Строить с Природой

Строить с природой.

Автор Юрий Шевнин — участник Первого этапа Конкурса «Жилой Кокон» 

 

Автономный жилой дом — пружина «СОЛЯРИС»

Существуют проблемы: освоения земель, горят леса, плывут дома, города перенаселены.

Современная архитектура полностью зависит от строительных технологий, которые за миллионы лет не изменились в принципе строить жилые дома, работающие на сжатие, а не на растяжение.

При расчетах в любых строительных вычислительных комплексах и программах используется модуль Юнга, а не закон Гука. Предел прочности и текучести для разных марок стали разный.

Только модуль Юнга у всех марок стали одинаковый.

Высокотехнологичные марки стали в жилищном строительстве практически не используются.

Это касается и других современных материалов.

Это влечет за собой большие расходы материалов и средств, увеличивает сроки строительства.

В критериях экологичности и энергоэффективности стройки есть все, кроме критерия веса здания.

В современном доме, традиционными могут быть полы из дерева, фундамент из железобетона, а крыши и стены должны быть из современных материалов. Только так можно в десятки раз снизить цену дома, стелать его более прочным и доступным по цене.

Производство современных домов должно быть с использованием технологий не образующих отходы. Это гибка и шитье.

Создавая облегченные архитектурные сооружения, с минимальным воздействием на грунты и почву, мы сохраняем плодородный почвенный слой для выращивания растений.

Технологических решение позволяет стенам домов «дышать», а окнам «моргать» или видеть мир по-другому. В вашем жилище вы источник жизни, а ваш дом это внешняя оболочка, защищающая вас или объединяющая вас с внешней средой.

Эволюция и деградация формы  

С момента заселения планеты форма человеческого жилища эволюционировала. Но этот процесс можно смело назвать – ретроградной эволюцией формы. Сравним для примера эволюцию формы в таких разделах человеческой деятельности, как автомобилестроение и авиация.  Обратим внимание на первые самолеты и автомобили с их угловатыми и несовершенными формами и на современные динамичные обтекаемые модели, эволюция на лицо.  Развитие же формы жилища человека наоборот движется в обратном направлении от купольных и сферических форм ранних жилищ  к примитивизму ячеистых прямоугольных построек.

Наблюдая за распространением волн в пространстве, мы можем создавать не только удобные для жизни людей объемы и формы, но и органично размещать целые поселения на природных ландшафтах.

Складные, подвесные и плавающие дома пружины серии «Солярис»

Пружинный дом кокон – это жилая ячейка, которую каждый живущий получает по праву рождения.

Большинство видов живых существ в нашем мире начинают свою жизнь из овалоидных форм. Длина конуса яйца у птиц обеспечивает дальность их перелетов. Пространство, из которого появляется жизнь, обеспечивает всем живым существам их особенности развития.

Когда Роберт Гук рисовал мелких животных, благодаря своему микроскоп, он и не думал, что эти знания по микробиологии пригодятся ему для восстановления Лондона.

Каплевидная форма Коконов – для создания индивидуальных жилых ячеек автономного развития живого вещества имеет ключевое значение.

Дома коконы могут быть разных типов, на природном ландшафте, на воде и деревьях. Основное условие — максимально эффективно приспосабливается, и противостоять природным условиям, при минимальном весе и максимальной прочности. Это опыт использовали все кочевые народы и строители космических аппаратов.

Найти идеальный объем для растущего человека или развивающейся личности не просто. Сфера творческих интересов может быть больше объема, в котором мы проживаем, или настолько мала, что в большом объеме мы ограничиваемся только его частью. Жилище кокона способно трансформироваться в зависимости от наших интересов и потребностей. Идея жилого трансформирующегося дома кокона способна решить эту не простую задачу.

Дом кокон может быть легко утилизирован без ущерба для экологии. Разобрав дом кокон на его суперпрочные и легкие элементы их можно использовать в домашнем хозяйстве, например для мебели, теплиц, светильников.

Мозг, имеет эпифиз, напоминающий шишку или яйцо, он находится в центре мозга и отвечает за сон, секс и иммунитет. Поэтому, преодолев традиции, он предпочитает  гладкие формы, сферических и купольных построек которые не агрессивны и более естественны для наших тел. Мы рождаемся и проводим первые месяцы своей жизни в коконе матки, а всю остальную жизнь вынуждены проводить в несвойственных нашему миру прямоугольных формах жилых ячеек прямоугольных форм.

Создавая облегченные архитектурные сооружения, с минимальным воздействием на среду, можно сохранить связи между живыми средами и их обитателями.

Стены домов могут «дышать», а окна «моргать» и видеть мир по-другому.

Применяйте спиральные безотходные технологии, облегчающие комфортное проживание в местах с изменяющимся климатом. Стремитесь к автономности жилого модуля, наполняя его высоко технологичными системами и конструктивными решениями с работой материала в основном на растяжение. От высотности кокона зависит и его энергоэффективность.

Один Человек – Один Кокон.

Семья – несколько взаимосвязанных коконов.

Общество – соединение  инфраструктур разрозненных коконов.

В мирах будущего мы можем решить проблему  перенаселения городов, создав условия для получения жизненного опыта людьми независимо от типов и мест их расселения. Создав новую модель автономного расселения, обеспечив в ней доступную информационную среду, быстрые и удобные транспортные коммуникации, мы сможем снять с городов нагрузку перенаселения.  В этом случае города могут превратиться в центры для творческого развития, общественной активности, культурно – образовательной деятельности людей, без необходимости постоянного проживания в них больших групп населения.

Материалы и технология для производства жилых коконов.

Все материалы должны быть самого высокого качества и максимально высокой прочности. Например, элементы складных каркасов коконов могут, изготавливается из прочной пружинной проволоки, стальных и полипропиленовых труб.

Спиральная технология производства складных каркасов сетчатых оболочек не имеет отходов и бесшумна. В ней нет сварки и сверления.

Цена дома кокона диаметром 8 м. и высотой 12 м. общей площадью 100 м. кв. из пружинной стальной проволоки будет стоить 700 т. руб. Покрытие или мембрана кокона может быть многослойной и за счет герметичности слоев между тканью и прозрачной пленкой позволит обеспечить теплом всю семью. Пленка и ткань может не иметь отходов при крое по косой. Перекрытия дома из дерева на стальной обрешётке.

 

Из истории сетчатых оболочек работающих на растяжение.

Первые растянутые сетчатые оболочки появились в России.

Изобретателем был В. Г. Шухов.

Его друг, профессор П.К. Худяков, вспоминал, что шуховские разработки часто не нравились высокопоставленным чиновникам из-за того, что они были «безобразно дешевы» и не оставляли возможности для «откатов», к которым те привыкли.

В Америке, в период мирового кризиса Б. Фуллер изобрел жилой дом 4D работающий на растяжение.

В Германии растянутыми конструкциями много занимался Фрей Отто.

Единственным в мире сооружением являющимся прототипом растянутого дома является башня Киллесберг построенная по проекту Йорга Шлайха.

Что такое растянутый дом?

Три основных компонента:

Металлический каркас с центральной опорой и ткань.

Существует множество разных названий растяжимых структур.

Натяжные мембранные конструкции

Растяжимые мембранные структуры

Натяжные конструкции из ткани

Тонкие оболочки

Вантовые конструкции

Сетчатые оболочки

Растяжимые здания

Растянутые структуры.

У всех, может быть общая концепция:

Прочная конструкция из ткани и металла.

Как собирать растянутый дом?

Растяжение — это особый метод строительства.

Это отличается от того, что мы можем назвать «традиционной конструкцией», в которой используются кирпичи и строительный раствор. Растянутая конструкция использует вместо этого сталь и мембрану.

Этапы сборки многоэтажного дома вручную.

 

Во-первых, складной каркас сетчатой оболочки собранный из стальных проволочных модулей верхними концами крепится к стальной мачте.

Мачта, с помощью полиспаста и рамы устанавливается в вертикальное положение с креплением нижних концов каркаса к основанию.

Затем каркас стабилизируется фиксаторами положения в виде горизонтальных поясов из стальных или пластиковых труб и деревянных перекрытий.

После чего мембрана из пленки и ткани одевается на складной каркас сетчатой оболочки и натягивается.

Примечание: не строительство, а сборка.

Складной каркас растянутой оболочки дома изготавливается на фабрике вдали от строительной площадки. В сложенном виде транспортируется на участок любыми удобными транспортными средствами.

На участке, процесс строительства растянутого дома, называется «сборка».

Будучи предварительно изготовленными, когда компоненты достигают строительной площадки, их можно быстро собрать в многоэтажный дом.

Поскольку материалы легче, чем те, которые используются в традиционном строительстве, растяжимые конструкции не могут полагаться на принципы гравитации и жесткости, как традиционные здания.

Вместо этого они полагаются на расчетный баланс внутренних напряжений, чтобы помочь каркасу и ткани (также называемой «мембрана» или «кожа») сформировать прочную структуру.

Именно благодаря геометрической конструкции, основанной на растяжении, вантовые или тентовые конструкции иногда называют «зданиями с натяжной мембраной».

Зачем покупать растянутые дома? С целью перепродажи и для себя.

Инвестиции в недвижимость это лучший инструмент для сохранения и преумножения капитала. В основном люди берут землю для строительства жилья. Строят традиционно из дерева и вблизи берегов. Потом дома сгорают или плывут при наводнении или поражаются плесенью и уже не пригодны для жизни. В течении месяца поставить дом и пробурить скважину для воды. Для электричества и питания современных светодиодных лампочек и гаджетов потребуется небольшая солнечная батарея и аккумулятор. Затем такой дом можно перепродать в два раза дороже.

Часто задаваемые вопросы

Доступен ли по цене растянутый дом?

Краткий ответ: да, не дороже автомобиля.

Благодаря работе конструкции на растяжение вес дома в десятки раз меньше традиционного, поэтому требуется меньше материалов, поэтому цена 1 м. кв. от 100$.

В девяти случаях из десяти конструкция, материалы и технология делают конструкцию на растяжение наиболее экономически выгодным вариантом.

Устойчив ли растянутый дом?

Краткий ответ: да. Это одно из их главных преимуществ.

Простые расчеты и примеры:

В растянутых конструкциях используется меньше материалов, чем в традиционных зданиях. Это не только экономит время, энергию и деньги: это также сокращает такие вещи, как тяжёлый фундамент. При производстве таких домов нет отходов, даже при крое мембраны покрытия. Отходы являются ключевыми источниками загрязнения окружающей среды.

Массовое производство домов работающих на растяжение не развивается по одной причине. Это не желание строительных монополий терять сверх доходы. Появление таких монополий возможно только в определенной социальной среде. Внедрение домов типа «СОЛЯРИС» позволит изменить среду и создаст высококонкурентную отрасль массового производства легких жилых домов.

Технология производства домов «СОЛЯРИС»

 

Лучшая энергетическая эффективность — комбинированные мембраны из прозрачной пленки и темной ткани образуют теплые крыши способные пропускать естественный свет и при этом сохраняют тепло лучше традиционных зданий. Таким образом, вам редко понадобятся электрические фонари и расходы на отопление.

Низкие эксплуатационные расходы — по сравнению с традиционным зданием эквивалентного размера, растянутые конструкции требуют гораздо меньшего ухода.

Снижение затрат в течение жизненного цикла. Благодаря своей энергоэффективности с минимальным техническим обслуживанием и минимальными затратами, растянутые конструкции являются лучшим выбором.

Достаточно сказать, что устойчивость является определенно ключевым преимуществом такого типа структур.

Структуры растяжения прочные?

Краткий ответ: да! Они разработаны, чтобы противостоять экстремальным нагрузкам.

Растянутые конструкции называют «легкими», потому что они не используют много материалов.

Это является ключевым преимуществом перед традиционными зданиями по стоимости и прочности.

Но это может привести к опасениям относительно того, будет ли структура достаточно прочной, чтобы выдержать испытание временем.

Действительно, «легкий» означает, что вам нужно меньше материалов, чтобы построить растянутое здание, чем традиционное.

Во-первых, растянутому дому не нужны кирпичные стены.

Другая причина, по которой вам нужно меньше материалов, заключается в том, что сталь имеет чрезвычайно высокое отношение прочности к весу. Например, гитарная струна способна выдержать, на растяжение, более 100 кг., на сжатие при любой нагрузке она теряет устойчивость.

Таким образом, использование стали в качестве каркаса здания означает, что требуется минимум материала для создания прочной рамы.

ПРИМЕР

Здание со стальным каркасом выдерживает рекордные скорости ветра 200 км. в час.

Каковы проектные ограничения на растяжение конструкций?

Краткий ответ: растяжимые здания ограничены только тем, что они не могут включать окна, как в традиционном здании, и не имеют сплошных крыш. Комфортный уровень инсоляции обеспечивает сочетание прозрачной пленки и темной ткани. В некоторых проектах внутренние занавески работают подобно ирисовой диафрагме и могут управляться через приложение смартфона.

В остальном у них те же возможности дизайна, что и у традиционного здания, если не больше.

Во многих отношениях растяжимые здания менее ограничены, чем традиционные здания, потому что они не привязаны к одной квадратной форме, к размерам и поверхности участка.

Природа стального каркаса означает, что он может быть отрегулирован для создания любых органических форм любых размеров.

Тканью можно манипулировать для получения интересных визуальных эффектов.

Также возможно иметь цветную ткань, хотя это может повлиять на количество естественного света, который попадает в помещение.

Снаружи на ткань можно наносить логотипы и другие рисунки.

Это говорит о том, что архитекторы будут включать растяжимые здания в более сложные проекты.

Это более экономичный вариант.

Например, во многих крупных школьных проектах архитектор выберет растяжимое спортивное сооружение, чтобы экономить бюджет для остальной части школьного здания.

Можно ли обогревать растяжимые здания?

Краткий ответ: да.

Это действительно зависит от того, для чего вы планируете использовать пространство.

Для утилизации отходов и общего хранения, здания обычно не нагревают.

Даже для спортивного использования большинство растяжимых конструкций может выдерживать достаточно экстремальную температуру окружающей среды, поэтому дополнительный нагрев или охлаждение не требуется. Требуется хорошая вентиляция.

Однако в тех случаях, когда необходимо отопление, есть два основных варианта.

Оба сводятся к тому, сколько слоев мембран покрывает каркас здания.

Эти мембраны также известны, как «скины» — кожи.

Обычно однослойные растяжимые здания нагревают до температуры окружающей среды.

Другой вариант — это двухслойное покрытие, которое можно полностью отапливать и утеплять в соответствии со строительными нормами.

Это потому, что полость между слоями можно не заполняется изоляцией, чтобы обеспечить дополнительное тепло. Изоляцией будет служить воздушная прослойка между герметичными слоями.

Можно ли перемещать растяжимые конструкции?

Краткий ответ: Да.

Это распространенное заблуждение, что все структуры растяжения являются временными.

Хотя определенно верно, что некоторые конструкции на растяжение спроектированы таким образом, чтобы их можно было убрать через определенное время, другие здания, работающие на растяжение постоянные.

Если вы планируете перемещать растяжимую конструкцию, всегда лучше проверять конструктивные факторы в соответствии с условиями нового участка.

Долговечность растянутого дома?

Короткий ответ: Высококачественные конструкции из ткани могут прослужить более 30 лет при правильном уходе.

Как и у любого здания, продолжительность его строительства в основном зависит от материалов, из которых оно было построено.

Качество материалов зависит от цены.

Высококачественная мембрана может прослужить более 35 лет без необходимости замены. Когда дело доходит до этого, ожидаемый срок службы материалов на растяжение аналогичен любому другому строительному материалу.

Помните:

То, что дом работает на растяжение, не означает, что он временный.

Материалы (и люди) также подчиняются правилам пожарной безопасности, что и традиционные здания. Для дополнительного спокойствия ищите огнезащитную мембрану.

Можно ли повредить тентовые конструкции?

Краткий ответ: да, порвать или разрезать ткань не сложнее чем разбить окно.

Как и в любом здании, если какой-либо ущерб действительно имеет место, он имеет тенденцию происходить на нижнем уровне, где есть движение пешеходов и транспортных средств. Нижние два с половиной метра растяжимого здания можно поднять над землей или покрыть ткань листовым металлом.

Таким образом, дом будет защищен от повреждений, а металл обеспечит безопасность содержимого. Если ткань повреждена, это не конец света.

Поврежденную ткань можно быстро и легко отремонтировать.

Нужно ли разрешение для установки конструкции на растяжение?

Краткий ответ: да.

Любое здание, которое будет находиться на месте более месяца, будет нуждаться в разрешении на установку, даже если вы владеете землей.

Помните, что у вашего местного органа власти могут быть определенные условия, которые вам необходимо выполнить, чтобы получить разрешение на установку.

В крайнем случае, растянутый дом можно сложить и убрать или перевезти на другой участок. Такие дома полностью утилизируются.