Патентный опыт проектирования мобильных жилищ

Развитие какой-либо отрасли народного хозяйства в условиях ускорения научно-технического прогресса невозможно без применения открытий и использования крупных изобретений. Комплексный подход к созданию мобильного жилища, как и в другой любой области, естественно, ведет к изобретательству, которое все в большей степени развивается теперь на научной основе и является результатом науки, а также ее взаимодействия с экспериментально-производственным опытом.

Проектирование конструкций мобильных зданий, как уже отмечалось, скорее ближе к созданию машин, чем обычного стационарного жилища. Это связано с необходимостью учета совокупности специфических и противоречивых требований, предъявляемых к мобильным зданиям. Так, требования транспортировки влекут за собой уменьшение размеров зданий, в то время как в процессе эксплуатации необходимо их максимальное увеличение, а требования монтажа и демонтажа обусловливают наиболее полную заводскую готовность. В то же время при их изготовлении необходимо уменьшение массы конструкции без ущерба для качества продукции.

В последнее время появилось большое количество проектов мобильных зданий, наиболее интересные и прогрессивные из которых, как правило, патентуются (как в нашей стране, так и за рубежом). Изучение патентного опыта необходимо для выявления положительных тенденций в развитии мобильного жилища, так как патентуемые решения должны в первую очередь удовлетворять требованиям новизны и оригинальности.

Использование патентной информации находит все более широкое применение в процессе создания всего нового. В настоящее время стало особенно актуальным и получило развитие прогнозирование на базе использования патентной информации, что позволяет выявить как перспективные и прогрессивные, так и изжившие себя идеи. Это, в свою очередь, дает возможность определить направление развития в различных областях науки и техники для ускорения научно-технического прогресса. В связи с тем, что внедрение новых идей в производство идет с определенным разрывом, современный патент является информацией будущих разработок.

Из всего потока патентной информации в области строительства мобильные здания отличаются оригинальностью конструктивных решений как всего здания, так и его элементов. Некоторые из них заслуживают особого внимания, так как могут быть использованы не только в мобильных целях, но и в других ситуациях (например, для трансформации и вариабельности стационарного жилища).

Патентный опыт проектирования мобильных зданий наиболее целесообразно рассмотреть в соответствии с предложенной выше классификацией мобильных зданий и выявлением общих характерных черт, так как каждый патент имеет подробное описание предлагаемой конструкции. Поэтому рассмотрение достоинств и недостатков отдельных патентов не представляется возможным.

Сборно-разборные здания (рис. 43—48), патенты которых опубликованы в патентной литературе, отличаются оригинальностью формы, индустриальностью производства сборных элементов, которые могут быть как плоской, так и пространственной формы. Собираемые объемы могут блокироваться друг с другом, образуя интересные архитектурные решения. Имеются также так называемые «комбинированные» типы, сочетающие объемные элементы с доборными панелями.

Общей тенденцией в развитии сборно-разборных мобильных зданий является укрупнение элементов конструкций до размеров, ограничиваемых требованиями транспортировки. Предлагаются, как правило, различные облегченные и высокоэффективные материалы. Отличаются простотой стыковые соединения, которые в некоторых случаях настолько оригинальны, что могут быть использованы в других областях. По архитектурно-планировочным качествам патентуемые проекты сборно-разборных зданий находятся на высоком профессиональном уровне, так как оригинальность формы сборно-разборных элементов позволяет создавать интересные отдельные мобильные здания и целые комплексы. При этом предлагаемые конструкции могут быть использованы не только для жилых, но и для общественных зданий.

Мобильным зданиям из объемных элементов (рис. 49—52), встречаемым в патентной литературе, присущи не только оригинальность формы, но и многовариантность назначения — от минимального домика до многоэтажных жилых образований.

Интересен проект МАРХИ (рис. 49) — трансформирующееся мобильное здание с автономным энергообеспечением. Основной планировочный элемент состоит из двух полублоков, имеющих наклонную под 60° наружную плоскость, в которой размещены гелиоприемники типа «горячий ящик». С целью сохранения поверхности остекления гелиоприемников и увеличения компактности блока при транспортировке полублоки складываются в блок-контейнер под углом друг к другу остеклением гелиоприемников внутрь и скрепляются, специальными креплениями. После доставки на место блок-контейнер разгружают с помощью подъемного механизма и устанавливают на монтажную площадку, которая имеет подушки, регулирующие горизонтальность мобильного здания. Монтаж производится путем разворота полублоков относительно друг друга и размещения их одного под другим. В полублоки вмонтированы ветроэнергетическая установка с вертикальной осью вращения, генераторы тока и аккумуляторы энергии, а также кухонное и сантехническое оборудование.

В результате монтажа полублоков образуются двухэтажные блоки, соединение различной длины которых позволяет получить многообразие сочетаний и образовывать мобильные комплексы различной вместимости и с индивидуальными архитектурно-планировочными решениями. Использование для создания мобильных комплексов полублоков, перевозимых под углом друг к другу, обеспечивает компактность и сохранение остекления гелиоприемников при перевозке и увеличение их поверхности в рабочем положении. Помимо этого, использование предлагаемых трансформирующихся блоков обеспечит: снижение расходов на отопление и электроснабжение, уменьшение затрат на восстановление (ремонт) гелиоприемников после транспортировки полублоков, минимальные затраты труда и времени на возведение и привязку здания на месте эксплуатации, а также увеличение оборачиваемости полублоков.

Мобильные здания из объемных элементов представлены в патентной литературе двумя конструктивными типами: контейнеры и передвижные. По своим принципиальным признакам они не имеют особенных отличий от экспериментальных и существующих проектов, но выделяются оригинальностью формы, которая оптимальна для того или иного решения. Мобильные объемные элементы в патентной литературе, как правило, комбинируются с другими мобильными типами конструкций — сборно-разборными и трансформирующимися элементами, что зачастую дает не только технико-экономический эффект, но и позволяет получить мобильные здания оригинальных решений (рис. 53—59).

Большой интерес представляют мобильные трансформирующиеся здания, встречающиеся в патентной литературе, как наиболее полно удовлетворяющие противоречивым требованиям, предъявляемым к мобильным зданиям.

В практике, как уже отмечалось, трансформирующиеся здания не нашли пока еще широкого использования. Это объясняется кажущейся сложностью их изготовления. Однако это не совсем так. Количество материалов и технология изготовления составных элементов трансформирующихся мобильных зданий точно такие же, как и сборно-разборных и объемных зданий, а узлов соединений — значительно сложнее. При многократном использовании этот «недостаток» компенсируется удобством эксплуатации, что является наиболее важным при создании мобильных зданий.

Трансформирующиеся мобильные здания представлены в патентной литературе двумя типами: складные (рис. 60—68) и раздвижные (рис. 69—75). Наиболее удачны проекты, сочетающие признаки различных конструкций. Многие из них разворачиваются автоматически, что приближает проектирование трансформирующихся зданий к автоматическим системам. Это ставит перед архитекторами новые задачи и требует нового подхода к проектированию мобильных зданий.

Трансформирующиеся мобильные здания отличаются большой компактностью при транспортировке и в то же время достаточно большими размерами при эксплуатации. Особенно интересны проекты конструкций складывающихся как в высоту, так и в горизонтальном направлении.

Трансформирующиеся здания позволяют создавать объемы с более гибким и удобным в эксплуатации планировочным решением как отдельных зданий, так и целых комплексов.

Разнообразие конструктивных и объемно-планировочных решений трансформирующихся мобильных зданий, представленных в патентной литературе, позволяет широко их использовать в различных сочетаниях и для различных целей. Так, например, трансформирующееся мобильное здание с автономным энергообеспечением включает контейнерный блок, состоящий из четырех объемных элементов, шарнирно соединенных с его каркасом, в которые вмонтированы гелиоприемпики, аккумулятор энергии и ветроэнергоустановка. Способ монтажа этого здания заключается в том, что с целью сохранения остекления поверхности гелиоприемников объемные элементы складывают при транспортировке внутри контейнерного блока гелиоприемниками внутрь и монтируют путем разворота элементов относительно друг друга. В результате получается объем, превышающий транспортный габарит вдвое, а двускатная кровля с вмонтированными гелиоприемниками позволяет максимально собирать солнечную энергию.

В патентной литературе среди рассмотренных типов мобильных зданий трансформирующиеся представлены в большом количестве в сочетании с объемными и сборно-разборными. Учитывая вышесказанное, можно предположить, что этот тип перспективен для мобильной архитектуры, которая сама является прогрессивным направлением в развитии архитектуры.

Заключение

Исследование комплексной проблемы создания мобильного-жилища в условиях Севера Западной Сибири включает решение многих задач. В связи с этим возникает необходимость-выявления факторов, влияющих на формирование мобильного жилища, определения критериев оценки его технического решения и функционально-пространственной организации. Учет этих показателей позволяет найти оптимальный тип мобильного жилища — мобильный жилой комплекс (МЖК), включающий жилые ячейки и учреждения обслуживания и имеющий необходимые предпосылки для создания благоприятных условий жизни населения в период трудового цикла. Принцип иерархической организации обслуживания МЖК имеет целый ряд преимуществ, так как обеспечивает возможность определенной изоляции людей и создает условия для их широкого общения. Одновременно это позволяет варьировать размеры мобильного жилища в зависимости от количества проживающих.

Создание МЖК — полевых городков на Севере Западной Сибири при образовании территориально-промышленного комплекса, в частности на нефтегазоносных месторождениях Тюменской области, позволило осуществить межрегиональный маневр производительными силами, сконцентрировать в коридоре трасс квалифицированные рабочие кадры из организаций других районов страны, поднять на более высокий уровень комфортность жилищ на трассах, качество социально-бытовых услуг, обеспечить полноценный отдых и проведение культурной и идейно-политической работы в трудовых коллективах.

Накопленный Миннефтегазстроем опыт создания жилых полевых городков из мобильных зданий жилого и социально-бытового назначения используется в настоящее время для дальнейшего совершенствования и развития мобильной социальной инфраструктуры отрасли, в том числе при сооружении всех магистральных трубопроводов, строительство которых ведет министерство. Ожидаемый годовой эффект при этом без учета эффекта сокращения сроков строительства составляет 12,7 млн. руб.

Решение частных задан создания современного мобильного жилища для условий Севера Западной Сибири, удовлетворяющего потребностям людей, вынужденных периодически менять место жительства, неразрывно связано с общими тенденциями развития мобильной архитектуры.

Мобильные здания, как уже отмечалось, находят широкое использование в различных областях человеческой деятельности, а также при проектировании архитектурной среды в экстремальных условиях освоения (полюсов, пустынь, подводного мира, космоса и др.). Необходимо создать такие сооружения, которые обладали бы максимальной заводской готовностью, транспортабельностью, минимальными массой и объемом в сложенном состоянии, наименьшим временем возведения и при этом высоким комфортом.

В связи с этим мобильной архитектуре требуются такие строительные элементы, которые можно использовать вновь после перемещения на другое место. Они должны быть разборными, легкими, с длительными сроками амортизации, компактными. Стремление к компактности заставляет проектировщиков уделять большое внимание разработке оборудования таких сооружений. Лучшие модели оборудования стационарного жилища часто заимствуются из мобильного жилища.

В мобильной архитектуре происходит процесс слияния средств транспорта (передвижения) и жилища. В этой связи коренным образом могут измениться как все виды существующего транспорта, так и взгляд на представления об архитектуре.

Как следствие процесса влияния мобильной архитектуры дальнейшее развитие получает и идея трансформации обитаемого пространства. Необходимость развития ее исходит из потребностей общества. Так, например, в жилищном строительстве индустриализация строительства неизбежно вызывает стандартизацию, а значит сокращение типов квартир. Однако не только разные семьи, но и одни и те же люди предъявляют самые разные требования к жилищу (различные возрастные группы, профессии, вкусы, привычки и т. п.). Существует много проектов изменяемых пространств, где основным принципом достижения изменяемости и гибкости является принцип трансформации. Такого рода сооружения мало похожи на привычные архитектурные и начинают превращаться в своего рода машину, части которой находятся в постоянном движении. Разумеется, двигать такую машину вручную нельзя, необходимо применение автоматики, следовательно нужно привлечь специалистов тех областей техники, которые призваны обеспечить этим архитекторов.

Отсюда вытекает важный вопрос взаимоотношений архитектуры и научно-технических достижений. Процесс развития науки настолько ускорен, что уже назрела необходимость учитывать не только существующие достижения, но и те, появление которых весьма вероятно.

Под влиянием тенденции миниатюризации вещей наблюдается изменение характера оборудования и мебели — «слияние» мебели и оборудования со стенами. Миниатюризация оборудования и вещей, помимо этого, позволяет встраивать их не только в стены, но и в одежду человека. Примером может служить шлем шахтера, различные виды спецодежды и особенно космический скафандр.

Проектная практика свидетельствует о необходимости тесной связи архитектуры и научно-технических достижений. Современная архитектура использует лишь готовые открытия и достижения. Проникновение в нее тенденций мобильности обусловливает необходимость того, чтобы архитектура стала заказчиком, которому необходимы определенные новые технические достижения и даже научные открытия. В этой связи важно отметить также необходимость пересмотра привычных средств архитектуры, использовав достижения других областей науки и техники и в первую очередь разработки, выполненные в связи с мобильной архитектурой.

Проблема создания мобильной архитектурной среды потребует, видимо, также пересмотра и существующего метода проектирования, так как ее невозможно решить чисто архитектурными средствами. Термин «архитектура» в этом случае теряет свое привычное понятие. Он означает не только здание, но и совокупность явлений, происходящих вокруг человека,— окружающую среду, а жесткие требования при проектировании мобильных сооружений заставляют архитектора мыслить комплексно.

Таким образом, решение проблемы создания мобильного жилища является одним из первых этапов развития новых направлений в архитектуре.