Общие вопросы / бюро ГИПов / Унификация в промышленной архитектуре: с чего все начиналось?  (Прочитано 212 раз)

Оказывается, типовое проектирование в промышленности зародилось 300 лет назад. Американская модель проектирования победила немецкую и  в итоге американское проектное бюро спроектировали более 500 заводов в СССР.

Явление унификации* как приведение к единообразной системе или форме сегодня охватило разные сферы деятельности человека, в том числе архитектуру и строительство. Здесь унификация предполагает установление целесообразной однотипности объемно-планировочных параметров зданий, сооружений и их конструкций в целях получения минимума типоразмеров строительных изделий, обеспечения их взаимозаменяемости и массового заводского изготовления.

Промышленная архитектура как самостоятельная область зодчества сформировалась относительно недавно, она существует немногим более 300 лет. Ко времени ее появления в XVIII в. уже имело место использование отдельных подходов в объединении размеров конструктивных и архитектурных элементов при проектировании гражданских, прежде всего жилых, зданий. Известно, что в петровскую эпоху можно было купить сборные деревянные жилые дома. В Москве, например, специальный рынок для их продажи существовал у стен Белого города. Сборное строительство достаточно широко применялось в военной архитектуре при возведении фортификационных сооружений. Еще в XVI в. во время осады Казани Свияжская крепость как плацдарм для захвата города была в разобранном виде сплавлена по реке Волге и собрана за один месяц. Сборность строительства и повторяемость объемно-планировочного решения построек предполагали определенную унификацию. Так что промышленная архитектура пришла уже на подготовленную почву и не явилась здесь первооткрывателем. Однако именно с нее началась настоящая унификация в строительстве.

Первыми промышленными постройками стали многоэтажные производственные корпуса, использующие внутренний каркас и несущие стены, а в дальнейшем перешедшие на полно-каркасное решение.


Рис.1. Первые промышленные постройки. Великобритания.

Объекты производства возводились и до XVIII в., однако самостоятельную область зодчества не формировали, поскольку были рассчитаны только на систему человека и своими архитектурными элементами соизмерялись с ним, несмотря на используемые механизмы, порой достаточно масштабные.

Принципиальным отличием новой, промышленной области архитектуры стала ориентация объемно-пространственного построения объекта сразу на две системы – машины и человека, при этом тон задавала именно система машины.

Внутренние пространства зданий были избавлены от перегородок, предлагали общий просторный зал, повторенный на всех этажах и предназначенный для размещения машин.


Рис.2. Интерьер фабричного здания. Великобритания.

Расстановка станков определяла параметры пролетов и шагов, а однотипность машин способствовала определенной унификации. Строились многоэтажные корпуса, у которых пролеты и шаги внутренних колонн различались в пределах этажа в зависимости от используемых машин. Однако уже в «пионерный период» становления промышленной архитектуры стало ясно, что стандартизировать пролеты и шаги – это перспективный путь при проектировании фабрик.

Значительной подвижкой в деле развития унификации стало освоение полно-каркасной конструктивной системы – ее практически одновременно создали в Европе и США. В европейской практике первыми зданиями с использованием полного каркаса стали: во Франции складские здания Санкт-Куин Докс в Париже, 1864–1865 гг. и шоколадная фабрика Менье в Нойзел-сур-Марне, 1869–1872 гг. (архит. Дж. Сулниер); в Великобритании кузница Боатхаус на территории морских доков в Ширнесси, 1858–1860 гг. (инж. К. Грин).


Рис.3. Кузница Боатхаус. Ширнесси, Великобритания.

В США полный каркас из чугунных элементов был впервые применен в литейной мастерской в Нью-Йорке, 1849 г.  (инж. Дж. Богардус), типографиях Сан-Айрон Билдинг в Балтиморе и Харпер и Бразос в Нью-Йорке, 1850–1854 гг. (инж. Дж. Богардус, архит. Р. Хатфилд и Дж. Корлис) [1, c. 286–288; 2, c. 133–136].


Рис.4. Литейная мастерская. Нью-Йорк, США.

Особенно ценным был опыт США. Здесь инженеры Д. Баджер и Дж. Богардус совместили полно-каркасную систему со сборным строительством, все конструктивные элементы многоэтажного производственного здания отливались из чугуна, был разработан сортамент изделий, набор которых позволял смонтировать фабрику, включая и элементы фасадного декора.


Рис 5. Полно-каркасные фабричное здание из чугунных элементов. Нью-Йорк, США.

Рассчитывалось на повторное использование всех деталей – можно было разобрать фабрику, чему способствовало болтовое соединение конструкций, а затем возвести ее на новом месте [3, c. 82]. Однако в истории не известно ни одного случая реализации этого замысла на практике. Тем не менее без унификации составляющих фабричное здание элементов при таком подходе было не обойтись, и эта унификация была достаточно широкой. В то же время все ограничивалось рамками одной фирмы, которая проектировала и производила конструктивные элементы. Вне деятельности одного производителя основная масса фабричных зданий по-прежнему возводилась с малой долей типовых и стандартизированных элементов.

В начале XX в. с расширением промышленного производства стала складываться практика проектирования стандартных зданий, пригодных для использования в отдельных отраслях промышленности. Особенные успехи здесь демонстрировал американский опыт. Фирма Аустин Компани в Кливленде в 1914 г. стала производить десять видов одноэтажных корпусов, позволяющих размещать в них широкий спектр производств машиностроительной промышленности – от ламп до локомотивов.


Рис.6. Стандартное здание фирмы Аустин Компани.  США.

В дальнейшем идея стандартного корпуса была воплощена во всех типах зданий. Такие здания имели металлический каркас, полную сборность всех элементов и выпускались серийно [4]. К преимуществам экономического характера неожиданно для типового строительства добавилось преимущество в создании внешнего вида – распространение стандартных зданий гарантировало определенный уровень профессионализма в проектном решении, что стало своего рода препятствием к возведению объектов плохого качества как в техническом, так и в художественном плане.

Процесс настоящей унификации начался с внедрением поточно-конвейерной системы организации труда. Эта система, как известно, была апробирована в США на одном из заводов Г. Форда в 1908 г., а в дальнейшем внедрена на всех его предприятиях, что и дало название системе «фордистская». Использование конвейера позволяло ускорить процесс производства, использовать рабочую силу невысокой квалификации, упростить процесс контроля оплаты труда (вместо сдельной оплаты ввести повременную), обеспечить постоянное качество продукции. Особенно широко стала практиковаться поточно-конвейерная система в США и Германии.  

Дальнейшее развитие унификации в период между Первой и Второй мировыми войнами было инициировано двумя факторами. С одной стороны, потребностью массового строительства новых промышленных предприятий, способных обеспечить выполнение в том числе и военных заказов, с другой – перенесением конвейерного способа производства на процесс проектирования и строительства. Два разных подхода, европейский и американский, начали соревнование за лидерство в мировой практике.

В Европе тон задавала Германия. Немецкие проектировщики подходили с позиций крайне жесткой экономии: каждый пролет в цехах рассчитывался индивидуально, рассматривались крановые нагрузки, условия эксплуатации с тем, чтобы не допустить перерасхода материалов на конструктивные элементы. Как отмечалось в печати того времени, благодаря очень «точным расчетам и экономному конструированию деталей» немецкие проектировщики как будто стремились «…сделать из того же количества металла не одну, а две конструкции».


Рис.7. Разрез промышленного корпуса – европейский подход. Германия.

Этот подход был распространен и в отечественной практике. В СССР в 1920–1930-х гг. не было единых стандартов на строительные параметры промышленных зданий, отсутствовала модульная координация размеров отдельных частей зданий, проектные решения принимались по месту. Пролет и шаг колонн каркаса задавались в каждом конкретном случае исходя из крановых нагрузок и несущей способности деревянных, металлических или бетонных конструкций, шаг мог составлять 4,5; 5,0; 5,2; 5,5 м [6].  Расстановка колонн увязывалась с расстановкой оборудования, что, как правило, делал технолог. К выполнению проекта цеха требовалось привлечение большого числа специалистов, которых в то время очень не хватало. Вот как описывался процесс проектирования: «…вопросы перекрытия дебатируются целыми коллективами разнородных специалистов…».

В США подход был другой –  принимался усредненный, единый, причем крупноразмерный пролет или группа пролетов, введена была его кратность трем метрам (12, 15, 24 м).


Рис.8. Универсальные пролеты –  американский подход, Форд Моторс, Диаборн, США.

Вместо борьбы за экономию материалов в каждом пролете упор делался на сокращение расходов времени и трудозатрат на проектирование и монтаж за счет использования типовых элементов, типовых приемов сборки, типовых машин и механизмов. Это допускало перерасход материалов, но в итоге такая практика была экономичней. Существенно сокращались сроки разработки проекта, можно было использовать готовые схемы и узлы, к работе привлекалось значительно меньшее количество специалистов, что, конечно, экономило материальные затраты. Кроме того, возводить здание из стандартных элементов было выгоднее и дешевле, не требовались ни большие приобъектные склады, ни охрана этих складов, ни работники, которые на площадке должны были разбираться с разными строительными элементами и руководить процессом возведения корпусов. Процессы проектирования и строительства требовали меньшего участия высококвалифицированных специалистов, что напрямую отражалось на сметной стоимости и нивелировало перерасход средств на материалы для пролетов, где конструкции закладывались излишне больших размеров.

Сравнивая обе практики, можно сделать вывод, что в основе различий европейского и американского опыта лежал ключевой вопрос – взгляд на производственное пространство, его организацию. Европейские специалисты рассматривали промышленный цех, корпус как пространство для механизмов, в лучшем случае для конкретного процесса, а американские – как универсальное пространство, пригодное для разных процессов. Отсюда и положение архитектора в процессе проектирования: в европейской практике технолог определял пространство, он расставлял колонны в цеху в зависимости от технологии производства; в американской практике главным стал архитектор, он задавал универсальное пространство, в которое затем мог вписываться относительно беспроблемно любой процесс.

2 часть (?)

Путь унификации, выбранный американскими специалистами, распространился на процесс проектирования промышленного здания. Проект как бы собирался поточно-конвейерным способом из готовых узлов и деталей.


Рис.9. Кузнечный цех Крайслер Корпорэйшн, Детройт, США.

Типовым в проекте было всё – фермы, балки, колонны, фундаменты, окна, ворота, фонари, двери, душевые кабины и проч. Строительные конструкции подбирались по каталогам, из них складывались, как бы конструировались отдельные цеха, а те в свою очередь по опять же стандартным схемам компоновали завод. Была разработана система стандартов на чертежи: на листах планы, разрезы, фасады размещались в строгой последовательности, в стандартных масштабах, листы маркировались особым образом так, чтобы их легко было читать, а любую деталь найти. Была введена буквенная и числовая маркировка осей на чертежах, стандартный штамп, который сводил все листы проекта в единую систему. Все это упрощало проектную документацию и процесс ее разработки, давало возможность существенно сократить сроки проектирования и строительства: вместо 4–6 месяцев на разработку проекта завода – 2–3 недели, вместо 1,5–2 лет на возведение и монтаж – 3–5 месяцев.

Особая роль в продвижении унификации производственных зданий принадлежит известному американскому промышленному архитектору Альберту Кану, который создал свою проектную компанию Albert Kahn Associates, Inc., где и разрабатывались практически все заводы Г. Форда, а также автомобильные и машиностроительные заводы для ряда фирм  – Дженерал Моторс, Шевроле, Олдмобиль, Кадиллак, Паккард, Гудзон, Крайслер. Фирма А. Кана выполняла в 1939 г. 19% всех архитектурных заказов в США, и именно к опыту этой фирмы обратилось молодое советское государство, начиная крупномасштабное строительство заводов в период индустриализации страны. В 1929 г. был заключен договор на проектирование Сталинградского тракторного завода, а в 1930 г. – договор о сотрудничестве и технической помощи, согласно которому фирма Albert Kahn Associates, Inc. стала главным консультантом советского правительства в области промышленного строительства. Результатом этого контракта явились проекты более 500 заводов, выполненные американскими и под их руководством отечественными специалистами, а также обучение большого числа наших проектировщиков.


Рис.10. Челябинский тракторный завод, механосборочный цех, СССР.

Около 4,5 тыс. человек прошли за три года деятельности фирмы А. Кана в СССР школу промышленного проектирования. Кроме того, организация проектного дела, структура и постановка работы были положены в основу отечественных проектных институтов, и эта практика сохранилась до наших дней. Заимствование передового зарубежного опыта было грамотным государственным решением советского правительства, позволившим осуществить «стремительный прыжок в индустриально развитое будущее» [6, с. 172].

Особо следует остановиться на подходе к решению художественных вопросов промышленного проектирования при широкомасштабном внедрении унификации. Тут наши специалисты испытывали большие трудности. Воспитанные на архитектурных традициях дореволюционной России советские проектировщики преувеличивали творческую составляющую, стараясь избегать повторения и готовых схем, они стремились постоянно искать новый облик зданий. Это шло вразрез  с американской практикой, где по сути творчество в привычном для нас понимании было заменено инженерным конструированием. Фасады промышленных корпусов выполнялись не полностью и достаточно условно, на них ставились номера деталей окон и проемов, показывалось их открывание, способ раскладки панелей и проч.


Рис.11. Чертеж фасада промышленного корпуса, проект американских специалистов для Харьковского тракторного завода.

Привычных для нас чертежей с фасадами, демонстрирующими здание, его внешний вид, не было. Однако при таком прагматичном подходе именно заводы Г. Форда стали образцами промышленной архитектуры ХХ в., и именно их известный художник Д. Ривера назвал восьмым чудом света.


Рис.12. Стекольный завод  Форд Моторс, Диаборн, США.

После Второй мировой войны американский подход к проектированию производственных корпусов одержал безоговорочную победу, он распространился в европейских странах, в том числе и в Германии. И основной причиной этого была широкомасштабная унификация, преимущества которой уже не оспаривались в промышленном проектировании.


Рис.13. Унификация промышленных объектов в БССР – Брестский промышленный узел.


Рис.14 Пример тотальной унификации – Томсон оптоэлектроник, Франция, арх. Ренцо Пиано Асс. Все функционально разные пространства собраны всего из двух типов модулей.

Вторая половина ХХ в. стала временем развития унификации практически всеми развитыми странами мира и в области гражданского строительства.

Сегодня тотальная унификация производственного пространства является тенденцией развития промышленной архитектуры [8]. Эта тенденция ломает отраслевые рамки, и можно предположить, что так долго существовавшее разделение промышленной архитектуры по отраслям, на основе которого развивалась теория и практика промышленного строительства, перестанет существовать. Объекты всех отраслей должны будут представлять собой унифицированное пространство, где смогут размещаться различные по содержанию процессы. Следует отметить, что предположение об исчезновении отраслевых рамок в промышленной архитектуре выдвигалось ранее некоторыми исследователями, однако оно не обосновывалось и было бездоказательным.

Отсутствие отраслевой специализации в промышленной архитектуре упростит процесс проектирования объектов (необходимо особо отметить, что упростит не сами объекты, а именно процесс их разработки), значительно сократит количество требуемой нормативной технической документации, расширит возможности использования унифицированных архитектурно-строительных элементов и узлов.

Тотальная унификация производственного пространства предполагает следующий принцип его построения: минимальное старение формирующих пространство компонентов при максимальной подвижности их организационной системы в целом. В производственных зданиях и сооружениях формирующими пространство компонентами являются несущие и ограждающие конструкции, объемные блок-модули, блок-секции, блок-комнаты; в предприятиях и промышленных районах – производственные корпуса и здания, технические сооружения, транспортные и инженерные коммуникации. Именно они должны иметь минимальный ресурс морального старения. В то же время способ их взаимосвязи в одно целое должен отличаться подвижностью (мобильностью) и гибкостью.

Унификация производственного пространства взаимосвязана с некоторыми другими тенденциями, определяющими современное развитие объектов промышленной архитектуры. К ним относится адекватность производственного пространства не производственному процессу, а его будущим изменениям, а также отсутствие приоритетности в распространении типов объектов, допускаемость всех возможных форм. Сегодня развитие типа промышленного здания в его же границах исчерпало себя так же, как ранее исчерпало себя развитие типа в пределах отдельной отрасли. Изменился механизм формирования типа. Если вначале тип складывался для одного процесса конкретной технологии, далее — для многих процессов конкретной технологии, то сейчас механизмом формирования является выход и за конкретную технологию. Эта тенденция определяет объемно-планировочное решение объекта как развивающуюся структуру. В этом русле будут развиваться существующие типы и их разновидности, а также возможные новые типы, число которых в соответствии с закономерностями развития промышленной архитектуры останется ограниченным [8]. Поэтому разработка приемов повышения гибкости, универсальности пространства для всех типов объектов промышленной архитектуры становится приоритетным направлением в проектно-строительной практике. Причем в соответствии с тенденцией тотальной унификации производственного пространства гибкость должна обеспечиваться за счет совершенствования и усложнения системы, а не ее составляющих.

Таким образом, унификация сегодня прочно вошла в промышленное проектирование и строительство. Она имеет свою историю становления, определяет современную практику и, что особенно важно, участвует в определении путей будущего развития промышленной архитектуры.

Литература

Pevsner, N. A history of building types / N. Pevsner. – London: Thames and Hudson, 1976. – 352 p.
Bradley, B. H. The Works: the industrial architecture of the United States / B. H. Bradley. – NY, Oxford: Oxford University Press, 1999. – 347 p.
Frampton, K. Labor, work and architecture: collected essays on architecture and design / K. Frampton. – NY: Rhaidon Press, 2002. – 352 p.
Чертежи и описание стандартных зданий, 1921–25 гг. // Архив компании Аустин. – Фонд «Стандартное здание». – Д. 12. 2.
Дзержкович. Американская проектировка железных конструкций. Автосборочная в Москве // Строительство Москвы. – 1930. – № 2. – С. 3–4.
Меерович, М.Г. Фордизм и постфордизм. Альберт Кан и Эрнст Май: США и Германия в борьбе за советскую индустриализацию / М.Г. Меерович // Постфордизм: концепции, институты, практики / под ред. М.С. Ильченко, В.С. Мартьянова. – М.: Политическая энциклопедия, 2015. – 279 с.
Ильинский, Н. Взять все лучшее из американского проектирования // Строительство Москвы. – 1931. – № 11. – С. 26.
Морозова, Е.Б. Эволюция промышленной архитектуры / Е.Б. Морозова. – Минск: БНТУ, 2006. – 240 с.

Источник: Журнал «Архитектура и строительство», www.smp.by

🫵 А ВЫ прислали письма для Архива разъяснений стройотрасли?!
Ждем ваших писем-разъяснений от МАиС, Стройтехнорм, Экспертизы, МЧС, БСЦ, РНТЦ и т.д. для наполнения  разрабатываемого Архива писем-разъяснений стройотрасли.