Школа на отлично: когда даже потолки помогают
Акустический комфорт в образовательных учреждениях — необходимое условие для успешной учебы. Согласно нормам, оптимальный уровень шума в классах не должен превышать 40 дБ. Однако особенности материалов зачастую не позволяют даже приблизиться к этому показателю. О том, какие современные решения позволяют справиться с проблемой и какую роль в обучении детей играет не только звук, но и цвет, рассказал Иван Тумаков, архитектор Rockfon (входит в группу компаний ROCKWOOL). В рамках BUILD SCHOOL 2022 он презентовал реальные кейсы, о самых ярких из них — в нашем материале.
Потолки против шума
При строительстве и реконструкции школ особое внимание уделяется качеству материалов: они должны обеспечивать пожаробезопасность, акустический комфорт, быть неприхотливыми в уходе, адаптивными и прочными. Совместить все эти свойства удается не всегда, выбор качественных материалов ограничен.
По данным Датского центра образовательной среды, более 30% учеников не удовлетворены качеством получения знаний ввиду того, что они могут только «приблизительно» слышать, что учитель рассказывает во время урока. «Как правило, все поверхности в образовательных учреждениях — антивандальные, твердые и прекрасно отражают звук, концентрируя его внутри интерьеров и увеличивая количество ревербераций. В результате уровень шума в классах в среднем составляет около 80 дБ, то есть в два раза выше, чем комфортный для занятий. Чтобы уменьшить уровень шума и образования эха, нужны звукопоглощающие материалы. Сложность в том, что при соблюдении всех требований СанПин и пожарной безопасности, у школ остается только один вариант для решения этой проблемы: использование звукопоглощающих материалов на потолке. В частности, для этого активно применяются акустические решения Rockfon», — рассказывает Иван Тумаков.
В основе потолочных панелей Rockfon — каменная вата ROCKWOOL, благодаря чему потолки имеют максимально возможный уровень звукопоглощения, а также отличаются высоким уровнем пожаробезопасности и влагостойкостью. Есть еще ряд особенностей, которые принципиально важны для образовательных учреждений: это высокий коэффициент светоотражения (87%), формостабильность и экологичность. В случае с Rockfon перечисленные свойства материала дополняются мультифункциональностью и вариативностью цветовых решений — это наглядно показывают кейсы, презентованные на мероприятии.
Психосоматика цвета
Компания Rockfon потратила более двух лет на изучение цвета, к этой задаче были привлечены эксперт по цветовым ощущениям и известный дизайнер интерьеров Сара Гаранти, а также Карен Халлер, автор и ведущий международный специалист в области прикладной психологии цвета и дизайна. Кропотливый анализ цвета на примере уникальных пейзажей планеты позволил создать уникальную палитру «Цвета благополучия» из 34 оттенков. Разнообразие цветовых решений позволяет потолкам Rockfon решать вопросы не только акустического комфорта, но и психосоматики.
«Цвет влияет на нас постоянно, когда мы бодрствуем. Тем не менее, большинство из нас только на 20% осознают, почему мы выбираем определенный цвет или принимаем определенное цветовое решение. Это объясняется тем, что такие решения чаще всего принимаются на подсознательном уровне. Каждый цвет вызывает эмоциональную реакцию, которая может иметь положительный или отрицательный эффект. Кроме того, мы выяснили, что цвет стимулирует или успокаивает в зависимости от его хроматической интенсивности. Если это очень насыщенный цвет, он может быть стимулирующим, а если у него низкая насыщенность, то, скорее всего, цвет будет успокаивающим», - объясняет Карен Халлер.
Понимание того, как тот или иной оттенок влияет на людей, позволяет создавать необходимую атмосферу в помещении в зависимости от его функционального назначения. Именно о таких примерах рассказал архитектор Rockfon Иван Тумаков в рамках BUILD SCHOOL 2022.
Визуальная стимуляция
Основная концепция, которая легла в основу проекта городской средней школы Houtens в Нидерландах, — визуальная стимуляция при помощи цвета. Цветовые схемы могут использоваться для выражения миссии и функциональности пространства, для обозначения границ и переходов. Кроме того, определенные цвета могут вызывать тот или иной культурный отклик, например, снизить или усилить стресс, настроить на учебу или на отдых.
Панели Rockfon позволили решить сразу несколько задач в рамках проекта Houtens: обеспечить акустический комфорт, а также сделать назначение различных школьных пространств (например, раздевалки, классные комнаты, спортивный зал и т.д.) максимально наглядными. Архитекторы использовали яркие цвета не только в декоре стен, но и на потолке. В результате удалось создать различные эффекты с точки зрения психосоматики в разных зонах школ.
«Выбор материалов и цветов был одной из самых важных частей общей концепции дизайна. Для классных комнат и административных помещений были взяты ярко-белые потолки Rockfon Tropic. Этот цвет ассоциируется с чистотой и отлично подходит, когда требуется потолок, который не отвлекает внимание. В остальных помещениях использовали потолки Rockfon Color-all. Во входной группе, где находится раздевалка, использован интенсивный лаймовый цвет, который помогает детям настроиться на активную учебу, приободряет и торопит их на занятия», — отмечает Иван Тумаков.
Еще один пример игры с оттенками реализован в школе Хямеенкюля (Финляндия, Вантаа). Ключевой идеей проекта стала мультифункциональность всех пространств: например, классные комнаты одновременно подходят и для стандартного группового обучения, и для индивидуальной работы.
Чтобы обстановка была максимально комфортной и уютной, использован серый цвет — в том числе и на потолках, которые также решают вопрос звукопоглощения. Мягкие серые оттенки олицетворяют нейтральность и баланс, позволяя создать безопасную и естественную атмосферу.
Биофильный дизайн
В основе проекта академии Харрис (Саттон, Лондон) — природные экологичные материалы как на фасадах, так и внутри. Акцент сделан на анодированный алюминий и лиственницу. В представлении авторов проекта биофильный дизайн должен был подтолкнуть учеников к более углубленному занятию наукой.
Оптимальным решением для такого интерьера стал отказ от закрывающего все пространство потолка. Вместо этого используются отдельно висящие острова, которые дают постоянный свободный доступ в запотолочное пространство и создают благоприятную акустическую среду. В частности, для общественных зон использованы острова Rockfon Eclipse: гладкая, матовая супербелая поверхность обеспечивает высокие светоотражающие и светорассеивающие свойства, подчеркивая природные материалы.
Пространство света
Одна из современных тенденций — это школа, которая работает не только как образовательное учреждение, но и как культурный и спортивный центр для местных жителей. Именно такая концепция реализована в колледже Книппенберг (Нидерланды), который имеет выраженную спортивную направленность. Этот колледж работает не только в учебное время, но и после — выполняя функцию спортивного комплекса для всех желающих.
Проект акцентируется на легкости и прозрачности, поэтому архитекторам важно было поддержать зенитные окна (иначе говоря — окна в крыше), передачу естественного света и другие способы освещения внутри интерьеров. Задача осложнялась тем, что в подобных пространствах сложно обеспечить акустический комфорт. Решения Rockfon оказались оптимальными за счет максимального шумопоглощения и высокого коэффициента светоотражения.
Похожая задача стояла и перед авторами проекта школы Kalvebod Fælled в Копенгагене, которая одновременно является культурным центром и работает круглосуточно. Это спортивная школа, целью которой является укрепление физического и ментального здоровья детей с помощью спорта, движения и игр. Архитекторам было важно подчеркнуть эту особенность в интерьере. В результате был выбран минималистичный индустриальный стиль, в котором сочетаются дерево и бетон, а уютные классные комнаты соседствуют с объемными большепролетными пространствами.
«Для балконов и атриумов c видимыми бетонными колоннами, открывающими вид на спортивный зал со всех этажей, требовалась монолитная поверхность, которая могла бы выполнять не только эстетическую функцию, но и функцию звукопоглощения. Подрядчики остановились на акустическом решении Rockfon Mono Acoustic теплого золотисто-серого цвета. Натуральные землистые тона действуют успокаивающе и дарят ощущение дома. Особенность этого потолочного решения в том, что его поверхность монолитная, без видимых стыков и любой формы», — добавляет Иван Тумаков.
Вопрос акустического комфорта в учебных заведениях — это не прихоть, а важный фактор, влияющий на успеваемость и здоровье детей. Именно поэтому еще на этапе проектирования учебного заведения важно предусмотреть применение современных звукопоглощающих решений, которые помогают не только снять проблему нежелательных шумов, но и открывают новые возможности. В том числе подключают механизмы психосоматики через стимуляцию цветом.
Железобетонный вариант
Производители железобетонных изделий, чтобы остаться на рынке, модернизируют технологию их выпуска.
По данным Росстата, в I квартале 2019 года производство железобетонных изделий в стране составило 4,7 млн куб. м. В сравнении с аналогичным периодом прошлого года их выпуск вырос на 3,5%.
Ожидается, что положительная тенденция в производстве ЖБИ должна сохраниться и во II квартале года. Это связано с тем, что в преддверии перехода на проектное финансирование жилищного строительства многие девелоперы ускорили темпы работ.
Сохранить конкурентоспособность
По мнению экспертов, в ближайшей перспективе панельное домостроение останется востребованным в России, его объемы даже будут расти. Соответственно, не должны остаться без работы и домостроительные комбинаты. Однако девелоперам будет интересна более технологичная продукция.
В настоящее время, рассказывает ведущий аналитик компании «Техконсалтинг» Игорь Никитин, в России действуют около 300 предприятий – производителей ЖБИ. Финансовое положение у них очень разное. «В целом технологическое обновление не слишком затратно для производства ЖБИ. Но у многих небольших игроков рынка на это нет средств. Они продолжают работать по старинке и занимаются преимущественно изготовлением конструкций, применяемых в дорожном строительстве. Что касается крупных компаний, то большинство из них уже модернизировало свои производства или планирует это сделать в ближайшее время, чтобы продукция осталась конкурентоспособной», – обрисовывает ситуацию эксперт.
По его словам, многие предприятия работают над улучшением технологической основы железобетонных конструкций. Это поможет повысить их долговечность и прочность. Также производители начинают выпускать более разнообразную по размерам продукцию. Для этих целей они модернизируют узлы формовки и резки.
Положительная оптимизация
О проведенной модернизации производств рассказывают и сами игроки рынка. Заместитель генерального директора АО «ПИК-Индустрия» по производству и техническому развитию Михаил Рогозин отмечает, что производство ЖБИ – максимально технологичный процесс, в котором задействованы механизмы и оборудование, информационные, человеческие и материальные ресурсы. Принципиально технология производства ЖБИ осталась той же, однако кардинально изменился подход к проектированию, планированию, оснащению производственного процесса, а также к материалам, применяемым при производстве изделий.
Михаил Рогозин сообщил, что за относительно небольшой срок на предприятиях АО «ПИК-Индустрия» по производству ЖБИ были модернизированы абсолютно все процессы: от проектирования до формирования отчетности. Все цеха оборудованы инженерными разработками европейских производителей. Все это, по словам г-на Рогозина, принесло несомненную пользу: «Каждому ЖБИ сегодня присваивается электронный паспорт с указанием номенклатуры изделия, даты изготовления, класса бетона, сертификатов соответствия, процедур технического контроля ЖБИ. На всех заводах АО «ПИК-Индустрия» по производству ЖБИ большое внимание уделено внедрению современных методов цифровизации и обработки данных. Это позволяет не только ускорить производственный процесс, но и разработать как можно больше модификаций продукции для нужд компании, улучшить характеристики и качество выпускаемого конечного продукта. Если говорить о масштабах, то внедрение инновационных технологий в производственные процессы позволило нашим предприятиям сегодня производить около 350 тыс. куб. м ЖБИ в год, а также увеличить производительность труда на производствах на 29%».
Заместитель главного инженера АО «ПО «Баррикада» Александр Киселёв сообщил «Строительному Еженедельнику», что в связи с возросшей в последние годы стоимостью сырьевых материалов и энергоресурсов для производства железобетонных изделий предприятие полностью ушло от применения агрегатно-поточной технологии в сторону более экономичных и совершенных – конвейерных и стендовых, позволяющих максимально повысить эффективность производства. Результатом проведенной к настоящему времени модернизации стало увеличение выпуска готовых изделий с единицы площади в два раза, сопровождающееся сокращением общезаводских расходов и снижением численности производственного персонала.
«Применение таких материалов, как современные химические добавки в бетон, новые классы арматурных сталей, в сочетании с новым оборудованием обеспечивает положительный экономический эффект, а также повышает технологичность производственного процесса. Это в конечном итоге положительно сказывается на качестве готового продукта и позволяет предприятию не только уверенно чувствовать себя на высококонкурентном рынке строительных материалов, но и соответствовать высокому статусу предприятия, допущенного к поставке своей продукции в Вооруженные силы России», – добавил он.
Мнение
Александр Киселёв, заместитель главного инженера АО «ПО «Баррикада»:
– Желание идти в ногу с мировыми лидерами в области производства ЖБИ, а также необходимость соответствовать все более жестким требованиям к конструкциям возводимых объектов строительства – подталкивают предприятие к постоянному обновлению и усовершенствованию производственной и технологической базы, несмотря на необходимость существенных финансовых вложений.
Строить, не разрушая
Одной из причин частичного или полного разрушения конструкций возводимых объектов и окружающих строений являются деструктивные изменения грунтовых оснований. Контроль за их состоянием осуществляется при помощи геотехнического мониторинга (ГТМ).
Опыт последних десятилетий доказал, что слабые грунты и наличие окружающей застройки, пусть даже старой, не являются блокирующими ограничителями для строительства самых современных объектов. Высотные здания и подземные этажи перестают быть экзотикой, и их возведение вполне может производиться без ущерба для соседних строений. Это принципиально отличает сегодняшнюю ситуацию в России от начала 1990-х.
Начало пути
«В конце 1900-х и начале 2000-х годов в центре Санкт-Петербурга были зафиксированы случаи негативного воздействия нового строительства и реконструкции на здания окружающей застройки», – отмечает старший инспектор КГИОП Ростислав Петров. Причинами, по его словам, следует считать несовершенство методов геотехнических расчетов (в отдельных случаях пренебрежение ими) и отсутствие эффективных технологий, точнее – самое начало их освоения на российском строительном рынке.
У многих отложился в памяти первый этап строительства ТЦ «Галерея» у Московского вокзала, повлекший ущерб окружающей застройке. По словам профессора СПбГАСУ, д. т. н. Рашида Мангушева, французский подрядчик тогда применил неподходящую технологию устройства свайных оснований. «Производилось выбуривание из трубы большого диаметра без учета того, что грунты в Петербурге – тиксотропные, имеющие свойство обретать плывунное состояние», – отмечает он. Стало происходить затекание грунта из-под соседних оснований, которые в итоге разуплотнились, и когда в этом грунте начали отрывать котлован и производить вибрационное погружение шпунта, по соседним домам пошли трещины.
Развитие технологий
С тех пор определенный опыт приобрели и строители, и контролирующие органы. В практику вошли технологии, позволяющие предотвращать подобные негативные явления; в частности, стали заниматься ГТМ. Проведение этих работ позволяет в динамике отследить состояние грунтового основания возводимого объекта и соседствующих с ним строений. Данные геотехнического прогноза дают возможность выработать рекомендации по устранению порой неожиданно возникающих проблем.
Технологии геомониторинга развиваются достаточно активно, позволяя решать все более сложные задачи. Заместитель генерального директора ООО «Гильдия Геодезистов» Сергей Лазарев обращает внимание на недавнее появление интерферометрических радаров и оптоволоконных датчиков. «Первые могут обнаруживать щели с точностью до долей миллиметра, а вторые нужны больше в качестве «сигнализации», они реагируют на растяжение и оповещают о необходимости обратить внимание на определенный узел», – отмечает он.
Начальник отдела мониторинга и геодезического контроля ООО «Строй-Эксперт» Дмитрий Егоров отмечает появившуюся в последнее время тенденцию к использованию в целях получения информации о напряженно-деформированном состоянии объекта оборудования, ранее не имевшего отношения к задачам геотехнического мониторинга. «Примером является применение эффекта вынужденного рассеяния Мандельштама – Бриллюэна в волоконно-оптических линиях, измерения деформаций, показателей температуры и давления на протяженных объектах», – говорит он, замечая, что положительный опыт применения данной технологии в России уже есть.
«В последнее время набирают обороты специальные спутниковые ГНСС-приемники, тензометры, электронные тахеометры с автоматическим наведением и дистанционным управлением, датчики температуры и давления, которые стационарно монтируются на объекте мониторинга и через сеть обмена данными подключаются к серверу управления, а также гидростатические нивелиры и инклинометры», – рассказывает генеральный директор ООО «Строй-Проверка» Вячеслав Гиндин. Эксперт отмечает возможность применения этого оборудования как отдельно, так и в качестве составных элементов полной автоматизированной системы геоинформационного мониторинга на площадке нового строительства.
«Автоматизированные системы, выводящие данные с большого количества датчиков на единый монитор, пока применяются редко по причине их высокой стоимости», – констатирует Рашид Мангушев. По его словам, несмотря на наличие возможности ведения наблюдений за объектом строительства даже со спутников, в большинстве случаев они сегодня ведутся с помощью более простых и экономичных методов. С ним соглашается генеральный директор ООО «БЭСКИТ», к. т. н. Сергей Пичугин, отметивший, что в практике возглавляемой им компании требование о применении таких инновационных технологий геомониторинга встретилось за 25 лет работы только дважды.
Трудности выбора
Рынок услуг геотехнического мониторинга в Петербурге нельзя назвать перенасыщенным, но при этом участников достаточно много.
Сергей Лазарев рекомендует основывать выбор подрядчика в первую очередь на сфере компетенций организаций: «Существует несколько направлений, и какие-то компании могут специализироваться на создании пьезометрических скважин и вибрационном контроле, а кто-то занимается геодезическими вопросами (контролем за раскрытием щелей, за осадками, кренами зданий)».
Сергей Пичугин сетует, что сегодня ни кадровый состав, ни наличие современных приборов не являются критерием отбора подрядчика. «Главный фактор – это наименьшая стоимость. Застройщики мечтают, чтобы эти работы вообще выполнялись за еду», – иронизирует он. Хотя для работы в этой сфере в Петербурге требуется высочайшая квалификация. «Наш город находится в дельте реки Невы, и грунты характеризуются инженерно-геологическим напластованием», – отмечает Рашид Мангушев. К факторам, осложняющим ведение геотехнических работ в Петербурге в целом, он также относит необходимость устройства свай большой длины, обусловленную геологическими особенностями территории: «Мы применяем сваи длиной 20–30 м, а при строительстве «Лахта Центра» их длина доходила до 65 м».
Востребованность
Говоря об уровне спроса на услуги по проведению геотехнического мониторинга, участники рынка высказывают разные позиции. Вячеслав Гиндин отмечает его безусловный рост. «Пришло понимание того, что пренебрежение элементарными нормами строительной безопасности при возведении новых и реконструкции имеющихся сооружений может привести к невозможности нормальной эксплуатации объектов и техногенным катастрофам», – считает он. Эксперт отмечает, что прогрессирующие осадочные и силовые трещины в конструкциях, а также деформации оснований зданий и сооружений, попадающих в зону строительства нового объекта, встречаются в Петербурге довольно часто.
С ним соглашается Сергей Лазарев: «Особенно большой всплеск мы почувствовали два года назад, когда усилился контроль за исполнением требования о необходимости геомониторинга при ведении работ в 30-метровой зоне вокруг существующей застройки».
Менее оптимистично высказывается Дмитрий Егоров: «Спрос на услуги ГТМ растет и количественно, и качественно, но в основном на технически сложных и уникальных объектах строительства или эксплуатации». При этом по более простым, гражданским зданиям спрос, по его мнению, падает, и это связано с общей неопределенностью на рынке жилищного строительства. «За последние годы спрос на мониторинг не изменился. Город строится, и вести его необходимо», – считает Сергей Пичугин.
И все же – не панацея
Ведущие организации при проведении ГТМ в качестве основной задачи видят не измерения как таковые, а формирование на их основе рекомендаций для решения возникающих проблем. «Геомониторинг обязательно должен быть связан с геотехническим сопровождением, ведь значение имеет не столько фиксация осадки, сколько расчет ее неравномерности, своевременное выявление превышений предельно допустимого уровня», – уверен Рашид Мангушев.
По его словам, выводы после проведения такого анализа могут последовать самые разные. В некоторых случаях достаточно вовремя остановить отрывку котлована, тем самым дав возможность осадке стабилизироваться. Но порой возникает необходимость в более существенных мерах – усилении фундаментов окружающих стройку зданий, замене используемой техники, замене технологий и плана производства работ.
Мнение
Сергей Пичугин, генеральный директор ООО «БЭСКИТ»:
– Наша визитная карточка в области геомониторинга – это строительство второй сцены Мариинского театра. Мы вели наблюдения в течение пяти лет и в ходе работы получали удивительные результаты. Бригаду возглавлял замечательный наш главный геодезист, к. т. н. И. М. Репалов, бывший заведующий кафедрой геодезии СПбГАСУ.
Вячеслав Гиндин, генеральный директор ООО «Строй-Проверка»:
– Измерения деформаций оснований фундаментов и несущих конструкций должны проводиться не только в период строительства, но и в период эксплуатации, до достижения условной стабилизации 3 мм в год, что соответствует требованиям ТСН 50-302-2004 «Проектирование фундаментов зданий и сооружений в Петербурге». Мы осуществляли комплекс работ по ГТМ во время эксплуатации как жилых многоквартирных домов (к примеру, по адресу ул. Беринга, 1), так и общественных зданий (например, на Выборгском шоссе, 22). Сейчас мы ведем мониторинг эксплуатации ЖК Master на Серебристом бульваре, а также окружающей застройки.
Дмитрий Егоров, начальник отдела мониторинга и геодезического контроля ООО «Строй-Эксперт»:
– Вовремя зафиксированное изменение состояния объекта всегда является отправной точкой для принятия оперативных решений об изменении технологии строительства или эксплуатации, для осуществления мероприятий, направленных на компенсацию таких явлений и остановку их развития в будущем. Нам приходилось принимать самые разные меры – от усиления конструкций фундаментов до глобальных пересмотров проектов.
Сергей Лазарев, заместитель генерального директора ООО «Гильдия Геодезистов»:
– Был у нас один серьезный гидротехнический объект, где мы проводили ГТМ. Там своевременное обнаружение деформаций причальной стенки в сторону акватории остановило необратимые последствия для стройки в целом. Проектировщики оперативно пересмотрели проектные решения, и ситуация стабилизировалась. Считаю, что заказчик не понес больших убытков только благодаря геомониторингу.