9353

10

Согласно научной работе Титовой Л. О., мировая практика конверсии промышленных предприятий апеллирует следующими направлениями действий: затрагивающими функциональное назначение объекта и ориентированными на архитектурно-пространственные изменения.

В данном исследовании механизм, объединяющий тектонику МНК со средствами гармонизации функционального назначения и архитектурнопространственного изменения, определяется как объемно-планировочная организация, с позиции которой осуществлены поиск приёмов конверсии МНК и построение материально-пространственной среды для жизнедеятельности человека.

Систематизация отечественного и зарубежного опыта создания АМНК позволила определить приёмы объёмно-планировочной организации, приведённые ниже.

Незначительная модернизация, согласно исследованию Чайко Д.С., «заключается в незначительных преобразованиях внешнего образа, силуэта объекта с сохранением стиля, объёмно пространственной и планировочной структуры». В рамках данного исследования, под незначительной модернизацией понимается конверсия МНК, при которой сохраняется архитип нефтедобывающего гидротехнического сооружения.

Надстройка – расположение ярусов-этажей с новой функцией на сохраняемую опорную конструкцию МНК.

Модульно-метаболическая структура – приём образования новой функции и формы на отработанном МНК с помощью крепления к пространственному каркасу доставляемых с берега или произведенных на месте объёмных блоков, ячеек или иных штучных элементов. Этот приём подразумевает некоторую незавершенность, трансформируемость, способность быстро реагировать на возникающие новые потребности, содержит в себе свойства метаболической архитектуры.

Объединяющая оболочка образуется путем покрытия пространственных структур однородным по конструктивному исполнению изолирующим материалом. Подобное формообразование отличается завершенностью и яркостью образа, значительным визуальным разнообразием внешних объёмов.

11

Сетевые структуры-комплексы – объединение различными способами группы МНК в единую структуру, предназначенную для одной или нескольких функций, покрывающую локальную или обширную водную территорию.

Подводное формообразование в контексте данной работы разделено на два направления: динамическое и аквабионическое.

Динамическое формообразование – использует физические свойства движения водной массы и особенности перемещения в ней искусственных объектов. Его применение оправдано в том случае, когда необходимо движение подводных форм в заданном направлении.

Аквабионическое формообразование – основано на особенностях строения подводной флоры и фауны, обеспечивающие ей минимальные затраты энергии для существования, или имитации агрегатных стояний самой воды: кристаллов льда и айсбергов, волн, водной глади, капли, пузыря, воронки, брызг, кругов на воде и прочее. Применение этого способа оправдано при необходимости подержания определенного статичного положения сооружения.

Комбинированный приём подразумевает одновременное использование нескольких приёмов объёмно-планировочной организации из представленных выше.

На основании систематизации международного опыта проектирования и строительства АМНК и упомянутых выше приёмов, в работе сформулированы следующие шесть архитектурных принципов формирования АМНК.

Принцип преемственности – создание объекта с новой функцией на основе существующей значительной сохраняемой материальной базы МНК (опорная подводная конструкция, надводная палуба). При этом, конверсия следует по пути дополнения и нарастания существующей структуры, сохраняя её технологическое подобие.

С экономической точки зрения это один из ключевых принципов создания АМНК, без которого сама идея конверсии была бы не выгодна.

Принцип комплектности – организация рациональной взаимосвязи всех новых функциональных блоков в объёмно-планировочном решении комплекса.

Он характеризуется переплетением объёмно-планировочных структур в ограниченном пространстве, что почти всегда влечёт за собой и сложные

12

конструктивные решения надпалубных сооружений и подводных элементов сооружения. В свою очередь, композиция комплекса формируется на основе пространственных связей и выявляет функции сооружения в составе АМНК, в том числе, оборудование для связи объекта с берегом и другими объектами (вертолетная площадка, пристань, подводные лазы).

Принцип экологической безопасности заключается в том, что какая бы функция не была выбрана для нового объекта при проведении конверсии, осуществляется переход МНК, характеризуемого повышенными экологическим рисками, к АМНК – объектам с устойчивой архитектурой. При этом важна и экологическая безопасность окружающей среды и безопасное, комфортное пребывание людей.

Этот принцип раскрывает суть и причины конверсии МНК, а его реализация на АМНК включает специальные архитектурно-инженерные мероприятия.

Принцип автономности и самодостаточности основан на ограниченности коммуникативных связей с берегом и выражается в независимости объекта за счёт комплексного насыщения АМНК системами жизнеобеспечения и особом внимании к вопросам пребывания на них людей. Поэтому они могут быть причислены к объектам, возводимым в экстремальной среде обитания.

Подразумевается, что функционирование АМНК стремится к производственной и энергетической автономности, безотходности, и, при этом, приносит пользу в разных качествах: производственном, исследовательском, социальном, экологическом.

Принцип компактности заключается в том, что на точечном объекте с замкнутым ограниченным пространством концентрируется большое число архитектурных объемов с различными функциями, имеющих важное производственное и социальное значение.

В некоторых случаях выполнение отдельных функций может происходить в горизонтальной плоскости, например, сбор мусора или предприятия по производству морепродуктов. Однако, в большинстве случаев, развитие новой функции на МНК эффективнее производить в вертикальном направлении. Например, пенитенциарное учреждение при таком построении будет более вместительным. Таким образом, структура развивается вверх и вниз от палубы,

13

отражая своеобразную специфику объекта.

Принцип архитектурно-композиционной целостности заключается в создании законченного объекта и основывается на следующих особенностях размещения и строительства АМНК: сооружение может обозреваться внешним зрителем с точек, в совокупности образующих сферу (полусфера над водой, полусфера под водой); работники и посетители комплекса воспринимают объект изнутри этой сферы; архитектурно-композиционными приемами должны быть обеспечены яркие, запоминающиеся виды на сооружение извне и созданы визуально комфортные условия пребывания человека внутри комплекса; при создании образа АМНК необходимо учитывать отражающие свойства воды и уникальность приёмов подводного строительства.

Соблюдение данных принципов при проектировании АМНК позволяет говорить о них, как об объектах с системной устойчивой архитектурой.

Выявлены следующие перспективные группы функциональных направлений преобразования МНК:

промышленная группа функций: объекты альтернативной энергетики, опреснители морской воды, центры по очистке воды и утилизации отходов со дна, производственные предприятия (морепродукты и электроника), научноисследовательские лаборатории с опытным производством;

специальная группа функций: спасательные станции с центрами медицины катастроф и ликвидации чрезвычайных ситуаций, крематории, пенитенциарные учреждения, климатические станции;

гражданская группа функций: морские заповедники, центры морского туризма, санаторно-курортные медицинские учреждения, морские поселения.

Перечисленные функции могут совмещаться на одном объекте и образовывать многофункциональные комплексы.

Функциональные группы проанализированы с точки зрения следующих особенностей окружающей среды: непрерывной инсоляции объекта; сильных морских ветров; размещения МНК в «глубокой воде»; наличия постоянных течений; солености воды и её мутности; наличия морской биоты; географии распространения МНК и их автономности. Данный анализ позволяет говорить об эффективности тех или иных функциональных групп с точки зрения географии

14

размещения каждого конкретного МНК.

В третьей главе «Моделирование архитектурных структур различных типов АМНК» разработаны архитектурные модели, демонстрирующие механизм трансформации МНК в АМНК. В их основе лежит адаптация опорных конструкций МНК, отобранных в первой главе, к наиболее эффективным функциональным направлениям преобразования МНК. Моделирование производится при помощи предложенных приёмов объёмно-планировочной организации в соответствии со сформулированными выше принципами архитектурного формирования АМНК.

Подбор данных для моделирования осуществляется по следующим параметрам:

выбор типа опорной конструкции МНК, как «отправного пункта» проектирования;

определение функционального направления конверсии, наиболее подходящего для данного типа опорной конструкции МНК, максимально полно учитывающего характерные композиционные и конструктивные особенности структуры, географическое расположение объекта, предполагающие соблюдение социальной и экологической безопасности, экономическую выгоду;

выбор объёмно-планировочных решений, эффективных с позиции объединения первых двух пунктов.

Отобраны следующие функциональные группы: «Научно-исследовательская лаборатория на базе самоподъёмной опорной конструкции МНК»; «Центр очистки океана на базе эстакады»; «Центр альтернативной энергетики на базе неподвижного МНК»; «Производственное предприятие на базе ледостойкой опорной конструкции».

Процесс создания моделей следующий:

изучаются особенности функционального направления конверсии и его актуальность, возможность приспособления для него различных типов МНК, пригодность климатических условий места;

составляется перечень функциональных блоков с площадями и объёмами, которые соответствуют выбранному назначению АМНК, а также габаритам и форме палубной конструкции, конструктивным особенностям опорной конструкции;

15

предлагается вариантная компоновка функциональных блоков на палубе и под водой (в случае необходимости);

формируется модель с учётом выбранного приёма объёмно-планировочной организации, определяется вариант для дальнейшего проектирования;

проводится детализация модели – дальнейшее проектирование объекта, включающие конструктивную разработку функциональных блоков, определение архитектурно-планировочных решений на различных отметках, выбор ограждающих конструкций, отделочных материалов и фактур, разработку вариантов колористического решения, и т. д.

Таким образом, определено, что первая группа «Научно-исследовательская лаборатория на базе самоподъёмной опорной конструкции МНК» оснащена следующими функциональными блоками:

научно-лабораторный блок (открытые площадки для запуска оборудования, установки для «сухих» подводных исследований дна, биологические, физические и химические лаборатории, аудитории, конференционный зал,);

транспортный блок: воздушный порт (вертолетная площадка); водный порт (причал для судов, подводный гараж-ангар с водными лазами и устройствами «жидкой двери», декомпрессионными камерами, гардеробами для водолазов);

служебный блок: пост управления морским объектом (рулевая, штурманская, рубка); машинные помещения (главные силовые установки; котельное отделение; электростанции; технические помещения); административные и хозяйственные помещения (камбуз, ремонтные мастерские); складские и багажные отделения, грузовое отделение;

жилой блок (каюты экипажа и персонала, спортивный зал, рекреационные помещения и открытые площадки, каюты медицинского обслуживания, санитарно-гигиенические помещения, салоны «кают-компании», столовые);

Размещение транспортного блока определяется логистической схемой МНК, служебного – требованиями, предъявляемыми к помещениям управления и к машинным отделениям. Лабораторный и жилой блоки могут иметь различные варианты компоновки между собой. Например, лабораторный блок – в центральной части сооружения, а жилой на периферии или наоборот.

Установлено, что конструктивные особенности самоподъёмной опорной

16

конструкции МНК и функциональная организация научно-исследовательской лаборатории наиболее удачно сочетаются с модульно-метаболической структурой, также для максимально эффективного использования пространственного каркаса может быть задействовано подводное формообразование.

Вторая группа «Центр очистки океана на базе эстакады» оснащена следующими функциональными блоками:

производственный блок:

o блок агрегатов для сбора мусора (со дна – погружные агрегаты); в толще воды – улавливающий экран; на поверхности воды – боновые заграждения и ловушки для сбора мусора);

o блок обработки мусора (сортировка; переработка; прессовка);

o блок складирования обработанного мусора с камерами для хранения;

o блок наблюдения и контроля (оборудование для проведения тестирования новых систем: датчики, камеры, наблюдательные пункты);

транспортный блок с устройствами для отгрузки мусора (конвейер и транспортная лента), включающий: воздушный транспорт (вертолетная площадка), надводный линейный транспорт (узкоколейные железнодорожные пути для вагонеток, пневматическая доставка) и водный транспорт (порт для грузовых судов, подводные ангары);

служебный блок;

жилой блок.

Эстакада представляет собой сетевую структуру-комплекс, которая может быть развита и при необходимости дополнена требуемыми элементами. Например, блоками агрегатов для сбора мусора, его обработки и складирования. Так как очистка океана должна охватывать как можно большую территорию, использование приёма объёмно-планировочной организации «сетевые структурыкомплексы» наиболее оправдано. Для связи созданной «сетевой структуры» используются элементы транспортного блока. Подводное формообразование также необходимо для организации очистки воды и утилизации отходов со дна.

Третья группа «Центр альтернативной энергетики на базе неподвижного МНК» оснащена следующими функциональными блоками:

17

блок альтернативных энергосистем (приливная энергосистема (в виде единичной турбины); волновая энергосистема (допускается применение типов колебательного водяного столба и точечного поглотителя); гидротермальная энергосистема (в виде протяженной вертикальной трубы большого диаметра и преобразователя); гелиоэнергетическая энергосистема (в виде фото энергетических панелей); ветровая энергосистема (роторные высокие надстройки и встройки крыльчатого типа); трансформаторный блок; аккумуляторный блок);

транспортный блок (воздушный порт (вертолетная площадка); водный порт (оснащен причалом для судов); подводный линейный кабельный транспорт;

служебный блок;

жилой блок.

Формирование программы преобразования неподвижной опорной конструкции в объект альтернативной энергетики осуществляется с применением приёмов надстройки (пристройки), незначительной модернизации и подводного формообразования.

Так, гидротермальная система может быть встроена в колонну неподвижной опорной конструкции, имеющую достаточно большой диаметр и колоссальный запас прочности. Приливная и волновая энергосистемы нуждаются в надежном основании и выполняются в виде пристройки к основному объему МНК. Ветровые установки и гелиосистемы надстраиваются над основным объёмом МНК для улавливания наиболее мощных потоков ветра и перекрывания максимальной площади соответственно. Размещение трансформаторного и аккумуляторного блоков обусловлено техникой безопасности и производственным процессом, требующим максимально равномерного расстояния от них до всех энергосистем. Транспортный, жилой и служебный блоки размещаются согласно требованию минимизации вредного воздействия на них от энергосистем.

Четвертая группа «Производственное предприятие на базе ледостойкой опорной конструкции» оснащена следующими функциональными блоками:

производственный блок:

o для предприятий по производству морепродуктов включает: гидропонные фермы и питомники для выращивания морепродуктов, устройства для подъёма

18

морепродуктов на палубу, производственные цеха (переработки, заготовки и консервации), складские помещения, холодильные камеры;

o а предприятия по производству электроники отличает наличие чистых комнат и производственных помещений, защищенных от колебаний.

транспортный блок, способный обеспечить грамотную логистическую грузовую схему. Включает воздушный порт - вертолетную площадку и водный порт (причал для грузовых судов);

служебный блок;

жилой блок.

Преобразование ледостойкой опорной конструкции в производственное предприятие осуществляется с применением формообразующих приёмов надстройки, объединяющей оболочки и подводного формообразования.

Апробация предложенных моделей проведена в рамках подготовки выпускных квалификационных работ на кафедре архитектуры промышленных сооружений МАРХИ.

Основные выводы и результаты исследования

В результате настоящего исследования была решена важная для архитектурной науки задача – обоснована конверсия морских нефтедобывающих комплексов (МНК) как эффективная альтернатива утилизации и консервации подобных объектов, выявлены приёмы и принципы адаптации МНК (АМНК) под новые функции и сделаны следующие выводы:

1.Исследование разведанных запасов морской нефти в России и в Мире (около 250 млрд. т.), динамика роста числа МНК (их общее число на сегодняшний день около 1500) и, как следствие, их физическое и технологическое старение свидетельствует о неуклонном росте количества выводимых из эксплуатации МНК.

2.На основе анализа мировой практики определены способы вывода МНК из эксплуатации, а именно, их утилизация, консервация и конверсия. Сравнение этих способов по таким критериям, как временные затраты и трудозатраты на проведение мероприятий, социальному, экономическому и экологическому аспектам дало возможность обосновать преимущество конверсии перед утилизацией и консервацией МНК.