Главная / Стадион с вантовой кровлей: «Волгоград Арена»

Стадион с вантовой кровлей: «Волгоград Арена»

Об уникальной кровле стадиона «Волгоград Арена» в рамках Международного Симпозиума «Текстильные крыши» — 2018 рассказал Иван Урошлев, генеральный директор ООО «Маффейс Инжиниринг». 

«Волгоград Арена» — футбольный стадион международного класса, построенный в Волгограде к чемпионату мира по футболу 2018 года. Сооружение возведено на месте бывшего Центрального стадиона, на берегу Волги у подножия Мамаева Кургана. «Волгоград — Арена» примет матчи Чемпионата мира по футболу-2018, после чего будет переименован в «Победу» и станет домашним стадионом футбольного клуба «Ротор»

Главной особенностью стадиона стала вантово-мембранная кровля, аналогов которой нет в России. Общая длина стальных тросов вантовой системы над трибунами болельщиков составляет около 7км, а сверху натянута эластичная мембрана площадью около 74000м2. Бело-голубая кровля выполнена из двух видов материала – полимерного материала ЭТФЭ для козырька над кромкой поля и для кровли над фойе, и девятислойной ПВХ-мембраны немецкого производства для основной части кровли.

Так как эта конструкция является уникальной, то для нее были разработаны специальные технические условия и особый план производства работ, включающий поэтапное возведение, начиная с фасада, который представляет собой металлическую решетку, спроектированную по принципу гиперболоида Шухова. Разработка проекта включала в себя обязательную продувку макета в аэродинамической трубе. Для поиска оптимальной формы оболочек был произведен расчет нагрузок и составлена расчетная модель. Каждый отдельный элемент конструкции — металлический профиль или вантовая ферма — были специально подобраны и проверены.

Каждая стадия монтажа была смоделирована в фирменной программе Maffeis для того чтобы оценить монтажные нагрузки на каждой стадии возведения. После того, как был готов фасад, начались работы по монтажу  кровли над фойе. Таким образом конструкция получилась замкнута снаружи и монтажники оказались готовы к следующему этапу — большого подъему тросовой системы.

Каждый трос вантовой фермы — а их было 88! — натягивался отдельно с помощью прядевых домкратов. После возведения всех металлических конструкций был начат монтаж мембранной оболочки.

Стоит упомянуть, что сначала концепция была другой. Предполагалось, что козырек над полем будет сделан из поликарбоната, а остальная часть кровли — из ПВХ-мембраны. Однако учитывая ряд особенностей поликарбоната и отрицательный опыт эксплуатации ранее построенных спортивных объектов, было решено отказаться от применения этого материала. В итоге в качестве материала для кровли над козырьком была предложена однослойная ЭТФЭ-мембрана. Материал имеет высокую прочность, устойчив к атмосферным воздействиям, а также способен самоочищаться – он не притягивает пыль, не впитывает влагу, а дождевая вода стекает каплями, одновременно очищая покрытие. Для комфорта зрителей применялась светопроницаемая мембрана белого и голубого цветов – она задерживает ультрафиолетовое излучение, не снижая общего уровня освещенности.  Срок службы такой кровли измеряется десятилетиями.

Боковые стороны крыши — прямые, а со стороны поля крыша имеет зигзагообразную форму. Это сделано для эффективного отвода воды и снега.

Что касается кровли над трибунами, то там решение осталось прежним. Чтобы придать мембране форму и сформировать двойную кривизну были использованы металлические арки, на которых мембрана закреплялась с помощью алюминиевого профиля. Интересно, что конструкция получилась подвижной, с диапазоном перемещений — около 1,5 м в вертикальном направлении!

Мембрана над фойе смонтирована по другому принципу. Она не закреплена, она свободно перемещается над жесткой металлоконструкцией. Так как изначально здесь был запланирован поликарбонат, кровля в этом месте должна была быть плоской, соответственно результаты продувки в аэродинамической трубе на уровне макета уже не годились. Специалистам компании Maffeis пришлось проводить дополнительные расчеты и моделировать продувку виртуально, с помощью специального программного обеспечения. Нагрузки для плоской кровли — только вертикальные, но так как вместо поликарбоната появилась мембрана, то за счет формы оболочки появилась и двойная кривизна и нагрузки стали как вертикальными, так и горизонтальными. Однако проблема заключалась в том, что металлические конструкции кровли были уже смонтированы… Для того, чтобы они смогли выдержать новые нагрузки, был разработан специальный вариант арок с затяжкой, которые крепились к прогонам, а не к фермам.  В процессе разработки 3D-модели каждая арка имела собственную форму и размер, не было типовой конструкции.

Рабочие вели параллельный монтаж кровли над трибунами и над фойе. Так как сроки поджимали, и была необходимость уже начать засевать футбольное поле, подконструкции для ЭТФЭ были впервые в истории смонтированы с помощью вертолета!