В статье авторы демонстрируют результаты работы над проектом, направленным на повышение комфорта жизни людей, работающих в суровых условиях полярного края, при помощи современных технологий.
Ключевые слова: лазерная резка, жилой модуль, Арктика, архитектурный макет, складной механизм, складная мебель.
В современном мире Арктика — это источник нефти, газа и других полезных ископаемых. Это сырьевой полигон и потенциальное место для жизни. Стремительное развитие российского Севера сопровождается проблемой создания комфортных условий для проживания. Но создать там инфраструктуру непросто.
В условиях сурового климата классическая стройка затруднительна, а транспортировка строительных материалов дорогостоящая. Поэтому, в настоящее время, вопрос практичного и недорогого жилья для работников северных регионов актуален как никогда раньше. В работе будет рассмотрен один из вариантов решения такой проблемы, а именно: разработка конструкции складного передвижного модуля и изготовление его демонстрационного макета с использованием лазерного станка.
При работе над конструкцией учитывались следующие моменты: климатические условия, особенности грунта в данной местности, сложности транспортировки, особенности эксплуатации жилья, жилищные нормы и санпины.
Подходящая форма для модуля подбиралась довольно долго. При работе над эскизами будущей конструкции были изучены жилища коренных народов, проанализировано множество современных архитектурных форм, климатические особенности местности. После более глубокого погружения в данную тему и учета всех озвученных факторов, получился эскиз жилого модуля (рисунок 1). Данная модель представляет собой прямоугольный параллелепипед, что сильно упрощает ее транспортировку, а после установки на выбранную местность, механизм приводит в движение часть корпуса дома, что увеличивает его площадь.
Рис. 1. Эскиз будущей конструкции
В качестве складного механизма используется откидная стенка со встроенными перегородками, которые в сложенном виде размещаются в основной части модуля. Такая система позволила расширить полезную площадь примерно на треть. Система основывается на использовании реечной передачи, приводимой в действии двигателем или вручную.
Рис. 2. Схематичное изображение линейного привода
После того, как был выбран внешний вид конструкции и принцип ее работы, предстояло продумать внутреннее устройство модуля и системы жизнеобеспечения. Модуль рассчитан для комфортного размещения 3-х человек. Основное пространство модуля — зона общего пользования, где располагается кухня, основные системы хранения, рабочая зона, санузел и техническое помещение. В откидной части располагается спальня. Под полом расположен снегоплав, резервуар для воды и коммуникации, необходимые для водоснабжения и водоотведения. Для обеспечения модуля энергией планируется использование мини-теплоэлектростанции по прототипу советской АТЭС «Елена». В дополнение, планируется установка модуля солнечной батареи на раздвижной части конструкции. Модуль транспортируется в сложенном виде, солнечные панели при этом будут спрятаны внутри и как следствие защищены от повреждений.
Для наглядности была сделана подробная 3D-модель в программе Tinkercad, где показаны габариты, общие черты корпуса, примерное расположение мебели.
Рис. 3. 3D-модель модуля в программе Tinkercad
Макет модели изготавливался из дерева и оргстекла при помощи лазерного станка. Лазерный станок работает в двухмерном пространстве и для его корректной работы нужно выполнить развертку необходимых для макета деталей на плоскости, опираясь на 3D-модель с учетом всех заданных размеров и параметров. Для этих задач был выбран бесплатный графический векторный редактор Inkscape. После создания развертки она была загружена в программу RDWorks для подготовки к резке.
Основной материал макета — древесина 4мм. Чтобы придать крыше макета округлую форму была использована технология гибкой резки. После резки детали были обработаны наждачной бумагой, склеены и покрашены.
Рис. 4. Работа над макетом. Подготовка деталей к резке
Рис. 5. Работа над макетом. Обработка деталей
Рис. 6. Прототип. Каркас модуля
Рис. 7. Прототип. Модуль в сборе, вид спереди
Рис. 8. Прототип. Модуль в сборе, вид сбоку
В дальнейшей перспективе планируется разработать встроенную мебельную систему для модуля, больше уделить внимания системам жизнеобеспечения. Пока акцент был сделан на форму и складной механизм. Предполагается, что мой модуль обеспечит более комфортные условия жизни для работников Арктики при небольших затратах. Данная конструкция может использоваться как часть модульной системы в рамках научных экспедиций, баз геологоразведки, а также автономно для временного проживания в труднодоступных местах, где нет необходимости строить поселения. Проект позволяет решить проблемы с жильём людей, работающих в отдаленных северных районах.
Литература:
- Пивнева Е.А Этнологические знания о народах севера, для народов севера/Пивнева Е. А. — М.: Изд — во Институт этнологии и антропологии Российской акад. наук, 2012.- 24 с.
- Бойко В. И., Кошелев В. П. Ядерные технологии в различных сферах человеческой деятельности. Издательство ТПУ , 2006. С. 116–117.
- Отчет о научно-исследовательской работе по теме «Разработка подпрограммы государственной программы Российской Федерации “Экономическое и социальное развитие Арктической зоны Российской Федерации на 2011–2020 годы” в Республике Саха (Якутия)» // http://www.sakha.gov.ru/en/node/65700
- Шютц М. Презентация компании BAE Batterien GmbH в докладах Международной научно практической конференции «Возобновляемая энергетика в изолированных системах Дальнего Востока России», 28 июня 2013 г., Якутск
- Пилясов А. Н. Контуры стратегии развития Арктической зоны России // Арктика: экология и экономика. — 2011. — No 1. — С. 38–47.
- Почему Арктика важна для России? http://www.popmech.ru/article/-pochemu-arktika-vazhna-dlya-rossii/photo
- Лазерная техника и технология. В 7 кн. Кн. 4. Лазерная обработка неметаллических материалов. А. Г. Григорьянц, А. А. Соколов. — М.: Высш. шк, 2011–192 с.
- https://domoticzfaq.ru/instruktsiya-na-lazernyy-stanok-zerder-5030-mini/
- https://winlaser.ru/put-dzhedaya/nastroyka-lazernogo-stanka-6040.html
