.

Вы здесь

КРЫША НАД ГОЛОВОЙ

КРЫША НАД ГОЛОВОЙ

28.06.2015 Автор: 5

КРЫША НАД ГОЛОВОЙ

В этой главе мы затронем будущее еще одной сферы человеческой деятельности, столь же древней, как и судостроение. Сфера эта — строительство. Вернее, одна его ветвь, которая „отпочковалась" в середине XVIII века и получила название промышленного строительства.

Если судостроительное производство, его технология, материализованная в оборудовании, есть функция, отражающая внутреннее содержание судостроительного завода, то заводские здания и сооружения являются внешней оболочкой, необходимой для существования этой функции. И эта оболочка также должна претерпеть изменения. Характер изменений будет обусловлен многими факторами. Рассмотреть все эти факторы в данной книге не представляется возможным, поэтому остановимся только на важнейших.

Облик любого судостроительного завода, его объемно-пространственную композицию, как сказал бы архитектор, во многом определяет генеральный план (генплан) завода, т. е. взаиморасположение производственных зданий, сооружений, дорог и других объектов на его территории. В свою очередь, решающее влияние на генплан всегда оказывали и будут оказывать технологические потоки, соответствующие достигнутому уровню развития судостроительного производства, а также рельеф местности и очертания береговой линии.

Как уже знает читатель, технологические потоки верфей первого и второго поколений были „звездообразными", замыкающими все производства непосредственно на стапель, что порождало хаотичность застройки территории верфи. Желание противодействовать этой хаотичности привело к „веерной" компоновке генплана, при которой производственные здания и склады удалялись от стапелей и связывались с последними железнодорожными ветками, напоминающими в плане развернутый веер.

Появление на судостроительных заводах третьего и четвертого поколений последовательных технологических потоков, охватывающих весь процесс изготовления судов от заготовки корпусных деталей до сборки корпусов на стапеле, обусловило в качестве оптимальной линейную компоновку генплана. Так, например, на японской верфи в Тиба при реконструкции был организован прямой поток металла общей протяженностью 1350 м от склада стали до судостроительного дока.

На изменение технологических потоков верфи XXI века должны повлиять два обстоятельства: 1) сокращение протяженности прямого судостроительного потока вследствие „выноса" с территории верфи корпусообрабатывающего и, возможно, секционно-сборочного производства и 2) появление новых достаточно протяженных потоков, соответствующих специализированным производствам (агрегатирования оборудования, изготовления надстроек, достроечно-монтажному). Старые (основные) и новые потоки будут взаимно пересекаться, предопределяя „матричную" компоновку генплана будущего судостроительного завода, что видно из приведенного рисунка.

Если сравнить „матричную" компоновку генплана с другими компоновками, то она очень компактна и ей соответствует минимальная площадь территории верфи при постоянной производственной площади; при такой компоновке возможна блокировка практически всех зданий основного производства в едином производственном комплексе, что представляется целесообразным по ряду причин. При блокировке сокращаются транспортные связи между различными производствами, упрощаются вопросы энергообеспечения, поддержания микроклимата внутри производственных помещений и т. п.

 

Серьезной проблемой в недалеком будущем явится нехватка территории, пригодной для развития судостроения. Уже сегодня весьма трудно найти свободные площадки для расширения действующих и строительства новых судостроительных верфей. Ведь эти площадки должны быть расположены на берегах рек или морей, т. е. в районах, наиболее привлекательных не только для производственной деятельности, но и для отдыха людей. По этой причине генплан будущей судостроительной верфи не только обеспечит максимально возможный коэффициент плотности застройки территории, но и, образно говоря, „залезет" на акваторию верфи. Производственные здания „шагнут" в море и будут размещаться на отвоеванной у моря искусственной территории или на плавучих сооружениях, пришвартованных к заводским пирсам.

Дефицит свободной территории заставит наших потомков по-иному взглянуть и на проблему этажности производственных зданий. Сегодня судостроение, как и в былые времена, остается „одноэтажным", но такое положение вряд ли сохранится в будущем. Нет, речь, конечно, не идет о появлении многоэтажных эллингов или цехов для сборки корпусных блоков. Однако сами эти цехи буквально наталкивают на необходимость повышения этажности других, сопряженных с ними производственных помещений.

Собираемые в цехах блоки корпусов многопалубных судов имеют большую высоту (до нескольких десятков метров), а их палубы — это, по существу, те же этажи. И на каждую палубу в процессе сборки блока и его насыщения оборудованием необходимо подавать различные грузы: секции корпусных конструкций, агрегаты механизмов, приборы, контейнеры с крепежом, рабочих, наконец. Сейчас подача этих грузов осуществляется, в основном, с помощью подъемных кранов, но не проще ли это делать путем непосредственной передачи их на уровне „своего" этажа, как это показано на приводимом рисунке.

Таким образом, основной судосборочный поток на верфи XXI века по-прежнему будет реализован в одноэтажных производственных зданиях больших размеров, а поперечные по отношению к нему потоки насыщения корпусных блоков — скорее всего, в многоэтажных зданиях. Для передачи грузов с этажей этих зданий на палубы блоков (уровни этажей и палуб могут не совпадать) будут созданы, вероятно, подъемники-позиционеры, подобные современным штабелерам, но значительно больших размером и грузоподъемности.

Подобный способ подачи грузов при сборке блоков исключает необходимость оборудования цехов блочной сборки подъемными кранами. Неочевидна целесообразность сохранения подъемных кранов в нынешнем их виде и в других производственных зданиях верфи. Ведь мостовые краны, которые являются сегодня основным типом промышленного подъемно-транспортного оборудования, существенно усложняют и утяжеляют строительные конструкции производственных зданий. При грузоподъемности в несколько сотен тонн (а именно такую грузоподъемность имеют краны, устанавливаемые в цехах секционной и блочной сборки современных судостроительных заводов) масса самих мостовых кранов превышает эту величину в 2—3 раза и более. И вся эта суммарная нагрузка в конечном счете передается на подкрановые эстакады, которые приходится опирать на высокие (высота до подкрановых путей достигает нескольких десятков метров) и мощные колонны.

Расчеты показывают, что до 80 % величин нагрузок, определяющих сечения колонн, подкрановых балок, размеры фундаментов и, наконец,— материалоемкость зданий, являются нагрузками от мостовых кранов. Нагрузки от зашивки стен, потолочных перекрытий, снега и ветра в 4—5 раз меньше. Все попытки проектировщиков снизить материалоемкость производственных зданий „разбиваются" при этом о неизбежность утяжеления подкрановых эстакад.

Штабелер — погрузчик с фронтальным выдвижным грузоподъемником, предназначенный для укладки грузов на стеллажи, вдоль которых он может передвигаться.

Специалисты-строители образно сравнивают сложившуюся в промышленном строительстве ситуацию с той, которая имела место в 40-х годах в авиации. Тогда самолеты с поршневыми двигателями достигли предела скорости в 700—800 км/ч. Увеличение скорости требовало увеличения мощности двигателя, а последнее приводило к утяжелению самолетов и снижению скорости. Понадобился отказ от поршневых моторов и переход к реактивным двигателям, чтобы преодолеть этот барьер. Точно так же в промышленном строительстве для снижения материалоемкости зданий требуется отказ от использования мостовых кранов.

Замена мостовых кранов козловыми не приводит к коренному изменению ситуации. Конструкции самого здания становятся легче, но его объем существенно возрастает, поскольку в этом случае в сечение здания приходится вписывать независимую от него конструкцию крана. Значит, с точки зрения будущего строителя любые подъемные краны „общего назначения" производственному зданию будут противопоказаны.

Более сложным должно быть отношение будущего технолога-судостроителя к цеховым подъемным кранам. С одной стороны, кран обеспечивает большую гибкость производства, позволяя подавать в пределах своей грузоподъемности любой груз в любую зону цеха. С другой стороны, эта мобильность крана имеет и оборотную сторону, поскольку дает возможность не организовывать в цехе технологические потоки. А любая возможность не делать чего-то (читатель, вероятно, знает это из собственного опыта) переходит, как правило, в действительность.

Учитывая отрицательное отношение к подъемным кранам будущих строителей и индифферентное — будущих технологов, наши потомки, скорее всего, откажутся от их применения в судостроении. Вместо подъемных кранов в цехах появятся специализированные подъемно-транспортные устройства и системы: манипуляторы-погрузчики, штабелеры, перегружатели, подъемники, транспортные конвейеры, роботы-транспортировщики и т. д., и т. п.

Межцеховые транспортные связи на верфи XXI века будут, вероятно, обеспечиваться безрельсовым наземным транспортом при перевозке тяжелых и крупногабаритных грузов и трубопроводно-контейнерным транспортом для грузов небольших габаритов и массы. Трубопроводы для транспортировки контейнеров станут неотъемлемой частью заводского пейзажа на верфях будущего.

На объемно-планировочные решения и конструкцию самих производственных зданий повлияет главным образом то, как наши потомки сумеют решить еще одно, пятое противоречие развития судостроения — противоречие между длительными сроками службы зданий и сооружений судостроительных заводов (до 50—100 лет и более) и все сокращающимися периодами обновления продукции и технологии судостроения (уже сегодня 5—10 лет). Конечно, гибкость судостроительного производства несколько сгладит это противоречие. Но само гибкое производство также будет нуждаться в обновлении. А вот впишется ли обновленная технология в старые производственные здания — сказать заранее очень трудно.

Разрешить противоречие можно несколькими путями. Первый путь — использование „легких" производственных зданий, срок службы которых был бы близок к периодам обновления продукции и технологии. В судостроении, однако, идти этим путем нецелесообразно, так как конструкция крупногабаритных зданий и сооружений определяется не их долговечностью, а внешними нагрузками (технологическими, снеговыми, ветровыми, температурными).

Второй путь — применение так называемых трансформируемых или сборно-разборных зданий. Этот путь привлекателен: изменилась технология — меняются помещения, в которых должно размещаться новое оборудование. Сегодня такие здания имеют ограниченное применение главным образом из-за их сравнительно небольших размеров, конструктивной сложности и, как следствие, высокой стоимости. В будущем же, по мере создания новых высокопрочных и легких строительных материалов, ситуация может в корне измениться.

Третий путь — резервирование параметров обычных (одно-целевых) зданий на случай изменения технологии в будущем, причем, возможно, и неоднократного. Чем больше размеры пролетов сверх необходимых для заданной программы и технологии, чем больше шаг колонн и резервы энергообеспечения здания, тем легче разместить в нем новое оборудование без увеличения и перепланировки площадей. При этом неизбежно увеличиваются первоначальные капиталовложения, однако снижаются расходы на последующую реконструкцию предприятия. Скупой платит дважды — гласит народная мудрость. В справедливости ее проектировщики очень часто убеждаются на практике, когда через несколько лет после постройки здания или сооружения они кусая себе локти говорят или думают про себя: „Эх, еще бы 2—3 метра ширины пролета да метра три высоты до подкрановых путей, и все было бы хорошо". Но дело уже сделано...

Объективно существует какой-то оптимум при выборе параметров зданий и их энергосистем в процессе проектирования. Поиск этого оптимума — одна из методических задач ближайшего будущего. Ее успешное решение позволит снять существующие сегодня экономические ограничения, „давящие" на проектировщиков, и проектировать для будущих судостроительных верфей производственные здания оптимальных размеров и параметров, не сковывающих свободу модернизации производства и обеспечивающих смену нескольких поколений оборудования без изменения строительной части.

Таким образом, у наших потомков будут как минимум два пути создания гибких производственных зданий для гибких судостроительных производств.

Другим фактором, который окажет существенное влияние на конструкцию зданий и их инженерное оборудование, явится уровень автоматизации производства. Для безлюдных (без постоянного обслуживания оборудования) производств станут излишними сегодняшние требования по освещенности помещений, обеспечению воздухообмена и поддержанию температуры и влажности в комфортных для человека диапазонах. Это позволит отказаться от световых проемов в стенах зданий, световых и аэрационных фонарей на крышах, систем отопления и вентиляции в их привычном для нас виде. Вместе с тем новые строительные конструкционные материалы с необычными с позиций сегодняшнего дня свойствами — светопрозрачные, воздухопроницаемые, но теплоизолирующие, терморегулирующие и т. п.— смогут обеспечивать поддержание внутри зданий комфортных условий как бы попутно, без тех усилий и затрат, которые приходится делать для этого в наше время.

Особо следует остановиться на главных зданиях судостроительных верфей — эллингах. Читатель помнит, что отношение судостроителей к эллингам в процессе развития судостроения и промышленного строительства неоднократно менялось. То эллинги считались необходимыми и строились, то признавались ненужными и, соответственно, не строились. В настоящее время единого взгляда на необходимость применения эллингов у судостроителей также нет. Никто, конечно, не отрицает преимуществ в работе под крышей, однако большинство (можно даже сказать — подавляющее большинство) современных верфей эллингов не имеют, хотя строительная наука и практика обеспечивают создание производственных зданий необходимых размеров. Так, одно из построенных подобных зданий имеет ширину пролета (между осями колонн) 120 м и высоту около 70 м.

Причина неопределенности, как уже отмечалось, в объективном противоречии между высокой стоимостью комплекса стапель — эллинг и сравнительно небольшим объемом работ, который приходится на стапельную сборку при блочной постройке судов с предварительным насыщением блоков. В будущем ситуация эта еще более усугубится. Объем работ на стапеле при модульной постройке судов уменьшится, а трудности перекрытия стапельного поля зданием соответствующих размеров возрастут.

В принципе строители XXI века смогут, вероятно, перекрывать любые необходимые пространства. Помогут им в этом вантовые конструкции перекрытий или пневматические (надувные) арочные конструкции. Но вот будет ли необходимость создавать подобные грандиозные сооружения? Вряд ли. Зачем, собственно, перекрывать такие колоссальные объемы (при размерах стапельного поля 450X450 м объем „здания" с вантовой или надувной „крышей" составит 35—70 млн м3)? Чтобы затем роботы собирали в них корпуса судов из полностью готовых и насыщенных блоков? Нонсенс! Нет, наши разумные потомки пойдут другим путем, который ясен уже сегодня: в случае необходимости на стапеле будут использоваться передвижные укрытия над местом стыковки блоков. А сама эта необходимость будет зависеть от того, потребуются ли для соединения материала корпуса какие-либо специальные условия по температуре, влажности и т. п. Если потребуются — укрытия нужны, если нет—не нужны и укрытия: необходимый микроклимат для проведения работ (наладочных, контрольных и других) может поддерживаться внутри готовых блоков.

 

Таким образом, архитектурный облик судостроительной верфи XXI века будет определяться не эллингом, а блоком сборочных и обеспечивающих цехов. Однако по своим размерам такой блок не уступит самым крупным современным эллингам.

Что касается самого этого архитектурного облика, то он должен быть в будущем сугубо утилитарным. Утилитарным в хорошем смысле этого слова. Ведь все целесообразное красиво. Это никем не сформулированный закон подтверждается человеческой практикой. Самолеты никто и никогда не проектировал с позиции дизайна, но как красив и в воздухе, и на земле хороший самолет. Издавна любовался человек кораблями, но и к их созданию до последнего времени не привлекались специалисты с художественным образованием. А то, что сегодня при проектировании внешнего вида судов начинают прибегать к услугам дизайнеров, объясняется не велением времени, а скорее, потерей художественного вкуса главными конструкторами, которые за многочисленными частностями проекта не успевают разглядеть его в целом.

Вкусы, как известно, меняются. Хрестоматийный пример тому — отношение современников Александра Эйфеля к его знаменитому творению — Эйфелевой башне, конструкция которой сугубо рациональна. После ее постройки группа французских художников и литераторов выразила резкий протест. Входивший в эту группу Мопассан писал: „Я покинул Париж и даже Францию, потому что Эйфелева башня чересчур мне надоела... Я спрашивал себя, что будут думать о нашем поколении, если только какое-нибудь восстание не смахнет в ближайшее время эту высокую, тощую пирамиду железных лестниц, этот гигантский уродливый скелет, основание которого как будто предназначено для мощного циклопического памятника, и вместо этого завершается убогим недоноском — тощим и нелепым профилем фабричной трубы". Прошли годы, и Эйфелева башня стала символом Парижа.

Меняются вкусы — меняются стили, в том числе в промышленной архитектуре судостроительных верфей. В создании верфей в прошлом участвовали выдающиеся архитекторы. Достаточно вспомнить Адмиралтейство в Ленинграде, которое было построено Петром I как судостроительная верфь, а затем перестраивалось архитекторами И. К. Коробковым в 1727—1738 годах и А. Д. Захаровым в 1806—1823 годах. В создании советских судостроительных заводов принимали участие выдающиеся архитекторы братья Веснины Л. А. и В. А. Они воздвигали не просто производственные здания, но и произведения искусства — архитектурные памятники эпохи.

Но стили меняются. Будущие инженеры-архитекторы примут, вероятно, за основу „рациональный" стиль. Его девиз — ничего лишнего, все должно быть функционально. На рисунках, изображающих будущее, художники часто показывают здания в виде сфер, пирамид, конусов и иных геометрических фигур. Интересно, кто-нибудь из них пытался разместить необходимые помещения в сфере? Скорее всего нет. Иначе он не выдавал бы сферические здания за достижение наших потомков.

Все должно быть функционально. Если нужен резервуар, способный выдержать давление, его нецелесообразно делать кубическим. Если нужен цех блочной сборки судов, ему бессмысленно придавать форму сферы или полусферы...

На этом заканчивается наш прогноз в области промышленного строительства и промышленной архитектуры судостроительных верфей. Теперь мы знаем о будущем судостроения кое-что из того, что хотелось бы знать в первую очередь: нами рассмотрены и будущая продукция судостроения, и будущее производство, и будущие здания и сооружения верфей. Неплохо было бы, однако, проверить прогноз или, как говорят ученые, осуществить его верификацию. Сделать это не так уж сложно. Достаточно „съездить" в 80-е годы XXI века и посмотреть, все ли там так, как мы предполагали. Путешествия в будущее давно освоены писателями-фантастами. Мы же отправимся туда в служебную командировку. Для этого надо оформить необходимые документы (цель командировки — посещение судостроительной верфи 2087 года, в порядке обмена опытом), получить в кассе командировочные, взять билет на ближайший рейс машины времени, положить в портфель бритву и зубную щетку, попрощаться с семьей и отправиться в путь... Ведь путь далек!

Boatportal.ru

logo