Архитекторы: Алексей Горяинов, Михаил Крымов, Тимофей Шапкин, Виталий Вербицкий, Екатерина Щелокова, Андрей Поляков, Елена Уткина
Проектирование: 2014 г.
В нашем проекте главной задачей мы видим возвращение фасада гостиницы «Украина» к его первоначальному виду – без козырька.
Основная идея:
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.
Защита от осадков:
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.
Основное оборудование располагается в существующих технических помещениях над вестибюлем. Воздуховоды проходят вертикально по внутренней плоскости стены главного фасада. Средняя скорость воздуха на выходе из сопел при среднестатистическом дожде и московском ветре – 30 метров в секунду, средняя громкость – 60 децибел (громкость обычного разговора). Максимально необходимая скорость воздуха на выходе из сопел – 45 метров в секунду, максимальный шум – 70-75 децибел. ( это примерно равно работающему пылесосу на расстоянии трех метров от слушателя).
Такой козырек является уникальным инженерным проектом и, на данный момент, не имеет аналогов в мире. Использование такого инновационного решения позитивно скажется на имидже гостиницы «Украина».
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. Размер капель, скорость их падения, средние и максимальные скорости ветра для Москвы были взяты из ГОСТ Р 53613-2009 (МЭК 60721-2-2:1988 Воздействие природных внешних условий на технические изделия. Общая характеристика. Осадки и ветер.). Была разработана упрощенная параметрическая интерактивная модель, демонстрирующая изменение баллистической траектории падения капель при изменении силы ветра воздушного козырька, ширины воздушного потока, направления и силы бокового ветра, интенсивности дождя. Подробно принципы действия козырька, формулы и схемы приведены в приложении к этой пояснительной записке.
Транспортные решения и пешеходная доступность:
В данном варианте мы сохраняем схему подъезда машин и такси по существующим пандусам непосредственно ко входу в гостиницу. В этом варианте кроме воздушного козырька, не требуется никакая дополнительная защита от осадков для гостей, пользующихся автомобилями. Пространство между лестницей и существующей дорогой и площадки по бокам от входной группы благоустраиваются и озеленяются. Эти рекреационные зоны будут являться приятным и удобным местом встреч, ожидания и просто приятного времяпровождения для клиентов гостиницы и для жителей города.
Расчетная часть
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.
- Проводится виртуальная симуляция различных по силе воздушных потоков. На основе полученных данных рассчитывается скорость воздушных потоков в расчетных точках.
- 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.
- 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) :
- (t) = h0 + (sinθ)v0t — (g/2)t2
x(t) = (cosθ)v0t,
где h0 – начальная высота
- 0 – начальная скорость
- – ускорение свободного падения
- – единица времени
- 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.
