Bharati: как Индия построила полярную станцию из 134 контейнеров

На гранитном мысу в Восточной Антарктиде стоит здание длиной около 50 метров, похожее на серебристый вагон на стальных ногах. Внутри — 134 контейнерных модуля, которые собрали и отделали в Германии и Чехии, привезли морем за тысячи километров и смонтировали за одно короткое антарктическое лето. Индийская станция Bharati работает круглый год с марта 2012-го и стала одним из самых известных примеров того, что контейнер — это полноценная строительная система, а не времянка.

Паспорт проекта

• Где: Восточная Антарктида, оазис Холмы Ларсеманн у залива Прюдс, мыс между фьордом Тала и бухтой Квилти; 69°24′ ю. ш., 76°11′ в. д.
• Когда: международный конкурс — декабрь 2006 года; подготовка площадки — 2009–2011; монтаж здания — ноябрь 2011 — март 2012; открытие — 18 марта 2012 года
• Кто: заказчик — Национальный центр антарктических и океанических исследований Индии (NCAOR, сейчас NCPOR) при Министерстве наук о Земле; архитекторы — bof architekten (Гамбург: Берт Бюккинг, Патрик Остроп, Оле Флемминг); инженеры — IMS Ingenieurgesellschaft (Гамбург) и m+p consult (Брауншвейг); генподрядчик — KAEFER Construction (Бремерхафен); конструктивный расчёт — бюро KSF (Бремерхафен)
• Из чего: 134 модуля на базе 20-футовых контейнеров с нестандартной высотой 2,90 м, встроенные в несущий стальной каркас, снаружи — утеплённые сэндвич-панели
• Размер: около 30 × 50 м в плане, высота около 12 м, в основном два этажа; площадь по разным данным — от 2 162 до 2 900 м²; 47 мест в главном здании круглый год и ещё 25 летом во временном лагере
• Сколько стоило: в 2009 году стоимость проекта оценивали в 230 крор рупий (2,3 млрд рупий); отдельный контракт на спутниковую станцию — 50 крор рупий (2012)
• Сейчас: действует круглый год, принимает данные индийских спутников дистанционного зондирования

Зачем его построили

У Индии это третья станция в Антарктиде. Первая, Dakshin Gangotri, появилась в 1983–1984 годах на шельфовом леднике, за несколько лет ушла под лёд и в 1990-м была закрыта; сейчас это исторический памятник и перевалочная база. Вторую, Maitri, открыли в 1988–1989 годах в оазисе Ширмахера. Она до сих пор принимает летние и зимние смены, но стоит на другом конце материка.

Новая станция понадобилась по научной причине. Восточное побережье Индии когда-то граничило с Антарктидой — оба куска были частью Гондваны. Холмы Ларсеманн геологи называют одним из немногих «окон» в прошлое материка: здесь почти нет льда и видны коренные породы. Директор NCAOR Расик Равиндра в интервью Times of India в 2009 году объяснял логику так: Антарктида занимает 13 млн км², и держаться одного участка неразумно. Программа Bharati — океанография, геология и тектоника, история раскола Гондваны, магнитные и атмосферные наблюдения.

Место выбирали аккуратно. Станция стоит на гранитном мысу, где ветер сдувает снег и почти нет наносов, где не нужно много земляных работ и есть выход к морю и морскому льду. В том же оазисе работают российская станция «Прогресс», китайская Zhongshan и летняя австралийско-румынская база Law-Racoviță. До Maitri — около 3 000 км, до Кейптауна — около 6 000 км.

Как проектировали

В декабре 2006 года NCAOR провёл открытый международный конкурс. Его выиграло гамбургское бюро bof architekten, основанное в 2003 году, вместе с инженерами из IMS. Для небольшого бюро, которое строило в основном школы и жильё в Германии, это был необычный заказ. Гамбургский архитектурный ежегодник 2007 года так и написал: не самая родная территория для местных архитекторов, но индийский заказчик, видимо, доверился немецкому полярному опыту.

Задача была жёсткой. Экстремальный холод и ураганный ветер. Удалённая площадка, куда можно добраться только кораблём в короткое летнее окно или самолётом через систему DROMLAN. Строительный сезон — около трёх месяцев в году. Плюс требования Договора об Антарктике: станция должна обеспечивать себя энергией и водой и минимально вмешиваться в природу.

Ответом стала контейнерная система. В конкурсном проекте фигурировали 128 контейнеров, в построенном здании — 134. Логика простая: модули можно полностью изготовить и отделать на заводе в Европе, отвезти как обычный морской груз, а на месте только поставить и соединить. Чтобы коробки не мёрзли и не ловили ветер, их обернули второй, аэродинамической металлической оболочкой. Торцы остеклили: из столовой и гостиной открывается вид на лёд и море. Внешне здание напоминает обтекаемую капсулу, а не склад контейнеров.

Внутренняя планировка по описанию архитекторов такая. На жилом уровне — 24 одно- и двухместные комнаты, кухня со столовой, небольшая библиотека, кладовые и прачечная, спортзал, офисы и лаунж. Внизу — лаборатории, склады, инженерные помещения, энергоцентр и гараж с мастерской. Поверх здания — терраса для научных приборов. По сведениям NCPOR, в главном здании есть регулируемое электроснабжение, автоматическое отопление и кондиционирование, горячая и холодная вода, смывные туалеты, сауна, холодильный склад и громкая связь.

Энергию вырабатывают когенерационные установки: избыточного тепла от производства электричества, по словам архитекторов, хватает на отопление всей станции круглый год. В каталоге станций COMNAP 2017 года тип энергоснабжения указан как «ископаемое топливо». Иначе говоря, станция экономна, но работает на дизеле, а не на солнце и ветре.

Как строили

Проект вели три года. Первые два антарктических сезона, по словам директора логистики NCAOR Джаведа Бега, ушли на подготовку: завезли тяжёлую технику, построили вертолётную площадку, проложили трубопровод. Само здание монтировали с ноября 2011 по март 2012 года. Англоязычные источники называют срок сборки — 127 дней.

Генподрядчиком выступила немецкая KAEFER Construction из Бремерхафена. Конструктивный расчёт она заказала местному инженерному бюро KSF, и его описание проекта — самое подробное из открытых. Вот главное.

Модули. 134 контейнерных модуля изготовили в Германии и Чехии сразу с внутренней отделкой. За основу взяли стандартный 20-футовый контейнер с угловыми фитингами ISO, но с нестандартной высотой 2,90 м. При этом каждый модуль уникален: его рассчитывали отдельно, с учётом того, что в нём будет и какую нагрузку он берёт на себя в общей схеме.

Каркас. Контейнеры здесь работают как часть несущей конструкции. Вокруг них — стальной каркас из прокатных профилей, на котором висит фасад из утеплённых сэндвич-панелей. Вместе с каркасом модули создают жёсткость всего здания. Чтобы это доказать, станцию целиком посчитали пространственной моделью: каждый контейнер со своими профилями, внешний каркас, все соединения между модулями и каркасом. Жёсткость стенок из профлиста задали условными диагоналями, а расчётные допущения проверили испытаниями — нагружали перекрытия, стены и узлы соединений.

Ноги и фундамент. Чтобы под зданием не копился снег, большая часть станции поднята на стальные опоры. Основание — 83 буроинъекционные сваи GEWI, заведённые в скалу, верхний слой которой местами сильно выветрен.

Ветер. Расчётный скоростной напор порывов — 2,6 кН/м². Коэффициенты давления брали из продувок модели в аэродинамической трубе, Еврокода 1 и международного стандарта по ветровым нагрузкам ISO 4354.

Жёсткость. С одного конца здание раскреплено Y-образными наклонными стойками по трём осям. С другого — массивным железобетонным ядром, внутри которого гараж и мастерская.

Конструкцию рассчитали минимум на 25 лет эксплуатации. Архитекторы подчёркивали, что здание можно полностью разобрать и вывезти, — для Антарктиды это не красивая фраза, а условие работы на материке, где после себя положено не оставлять следов.

Сколько стоило

Точной итоговой сметы станции в открытых источниках нет. Есть две официальные цифры разных лет.

• 230 крор рупий (2,3 млрд рупий). Так стоимость будущей станции назвала Times of India в августе 2009 года, когда проект только выходил на стройку. Англоязычная Википедия пересчитывает это примерно в 24 млн долларов. Каталог станций и официальные сайты итоговую сумму не публикуют.
• 50 крор рупий (500 млн рупий). Это отдельный контракт 2012 года, который государственная Electronics Corporation of India (ECIL) выиграла у National Remote Sensing Centre в международном тендере. За эти деньги ECIL ставила на Bharati станцию приёма спутниковых данных и канал связи: две антенны диаметром 7,5 м под радиопрозрачными куполами на стальной платформе массой 50 т. Оборудование к концу сентября 2012-го свозили в Кейптаун, а монтировали летом 2012–2013 года.

Для масштаба: в бюджете Индии на 2012–2013 годы на всю программу полярных наук и криосферы (Антарктика, Арктика, ледники Гималаев) заложили 2,9 млрд рупий. Сравнивать эти цифры с ценой обычного дома бессмысленно: в антарктическую смету входят корабли, авиация, техника и люди на несколько сезонов.

Индийские официальные материалы подчёркивают, что использование контейнеров позволило построить базу «в рекордный срок и за рекордные деньги». Цифр, которые позволили бы это сравнение проверить, в них нет.

Открытие и первые годы

Станцию открыли 18 марта 2012 года. Руководитель рейса Раджеш Астхана говорил, что Bharati откроет индийским учёным более глубокие и широкие районы материка. Первыми зимовщиками стали 15 человек под руководством доктора Рупеша Даса. Министерство наук о Земле называло первый сезон пробным: зимняя смена проверяла оборудование и системы, а официальный запуск переносили на следующее лето.

Без проблем не обошлось. В июне 2012 года Times of India со ссылкой на учёных писала о «детских болезнях»: системы автоматики нужно было настраивать, и работать было непросто. На станции тогда оставались 13 человек. Выйти на полноценный режим NCAOR рассчитывал к февралю 2013 года.

У проекта быстро появились награды. В 2013 году он получил European Steel Design Award и премию немецкой стальной отрасли Ingenieurpreis des Deutschen Stahlbaus. Станцию показывали на выставке «Ice Lab: новая архитектура и наука в Антарктиде» в центре The Lighthouse в Глазго (26 июля — 2 октября 2013 года).

Что с ним сейчас

Bharati — действующая круглогодичная станция. По данным NCPOR, в главном здании круглый год живут до 47 человек в двухместных комнатах, ещё 25 летом размещают в аварийных укрытиях и летнем лагере — всего 72. Рядом — склад топлива с заправкой, насосная станция морской воды, летний лагерь и несколько небольших контейнерных модулей. Связь с Индией — по выделенным спутниковым каналам: голос, видео, данные.

Каталог COMNAP 2017 года даёт больше цифр: 2 900 м² под крышей при пятне застройки 1 650 м², 270 м² лабораторий (биология, химия, геология), конференц-зал на 70 человек, медблок 54 м² с возможностью операций и двумя медиками в каждой смене. Корабль приходит раз в год, в январе—феврале. Самолёты — около семи рейсов за сезон с ноября по февраль через систему DROMLAN: Ил-76 из Кейптауна на станцию «Новолазаревская», оттуда рейсом до соседнего «Прогресса». У самой Bharati есть вертолётная площадка.

Станция работает и на космос. Индийская организация космических исследований ISRO развернула здесь антарктическую наземную станцию для спутников наблюдения Земли (AGEOS): она принимает данные спутников CARTOSAT, RESOURCESAT, SCATSAT и в реальном времени передаёт их в Национальный центр дистанционного зондирования в Хайдарабаде.

Есть и научная находка с именем станции. В январе 2017 года биолог Феликс Баст из 36-й индийской экспедиции нашёл рядом с Bharati новый вид мха и назвал его Bryum bharatiense.

Опыт Bharati Индия собирается повторить. Старой станции Maitri больше 35 лет, и её планируют заменить новой Maitri-II; по данным Википедии, ввод в эксплуатацию ожидают к январю 2032 года. Конкурс на проект нового здания в 2024 году снова выиграли bof architekten — на этот раз в паре с инжиниринговой компанией Ramboll.

Что из этого взять себе

Bharati показывает важную вещь: контейнер — это готовый стальной модуль с точной геометрией и стандартными узлами, который можно полностью собрать и отделать под крышей цеха, а на площадке только поставить. Именно поэтому немцы и индийцы выбрали его для места, где строительный сезон длится три месяца. При этом тепло и защиту от ветра здесь обеспечивает не сам контейнер, а расчёт, каркас, усиленные узлы и хорошо утеплённая оболочка. С частным домом логика та же, только в других масштабах.

Мы в Бернике работаем по той же схеме, но на земле попроще. Основа — морской контейнер со стальной сварной рамой, проёмы под окна и двери усиливаем, дом собираем в своём цехе в Зеленограде и привозим на участок готовым модулем. Как это устроено по шагам — на странице «Как мы строим». Собрать свой вариант из модулей можно в конструкторе дома. А если задача ближе к станции Bharati — жильё для команды или вахты на несколько десятков человек, — посмотрите модульный посёлок.

Источники

• Bharati — National Centre for Polar and Ocean Research
• Bharati, Indische Antarktisstation — bof architekten
• New Indian Research Station «Bharati» Antarktis — KSF Steimke, Dr. Hemmy & Partner (архив)
• COMNAP Antarctic Station Catalogue, 2017 — COMNAP
• Bharti to be 3rd Indian station in Antarctica — The Times of India, 2009
• State-of-the-art ground station to come up at Antarctica soon — The Hindu, 2012

Bharati — хороший ответ на вопрос, можно ли жить в контейнере всерьёз. Можно, если к модулю приложены расчёт, каркас и оболочка. Индийская станция доказывает это каждую зиму с 2012 года в одном из самых суровых мест на планете.

По мотивам материала: NCPOR · Антарктида (Индия)