Участок, предоставленный для создания архитектурной концепции научного центра овцебыководства, рассчитанный на одновременное проживание от 7 до 11 человек и для посещения группами до 30 человек, расположен в природном парке «Полярно-Уральский». Природный парк расположен в северо-западной части Приуральского района Ямало-Ненецкого автономного округа. Природный парк создан для сохранения и восстановление редких и исчезающих видов растений и животных, в том числе ценных видов в хозяйственном, научном и культурном отношениях; сохранения уникальных и типичных природных комплексов и объектов, достопримечательных природных образований; охраны популяций арктического гольца в озерах Малое и Большое Щучье, формирования условий для регулируемого туризма и отдыха.

В природном парке установлены следующие функциональные зоны:

- природоохранная зона: наиболее ценные участки природного парка, места гнездования и концентрации редких видов птиц, ценные ландшафты, уникальные природные комплексы. Участки с усиленным режимом охраны и полным исключением любой масштабной хозяйственной деятельности. Допустимо посещение организованными туристическими группами в разрешённый период. На территории парка выделены 3 природоохранных зоны;

- заповедная: предназначенная для сохранения уникальных и эталонных природных комплексов и может охватывать территории миграции животных; участки, представляющие научный интерес для наблюдения за естественными природными процессами без вмешательства человека. Имеет особо важное значение для охраны содержащейся в полувольных условиях популяции овцебыка. На территории парка выделено 2 заповедные зоны;

- рекреационно-туристическая зона: сочетает в себе видовое разнообразие растительного и животного мира, рекреационные ресурсы, живописные ландшафты и создающие благоприятные условия для развития туризма. На территории парка выделено 4 рекреационно-туристических зон.

Площадь участка для научного центра - 22445 м2. Для обустройства загонов для овцебыков отведено 100000м2 (Из расчета стада в 20 голов и норм, при которых для содержания одного овцебыка необходимо не менее 0,5 га).

Площадка проектирования ограничена с запада естественным водоёмом. Участок характеризуется как зона лесотундры с хорошо развитым мезо- и микрорельефом, с близким залеганием вечной мерзлоты, наиболее характерны тундровые глеевые почвы, преимущественно легкосуглинистого и супесчаного механического состава. Растительный покров представлен моховыми, лишайниковыми и ерниковыми тундрами (водяника, вероника длиннолистная, горец змеиный, брусника, осока шаровидная, подморенник, княженика, голубика) и кустарниковыми формами (шиповник иглистый, ольховник кустарниковый, ива филиколистная). Животный мир представлен наземными позвоночными (167 видов, из них на долю млекопитающих приходится 28 видов, без овцебыка вольерного содержания, наиболее широко представлены хищные животные – 10 видов, грызунов – 9 и насекомоядных – 7 видов), класс птиц – 134 вида (воробьинообразные (53 вида), ржанкообразные (30 видов) и гусеобразные (21 вид). Хищных птиц (соколообразных и сов) – 16 видов).

По заданию на проектирование, концепцией проекта предусмотрен въезд (выезд) на территорию (с восточной стороны участка). Помимо здания научного центра, на участке планируется размещение двух загонов для полувольного содержания овцебыков (6 и4 га), 2 складов для корма, 2 складов для шерсти, 2 раскола для вычесывания шерсти и гараж для спецтехники.

б) Сведения об отрасли животноводства.

Овцебык - крупное промысловое животное. Ценится его шкуры, мех, пух (гивиут), молоко и мясо.

В зависимости от количества животных рассчитывается площадь загона но не менее чем 0,5 га на одну особь. Загон строится округлой формы (отсутствие углов уменьшает риск травмирования животных) территория загона должна включать участок естественной тундровой растительности и естественный водопой. Загон должен быть огорожен по всему периметру, ограждения состоит из несущих столбов и навесного ограждения. h ограждения - не менее 1,5 метров. Оборудование загонов также включает: ветровые щиты, кормушки для сена, въездные ворота и калитки, родильное отделение и раскол для вычесывания шерсти, изоляции и фиксации животного в целях ветеринарного обследования.

Архитектурно-планировочные и объемно-пространственные решения

Здание научного центра расположено в природном парке «Полярно-Уральский». Природный парк расположен в северо-западной части Приуральского района Ямало-Ненецкого автономного округа. Рельеф участка - спокойный.

Описание концепции проектируемого здания:

Общие габариты здания - 43,5х13,4 м.

Общая площадь объекта – 1147 м2;

Количество этажей – 3 этажа (+ чердачное помещение). Высота опор под техническим этажом - 0,6 м, под первым этажом - 2,3 м. Высота технического - 2,9 м, 1-го и 2-ого этажей - 3,2м, высота чердачного пространства - 1,8 м. Общая высота от отм.0.000 до верхней отметки здания составляет 18,04 м. Вертикальная связь между этажами обеспечивается лестницами.

Объемно-планировочное решение проектируемого здания научного центра принято с учетом технологической схемы, а также с учетом формирования единой пространственной среды. Стилистическая концепция здания основана на двух принципах: создание компактного объема  и комбинирование архитектурных приёмов нивелирования воздействия арктической среды. На разработку конфигурации плана влияло общее типологическое назначение сооружения, а также особенности эксплуатирующих его людей. Здание рассчитано на группу от 7 до 11 человек, проживающих постоянно, и на туристические группы числом до 30 человек. Постоянно проживают в здании от 3 до 6 вахтовых работников, занятых на ферме, 1 или 2 зоотехника, и управляющий фермой с семьёй (3 человека). Соответственно этому план строится на двух схемах зонирования: общее функциональное и частное. Под общим функциональным зонированием понимается приём группировки помещений одной функции в обособленную часть: так, в здании 6 функциональных зон (научная, техническая, общественная, зона посетителей, жилая, коммуникационная). Сгруппированные помещения одной функции, соответственно, расположены в горизонтальной проекции (на первом этаже сгруппированы рядом научные помещения, общественные и публичные) и в вертикальной (все жилые помещения определены на второй этаж). Частное зонирование подразумевает разделение общественных и жилых помещений отдельно для вахтовых работников и для управляющего и зоотехников. Так, для нужд работников определена левая часть здания, тогда как для семьи управляющего и зоотехников - правая. Необходимость создания этого зонирования объясняется разными рабочими режимами в течении дня (работа в лабораториях или на открытом воздухе) и в течении года (вахты). Второй принцип создания объёмно-пространственной композиции - это комбинирование архитектурных приёмов нивелирования воздействия арктической среды. Для каждого средового фактора (например вечная мерзлота, снегозаносы, нерегулярные циркадные ритмы и т.д.) подбирается архитектурный приём (например свайный фундамент, устройство скосов в ограждающих конструкциях, расположение оконных проёмов под углом и т.д.), нивелирующий действие фактора как на условия эксплуатации сооружений, так и на жизнь и работу проживающих в здании людей. Так,  спроектированное здание расположено на системе опор над землёй.  Этот архитектурный приём устройства системы опор и свайного фундамента необходим  для сохранения состояния вечномерзлых грунтов: точечное касание опорами не вносит серьёзных изменений в вечную мерзлоту, а проходящий под зданием ветер дополнительно охлаждает почву. Направлению ветра под объём способствует система скосов в нижней части здания. Скосы в верхней части здания уменьшают снеговую нагрузку и обеспечивают удаление снега. Расположение оконных проёмов в наклонных частях здания увеличивает получение солнечного света в периоды его нехватки (уменьшение светового дня, полярная ночь), что благоприятно сказывается на психологическом состоянии жильцов научного центра.

Объёмно-планировочное решение здания обеспечивает нормативную продолжительность инсоляции, уровень освещённости и естественное освещение в соответствующих помещениях с учетом требований:

- СанПиН 2.2.1/2.1.1.1.1076-01 «Гигиенические требования к инсоляции и солнцезащите помещений жилых и общественных зданий и территорий»;

- СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий».

В плане здание научного центра представляет собой прямоугольник размером 43,5х13,4м, с трёхгранным эркером в западной части и прямоугольным эркером в восточной части. Главный вход располагается с восточной стороны здания.

На техническом этаже расположена входная группа, гардероб верхней одежды и технические помещения. На первом этаже (на отметке +5.10) расположены: атриум, лекционный зал, санузлы, подсобные помещения, 2 кухни, 4 комнаты отдыха, сауна, 2 лаборатории, 2 рабочих кабинета и переговорная.

На втором этаже (на отметке +8.90) расположены прачечные, техническое помещение, холл и 4 жилые ячейки. Каждая состоит из холла, санузла, общей комнаты и спальни (все спальни, кроме ячейки управляющего, оборудованы двухъярусными кроватями). Для семьи управляющего предусмотрены две спальни. В части здания, отведенной для вахтовых работников, запроектированы как  ячейка на двух человек, так и на четырёх (имеющая две спальни и два санузла).

Планировочное решение здания обеспечивает удобные взаимосвязи всех потоков объекта. Так, посетители находятся только в центральной части здания, а каждая часть жильцов - в своей. Таким образом различные потоки не пересекаются

Конструктивные решения и материалы несущих и ограждающих конструкций.

Фундаменты. Устроены в соответствии с инженерно-геологическими условиями площадки строительства. Ввиду того, что в районе проектирования мощность вечномерзлых грунтов варьируется от 100 до 400 м., было принято решение использовать для устройства объекта способ сохранения вечномерзлого состояния грунтов с использованием свайных фундаментов. Объект имеет свайное основание и расположен на опорах над землей.

Конструкции несущего каркаса. Несущие конструкции каркаса здания, перекрытия, покрытия выполняются из дерева. Ограждающие конструкции – стены с утеплением. Несущая система каркасная. Элементы каркаса выполнены из деревянных балок высотой 300 мм. Шаг расположения деревянных рам каркаса - 3000 мм., 6000 мм.

Перегородки. Перегородки каркасно-обшивные из ГВЛ, ГВЛВ на металлическом каркасе общ. толщ.125мм.

Двери наружные - стальные глухие утепленные в алюминиевых переплетах. Двери внутренние - деревянные ламинированные глухие и остекленные, витражные. Двери внутренние противопожарные - металлические остекленные, металлические глухие (EI60 и EI30).

Естественное освещение осуществляется через окна и витражное остекление с двухкамерными стеклопакетами в алюминиевых переплетах. В центральной части объекта предусмотрена конструкция зенитного фонаря. Заполнение - тройной стеклопакет из ударопрочного стекла,  80 мм.

Предусмотрен организованный отвод дождевых и талых вод с навесов (козырьков) над входами в здание с устройством обогрева, не допуская слива.

Пространственная жесткость обеспечивается жестким защемлением опор с фундаментом и жестким опиранием балочного перекрытия на опоры каркаса.

Инженерное оборудование.

Хозяйственно - питьевое водоснабжение.

Источник водоснабжения комплекса - река Большая Щучья. Ввод водопровода оборудуется водомерным узлом. Перед водомером устанавливается фильтр для питьевой воды. Места прокладки основных магистралей водоснабжения в объекте расположены на техническом этаже. Поскольку весь объем проектируемого здания расположен на опорах, подвод воды на высотную отметку технического этажа осуществляется через систему дополнительных опор. Объект оборудуется постоянным водопроводом, обеспечивающим хозяйственно-питьевые, противопожарные и оборотные нужды, а также сетями бытовой канализации.

Противопожарное водоснабжение.

В объекте устроен внутренний пожарный водопровод (СП 30.13330.2012). Расходы воды внутреннего пожаротушения из пожарных кранов - две струи с расходом не менее 2,5 л/с и две струи с расходом не менее 5 л/с каждая. Также в объекте предусмотрено устройство автоматической (спринклерной) системы пожаротушения. Водоснабжение каждой зоны осуществляется с технического этажа.

Канализация и водостоки.

В объекте проектируется внутренняя канализация и наружные водостоки - ввиду 3 этажей, а так же по конструктивным причинам. Для здания предусматривается собственная канализационная система, спроектированная в соответствии с природоохранными требованиями. Внутренняя канализация бытовая (для отведения сточных вод от унитазов, умывальников, раковин и т.п.). Сточные воды от мест приготовления питания перед спуском их в канализацию подлежат очистке на локальных очистных сооружениях (масло-грязе-жиро улавливателях, флотаторах, фильтрах и т.п.).

Размещение санитарных узлов в плане и по высоте производится в строгом соответствии со СП 30.13330.2012.

На техническом этаже и чердаке располагаются трубопроводы отопления, водоснабжения, канализации, воздуховоды, магистральные сети электрооборудования, камеры систем вентиляции и кондиционирования воздуха.

Мусороудаление.

Поскольку в объекте эксплуатируются только два этажа, мусоропровод не предусмотрен. Сбор и сортировка мусора осуществляется в специально отведенных зонах, откуда он затем организованно транспортируется посредством вертикальных коммуникаций и удаляется с территории объекта.

Вечная мерзлота. Поскольку проектируемый объект расположен в зоне вечномерзлых пород, мероприятия по проведению водоснабжения и водоотведения согласованны по СП 31.13330.2012, СП 30.13330.2016, СП 32.13330.2018.

Схемы водозабора надлежит принимать:

• с сильно развитым фронтом берегового или затопленного водоприемника, в месте расположения которого русло следует регулировать системой невысоких запруд, размещаемых у противоположного берега;
• фильтрующим водоприемником, входное отверстие которого расположено на уровне русла водотока;
• комбинированную, приспособленную для забора поверхностных и подрусловых вод.

В вечномерзлых грунтах на водотоках, имеющих постоянный поверхностный сток и устойчивое русло, тип водозаборных сооружений должен приниматься с учетом:

• степени промерзания водотоков;
• формирования зоны оттаивания и изменения в связи с этим качества воды;
• мер защиты воды в водоприемных и водоотводящих элементах водозабора от замерзания.

Выбор способа прокладки сетей должен производиться с учетом:

• способа предохранения трубопроводов от замерзания при расчетном тепловом режиме, при отклонении теплового режима от нормы и в случаях аварий;
• мер по обеспечению устойчивости трубопроводов и близко расположенных зданий;
• мер по увеличению надежности работы систем водоснабжения и канализации;
• удобства эксплуатации.

Размещение сетей на плане следует предусматривать исходя из обеспечения:

• максимального совмещения инженерных коммуникаций;
• минимальной протяженности сетей;
• блокировки зданий, позволяющей прокладывать сети на подвесках в проветриваемых подпольях;
• сокращения числа подключений к сети водопровода за счет присоединения нескольких зданий к одному вводу водопровода, а также сокращения числа выпусков в канализацию.

Систему канализации надлежит проектировать неполную раздельную (с поверхностным отведением дождевых вод), при этом предусматривать максимально возможное совместное отведение бытовых и производственных сточных вод. Прокладка сетей канализации совместно с сетями хозяйственно-питьевого водопровода допускается только в том случае, когда под канализационные трубы выделен отдельный отсек канала, обеспечивающий отвод сточных вод в аварийный период.

В соответствии с требованиями глав СП по проектированию наружных сетей и сооружений водоснабжения и канализации в районах распространения вечномерзлых грунтов:

• для водоводов и сетей водопровода необходимо применять пластиковые усиленные трубы. Применение железобетонных, чугунных и асбестоцементных труб не допускается;
• материал труб для напорных сетей канализации следует принимать как для труб водопроводных сетей;
• для самотечных сетей канализации надлежит применять трубы полиэтиленовые и чугунные с резиновой уплотнительной манжетой.

При прокладке трубопроводов следует принимать меры, обеспечивающие исключение или ограничение механического воздействия вечномерзлых грунтов (просадку, пучения, термокарстовых провалов, солифлюкции, морозобойных трещин и т.д.) на конструкции трубопроводов. Прокладку вводов следует предусматривать надземной или в вентилируемых каналах, совмещая с прокладкой различных инженерных сетей. Следует максимально применять прокладку трубопроводов в подпольях зданий.

Наземную прокладку вводов следует предусматривать во всех случаях, когда требуется исключить тепловое воздействие трубопроводов на грунты оснований, учитывая ее относительно низкую стоимость и удобство в эксплуатации.

Наземную прокладку трубопроводов следует предусматривать:

• на мачтах, эстакадах и по конструкциям зданий. Специальные устройства для обслуживания трубопроводов (лестницы, площадки, мостики и т.д.) следует проектировать с учетом эксплуатации трубопроводов в условиях низких температур, сильных зимних ветров и полярной ночи;
• в проветриваемых подпольях зданий высотой не менее 1,2 м, предусматривая водоотводящие лотки.

Для предупреждения замерзания водопроводных труб необходимо:

• обеспечивать непрерывное движение воды в трубопроводах;
• принимать время остановки водопровода для ликвидации повреждений или аварии не более определенного теплотехническим расчетом;
• снижать до минимума тепловые потери трубопроводов;
• предусматривать подогрев воды или трубопроводов;
• обеспечивать контроль за гидравлическими и тепловыми режимами водопровода;
• применять оборудование, устойчивое к замерзанию;
• предусматривать оборудование водоводов системой автоматической защиты от замерзания.

Для предотвращения остановки движения воды в водоводах необходимо предусматривать:

• бесперебойное электроснабжение насосной станции;
• установку на площадке насосной станции резервной электростанции на жидком топливе или установку дополнительного агрегата с двигателем внутреннего сгорания, если имеется только одна ЛЭП;
• установку в насосной станции не менее трех насосных агрегатов независимо от категории водопровода;
• организацию непрерывного контроля за расходом воды в водоводах.

Климатические характеристики района строительства

Климат района суровый, характеризующийся коротким летом и продолжительной зи­мой. Средняя многолетняя температура колеблется от -7,7 до -6,7С.

Снежный покров устанавливается в конце сентября или начале октября, истаивает в середине июля. Лето прохладное, со значительным количеством осадков в виде дождя, реже - снега. Количество осадков 800мм. Годовое количество осадков – 400мм. Наличие значительного количества рек, озер и вечной мерзлоты в районе обуславливает в нем большую влажность. Относительная влажность летним днем 50 - 70%, а в пасмурные дни приближается к 100%.

Зимой преобладают ветры юго-западного направления, характеризующиеся устойчивостью и значительными скоростями. Весной и осенью преобладают северные и северо-западные порывистые ветры, летом - северные.

Вечная мерзлота оттаивает на глубину 0,4м, реже - 1,2м. Мощность от 100 до 400 метров.