Как строится арена для Кубка мира — 2018. Журнал «Популярная механика»
4 Марта 2015 года
Наконец-то дело пошло! Возведение одного из самых обсуждаемых российских долгостроев — нового футбольного стадиона на Крестовском острове в Санкт-Петербурге — вошло в активную фазу, и если все будет хорошо, к маю 2016 года Россия получит одно из наиболее высокотехнологичных в мире спортивных сооружений, еще одно украшение морского фасада Северной столицы.В 2018-м здесь должны пройти матчи Кубка мира по футболу (как минимум один полуфинал), а два года спустя — матчи первого в истории чемпионата Европы, не привязанного к конкретной стране или паре стран. Правда, когда в 2007 году на берегу Финского залива закладывали новую арену взамен снесенного стадиона имени Кирова, об этих грядущих суперматчах никто не знал. Предполагалось, что речь идет всего лишь о новом домашнем стадионе для питерского «Зенита», — ведь их нынешний «Петровский» давно просится в разряд памятников архитектуры. С тех пор, уже в ходе стройки, проект пересматривался три раза, строительство затянулось, хотя первоначально планировалось, что арена будет готова к концу 2008 года.
Сюрприз от ФИФА
Пока стадион строился, в 2010 году Россия получила Кубок мира — 2018. На следующий год на площадку прибыла комиссия FIFA, и тут выяснилось, что для проведения назначенных матчей необходимо увеличить вместимость трибун с 62 до 68 тысяч зрителей. «Конечно, для строителя идеальный вариант — это начинать работы с окончательно утвержденным проектом, — говорит Виталий Лазуткин, руководитель проекта строительства стадиона, представляющий ЗАО «Трансстрой», — но в нашем случае приходилось вести проектирование и перепроектирование сооружения уже по ходу строительства. Недавно к нам приезжали специалисты из Германии, с которыми мы обсуждали очередное внесение изменений в проект. По их мнению, если такое случается, необходимо остановить стройку на два года, подготовить новый проект и лишь потом возобновлять работы. Так на это смотрят европейцы. Но у нас несколько другая ситуация».
Как бы там ни было, темпы работ на сегодня таковы, что сроки окончания строительства (май 2016 года) выглядят наконец-то вполне реалистично. Общая готовность арены на конец прошлого года была порядка 65%, и это при том, что цикл бетонных работ (создание «чаши») практически завершен, сборка раздвижной кровли выполнена на 50% и должна быть закончена в течение весны, а монтаж инженерных систем выполнен на треть. По утверждению представителей возводящей стадион компании «Трансстрой», арена войдет в четверку топовых сооружений этого класса — стадионы, равные по оснащению, существуют только в Германии, Канаде и США.
Как бы там ни было, темпы работ на сегодня таковы, что сроки окончания строительства (май 2016 года) выглядят наконец-то вполне реалистично. Общая готовность арены на конец прошлого года была порядка 65%, и это при том, что цикл бетонных работ (создание «чаши») практически завершен, сборка раздвижной кровли выполнена на 50% и должна быть закончена в течение весны, а монтаж инженерных систем выполнен на треть. По утверждению представителей возводящей стадион компании «Трансстрой», арена войдет в четверку топовых сооружений этого класса — стадионы, равные по оснащению, существуют только в Германии, Канаде и США.
Полет японской фантазии
Остается разобраться, каких таких технических чудес страна и Санкт-Петербург ждут уже восемь лет и будут ждать еще год с небольшим. Начнем, как это ни нелогично, с крыши. Неласковый климат Северной столицы с его дождями и влажными ветрами не очень располагает к зрелищам на открытом воздухе, особенно зимой и в межсезонье. Но если в холодное время года футбольные болельщики отправляются на «Петровский», одетые как на подледную рыбалку, то на трибунах нового стадиона кутаться им не придется. Крыша арены, собранная из ажурных металлических конструкций, будет раздвижной, и в непогоду она создаст над полем и трибунами замкнутый объем в 5 000 000 м3. Можно ли прогреть до комфортной температуры такую гигантскую массу воздуха? Да, климатические системы стадиона такую возможность получат, и пусть на улице стоит 20-градусный мороз, они будут поддерживать внутри температуру +7°С, если арена простаивает, и до +25 во время матчей и других мероприятий.
Болеть, но не мерзнуть
Опирающаяся на восемь пилонов и трибунные сооружения раздвижная крыша в закрытом состоянии создаст на стадионе замкнутый тепловой контур, где даже в морозную погоду температура будет поддерживаться на уровне комфортных 22−25 градусов тепла.
Крыша пока только строится, и возведение ее оказалось весьма непростой инженерной задачей. Базовый проект сооружения создал японский архитектор Кисё Курокава. Когда смотришь на компьютерную модель стадиона на Крестовском острове, трудно не восхититься полетом фантазии и чувством прекрасного, присущим этому человеку из Страны восходящего солнца. Но выполнение его замысла с инженерной точки зрения представляет собой комплекс сложнейших математических расчетов и нестандартных технических решений. «Согласно проекту, крыша опирается как на бетонную чашу трибун, так и на наклонные пилоны (столбы), — объясняет Виталий Лазуткин, — однако пилоны сами по себе крышу удержать неспособны, требуется перераспределение нагрузки через систему вант. Рассчитать такую систему очень сложно».
После того как крыша спроектирована, ее надо собрать. Как собирать «парящую» над стадионом на высоте 42 м конструкцию, состоящую из многотонных блоков? Иностранные специалисты предлагали монтировать крышу на дне «чаши», а потом с помощью сверхмощных подъемников доставлять наверх. Но тут возникала проблема точности сборки и позиционирования. Российские инженеры решили, что крыша будет собираться там, где ей и предстоит находиться. Для этого на бетонных конструкциях трибун были воздвигнуты временные металлосооружения — ажурные опоры, на которых на высоте сборки построили по кругу арены специальный помост. По этой «дороге» с помощью домкратов поднятый наверх блок доставляют в точку сборки, где с максимальной точностью приваривают к основной конструкции. По окончании монтажа временные конструкции будут снесены, и останется лишь чаша стадиона под ажурной и кажущейся невесомой крышей.
Новый стадион в сравнительных цифрах
Вес металлических конструкций стадиона — 36 000 т, что равно 15 Эйфелевым башням. Вес конструкций крыши — 22 000 т, что соответствует весу 473 танков Т-90А. Площадь крыши стадиона — 71 000 квадратных метров, в три раза больше Красной площади. Объем бетона, использованного при строительстве, — 486 кубических метров, что в десять раз превышает количество бетона в знаменитом небоскребе Empire State Building.
Остается разобраться, каких таких технических чудес страна и Санкт-Петербург ждут уже восемь лет и будут ждать еще год с небольшим. Начнем, как это ни нелогично, с крыши. Неласковый климат Северной столицы с его дождями и влажными ветрами не очень располагает к зрелищам на открытом воздухе, особенно зимой и в межсезонье. Но если в холодное время года футбольные болельщики отправляются на «Петровский», одетые как на подледную рыбалку, то на трибунах нового стадиона кутаться им не придется. Крыша арены, собранная из ажурных металлических конструкций, будет раздвижной, и в непогоду она создаст над полем и трибунами замкнутый объем в 5 000 000 м3. Можно ли прогреть до комфортной температуры такую гигантскую массу воздуха? Да, климатические системы стадиона такую возможность получат, и пусть на улице стоит 20-градусный мороз, они будут поддерживать внутри температуру +7°С, если арена простаивает, и до +25 во время матчей и других мероприятий.
Болеть, но не мерзнуть
Опирающаяся на восемь пилонов и трибунные сооружения раздвижная крыша в закрытом состоянии создаст на стадионе замкнутый тепловой контур, где даже в морозную погоду температура будет поддерживаться на уровне комфортных 22−25 градусов тепла.
Крыша пока только строится, и возведение ее оказалось весьма непростой инженерной задачей. Базовый проект сооружения создал японский архитектор Кисё Курокава. Когда смотришь на компьютерную модель стадиона на Крестовском острове, трудно не восхититься полетом фантазии и чувством прекрасного, присущим этому человеку из Страны восходящего солнца. Но выполнение его замысла с инженерной точки зрения представляет собой комплекс сложнейших математических расчетов и нестандартных технических решений. «Согласно проекту, крыша опирается как на бетонную чашу трибун, так и на наклонные пилоны (столбы), — объясняет Виталий Лазуткин, — однако пилоны сами по себе крышу удержать неспособны, требуется перераспределение нагрузки через систему вант. Рассчитать такую систему очень сложно».
После того как крыша спроектирована, ее надо собрать. Как собирать «парящую» над стадионом на высоте 42 м конструкцию, состоящую из многотонных блоков? Иностранные специалисты предлагали монтировать крышу на дне «чаши», а потом с помощью сверхмощных подъемников доставлять наверх. Но тут возникала проблема точности сборки и позиционирования. Российские инженеры решили, что крыша будет собираться там, где ей и предстоит находиться. Для этого на бетонных конструкциях трибун были воздвигнуты временные металлосооружения — ажурные опоры, на которых на высоте сборки построили по кругу арены специальный помост. По этой «дороге» с помощью домкратов поднятый наверх блок доставляют в точку сборки, где с максимальной точностью приваривают к основной конструкции. По окончании монтажа временные конструкции будут снесены, и останется лишь чаша стадиона под ажурной и кажущейся невесомой крышей.
Новый стадион в сравнительных цифрах
Вес металлических конструкций стадиона — 36 000 т, что равно 15 Эйфелевым башням. Вес конструкций крыши — 22 000 т, что соответствует весу 473 танков Т-90А. Площадь крыши стадиона — 71 000 квадратных метров, в три раза больше Красной площади. Объем бетона, использованного при строительстве, — 486 кубических метров, что в десять раз превышает количество бетона в знаменитом небоскребе Empire State Building.
Газон уехал к солнцу
Второе главное чудо нового стадиона (в котором, кстати, не будет беговых дорожек) — это поле. В нем с виду нет ничего особенного — и размеры, и разметка, и газон у него будут стандартными. Вот только на время, пока на арене не будет матчей, поле станет… уезжать: закатываться под южную трибуну и выезжать с другой стороны стадиона, поближе к берегу залива. Зачем? Первая мысль, которая может прийти в голову неискушенному человеку, — переустройство арены для проведения концертов и фестивалей. И действительно, в «концертном» варианте поле арене не требуется, зато вместимость увеличивается на 16 000 зрителей. Но не это главное. Все дело в траве!
Газон футбольного поля, особенно в северных широтах, требует особого ухода. Его надо прогревать, поливать, дренировать и аэрировать. Но главное, газонной травке, как и любому растению, нужен свет для фотосинтеза. Чтобы обеспечить зрителям лучший обзор, стены «чаши» сделали достаточно крутыми, в результате чего света на поле попадает мало. Конструкции крыши тоже частично затеняют арену. Можно, конечно, периодически выкатывать на поле специальные фермы с лампами (как делают, например, на стадионе «Петровский»), но такая технология была признана архаичной и не соответствующей топовому уровню арены. Поле надо выкатывать за пределы стадиона под открытое небо, где больше света, да и за газоном ухаживать проще.
Чтобы поле уезжало и приезжало, оно должно представлять собой отдельную конструкцию. Это огромный короб («корыто»), дно которого формируют пересекающиеся металлические балки, а стены выполнены из бетона. Внутрь насыпается «пирог», то есть слои грунта, а поверх укладывается почва и высаживается газон. Весит все вместе 8000 т. Первоначально предполагалось, что эту огромную массу будут перемещать четыре гидравлические шагающие машины, но от этого пришлось отказаться: шагали машины целых восемь часов, при этом издавая сильный лязг и грохот. Теперь, согласно проекту, поле будет ездить на роликах под действием тянущих и толкающих домкратов. Тут надо понимать, что в любом случае «корыто» поля не будет при такой массе сверхустойчивым к тепловым и механическим деформациям. Поэтому, чтобы конструкцию не заклинило или чтобы она не развалилась по пути, придумано несколько технологических фишек. Во-первых, во время движения поле «поддувается». Благодаря воздушной подушке давление поля на опору снижается до 500 кг/м2 — тянуть и толкать его легче. Во-вторых, движением управляет система позиционирования, построенная на двух лазерах, светящих в продольном и поперечном направлениях. Если зафиксировано отклонение хотя бы на полмиллиметра, автоматика корректирует возникший крутящий момент в каждой из 38 точек приложения усилия от приводов. Поле уезжает под южную трибуну в специальную щель — пространство под балочным мостом из преднапряженных бетонных плит. Мост опирается на две линии опор, имеет длину 103 м и плановый прогиб 3 мм.
Предъявите ваш портрет
Стадион буквально насыщен хайтеком — здесь будет и огромное табло, и кабины комментаторов, куда обеспечат подачу изображения с десяти камер в реальном времени (трансляции идут с задержкой в несколько секунд), дата-центр для связи и обработки данных и многое другое. Особая забота проектировщиков — меры безопасности. В новом стадионе будет работать уникальная комплексная программа, позволяющая выявлять потенциально опасных зрителей и опознавать нарушителей. На входе каждого зрителя сфотографируют, его портрет «привяжут» к номеру билета или клубной карты, а также к номеру автомобиля, если болельщик прибыл на авто. Тут же будет проведена проверка зрителя на предмет его присутствия в розыске или «черном списке» буйных фанатов. При возникновении беспорядков на трибунах система видеонаблюдения зафиксирует лица зачинщиков, сопоставит их с фото из базы стадиона и тут же выдаст службе безопасности все данные на зрителя. Останется лишь задержать его. Весьма эффективными будут также системы пожарной сигнализации и пожаротушения — как на крыше, так и внутри чаши. Например, если разбуянившиеся болельщики устроят на трибунах файер-шоу, оно будет тут же потушено мощной струей воды. В руки службы безопасности эти ребята попадут изрядно «подмоченными».
Новый стадион, официального названия у которого до сих пор нет, будет стоять на возвышении на берегу Финского залива, как бы доминируя над дельтой Невы. Вместе с небоскребом Лахта-центра, о котором мы не так давно писали, он создаст ультрасовременный морской фасад Петербурга. Особо эффектно эта «парочка» сможет выглядеть в ночное время, когда на стены арены, облицованные светло-серыми алюминиевыми панелями, будут проецировать светодинамические композиции — как художественные, так и с информацией об основных событиях матча. Однако, для того чтобы эта красота не сбивала с толку капитанов и лоцманов идущих в Неву кораблей, придется переделать систему навигационных огней. Но город решил, что оно того стоит.
Второе главное чудо нового стадиона (в котором, кстати, не будет беговых дорожек) — это поле. В нем с виду нет ничего особенного — и размеры, и разметка, и газон у него будут стандартными. Вот только на время, пока на арене не будет матчей, поле станет… уезжать: закатываться под южную трибуну и выезжать с другой стороны стадиона, поближе к берегу залива. Зачем? Первая мысль, которая может прийти в голову неискушенному человеку, — переустройство арены для проведения концертов и фестивалей. И действительно, в «концертном» варианте поле арене не требуется, зато вместимость увеличивается на 16 000 зрителей. Но не это главное. Все дело в траве!
Газон футбольного поля, особенно в северных широтах, требует особого ухода. Его надо прогревать, поливать, дренировать и аэрировать. Но главное, газонной травке, как и любому растению, нужен свет для фотосинтеза. Чтобы обеспечить зрителям лучший обзор, стены «чаши» сделали достаточно крутыми, в результате чего света на поле попадает мало. Конструкции крыши тоже частично затеняют арену. Можно, конечно, периодически выкатывать на поле специальные фермы с лампами (как делают, например, на стадионе «Петровский»), но такая технология была признана архаичной и не соответствующей топовому уровню арены. Поле надо выкатывать за пределы стадиона под открытое небо, где больше света, да и за газоном ухаживать проще.
Чтобы поле уезжало и приезжало, оно должно представлять собой отдельную конструкцию. Это огромный короб («корыто»), дно которого формируют пересекающиеся металлические балки, а стены выполнены из бетона. Внутрь насыпается «пирог», то есть слои грунта, а поверх укладывается почва и высаживается газон. Весит все вместе 8000 т. Первоначально предполагалось, что эту огромную массу будут перемещать четыре гидравлические шагающие машины, но от этого пришлось отказаться: шагали машины целых восемь часов, при этом издавая сильный лязг и грохот. Теперь, согласно проекту, поле будет ездить на роликах под действием тянущих и толкающих домкратов. Тут надо понимать, что в любом случае «корыто» поля не будет при такой массе сверхустойчивым к тепловым и механическим деформациям. Поэтому, чтобы конструкцию не заклинило или чтобы она не развалилась по пути, придумано несколько технологических фишек. Во-первых, во время движения поле «поддувается». Благодаря воздушной подушке давление поля на опору снижается до 500 кг/м2 — тянуть и толкать его легче. Во-вторых, движением управляет система позиционирования, построенная на двух лазерах, светящих в продольном и поперечном направлениях. Если зафиксировано отклонение хотя бы на полмиллиметра, автоматика корректирует возникший крутящий момент в каждой из 38 точек приложения усилия от приводов. Поле уезжает под южную трибуну в специальную щель — пространство под балочным мостом из преднапряженных бетонных плит. Мост опирается на две линии опор, имеет длину 103 м и плановый прогиб 3 мм.
Предъявите ваш портрет
Стадион буквально насыщен хайтеком — здесь будет и огромное табло, и кабины комментаторов, куда обеспечат подачу изображения с десяти камер в реальном времени (трансляции идут с задержкой в несколько секунд), дата-центр для связи и обработки данных и многое другое. Особая забота проектировщиков — меры безопасности. В новом стадионе будет работать уникальная комплексная программа, позволяющая выявлять потенциально опасных зрителей и опознавать нарушителей. На входе каждого зрителя сфотографируют, его портрет «привяжут» к номеру билета или клубной карты, а также к номеру автомобиля, если болельщик прибыл на авто. Тут же будет проведена проверка зрителя на предмет его присутствия в розыске или «черном списке» буйных фанатов. При возникновении беспорядков на трибунах система видеонаблюдения зафиксирует лица зачинщиков, сопоставит их с фото из базы стадиона и тут же выдаст службе безопасности все данные на зрителя. Останется лишь задержать его. Весьма эффективными будут также системы пожарной сигнализации и пожаротушения — как на крыше, так и внутри чаши. Например, если разбуянившиеся болельщики устроят на трибунах файер-шоу, оно будет тут же потушено мощной струей воды. В руки службы безопасности эти ребята попадут изрядно «подмоченными».
Новый стадион, официального названия у которого до сих пор нет, будет стоять на возвышении на берегу Финского залива, как бы доминируя над дельтой Невы. Вместе с небоскребом Лахта-центра, о котором мы не так давно писали, он создаст ультрасовременный морской фасад Петербурга. Особо эффектно эта «парочка» сможет выглядеть в ночное время, когда на стены арены, облицованные светло-серыми алюминиевыми панелями, будут проецировать светодинамические композиции — как художественные, так и с информацией об основных событиях матча. Однако, для того чтобы эта красота не сбивала с толку капитанов и лоцманов идущих в Неву кораблей, придется переделать систему навигационных огней. Но город решил, что оно того стоит.
Олег Макаров
Статья «Арена для гранд-футбола» впервые опубликована в №2 (148), февраль 2015.
http://www.popmech.ru/technologies/54946-arena-dlya-grand-futbola/#full
Статья «Арена для гранд-футбола» впервые опубликована в №2 (148), февраль 2015.
http://www.popmech.ru/technologies/54946-arena-dlya-grand-futbola/#full
