Невидимый навес. Конкурсный проект входной группы гостиницы Украина.

Конкурсный проект в составе Arch-group для входной группы гостиницы Украина.
Главному архитектору Москвы только дай повод организовать конкурс. Причем не важно будь то музей на 40 000 кв. метров или входная группа гостиницы. Работа по подготовке конкурса проводилась не менее серьезная, выделялся бюджет, организовывались различные мероприятия для участников, приглашались авторитетные консультанты. И все это ради нового козырька для гостиницы. Мне до сих пор не ясен мотив такого глобального международного конкурса для такой, казалось бы, незначительной вещи. Тем не менее, мы приняли в нем участие и пробились в финал.


Ситуационный план со схемами транспортных потоков:



Из пояснительной записки:
Любой козырек или навес портит изначальную идею торжественного фасада гостиницы «Украина». Он разрушает многоуровневую систему архитектурных планов, являющуюся визитной карточкой сталинских высоток. При взгляде от входа в здание (главный вид для прибывших гостей), козырек закрывает собой основной элемент – величественный портал, над которым должно быть видно весь фасад здания, но не видно. Вывод: Лучшее решение в данной ситуации – это отсутствие козырька



Основой этого варианта является применение воздушного козырька над центральным входом. Над дверью делаются две горизонтальные щели шириной 15 сантиметров каждая, которые вписываются в декоративный орнамент портала. Расстояние между щелями 45 сантиметров. Через эти щели под напором подается воздух, сдувающий все осадки на расстоянии 8-10 метров от входа. Воздух подается только когда идет дождь, снег или град и напор автоматически меняется в зависимости от интенсивности осадков.







Общие принципы работы воздушного козырька (учитывающие различные скорости воздушных потоков, поведение капель и т.д) были просчитаны с участием немецкого научно-исследовательского подразделения инжиниринговой компании ARUP. От себя добавлю, что ARUP всякий раз пыталось убедить нас в несостоятельности идеи.

Мной была разработана упрощенная параметрическая модель, демонстрирующая изменение баллистической траектории падения капель при изменении силы ветра воздушного козырька, ширины воздушного потока, направления и силы бокового ветра, интенсивности дождя.



Скорость воздушного потока козырька меняется в зависимости от типа осадков, силы осадков и скорости ветра. Для расчета максимальной скорости воздушного потока и шума, берутся максимальные значения данных параметров. Максимальная скорость дождя составляет 9 м/с. Максимальная скорость ветра по климатическому региону составляет 5 м/с (ГОСТ 16350-80). Расчет скорости воздушного потока также исходит из того, чтобы сухой оставалась зона не менее 8 метров перед входом.

Предварительные расчеты показывают, что при самых неблагоприятных обстоятельствах, при проливном дожде, при максимальном ветре, дующем в противоположенную сторону, скорость воздушного потока должна составлять 36 м/с, с шумом не более 80 дБ. Для проекта закладывается максимальная скорость воздушного потока в 40 м/с. Следует отметить, что самые неблагоприятные условия происходят не более 9 часов в год (максимальная продолжительность проливного дождя в год в московском регионе; подсчет проведен на основе ГОСТ 16250-80). Средняя скорость воздушного потока (при среднем дожде 3 м/с и при среднем противоположенном ветре 2 м/с) будет составлять 17 м/с, с шумом не более 75 дБ. Данный уровень шума сопоставим с шумом оживленного шоссе.



Оборудование

Оборудование производится по индивидуальному заказу на основе технологий промышленных воздушных завес. Конструкция состоит из диффузора, мощных вентиляторов или турбин, электродвигателя, воздуховода и воздуховыпускной щели. Предполагается установка двух модулей, максимальная воздухопроизводительность каждого составляет 65000 кубометров в час.

Установка оборудования предполагается в чердачной части входной группы с максимальной звукоизоляцией. Для прокладки воздуховодов требуется пробивка двух перекрытий и минимальный перенос существующего вентиляционного оборудования на третьем этаже. Непосредственно на фасад выходят две воздуховыпускные щели 3000х150 мм каждая. Щели расположены на расстоянии в 600 мм друг от друга, чтобы обеспечить широкое воздействие на осадки по высоте.



Методика расчета.

1.Проводится виртуальная симуляция различных по силе воздушных потоков. На основе полученных данных рассчитывается скорость воздушных потоков в расчетных точках.
2.Расчет начального вектора траектории капли в расчетных точках путем сложения векторов скорости падения капли и горизонтальной скорости, полученной от воздействия воздушного козырька. Во внимание принимается, диапазон воздействия воздушного потока на капли, сопротивляемость капли максимального диаметра воздуху.
3.Расчет траектории падения капли по параболе после того, как она вышла из зоны воздействия воздушного козырька. Используется формула, при которой пренебрегается сопротивлением воздуха, в силу малых расстояний (высота падения капли после плоскости воздушного козырька – 7 метров)
4.Расчет шума в дБ при выпуске. Используется анализ шума воздушных завес и специализированный софт.
При резком воздействии напора воздуха (по предварительным опытам более 12 м/с), капля разбивается на более мелкие частицы, которые легко подвержены воздушным потокам. При сильном дожде над входом вероятно возникновение облака из подобных частиц.





Повторюсь, что для данной концепции использовалась упрощенная модель расчета, методику которой приходилось придумывать на ходу. Конечно же здесь необходимы обширные опыты и экспериментальные данные, так как аналоговых решений просто напросто не существует. Но, по убеждениям команды архитекторов, "невидимый навес" физически реализуем.

Возможно, по мнению жюри проект оказался слишком рискованным и в тройку победителей не вошел.

Проект на сайте:http://arch-group.ru/projects/106
Финалисты и победитель конкурса: http://archi.ru/russia/53449/vkhod-v-ukrainu



UPD: Пару уточнений насчет "стены воды в лицо". Да, по периметру вокруг сухой зоны формируется зона более интенсивных осадков. Интенсивность дождя в этих местах увеличивается не более чем на треть, так как часть капель, сбиваемых воздушным потоком превращается в водяную пыль. В таких случаях спасет обычный зонт. Также отмечу, что основной поток посетителей подходит сбоку, со стороны Кутузовского проспекта, то есть основной поток даже не попадает в зону интенсивных осадков.