B Городской оперный театр Аодзи

Введение в оперный театр со стальными конструкциями

Использование стальных конструкций в оперных театрах, хотя и не всегда является основным материалом для самых знаковых архитектурных сооружений, играет решающую роль в их строительстве и проектировании. Хотя такие известные оперные театры, как Сиднейский оперный театр, больше известны своим инновационным использованием бетона, сталь является важнейшим компонентом для создания масштабных, открытых и структурно сложных проектов, характерных для современных сценических площадок.

Основные области применения стали в строительстве оперных театров

Фундамент и подземная конструкция: В таких проектах, как Оперный театр Осло, стальные сваи используются для создания глубоких фундаментов, обеспечивая устойчивое основание в сложных грунтовых условиях. В Копенгагенском оперном театре также использовались стальные компоненты для фундамента и подземной конструкции.

Конструкции кровли: Сталь идеально подходит для создания больших пролетов без необходимости установки внутренних колонн. Например, консольная крыша Копенгагенского оперного театра представляет собой закрытый стальной короб, обеспечивающий исключительную жесткость и позволяющий создавать обширные открытые пространства фойе внизу. Аналогичным образом, крыша главной сцены Оперного театра Осло опирается на стальную конструкцию.

Каркас конструкции: Сталь используется для создания общего каркаса здания, обеспечивая прочность, долговечность и способность выдерживать большие нагрузки. Это включает в себя основной каркас здания, а также внутренние конструкции, такие как сцена и такелаж.

Специализированные компоненты: Сталь также используется для изготовления множества специализированных элементов, таких как гидравлические подъемные опоры для оркестровых ям, натяжные узлы для перекрытий, а также балки и фермы, поддерживающие балконы и другие архитектурные элементы.

Преимущества стали в большепролетных зданиях

Использование стали в большепролетных зданиях, таких как оперные театры, дает архитекторам и инженерам ряд ключевых преимуществ:

Высокое соотношение прочности и веса: сталь невероятно прочна для своего веса, что позволяет использовать более легкие фундаменты и более эффективно использовать материалы.

Большие пролеты: прочность и пластичность стали позволяют создавать большие, открытые, свободные пространства, что особенно важно для зрительных залов, сцен и фойе. Это часто достигается использованием стальных пластинчатых балок или ферм.

Гибкость проектирования: сталь — универсальный материал, которому можно придавать сложную и инновационную форму. Это позволяет архитекторам воплощать в жизнь уникальные и амбициозные проекты, которые было бы сложно или невозможно реализовать с помощью других материалов.

Скорость строительства: многие стальные элементы изготавливаются заранее вне строительной площадки, что значительно сокращает время строительства и трудозатраты на месте.

Долговечность и стойкость: сталь устойчива к ряду факторов окружающей среды, включая вредителей, и при правильной обработке может быть защищена от коррозии. Она также хорошо выдерживает динамические нагрузки, например, вызванные ветром и сейсмической активностью.

Ключевые задачи и инженерные решения

Строительство оперного театра из стали не лишено сложностей, связанных, прежде всего, с весьма специфическими требованиями концертной площадки.

1. Акустика: главная задача

Сталь — материал с высоким уровнем резонанса. При неправильном обращении стальная конструкция может вибрировать, звенеть и передавать нежелательный шум от метро, транспорта и даже от собственных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) в идеальное акустическое пространство зрительного зала.

Решение: Конструкция «Коробка в коробке». Это золотой стандарт. Главный зрительный зал строится как структурно отдельная «коробка» (часто из бетона и дерева), расположенная внутри основной стальной конструкции. Она акустически изолирована с помощью специальных неопреновых или резиновых прокладок, создающих буфер, препятствующий передаче вибраций.

2. Огнезащита:

Сталь теряет свою структурную целостность при высоких температурах. В крупных общественных зданиях, таких как оперный театр, противопожарная защита имеет первостепенное значение.

Решения:

Вспучивающаяся краска: покрытие, которое разбухает при нагревании, образуя изолирующий слой.

Напыляемая огнезащита: цементный или волокнистый материал, напыляемый непосредственно на сталь.

Оболочка: закрытие стальных колонн и балок бетоном или огнестойким гипсокартоном.

3. Тепловые мосты:

Сталь — отличный проводник тепла, что означает, что она может создавать «мост» для отвода тепла зимой или проникновения летом, что приводит к снижению энергоэффективности и образованию конденсата.

Решение: Тепловые размывы. Теплоизоляционные материалы стратегически размещаются, чтобы нарушить непрерывный путь стали изнутри наружу ограждающей конструкции здания.