Реконструкция входа гостиницы «Украина». Проект «Невидимый козырек»

Architects: Aleksei Goriainov, Mikhail Krymov, Timofey Shapkin, Vitaly Verbitsky, Ekaterina Shchelokova, Andrey Polyakov, Elena Utkina

Design: 2014

В нашем проекте мы видим свою главную цель в возвращении фасаду гостиницы «Украина» исходного вида — без козырька.

Любой «пик» или вынос портит основную базовую идею парадного фасада гостиницы «Украина». Он разрушает многоуровневые архитектурные построения — отличительную черту сталинских высоток. При фронтальном взгляде на здание (главный вид для прибывающих гостей) навес закрывает главный элемент — величественный портал, над которым должен читаться весь фасад здания.

Вывод: лучшее решение в этой ситуации — вовсе отказаться от навеса.

«Воздушный навес»

Общая идея:

Этот вариант соответствует концепции минимального и точечного вмешательства. Существующая транспортная схема не меняется. Защита от осадков обеспечивается только «воздушным» навесом. В исторический фасад и в конкретные точки вмешательства нет.

Защита от осадков:

Основа этого варианта — использование воздушного навеса над главным входом. Над дверью выполняются две горизонтальные щели шириной по 15 дюймов каждая, которые вписываются в декоративный орнамент портала. Расстояние между щелями — 45 сантиметров. Через эти щели под давлением подаётся воздух, сдувающий все осадки на расстояние 8–10 метров от входа. Воздух подаётся только во время дождя, снега или града, а давление автоматически изменяется в зависимости от интенсивности осадков.

Основное оборудование расположено в помещениях существующего технического вестибюля. Воздуховоды проходят вертикально вдоль внутренней стены основной плоскости фасада. Средняя скорость воздуха на выходе из сопла при среднем статистическом московском дожде и ветре — 30 м/с, средний уровень шума — 60 дБ (громкость обычного разговора). Максимально требуемая скорость воздуха на выходе из сопла — 45 м/с, максимальный шум — 70–75 дБ (это примерно равно работе пылесоса на расстоянии трёх метров от слушателя).

Этот навес — уникальная инженерная разработка и на данный момент не имеет аналогов в мире. Использование таких инновационных решений положительно повлияет на имидж гостиницы «Украина».

Общие принципы «воздушного» навеса (с учётом различной скорости воздушного потока, поведения капель и т. д.) были просчитаны совместно с немецким исследовательским подразделением инженерной компании ARUP. Размер капель, скорость падения, средние и максимальные скорости ветра для Москвы взяты из ГОСТ Р 53613-2009 (MIK 60721-2-2:1988 «Воздействие естественных климатических факторов на технические изделия. Общие характеристики. Осадки и ветер»). Разработана упрощённая параметрическая интерактивная модель, показывающая изменение баллистической траектории капель при воздействии воздушного «ветра» навеса, ширины направления воздушного потока и силы бокового ветра, интенсивности дождя. Подробные принципы работы козырька, формулы и схемы приведены в приложении к данной пояснительной записке.

Решения по транспорту и пешеходной доступности:

В данном варианте мы сохраняем схему подъезда автомобилей и такси по существующим рампам непосредственно к входу в гостиницу. В этом варианте, кроме «воздушного» навеса, не требуется дополнительная защита от дождя для гостей, пользующихся автомобилями. Пространство между существующей проезжей частью и лестницами и площадками по бокам парадной группы благоустраивается и озеленяется. Эти рекреационные зоны будут приятными и удобными местами для встреч, ожидания и просто приятного времяпрепровождения для гостей и жителей.

Расчётная часть

Скорость воздушного потока варьируется в зависимости от типа и силы осадков и скорости ветра. Для расчёта максимальной скорости воздушного потока и шума принимаются максимальные значения этих параметров. Максимальная скорость дождя — 9 м/с. Максимальная скорость ветра по климатическому району — 5 м/с (ГОСТ 16350-80). Расчёт воздушного потока также исходит из того, что сухой остаётся зона не менее 8 метров перед входом.

Предварительные расчёты показывают, что при самых неблагоприятных обстоятельствах — в ливень, при максимальном встречном ветре — скорость воздушного потока должна составлять 36 м/с при уровне шума не более 80 дБ. Проектом заложена максимальная скорость воздуха 40 м/с. Следует отметить, что наиболее неблагоприятные условия возникают не более 9 часов в год (максимальная продолжительность сильного дождя в год в Московском регионе; расчёт выполнен на основании ГОСТ 16350-80). Средняя скорость воздуха (при среднем дожде 3 м/с и среднем встречном ветре 2 м/с) составит 17 м/с при шуме 75 дБ. Этот уровень шума сопоставим с шумом оживлённой магистрали.

Оборудование

Оборудование изготавливается по индивидуальному заказу на основе технологии промышленных воздушных завес. Конструкция состоит из диффузора, высокомощных вентиляторов или турбин, электродвигателя, воздуховода и воздушных щелей. Устанавливаются два модуля с максимальным расходом воздуха каждого 65 000 м³/ч.

Монтаж оборудования предполагается на чердаке парадной группы с максимальной звукоизоляцией. Для прокладки воздуховода требуется пробивка двух перекрытий и минимальный перенос существующего вентиляционного оборудования на третьем этаже. Две щели (3000×150 мм каждая) выходят непосредственно на фасад. Щели расположены на расстоянии 600 мм друг от друга для обеспечения широкого регулирования воздействия на осадки.

Методика расчёта.

Проводится виртуальная симуляция воздушного потока различной силы. На основе данных рассчитывается скорость воздуха в опорных точках.
Расчёт начального вектора траектории капель в опорных точках путём сложения векторов скорости падения капли и горизонтальной скорости, возникающей от воздействия воздушного козырька. Учитываются зона влияния воздушного потока на капли, сопротивление воздуха для капли максимального диаметра.
Просчёт падения капли по параболе после выхода из зоны влияния воздушного козырька. Используется формула, в которой сопротивление воздуха пренебрегается из-за малых расстояний (высота падения капли после плоскости «воздушного» козырька — 7 метров):

y(t) = h0 + (sinθ)v0t − (g/2)t²
x(t) = (cosθ)v0t,

где h0 — начальная высота,
v0 — начальная скорость,
g — ускорение свободного падения,
t — единица времени.

Расчёт шума в дБ на выходе. Используются анализ шума воздушных завес и специализированное программное обеспечение.

При резком воздействии воздушного давления (по предварительному опыту более 12 м/с) капля разбивается на более мелкие частицы, которые легче поддаются воздушным потокам. При сильном дожде над входом вероятно возникновение облака таких частиц.