ПРИМЕНЕНИЕ ВАНТОВЫХ ПОКРЫТИЙ В СПОРТИВНЫХ СООРУЖЕНИЯХ СЕВЕРНЫХ РЕГИОНОВ: КОНСТРУКТИВНАЯ РАЦИОНАЛЬНОСТЬ И АРХИТЕКТУРНАЯ ВЫРАЗИТЕЛЬНОСТЬ

Аннотация. В статье рассматривается применение вантовых покрытий в архитектуре ледовых арен северных регионов. Анализируются особенности формирования архитектурного облика спортивных сооружений с использованием большепролётных вантовых конструкций, их влияние на экстерьер, функциональность и практичность зданий. Не менее важно обратить внимание на адаптации архитектурных и конструктивных решений к климатическим условиям северных территорий.

Ключевые слова: ледовая арена, вантовые покрытия, большепролётные конструкции, архитектура спортивных сооружений, северные регионы.

Введение. Вантовые конструкции получили широкое распространение в строительстве. Они оказывают большое влияние на формирование архитектуры большепролетных сооружений, их применяют и в зданиях со сложными объемно-пространственными решениями, их пластические качества расширяют спектр выразительных приёмов архитектора. Инженерно-технические возможности вантовых конструкций, открывают большие перспективы в решении сложных функционально-технологических и технических вопросов, возникающих при проектировании стадионов, арен и многофункциональных спортивно-зрелищных комплексов.

Ледовые арены относятся к числу наиболее сложных спортивных объектов, так как они требуют перекрытия значительных по площади пространств при строгих требованиях, касающихся расчёта, конструктивных решений и планированию функционального пространства. В условиях северных регионов данные требования усложняются воздействием низких температур, высоких снеговых и ветровых нагрузок, а также необходимостью обеспечения комфортной среды для зрителей и спортсменов.

Целью данной статьи является анализ роли вантовых покрытий как элемента архитектуры ледовых арен в северных. В рамках работы рассматриваются архитектурно-пространственные и конструктивные аспекты применения вантовых систем, а также их влияние на формирование современного облика спортивных сооружений.

Вантовые покрытия как архитектурный приём. Вантовые покрытия в современной архитектуре спортивных сооружений рассматриваются не только как инженерное решение, но и как важный архитектурный приём, формирующий художественный образ здания. Их отличительной особенностью является работа основных несущих элементов на растяжение, что позволяет создавать визуально лёгкие, динамичные и выразительные объёмы. Благодаря этому вантовые системы получили широкое распространение при проектировании спортивных арен, где требуется перекрытие больших пространств без внутренних опор [2, с. 10]. В архитектурном аспекте вантовые покрытия формируют образ технологичности и движения, что особенно соответствует функциональному назначению спортивных сооружений. Наклонные или радиально расходящиеся ванты создают выразительный ритм фасадов и кровель, подчёркивая напряжённость и динамику конструкции. Подобные решения позволяют сделать конструкцию визуально читаемой и включить её в архитектурную композицию здания [1].

Исторически одним из наиболее известных примеров применения вантовых систем в спортивной архитектуре является ледовая арена Dorton Arena в США, где вантовое покрытие стало ключевым элементом архитектурного образа сооружения. В данном объекте конструкция не скрыта, а, напротив, подчёркнута, что стало важным этапом в развитии архитектуры спортивных зданий [5].

Таким образом, вантовые покрытия выступают как выразительное архитектурное средство, позволяющее объединить функциональные, эстетические и символические характеристики спортивного сооружения.

Конструктивные аспекты применения вантовых покрытий. С конструктивной точки зрения вантовые покрытия относятся к классу большепролётных пространственных систем, обеспечивающих перекрытие значительных по площади помещений при минимальном количестве несущих элементов. Основная работа конструкции осуществляется за счёт предварительно натянутых стальных тросов, что позволяет значительно снизить собственный вес покрытия по сравнению с традиционными балочными и рамными системами [2, с. 14]. Применение вантовых конструкций в ледовых аренах особенно актуально в условиях северных регионов, где на здания воздействуют повышенные снеговые и ветровые нагрузки. Согласно требованиям СП 20.13330.2016 [4], расчёт таких покрытий должен учитывать климатические особенности района строительства, что оказывает прямое влияние на выбор схемы вантовой системы, параметры натяжения и конструкцию опорных узлов [5, п. 10.1].

Важным конструктивным преимуществом вантовых покрытий является их вариативность. В зависимости от архитектурного замысла и градостроительных условий могут применяться радиальные, веерные или комбинированные схемы, что позволяет адаптировать конструкцию под конкретный объект. Кроме того, вантовые системы обеспечивают равномерное распределение нагрузок и высокую пространственную жёсткость, что подтверждается исследованиями в области проектирования общественных зданий [1].

Таким образом, конструктивные аспекты применения вантовых покрытий делают их рациональным и технически обоснованным решением для ледовых арен, особенно в регионах с суровыми климатическими условиями.

Влияние архитектурных и конструктивных аспектов на формирование современного облика спортивных сооружений. Современная архитектура спортивных сооружений всё чаще основывается на принципе единства архитектурного образа и конструктивного решения. Вантовые покрытия в этом контексте становятся связующим элементом между инженерной логикой и художественной выразительностью здания. Конструкция перестаёт быть второстепенным элементом и начинает играть ключевую роль в формировании облика сооружения [2, с. 18]. Архитектурная выразительность вантовых систем в сочетании с их конструктивной эффективностью позволяет создавать крупные общественные здания, обладающие ярким и запоминающимся силуэтом. Это особенно важно для спортивных арен, которые выполняют не только функциональную, но и общественно-градостроительную роль. Такие объекты становятся значимыми архитектурными ориентирами и формируют современный облик городской среды [6, п. 4.2]. В ледовых аренах использование вантовых покрытий способствует созданию свободных внутренних пространств с хорошей видимостью ледового поля, что положительно влияет на качество зрелищных мероприятий. Одновременно внешний облик здания приобретает динамичный и технологичный характер, соответствующий современным тенденциям развития спортивной архитектуры [5].

Таким образом, сочетание архитектурного и конструктивного подходов при использовании вантовых покрытий оказывает существенное влияние на формирование современного облика спортивных сооружений, обеспечивая гармоничное взаимодействие формы, функции и инженерного решения.