Некоторые вопросы объемно-пространственного решения сооружений на Луне. 1967

Победитель конкурса MOONTOPIA. Проект: Test Lab. Авторы: Monika Lipinska, Laura Nadine Olivier, Inci Lize Ogun (Польша, Германия, Италия/Турция). 2017

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Целью данного сообщения является рассмотрение вопроса о некоторых аспектах объемно-пространственного решения крупных искусственных объектов на Луне. Естественно, что вопросы организации пространства, относящиеся, как известно, к компетенции архитектора, приобретают сколь-нибудь существенное значение лишь при наличии достаточного внутреннего объема и хотя бы минимальной дифференциации помещений. При этом значение правильной пространственной организации и роль архитектора соответственно будут зависеть от размера космических (в данном случае лунных) объектов и сложности состава помещений.

 

Остановимся на некоторых общих вопросах, относящихся к формообразующим факторам, влияющим на объемно-пространственное решение упомянутых объектов.

 

 

 

На оболочку любого «земного» сооружения действует ряд нагрузок, определяющих ее конструкцию и форму. Это постоянная нагрузка (вертикальная) — собственный вес конструкции и переменная — снег (вертикальная) и ветер (вертикальная и горизонтальная).

 

Иное положение на Луне, где переменная нагрузка практически отсутствует. Наружная оболочка, если не принимать во внимание сейсмику, вообще не испытывает никаких горизонтальных нагрузок,

 

 

 

Наличие некоторого поверхностного слоя и возможность его использования также влияют на объемно-пространственное решение объектов. В качестве примера можно привести прием погружения объекта в лунный грунт в целях защиты от радиации, метеорной опасности и перегрева, о чем много писалось в популярной литературе. Лунный материал, по-видимому, обладает какими-то защитными свойствами экранировать от излучений, гасить энергию метеоритных частиц и смягчать температурные контрасты.

 

Существуют интересные особенности, отличающие заглубленные в лунный грунт сооружения от подземных. Даже если предположить, что лунный грунт по плотности аналогичен земным вулканическим туфам, то его объемный вес в условиях Луны должен быть порядка 300 кг/м³, распор же изнутри дает величину давления порядка 3000—5000 кг/м², то есть для ее уравновешивания необходим слой грунта не менее 10—12 м. При меньшей плотности грунта (что очень вероятно) оболочка сооружения и на этой глубине останется растянутой.

 

Если не принимать во внимание сейсмику, то, уравновесив грунтом 80—90% от величины внутреннего распора, можно получать большепролетные помещения при весьма незначительных усилиях в конструкциях. Таким образом, глубина размещения лунного сооружения прямо влияет на организацию его внутреннего пространства.

 

К формообразующим факторам можно, по-видимому, отнести и конструктивное использование лунного материала. Предположительно укажем на две возможности подобного применения: 1) использование в качестве засыпки в тонкостенных многослойных конструкциях; 2) изготовление своего рода местного бетона (известно, что некоторые материалы, будучи тонко измельченными, в соединении с водой или поверхностно-активными добавками приобретают свойства вяжущего — типа цемента; интерес в этом плане представляет также и лунная пыль, если она существует.

 

Бетон может использоваться как защитное покрытие и как несущий материал в сжатых элементах. В качестве опалубки возможно использование надувных элементов. Подобные эксперименты проводились в Соединенных Штатах Америки и Японии. Надувные элементы могут применяться и как подмостки для сборно-монолитных конструкций.

 

 

 

В гражданском и промышленном строительстве на Земле существуют определенные нормы, определяющие взаимосвязь помещений, число входов, изоляцию, необходимость герметичности каждого помещения и т. д. Например, противопожарные нормы, определяющие для различных типов сооружений количество лестниц и выходов, расстояния между ними, ширину проходов и коридоров, изоляцию, сообщение между собой отдельных помещений и т. д. О том, насколько это важно, говорит тот факт, что планировочные решения многоэтажных зданий и даже выбор оптимальной этажности сейчас зависят практически только от противопожарных норм. Подобные же нормы необходимо учитывать при проектировании объектов при широком освоении Луны.

 

 

 

В современной архитектуре функциональной назначение должно обусловливать организацию пространства, а конструкция является материальным средством для такой организации. Вместимость объекта, характер выполняемой работы, сроки пребывания в нем людей, технологически необходимая взаимосвязь помещений и т. д. — вот что в общем виде определяет функцию объекта. Можно сказать, что существует закон соответствия между объемно-пространственной организацией объекта и его функцией. Следует отметить, что полноценное сооружение возникает только тогда, когда форма его обусловливается «изнутри», сущностью его пространственной организации, а не тогда, когда в заданную форму «втискивается» то или иное функциональное содержание. Поэтому представляется полезным провести предварительную работу по составлению принципиальных функциональных схем объектов с различным назначением, определив в общем виде схемы взаимосвязи отдельных частей и помещений, примерные габариты их, создав своего рода типологию лунных сооружений. При этом необходимо предусматривать изменения схем внутренних связей при расширении объектов или при изменении назначения. Такая типология могла бы существенно облегчить разработку отдельных узлов и ячеек, типизации и унификации, давала бы своего рода «каркас» для организации пространства.

 

При организации пространства надо учитывать большое число самых различных факторов: создание экологической среды, удаление и утилизация отходов, взаимосвязь с наружными транспортными коммуникациями, отвод тепла, способы энергообеспечения, наличие или отсутствие сейсмики и т. д. и т. п.

 

 

Предполагаемая научно-исследовательская станция на Луне. Исследовательский комплекс: 1. Станция 2. Биологический блок 3. Астрофизический блок 4. Энергоблок 5. Антенное поле

 

 

 

 

Важнейшим фактором является обеспечение оптимальных пространственных условий для человека, иначе говоря, разработка оптимальной системы «человек—пространство». (Надо отметить, что эта система является менее изученной, чем система «человек—машина».) Известно, что ограниченное замкнутое пространство отрицательно влияет на человека, вызывая понижение общего тонуса и работоспособности, утомляемость и раздражительность, отклонения некоторых физиологических функций. (В этом отношении определенный интерес представляют опыты в институтах, руководимых крупнейшим современным архитектором Р. Нейтра, в которых изучают расстройства, вызванные изоляцией человека от его естественной среды. В частности, о них было рассказано в докладе Нейтра «Человек любит прозрачность», прочитанном им в Париже 3 декабря 1964 года».)

 

Перечислим основные отрицательные факторы, борьбу с которыми можно вести средствами объемно-пространственной организации:

 

 

Предполагаемая научно-исследовательская станция на Луне.

Схема жилого этажа:

 

 

Предполагаемая научно-исследовательская станция на Луне.

Разрез:

 

 

 

Прежде всего следует обратить серьезное внимание на минимальные размеры отдельного обитаемого помещения. В качестве такого «психологического минимума» Корбюзье называл куб со сторонами 226×226×226 см, то есть 11 куб. м (что близко согласуется с называемым иногда минимумом объема комфортной газовой среды 9—11 м³ для одного человека). Однако это слишком общая и абстрактная рекомендация. Здесь необходимы конкретные опыты.

 

Существует много приемов зрительного увеличения помещений путем разного освещения плоскостей, зрительного членения второстепенных плоскостей и обобщения главных, «выступающей» и «отступающей» окраски и т. д. Обширный материал по этому вопросу имеется в литературе по технической эстетике и архитектуре.

 

Для преодоления ощущения замкнутости и однообразия должна быть использована трансформация помещений с помощью нестационарных перегородок. При объединении помещений возникает эффект «перетекающего пространства», создающий ощущение значительного объема и простора. Могут быть использованы и частные приемы. Например, можно придать некоторым плоскостям определенную фактуру, производящую совершенно различное впечатление при освещении с разных точек. Интерьеру лунного жилища должна быть присуща определенная зрительная сложность, но не надуманная, а органическая, обусловленная функциональной логикой и проработкой деталей.

 

Важное значение имеет предметно-пространственное окружение человека. Учитывая подавляющее действие непривычной внешней обстановки, следует избегать необычных форм предметов внутреннего оборудования. Надо стремиться к созданию своего рода «земного» уюта. Видимо, важное место в интерьере должны занять зеленые растения. Интересные мысли но этому вопросу изложены в статье советского архитектора В. Зефельда («Вопросы космической биологии», т. III). Однако надо всемерно избегать имитационных изобразительных приемов (ложных окон в «земной» пейзаж и т. п.) — при кажущейся внешней эффективности они будут быстро «разгаданы» и превратятся в раздражающий фактор. Вид окружающего пространства поможет в полной мере освободиться от ощущения изолированности. Поэтому, если иллюминаторы нежелательны или невозможны (в подлунных сооружениях), изображение внешнего пейзажа можно подавать перископами или световодами, при этом построение интерьера должно учитывать наличие этих своего рода окон.

 

Архитектура знает много примеров того, как в замкнутом пространстве создано ощущение простора и света, их следует изучить и, возможно, использовать.

 

Следует помнить, что в столь жестких для человека условиях, как на Луне, должны быть тщательно учтены все мелочи: неудобно расположенный прибор пли выключатель, некрасивое сочетание цветов, неэстетично решенная деталь, мало удачный санузел, малейший дискомфорт, способные вызвать на Земле легкую досаду, на Луне могут стать серьезным отрицательным психологическим фактором. В качестве темы для детального исследования и экспериментирования можно назвать следующие вопросы: оптимальные гаммы цветов для жилых и рабочих помещений; фактура материалов; способы общего и местного освещения, его цвет и интенсивность; пропорции помещений и т. д. Необходимо проведение антропометрических исследований для точного определения габаритов лестниц, проходов, рабочих и спальных мест, оборудования, мебели и т. д. Представляется весьма целесообразным провести предварительную разработку жилых ячеек с детальной проверкой на макетах, разработку санитарных узлов и кухонь (можно напомнить о большой исследовательской работе шведских архитекторов по проектированию кухонь; их антропометрические замеры с использованием современных технических средств).

 

Необходимо учитывать особенности совместной жизни различных людей в постоянном коллективном общении. Видимо, наилучшим решением было бы предоставление каждому изолированной ячейки (принцип: человеку — комната) в сочетании с наличием общего для группы людей помещения типа кают-компании, используя, возможно, приемы трансформации помещений.

 

В настоящее время эргономика используется при конструировании станков, приборных досок и т. п. для системы «человек—машина». Видимо, следует принципы эргономики распространить и на проектирование самих помещений, то есть на систему «человек—машина». Круг вопросов, требующих экспериментальной проверки и разработки, очень обширен, поэтому было бы полезно эту работу начать уже в настоящее время.

 

В заключение отметим, что практика показала важность включения архитектора в самые начальные этапы проектирования пространственных организмов, равно как и бесполезность их в качестве «оформителя» найденного без их участия решения.

 

 

 

Попытаемся проиллюстрировать некоторые из поставленных выше вопросов небольшим графическим примером: «стационарная научная станция на Луне».

 

Этот эскиз не является разработкой какого-либо конкретного задания и не претендует на полноту решения вопросов; он служит только для того, чтобы выявить точки соприкосновения различных проблем, влияющих на пространственную организацию объекта. Другой целью является стремление определить зависимость решения всех этих проблем от объемно-пространственной структуры. Однако конфигурация и конструктивная схема выбраны не совсем произвольно. Сооружение с целью защиты от вредных воздействий космической среды погружено в грунт. Полость образована либо взрывным методом, либо используется естественная выемка. На поверхность выходят перекрытые навесом шлюзовые устройства.

 

Станция представляет собой пневматическую конструкцию. Центральный шестигранный элемент образует коммуникационное ядро с поэтажными площадками, лестницей-стремянкой и подъемной ступенью. Эластичная пневматическая конструкция предлагается из внешней силовой оболочки, облегающей весь объем, и внутренних, более тонких оболочек, образующих отдельные помещения станции.

 

Пневматическая конструкция выбрана по следующим причинам: возможность складывания, большая устойчивость против ударных нагрузок при полужестких посадках — все это весьма полезные свойства. Кроме того, наличие воздуха в качестве несущего элемента представляет известный методический интерес с точки зрении формообразования.

 

Под прикрытием грунта расположены по вертикали три отсека станции. Нижний — технический этаж, в котором размещены установки регенерации, склады, аварийные источники энергопитания и т. д. Над ним размещен жилой отсек (4 жилых ячейки, кухня, санузел, общее помещение — столовая). Ячейки попарно соединены друг с другом и, кроме того, все с центральным ядром. Двери герметичные.

 

Верхний отсек — рабочие помещения и лаборатории для экспресс-обработки собранных данных.

 

На поверхность выходят шлюзовые устройства. С помощью подвижного закрытого бокса осуществляется связь с биологическим (оранжереи и виварий), астрофизическим и энергетическим блоками.