Гелиокомплекс "Солнце"

ru_sovarch — 10.03.2011 В начале 1980-х рядом с поселком (а сейчас уже городом) Паркент, в 47 километрах северо-восточнее столицы Узбекской ССР Ташкента началось строительство удивительного сооружения. В течение всего шести лет на одном из специально отобранных холмов (скальное основание в крайне сейсмически опасной зоне имеет значение) по инициативе узбекского академика Садыка Азимова была построена база для развития новой отрасли науки - гелиоматериаловедения, солнечного материаловедения, высокотемпературных солнечных технологий. Комплекс, последовательно известный как объект "Солнце", гелиокомплекс "Солнце" и в конечном итоге НПО "Физика-Солнце" и предназначенный для получения с помощью Большой солнечной печи тепловой мощностью в 1 мегаватт в совершенно чистом виде тугоплавких металлов и жаропрочных материалов, стал одним из последних триумфов советской науки.

Гелиокомплекс "Солнце"
1981-87
Арх. В.Захаров, О.Таушканов, худ. И.Липене, инж. Е.Макеев, Е.Шмакин, при участ. Ф.Ширяева, В.Дворяшина, В.Белова, Н.Мелешкиной, В.Смурыгина, И.Кудрявцева, Б.Авдеева, М.Мушеева.

Виктор Захаров - бывший главный архитектор Минатома СССР, сейчас ударился в православное строительство.



На снимке не скриншот из сай-фай эпика о покорении Марса. Об одном из самых футуристических, как по форме, так и по содержанию, советских научно-производственных комплексов история с фотографиями под катом.



Описание проекта я взял из журнала "Архитектура СССР", март-апрель 1988.

Гелиокомплекс "Солнце" на обложке журнала. Ускорение - модный тренд того времени, в т.ч. и в архитектуре.

Одно из первых упоминаний об использовании солнечной энергии относится к XV в. до нашей эры. Внутри статуи египетского фараона Аменофика III помещалась система воздушных и водяных камер, заставляющая лучи восходящего солнца приводить в действие спрятанный там музыкальный инструмент.

Энергетический кризис заставил вновь обратиться к заманчивой идее использования неисчерпаемой солнечной энергии.

Качественный скачок в проектировании и строительстве солнечных объектов последовал после накопления немалого числа экспериментальных разработок и успешной эксплуатации небольших энергоактивных зданий и сооружений. В ряде научных учреждений СССР проводились исследования в области высокотемпературной технологии с использованием концентрированной солнечной энергии. Трудно сейчас назвать крупную научно-техническую проблему, решение которой не было бы связано с использованием материалов особой чистоты. Для их изготовления обычно используются многоступенчатые процессы с последовательным применением химических и физических методов. Сложность их настолько велика, что, но мнению одного из видных ученых в этой области академика Н. Сажина, есть все «основания считать настоящим научным подвигом разработку технологических методов получения веществ высокой чистоты.

В соответствии с заданием Физико-технического института академии наук Узбекской ССР был запроектирован научно-производственный гелиокомплекс «Солнце», открывший новую отрасль металлургии.

Общий вид комплекса.

Приступая к проектированию гелиокомплекса, мы столкнулись с совершенно непривычными для себя типами сооружений, которые потребовали и новых архитектурных форм, выражающих их сущность. Одной из опорных идей пространственной композиции было стремление создать новые типы сооружений, представляющие собой максимальное единство содержания и формы. Энергоактивные сооружения гелиокомплекса, в которых потенциал пластической разработки заложен в самом конструктивном решении, можно рассматривать как конкретное воплощение органического синтеза утилитарного и эстетического. В мире нет и не может быть содержания вообще, а есть только определенным образом оформленное содержание. Белинский писал: «Когда форма есть выражение содержания, она связана с ним так тесно, что отделить ее от содержания, значит уничтожить самое содержание и наоборот: отделить содержание от формы, значит уничтожить и форму».

Условия восприятия определяют необходимость того, чтобы форма несла доступную эмоциональную и эстетическую информацию о конкретном содержании сооружения — его функции, объемно-пространственной, планировочной и конструктивной структуре, материале и т. п.

Общий вид комплекса.

Но форма должна обладать некоторой независимостью от практически всякий раз новой совокупности детерминирующих ее объективных факторов и в определенной мере влиять на конкретное содержание сооружения. Это отчуждение формы, ее самоценность всегда создавали возможность для ее совершенствования, но вместе с тем служили основой для маньеризма и эклектики.

Информационный заряд, который несет архитектурная форма, включает доходчивые эмоциональные и эстетические стереотипы всех видов.

Концентратор солнечной энергии

Понимание этих обстоятельств позволило выработать сознательную стратегию создания архитектуры гелиокомплекса в современном культурном контексте. Сделана попытка объединить в одном комплексе два современных направления: "хай-тек" со свободным манипулированием объемами, которые имеют сложную «машинную» архитектуру в сочетании с суперграфикой, с использованием новейших строительных и высококачественных отделочных материалов, контрастирующих между собой. Усилившийся в последние годы интерес к историческим национальным культурным ценностям под влиянием постмодернизма начал перерастать в интерес к глубокому осмыслению собственного наследия в области строительства и архитектуры, стремление к своей региональной национальной, человеческой архитектуре, которая имеет индивидуальную обособленность, соразмерность человеку и сохраняет сложившуюся среду — второе направление в архитектуре гелиокомплекса.

Концентратор солнечной энергии

Объемно-планировочная структура соответствует функциональной структуре, но в то же время играет и самостоятельную роль в архитектурном решении. В указанной планировке характерна замкнутая композиция и повышенная плотность застройки, которая обеспечивает максимальную затененность вертикальных и горизонтальных плоскостей. Особенности функциональной структуры объекта, а также рельеф местности определили необходимость спроектировать научно-производственный комплекс, который состоит из пяти основных подразделений: технологической башни, концентратора, гелиостатного поля, главного корпуса и вспомогательных сооружений.

Макет комплекса.


Продольный разрез комплекса.


Эскизный рисунок комплекса.


Общий вид комплекса. Главный корпус, слева - технологическая башня, за ней - Концентратор.

Технологический процесс осуществляется следующим образом. Поступающие от гелиостатов солнечные лучи, отражаясь от элементов зеркала концентратора, собираются в фокусе на гелиоприемнике солнечной печи, где происходит высокотемпературный технологический процесс. Концентратор устанавливается неподвижно с ориентировкой в направлении север-юг. Лучистый поток отражается на концентратор гелиостатами, которые следят за солнцем в течение всего рабочего дня. Почти вся солнечная радиация попадает на параболическую зеркальную поверхность и собирается в фокусную точку диаметром 40 см. Максимальное излучение соответствует излучению абсолютно черного тела при темпepaтуpe 3500°С.

Концентратор и технологическая башня на стилобате, облицованном травертином.

Технологическая башня, предназначенная для установки солнечной печи в фокальной зоне, имеет семь этажей с верхним отсеком и отвалом, который соединен с производственным зданием, а верхняя ограждающая грань имеет монтажный проем с раздвижными секциями для замены печей. На торце верхнего отсека башни, обращенного к концентратору, предусмотрены жаропрочные раздвижные створки.

Верхний отсек башни с закрытыми створками.

Каркас технологической башни состоит из металлоконструкций и опирается на фундаментную плиту подземного блок-этажа. Ограждающие конструкции выполнены из легких навесных панелей типа сэндвич с окантовкой оксидированным алюминием, в качестве утеплителя применяют минераловатные плиты.

Верхний отсек башни с раскрытыми створками.

Концентратор представляет собой прямоугольную «высечку» на параболоиде вращения с зеркальной отражающей поверхностью и предназначен для фокусирования падающего на него лучистого потока в заданной фокальной плоскости, в которой расположена приемно-рабочая камера технологической башни, предназначенная для использования лучистой энергии потока. Оптическая ось концентратора направлена с юга на север. При этом его фокальная плоскость находится с северной стороны. Ограждающая зеркальная поверхность набирается из отдельных зеркальных элементов — фацет — размером 0,45х0.45 м. Каждая фацета крепится к каркасу с помощью устройства, обеспечивающего возможность юстировки. Для подъема на площадки концентратора предусмотрен грузопассажирский лифт грузоподъемностью 500 кг. Открытая лестница соединена с обслуживающими площадками легкими открытыми переходами.

Окно, в которое попадают сконцентрированные лучи солнца, имеет диаметр один метр. Рабочая поверхность технологической башни постоянно охлаждается циркулируемой водой внутри и снаружи. Процесс плавки управляется оператором из пирометрической лаборатории.


Вогнутое зеркало Концентратора. Состоит из 10700 зеркал и имеет размер 54х47 метра. Верхняя точка Концентратора приходится на отметку 1100 метров над уровнем моря, которая зафиксирована трикопунктом, установленном рядом с мемориальной доской на противоположном холме за гелиостатами.


Вогнутое зеркало Концентратора.


Вогнутое зеркало Концентратора.


Вогнутое зеркало Концентратора.

В центре концентратора имеется пирометрическая лаборатория. Для предохранения несущих металлоконструкций концентратора от прямых солнечных лучей и температурных деформаций сверху с торцов и с южной стороны сооружение закрывается солнцезащитой с применением цветных экранов, выполненной средствами суперграфики. На верхней отметке концентратора устроена смотровая площадка, а завершает сооружение блок светящихся красных визирных марок, которые необходимы для юстировки 62 гелиостатов. Строительная конструкция концентратора солнечной энергии состоит из опорной части, выполненной в виде системы попарно объединенных встречно-наклонных разновысоких ферм, поярусно раскрепленных горизонтальными связевыми фермами. Каждая пара встречно-наклонных ферм смещена в плане относительно смежных таким образом, что одноименные опорные элементы ферм системы размещены в плане на двух условных параллельных параболах.

Концентратор и вертикаль открытой лестницы.


Концентратор и вертикаль открытой лестницы.


Лестнично-лифтовой блок.


Открытый переход на смотровую площадку.

Общая жесткость и устойчивость сооружения обеспечивается тем, что металлокаркас концентратора жестко связан двумя фундаментными плитами, выполненными из монолитного железобетона, уложенного на скальное основание.

В основании Концентратора. Вес металлической конструкции - 200 000 тонн. Справа шахта грузо-пассажирского лифта.


Концентратор.


Вспомогательные сооружения.

Гелиостатное поле — система отдельно стоящих гелиостатов, которая должна обеспечивать направление отраженных от нее солнечных лучей всегда параллельно оптической оси гиперболического параболоида, независимо от положения Солнца на небосводе. Площадь зеркальной поверхности каждого гелиостата около 50 м². В слежении за Солнцем зеркала будут поворачиваться как по вертикали, так и по горизонтали. В память ЭВМ заложена программа управления движением гелиостатов на каждый день. В соответствии с движением Солнца будут автоматически меняться скорость и углы перемещения зеркал.

Гелиостатное поле имеет ступенчатую форму. Для уменьшения взаимного затенения гелиостаты располагаются в шахматном порядке на специальных террасах.

Гелиостатное поле.

В конструкцию сооружения входят уложенная на основание железобетонная плита, имеющая в продольном сечении ломаное очертание и общий уклон террас 1:5, выполненная в виде монолитной железобетонной платформы, и подпорные стены. Подпорная стена содержит вертикальные элементы — монолитные сердечники и контрфорсы коробчатого сечения, образующие ниши, которые служат фундаментами под гелиостаты, а также используются как помещения для установки щитов управления.

Гелиостаты и люди для масштаба. Управляемые зеркала размером 7.5х6.5 метров составлены каждый из 195 зеркал, размером 50х50 см. Всего в комплексе 62 гелиостата. В итоге 12090 зеркал собирают солнечные лучи, которые, отражаясь, единым потоком устремляются на вогнутое составное зеркало Концентратора.

Главный корпус состоит из нескольких зданий, сблокированных между собой: двух производственных, двух лабораторных и административного здания со столовой, конференц-залом, библиотекой и парадным четырехсветным атриумом. Конструкции главного корпуса выполнены из стандартных бетонных элементов антисейсмических серий ИИС-20 и ИИС-04. Ограждающие конструкции - навесные керамзитобетонные панели. Глухие плоскости стен облицованы травертином местных месторождений. Для защиты зданий от перегрева устроены проветриваемые кровли и применена солнцезащита в виде трехмерной стальной кадмированной решетки с горизонтальными и вертикальными солнцезащитными экранами.

Главный корпус и Концентратор.

Внутри главного корпуса находится большой двор с розарием и площадками для отдыха, а в геометрическом центре двора предусмотрены бассейн и фонтаны. Вокруг бассейна будет создан цветной ковер из живых цветов. Внутренний двор через четырехпролетный проем объединяется с обширным плато, которое расположено c южной стороны комплекса, ограниченной подпорной стеной. Перед главным входом запроектирована накопительная площадь, замыкающая поперечную с запада на восток магистраль. На площади справа от входа располагается скульптурная группа с солнечными часами «Гелиос».

Главный корпус и Концентратор на архивной фотографии.

При решении интерьеров учитывались все факторы пространственного и микроклиматического окружения, в соответствии с чем были выбраны ограждающие конструкции и внутренняя отделка помещений. В интерьерах широко использованы гипсовые подвесные потолки, мрамор и травертин местных месторождений. Художником-монументалистом И. Липене для основных интерьеров разработаны пространственные композиции из металла и цветного стекла: «Гимн Солнцу», «Парад планет», «Млечный путь», «Луна». Было уделено большое внимание деталям: разработаны индивидуальные ручки для нетиповых дверей конференц-зала, поручни для лестниц и антресолей фойе, фонари и торшеры для наружного освещения и многое другое. Орнаментальное покрытие зеленью, декоративная скульптура, смотровые площадки должны не только обеспечить условия отдыха, но и создать высокий уровень визуального комфорта.

Пространственная композиция из металла и цветного стекла "Гимн Солнцу". Худ. И.Липене (ЛатССР).


Пространственная композиция из металла и цветного стекла "Гимн Солнцу". Худ. И.Липене (ЛатССР).

При проектировании и строительстве комплекса мы стремились создать современную архитектуру, учитывая национальные традиции и опираясь при этом не на внешние проявления национальной художественной культуры, а на ее глубинные, устоявшиеся и сохранившие свою жизненность особенности, на соблюдение пропорций, излюбленной колористической гаммы и других народных «способов видения» окружающего мира, так как основой в решении проблемы развития национальных форм является традиция в единстве с современной техникой.

Пространственная композиция из металла и цветного стекла "Парад планет". Худ. И.Липене (ЛатССР).


Пространственная композиция из металла и цветного стекла "Парад планет". Худ. И.Липене (ЛатССР).

Общая экономия сметной стоимости строительства против утвержденной составила 7,6 млн. руб. за счет внедрения более сорока изобретений, защищенных авторскими свидетельствами, как в архитектурно-строительной, так и в технологических частях проекта.

Нестандартизированное оборудование для объекта «Солнце» является уникальным, впервые осваиваемым в СССР и не имеющим аналогов ни в отечественной, ни в зарубежной практике.

Пространственная композиция из металла и цветного стекла "Луна". Худ. И.Липене (ЛатССР).


Пространственная композиция из металла и цветного стекла "Луна". Худ. И.Липене (ЛатССР).

Архитектурные произведения такого назначения должны иметь несколько уровней содержания: функциональный, энергетический, художественно-образный и т. д. Такое содержание архитектуры выражается ее конструктивными, энергоактивными и декоративными формами. Эти формы, в свою очередь, обусловливаются содержанием архитектурного сооружения, а иногда являются и формой содержания одновременно, обогащаясь опытом и творческим воображением.

Деревянная композиция в фойе конференц-зала.

Проработка социальных, функциональных и конструктивно-строительных проблем помогла в конечном счете сформировать эстетический образ гелиокомплекса «Солнце». Объект со столь разнообразными характеристиками отдельных своих частей, обобщенных в едином комплексе, при определенной композиционной обработке, основанной на творческой концепции с учетом национальных традиций, получает новое эстетическое выражение. Остается добавить, что проект научно-производственного металлургического гелиокомплекса «Солнце», на II Всесоюзном смотре-конкурсе на лучший проект года получил высшую оценку жюри и отмечен золотой медалью. На III Всемирном биеннале «Интерарх-85» в Софии проект стал лауреатом и награжден медалью и дипломом МСА.

Лестница в фойе конференц-зала.


Конференц-зал.

Объект «Солнце» - на слух это ставшее привычным названием необычного даже для космической эры научно-производственного металлургического комплекса — воспринимается как некий сухой и лаконичный армейский термин.

Заочное знакомство с принципом практической реализации идеи применения солнечной энергии в «сверхчистых» технологических процессах также не вызывает особых эмоций. Все понятно: ставь кучу зеркал, фокусируй «зайчики» в печь и плавь целый световой день, однако лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать.

То, что сделано в Паркенте, поражает самое изощренное воображение. Архитектору Виктору Захарову и его коллегам удалось спроектировать комплекс, который по единству и целостности формы и содержания можно считать непревзойденным. Словесный портрет, каким бы детальным он ни был, не сможет заменить огромного впечатления от вида грандиозных сооружений комплекса с фантастическими формами, воздвигнутого на древней земле Узбекистана.

Первые образцы, полученные при испытаниях, без лишних слов, в деловой обстановке стали образцом совершенства доселе недостижимого. Это был рывок в XXI в.

Гигантская пирамида Солнца, выложенная из каменных глыб ацтеками, служила богам.

Объект «Солнце» не менее величав, и он служит людям.

В. ДЖАНИБЕКОВ, летчик-космонавт СССР



При одном только упоминании о Нотр-Даме и Эйфелевой башне Парижа или Московском Кремле, площади Святого Марка в Венеции или соборе Святого Петра в Риме, Акрополе в Афинах или Регистане в Самарканде— сразу же в нашем сознании возникают образы и силуэты этих удивительных построек, неожиданных и гармоничных, задуманных и созданных человеком, но ставших недосягаемым совершенством, символом своего времени и своего народа, одновременно принадлежавшие всему человечеству и неподвластные временам.

Точно так же в моем сознании (уверен, что и не только в моем) при словах объект «Солнце», видится этот выразительный силуэт провозвестника «космической архитектуры», силуэт, так поэтично и фантастически возникающий, не нарушая первозданной тишины и гармонии предгорий Паркента, и побуждающий к философским размышлениям о реальности нереального, о возможности невозможного...

Внеся в эту романтическую природу (а можно ли что-то внести без ущерба в природу) новую гармонию, возвысившую человека своей причастностью (этому, может быть и невозможному, но состоявшемуся, однако, факту), — человек не просто вмешался в эту тишину, он чистым звуком приблизился к ней и породнился с нею.

Я искренне поздравляю архитектора Виктора Захарова, вроде бы совсем недавно эмоционально убеждавшего нас на градостроительном совете Госстроя Узбекской ССР, убедившего всех на Всесоюзном смотре в Москве и на Всемирном биеннале «Интерарх-85» в Софии с серьезной и большой удачей, с увертюрой к симфонии архитектуры будущего, которая уже стремительно шагает в XXI столетие. И не удивительно, что в эту архитектурную галактику, в этот архитектурно-космический венок вплела свои волшебные цветы-созвездия — непревзойденный мастер по стеклу, замечательный художник И. Липене.

С большой премьерой, с началом новых поисков!

С. СУТЯГИН, заслуженный архитектор Узбекской ССР


Фото из журнала "Архитектура СССР", 1988/03-04

В живописном предгорном районе Узбекистана, знаменитом своими фруктами и виноградом Паркенте, завершено строительство объекта, привлекающего внимание необычностью своих форм и назначением, видимого с разных точек далеко по всей окрестности. Он действительно необычен по архитектуре и своим функциям, связанными с использованием солнечной энергии. Это объект «Солнце». Крепко оседлав один из предгорных холмов, покрыв своей зеркальной поверхностью гелиостатного поля склон горы, он развернул в небо плоскости металлических конструкций инженерно-производственного корпуса. Отделанный алюминием металлический каркас издали похож на парус или крылья дельтаплана, ставшего очень популярным в последние годы в Узбекистане. Вызывает восхищение смелое использование человеком новых современных форм н возможностей природы.

К чести авторов проекта, архитекторов и конструкторов, технологов, создавших в сложнейших геологических и сейсмических условиях сооружения необычной формы с криволинейными и наклонными поверхностями ступенчатых сечений, подчиненных жестким требованиям технологии и идеальной точности изготовления, нужно отнести мужество и настойчивость, с каким они отстаивали свои идеи от посягательств разного рода упрощенцев.

Солнце поджигает шишку.

Проект «Солнце» уже в своей эскизной стадии закладывал идеи и формы, которые казались выше возможностей заказчика и подрядчика. Авторам пришлось выдержать и диктат строителей и сомнения заказчика, приложив немало усилий, чтобы разрушить стену непонимания архитектурных и художественных требований к объекту сугубо технологического назначения. Не во всем удалось дотянуть объект до высоких современных кондиций; низкие потолки коридоров служебно-административного блока, вызванные применением типовой антисейсмической серии ИИС-04, подшитые акмиграновыми плитками местного производства низкого качества. Грубые, не по проекту выкрашенные металлические детали для крепления изящных элементов солнцезащиты. Оставляют желать лучшего стеновые ограждающие панели той же серии, а также бетонная подпорная стена. Все это вызывает досаду при близком осмотре объекта. Неудачна замена пиленого мрамора на полированный для подпорных стен гелиостатного поля. Вызывает сожаление применение низкого качества алюминиевых витражей и внутренних дверных блоков, поставляемых местной стройиндустрией. Это обидные издержки современного строительства.

Однако в целом появился новый интересный по своим целям и необычный по архитектуре объект промышленного назначения, с которым мы войдем в XXI в.

Здесь происходит плавка.

Экологически чистое производство дает возможность дальнейшего освоения этого района с развитым соцкультбытом и вспомогательными службами. Поселок строителей передается эксплуатационникам и должен быть подстать основному объекту, в котором наряду с традиционными отделочными материалами, как гипс и мрамор, применены чисто художественные приемы решений интерьеров. В главных вестибюлях художником-монументалистом И.Липене созданы запоминающиеся скульптурные композиции из цветного стекла «Гимн Солнцу», «Луна», «Парад планет». Оригинальные потолочные светильники конференц-зала выполнены из объемных элементов бесцветного стекла. Мастерами архитектурно-реставрационных мастерских Министерства культуры Узбекской ССР на высоком уровне выполнены отделочные работы интерьеров вестибюлей, конференц-зала, столовой.

Можно поздравить всех участников згой стройки с завершением огромной созидательной работы и сдачей в эксплуатацию современного научно-производственного металлургического гелиокомплекса.

В. РУСАНОВ, заслуженный архитектор Узбекской ССР

Объект "Солнце" и современный узбекский кишлак.

Все фото отсюда: 1, 2, 3, 4.

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Архив