Элеватор — это обычно очень высокое здание внушительных размеров, видное с большого расстояния.
Однако строительная концепция элеватора сначала базировалась на хорошо определенных функциональных требованиях, а не на эстетических аспектах; эстетическая красота была относительной.
Эстетическому аспекту здания элеватора уделяется меньше внимания при строительстве его в промышленной зоне по сравнению с расположением вблизи жилых домов. Восприятие человеком архитектурного облика здания, очевидно, отличается, когда элеватор расположен в таком промышленном районе, как порт. Элеватору в центре зеленого ландшафта часто придается деревенский акцент, даже если единственным элементом является наклонная крыша. Конструкцию элеватора в жилой зоне иногда несколько изменяют, чтобы достичь некоторой гармонии с соседними зданиями.
Некоторые проектировщики элеваторов в действительности способны создавать эстетически привлекательное здание, но большинство из них, по-видимому, не заботятся об этом. Объяснить это можно, с одной стороны, тем, что большая часть элеваторов проектируется специалистами по бетону, чье образование ориентируется на технику, а не на искусство, в отличие от архитекторов, и, с другой стороны, здесь играют роль вопросы стоимости. Требуется создать эстетическую конструкцию, которая не увеличивает стоимость и легко сооружается по стандартной технологии, т. е. методом скользящей опалубки.
Требования, предъявляемые к проекту элеватора, в порядке их важности приведены ниже.
Функциональные требования непосредственно определяют последующую эффективность элеваторного комплекса и даже в мельчайших деталях не должны приноситься в жертву по соображениям эстетики.
Проектирование начинается с внутренней части и развивается наружу; это означает, что после выбора формы силосов и идеального механического оборудования здание вокруг этих основных элементов просто должно поддерживать и защищать машины и хранящиеся продукты.
Требование безопасности. Каждый элеватор независимо от качества проектирования создает определенную опасность выделения и взрыва пыли.
Для того чтобы свести возможное повреждение к минимуму, еще на начальном этапе проектирования должно быть обеспечено надлежащее противодействие ударной волне.
Осадка здания зависит от нагрузки, состояния грунта и фундаментов. Загруженный силосный корпус может давать большую осадку, чем расположенный вблизи него небоскреб. При наличии необходимой информации о состоянии грунта, системе фундамента и строительных нагрузках осадка может быть рассчитана теоретически с достаточно высокой точностью. Ожидаемую осадку очень важно знать для правильной установки оборудования, которое проходит из одной части здания в другую, и с точки зрения взаимного влияния осадки, которое имеет место в различных частях всего здания. Повышенная осадка всего силосного корпуса может вызвать неравномерную осадку рабочего здания вблизи него и наклон над корпусом со всеми возможными последствиями этого явления.
Требования органов власти, местные законы и предписания, касающиеся городов, могут в некоторых случаях оказать большое влияние на себестоимость элеватора.
1. Выбор имеющихся материалов может быть ограничен вследствие того, что они должны отвечать определенным стандартам качества.
Наиболее экономичным материалом является железобетон. Так как он бесцветен, эстетический аспект здания будет проявляться в деталях конструкции и, возможно в краске, которой впоследствии будут окрашены стены.
2. Предписания органов власти, например, по вибрации, запыленности и шуму становятся более строгими. В то же время для решения этих проблем разрабатываются новые методы.
Хотя рабочее здание и силосный корпус расположены с разрывом и вместе образуют комплекс элеватора, в следующих разделах мы будем рассматривать их отдельно.
Силосный корпус
Внешний вид силосного корпуса определяется в основном его конструкцией, т. е. диаметром, высотой и числом силосов.
При использовании прямоугольных силосов образуется большая ровная наружная стена, которая вряд ли доставит эстетически приятное впечатление. Кроме того, с технической точки зрения трудно создать совершенно ровную вертикальную стену; при малейшей трещине в корпусе неровности видны даже яснее, особенно когда стена подвергается атмосферным воздействиям. Эстетический вид может быть улучшен, если подчеркнуть некоторые вертикальные линии, а именно выступающие части колонн, которые образуют углы силосов.
При использовании многоугольных силосов эстетический результат лучше, так как ровная наружная стена разделяется узкими вертикальными полосами, которые подчеркивают вертикальные линии стены. Неровности поверхности стены менее очевидны, но благодаря незначительному наклону сильные контрасты между светом и тенью часто придают корпусу очень мрачный вид.
Как мы уже упоминали, круглые силосы предпочтительнее всех других, но не только из-за равномерной передачи давления на стены, но также и потому, что ряды цилиндров, расположенных один за другим, создают лучшее эстетическое впечатление. Предпочтительны вертикальные линии, при этом неравномерности поверхности едва различимы, а контраст между светом и тенью смягчается.
Над силосами расположена галерея или распределительный этаж с горизонтальными системами транспортирования зерна к силосам. Под силосом имеется нижняя галерея, где размещены горизонтальные системы транспорта зерна из силосов в рабочее здание.
В основном эти галереи являются горизонтально расположенными помещениями, которые могут влиять на эстетический вид наружной стены здания. Некоторые архитекторы считают, что вертикальные силосы лучше подчеркивают горизонтальные линии, так как они ясно ограничивают вертикальные линии силосного корпуса. Однако другие предпочитают сохранять ярко выраженные вертикальные линии и избегают горизонтальных. Оба мнения привели к созданию эстетически удачных конструкций, и трудно решить спор в пользу одной или другой. Однако по причинам безопасности большая часть подземной и надземной галерей должна иметь окна и слабые стеновые панели. Если размер, число, форма и размещение этих панелей выбраны тщательно, то эстетический аспект может быть также улучшен.
Рабочая башня, или рабочее здание
Рабочее здание обычно бывает высоким и узким, возвышающимся над силосным корпусом. Размеры рабочего здания определяются расположенным в нем оборудованием (нории, самотеки, весы, сушилки и вспомогательное оборудование, лифт, лестничная клетка и т. п.). Так как стены рабочего здания не испытывают тех нагрузок, которые воздействуют на стены силосов, архитектор имеет больше возможностей для учета эстетических аспектов.
Между наружными стенами рабочей башни и стенами силосного корпуса должно быть взаимное соответствие. Другим требованием, обусловленным опасностью взрывов пыли, является наличие больших окон и слабых стеновых панелей, которые одновременно улучшают освещенность этажей дневным светом.
Кроме того, рабочее здание должно быть спроектировано с учетом строительства его методом скользящей опалубки. Из этого следует, что плиты с прорезами в полу для монтажа оборудования устанавливаются после того, как рабочее здание будет возведено.
Однако метод скользящей опалубки пригоден только для строительства зданий из бетона, что ограничивает применение других строительных материалов. С эстетической точки зрения это неплохо, так как различные окрашенные материалы, например, кирпичи, которые иногда заполняют пространство между бетонными колоннами и балками, не могут здесь использоваться, и стены получаются не такими пестрыми.
При проектировании рабочего здания часто возникают трудности, связанные с размещением лифта и лестничной клетки, так как механическое оборудование требует много площади. Однако лифт и лестничную клетку можно разместить в шахте, примыкающей к наружной стене рабочего здания. Такое решение эстетически приемлемо, не обязательно повышает расходы на строительство и может облегчить эвакуацию персонала в случае пожара. Руководитель часто требует, чтобы свободное пространство в рабочем здании было использовано для контор, столовых, душевых или мастерских. Возражениями против такого требования могут быть вибрации, шум, пыль, соблюдение техники безопасности, обеззараживание, интенсивное движение персонала и постоянное использование лифта.
Эффективное проектное решение элеватора обеспечивает объединение многих взаимосвязанных аспектов в одно — сбалансированное, гармоничное, эстетическое и удовлетворяющее в архитектурном плане и с точки зрения эксплуатации здание.
Поиск идеального решения должен базироваться на достаточном опыте и знании этой промышленности. Только после приведения в соответствие плана расположения оборудования и строительных требований можно ожидать создания проекта, который позволит получить удовлетворительную реализацию на практике.
Влияние ветра на конструкцию элеватора
В последние годы различные факторы способствовали появлению новой дисциплины, известной под названием «ветровая техника». Это синтез знаний о метеорологии, механике движения потоков, аэродинамике и механике конструкций.
Ветровая техника представляет собой исследование всех аспектов влияния ветра на высокие конструкции и здания. Результатом этого является проектирование этих зданий таким путем, что повреждение за счет ветровых нагрузок сводится к минимуму и окружающая среда вокруг этих зданий не страдает. Это особенно важно, так как в строительстве используется все больше легких материалов.
Вибрация и шум вокруг элеваторов, помехи, создаваемые ветром на улицах и над расположенными рядом низкими зданиями, нарушают комфортность в окружающей жилой зоне, поскольку высокие здания редко строятся с учетом аэродинамики. Таким образом, вокруг этих зданий образуются турбулентные и вихревые потоки. Только путем модельных опытов в аэродинамической трубе можно приблизительно определить ожидаемый тип порывов ветра. Информация о ветре, влияющем на здание, не будет обоснованной, если это здание позднее будет окружено другими более высокими строениями.
Статические ветровые нагрузки в особенности уместно рассмотреть при анализе устойчивости зданий.
Ветровые нагрузки оказывают важное влияние на стеклянные стены, слабые стеновые панели и на различные элементы покрытия крыш. Второстепенные элементы проектирования, которые можно уточнить в модельных опытах, могут привести к полному изменению схемы распределения ветровых нагрузок на здание.
Предполагается, что в будущем станет возможно определять без модельных опытов влияние турбулентных потоков, формы сооружения и окружающих зданий на такое высокое строение, как элеватор.