион для международных соревнований с трибунами на 80 тыс. мест потребует восьми и более этажей, которые суммируются в 200 тыс. кв. м и более.
— Из чего исходят архитекторы, создавая внешний облик спортивного сооружения?
— Как правило, это несколько составляющих: айдентика или символика спортивной федерации или клуба, специфика места и иногда — персональные пожелания заказчика. Все хотят быть узнаваемыми. Поэтому сегодня у всех спортивных федераций разработаны бренд-буки с фирменными цветами, шрифтом, символикой. У клубов есть исторические логотипы и цвета. Все это часто так или иначе интерпретируется в образе, силуэте, цветовом решении, архитектурных деталях.
Место во многом определяет архитектуру. Если есть значимый градостроительный контекст, то сооружение может либо мимикрировать и дополнять, либо нарочито противоречить и контрастировать. Иногда заказчик может предложить предпочитаемые материалы отделки.
— Надо ли украшать фасады архитектурными изысками, или все решают форма и цвет?
— Архитектурные элементы могут применяться, если надо крупное сооружение вписать в исторический масштаб. Тогда большой объем делится по вертикали карнизами или поясами, по горизонтали — колоннами или пилястрами. Но это архитектурные элементы в современной интерпретации. Например, стадион в Нижнем Новгороде с этой целью окружен колоннадой из треугольных в сечении колонн. Они придают ему оригинальную стройность.
Архитектурные детали в историческом виде вряд ли уместны. Все-таки спорт ассоциируется с динамикой, а динамика — с будущим, а не с прошлым. В современном спортивном сооружении, как правило, все решают объем (как на стадионе в Самаре или в ледовом дворце в Новосибирске) и форма (как на небольшом стадионе «Москвич»), цвет дополняет (как в ледовом дворце «Айсберг» в Сочи). В крупном сооружении многое определяют конструктивные решения, в том числе большепролетные конструкции. Зачастую они уникальны и формируют не только кровлю, но одновременно и фасад — как на стадионе в Волгограде.
— Хочется задать «детский» вопрос: почему спортивные сооружения почти всегда круглые?
— Вы, вероятно, имеете в виду футбольные стадионы. Они большей частью действительно округлые. Это следствие устройства чаши трибун вокруг игрового поля. Замкнутые, охватывающие игровое поле трибуны, а это, кстати, наследие еще древних стадионов вплоть до Рима, заполненные зрителями, в спортивное зрелище привносят человеческую эмоциональность и энергетику сопереживания игре.
Но многие спортивные сооружения с залами или игровыми площадками, которые изначально прямоугольные, часто имеют форму, повторяющую зал. Так, в начале сентября торжественно открыт наш Центр водных видов спорта в Южно-Сахалинске. Это простой прямоугольный объем, но с колоннадой и сложной кровлей.
Предстроительная фаза
— Можно ли говорить, что сегодняшние спортивные сооружения чаще проектируются как комплексные, в том числе для концертов и праздников?
— Да, это уже достаточно давно сложившаяся практика. Окупаемость спортивного сооружения непосредственно зависит от количества мероприятий, проводимых в нем. Поэтому на специализированных аренах часто проводятся соревнования по другим видам спорта, например на ледовой арене может пройти финал по баскетболу, а также, кроме спортивных мероприятий, на аренах часто проводятся концерты, выставки, цирковые представления и другое. Это удобно и для арены, и для артистов. Ведь аудитория популярного артиста сопоставима по численности с армией спортивных болельщиков и способна заполнить трибуны сооружения.
— Кто обычно выступает заказчиком — власти или частные структуры?
— Пятьдесят на пятьдесят. Есть программа развития региона, под нее власти формируют инвестиционную программу. По такой программе мы спроектировали ледовую арену и манеж для мини-футбола в Новом Уренгое. Бывают коммерческие заказы, когда крупный застройщик выполняет социальные обязательства. В Москве в районе Тушино построен Теннисный центр и передан городу, строится большой дворец «Стань чемпионом» для Федерации спортивных танцев.
— Всегда ли с первого раза местные градостроительные органы утверждают проекты?
— Нет, с первого раза — это был бы исключительный случай. Чтобы уловить контекст и ожидания, необходимы время и варианты. Так, например, проекты стадиона в Нижнем Новгороде выносились на рассмотрение градостроительного совета четыре или пять раз. И именно пристрастность архитектурного профессионального сообщества потребовала продолжительной и тщательной проработки вариантов. В результате реализованный проект награжден профессиональными дипломами и медалями, и сегодня футбольный стадион на Стрелке в Нижнем Новгороде — на открытках, марках, значках и других сувенирах.
— Важна ли для проектировщика стоимость будущего объекта?
— Да, безусловно, важна. Зачастую предельная стоимость установлена изначально и является ограничением для общей площади объекта, применяемых материалов и оборудования.
— Какие материалы и технологии вы рекомендуете использовать?
— Каких-то профессиональных секретов нет. В силу того, что мы проектируем современные объекты, и материалы стараемся применять современные. Очень любим стекло, широкоформатный камень. Сейчас все проектировщики ориентируются на отечественные материалы. Нельзя сказать, что это вынужденная мера. Это и правильно, и хорошо. Это и стимулирует отечественное производство, и делает стоимость строительства рационально объективной. Спектр отечественных материалов и оборудования сегодня почти исчерпывающий. Исключения составляют некоторые высокопрофессиональные спортивные покрытия и оборудование, например спортивный паркет или трамплины для прыжков в воду.
В тренде
— Используются ли БИМ/ТИМ при проектировании?
— БИМ/ТИМ сегодня — объективная реальность. Это такой же естественный процесс в технике, как замена пера авторучкой, как пересадка с телеги в автомобиль. Это технически подготовленный, непринужденный следующий этап в проектировании, как и достаточно недавний переход от черчения на кульмане к двухмерному черчению в программе компьютера, теперь от двухмерного — к трехмерному и синхронно информационно укомплектованному.
— В какой мере используется искусственный интеллект при проектировании?
— Пока только это развлечение в свободное время для молодых архитекторов.
— В каком направлении будет развиваться сегмент спортивных объектов?
— Если проанализировать практику нашего проектного института, то можно спрогнозировать несколько направлений: строительство небольших физкультурно-оздоровительных комплексов в новой жилой застройке; полная реконструкция объемных спортивных сооружений, построенных еще в советский период; строительство профессиональных тренировочных баз и академий для крупных профессиональных клубов.
Группа молодых ученых из Московского государственного строительного университета представила отечественную разработку – самовосстанавливающийся асфальтобетон. Особый компонент умного материала позволяет ликвидировать часть образовывающихся в процессе эксплуатации трещин, тем самым увеличивая сроки нормативного состояния отдельных участков дорог. Подробнее о самовосстанавливающихся асфальтобетонах «Строительному еженедельнику» рассказал руководитель исследований Сергей Иноземцев, кандидат технических наук, доцент кафедры строительного материаловедения НИУ МГСУ.
– Сергей Сергеевич, как пришла идея заняться разработкой и созданием этого умного материала?
– Мы наблюдали, как у классического щебеночно-мастичного асфальтобетона ЩМА-15 в некоторых случаях проявляется эффект естественного восстановления, связанный с термопластичными свойствами битума преимущественно за счет легких фракций. Однако самовосстановление показателей происходит при повышенных температурах, что не дает возможности использовать данный потенциал, ведь нельзя позволить «размягчить» дорогу до такой степени, чтобы она восстановилась. И мы приступили к работе над тем, чтобы данный эффект кратно усилить и научиться им управлять, получили поддержку от Российского научного фонда и сформировали команду ученых, которая занялась исследованием этой проблемы.
– Какую технологию самовосстановления удалось разработать вашей команде?
– Ключевым компонентом нашей технологии являются специальные капсулы-контейнеры с полимером внутри, которые добавляются в асфальтобетонную смесь. Они предназначены для того, чтобы запасать вещество внутри себя, и, как только в процессе эксплуатации асфальтобетон начнет разрушаться и будут формироваться дефекты и трещины, из капсул высвободится полимер, который, полимеризуясь, склеит берега трещин и вернет асфальтобетону способность сопротивляться нагрузкам. Таким образом достигается эффект самовосстановления.
Мы апробировали капсулу на щебеночно-мастичных смесях ЩМА-15 и определили, что оптимальная концентрация капсул на уровне 3% от количества битума позволяет достичь максимального восстановительного эффекта.
– Какой полимер заложен в основу технологии? И самое главное – это российский продукт?
– С самого начала наших исследований на данную тему мы применяли только те компоненты, которые производят в России. В качестве активного компонента мы рассматривали несколько веществ и в конечном итоге выбрали тот, что дает лучший эффект самовосстановления. Производят этот AR-полимер в Казани, и я не уверен, что за рубежом есть аналоги.
– На данный момент в МГСУ есть опытные образцы?
– Да, конечно. Исследовательская работа еще не завершена, поэтому мы преимущественно работаем на опытных образцах, созданных в лаборатории.
На конкретных дорожных участках пока не работаем, но если представители отрасли будут заинтересованы в том, чтобы на текущем этапе осуществить работы по апробации, то мы готовы в этом направлении двигаться, чтобы достаточно быстро подготовить и необходимые материалы, и документы.
– В целом на каком этапе сейчас находится научная работа?
– Проект поддержан Российским научным фондом и рассчитан на несколько лет. Суть заключается в том, чтобы разработать общую концепцию того, как создавать подобного рода материалы. Не просто разработать самовосстанавливающийся материал, а сформулировать общие подходы, для того чтобы у отрасли были инструменты для создания собственного варианта подобного материалов.
На данный момент сама концепция принципиально готова, и у нас достаточно материалов, чтобы перейти к созданию промышленной партии. Вопрос в заинтересованности отрасли.
– Подобный материал существует в российской и зарубежной практике? Это импортозамещение или отечественное открытие?
– Само по себе исследование в области умных материалов, включая и самовосстанавливающиеся, является общемировой тенденцией в строительном материаловедении. За последние десять лет количество работ, посвященных данной теме, выросло в 3–3,5 раза, и в их числе есть ряд зарубежных и отечественных.
Иностранные исследователи предлагают использовать в качестве запасающего вещества внутри капсул различного рода масляные отходы, тогда как наше решение предлагает в качестве активного компонента применять полимер. В своих исследованиях мы сравнивали два этих подхода и доказали, что капсулы с полимерным активным веществом значительно превосходят масляные и обладают бо́льшим преимуществом.
– В чем заключается различие двух активных веществ и почему выбран именно полимер?
– Прежде всего отличается механизм воздействия на структуру асфальтобетона. Если в качестве восстанавливающего агента в капсулах используются масла, то в момент разрушения происходит следующий процесс: вещество высвобождается, смачивает стенки трещин, частично диффундируя, – по сути, разжижает материал омолаживая битум. В результате этого процесса происходит некоторое восстановление пластичности асфальтобетона.
В случае с применением полимера механизм действия иной. При разрушении капсул высвобождается полимер, который также смачивает берега трещин, частично диффундируя полимеризуется. В результате полимер изнутри склеивает часть дефектов, и за счет этого мы получаем не просто увеличенную пластичность, но и восстановленные связи внутри материала. В этом случае показатели самовосстановления асфальтобетона выше.
– Пластичность асфальтобетона иногда грозит образованием колейности на дороге. Как разрешаются эти риски?
– Как раз одним из главных недостатков применения масляных капсул является неблагоприятная пластичность, которая может привести к образованию колей. И для того, чтобы отойти от данного риска, нами было принято решение найти другой механизм действия. В случае с полимерным наполнителем капсулы склеивание трещин позволяет не допускать разжижения матрицы, давая лучшие показатели упругости и сопротивления.
– По информации МГСУ, подрядчики используют подобные технологии?
– Время от времени в прессе встречаются заголовки, посвященные умным материалам и нанотехнологиям в дорожном строительстве, но в России нет примеров внедрения или апробации асфальтобетонов со свойствами самовосстановления.
Знаю, что китайские коллеги запустили производство промышленного продукта в виде подобных капсул с масляным веществом внутри, однако информации об успешной реализации пока нет.
– Наверняка в вашей работе есть раздел, посвященный технико-экономическому обоснованию и целесообразности использования технологии самовосстанавливающихся асфальтобетонов. Можете поделиться данными расчетов?
– Разумеется, мы сделали экономические расчеты, которые основаны на оценке себестоимости и технического эффекта. Согласно нашим расчетам, использование капсул позволяет получать асфальтобетон, который не просто соответствует всем требованиям стандартов, но и обладает дополнительным набором уникальных свойств. Все это позволяет эксплуатировать участок дороги больший период времени. По сравнению с классическими щебеночно-мастичными смесями, несмотря на незначительное удорожание себестоимости материала, технико-экономическая эффективность достигает не менее 33%.
– В данном случае, что вкладываете в понятие эффективности?
– Мы исследовали стабильность во времени структурно-чувствительных параметров, таких как прочность. Со временем в процессе эксплуатации она уменьшается, то есть под воздействием различных факторов происходит разрушение материала и деструктивные процессы отражаются на показателях. Наблюдая за работой капсул, мы видим, что в период самовосстановления прочность возрастает, а технические показатели стремятся к первоначальным значениям. Этот эффект позволяет продлить время достижения момента, когда показатели достигнут критического значения, то есть дороге потребуется ремонт. По нашим оценкам, технология позволяет увеличить данный период нормативного состояния асфальтобетона более чем в 2–2,5 раза.
– Россия – очень большая страна, территории которой находятся в различных климатических зонах (отличаются погода, грунты, интенсивность движения и другое). В связи с этим вопрос: где и в каких условиях лучше всего проявят себя самовосстанавливающиеся асфальтобетоны?
– Не хочется сейчас необоснованно как-то ограничивать применимость разработки, поскольку предстоящий этап внедрения как раз выявит наилучшие условия. Сами капсулы способны ликвидировать в асфальтобетоне часть дефектов и трещин, и мы считаем, что смеси с такими компонентами целесообразно использовать при устройстве верхних слоев одежды автомобильных дорог в условиях, которые провоцируют трещинообразование. Достаточно широкая формулировка, но это могут быть и северные территории, где при низких температурах асфальтобетон становится хрупким, и южные, где трещины образовываются по другим причинам, например, из-за старения вяжущего.
– Насколько сложен процесс производства самовосстанавливающихся асфальтобетонов, ведь не секрет, что подрядчики сами готовят смеси вблизи объектов строительства, ремонта или реконструкции.
– Мы достаточно давно занимаемся разработкой строительных материалов и понимаем, как важно, чтобы методика производства менялась в минимальной степени или вообще не менялась. Технология создания самовосстанавливающихся асфальтобетонов несложная и вполне может быть осуществлена на существующих асфальтобетонных заводах. Условно говоря, дополнительный компонент можно вводить в смесь как обычную добавку с помощью отдельного бункера с дозатором. Никакого специфического оборудования для этого не требуется.
Что касается самого синтеза капсул, то и он может быть организован с использованием отечественного оборудования. В своих исследованиях мы использовали компоненты российского производства, которые сегодня присутствуют на рынке.