При трёх лучевой системе с криволинейными стенами расход железобетона может быть снижен на двадцать и более процентов по сравнению с отработанными сериями панельных домов, где он равен семи десятым и более кубических метров бетона на квадратный метр общей (продаваемой) площади, т.е. это практически дополнительная комната в квартире. Экономия бетона может быть ещё более значительная, если применять вентилируемый фасад, а не трёхслойные наружные стены. Существуют и другие пути снижения расхода бетона. Это отказ от устройства чердака и подвала, применение вместо фундаментной плиты свайного фундамента. Но эти приёмы применимы и в крупнопанельном домостроении. При различной этажности, при различном решении фасадов и выборе различных вариантов конструкции домов «Лотос» экономия по сравнению с крупнопанельным строительством будет различная, но почти всегда существенная.

Таблица расхода бетона на один квадратный метр продаваемой площади для различных типов домов

.

По сравнению с не типовыми жилыми домами, например, с монолитным каркасом, где расход бетона ещё ниже, но большой объем возведения стен из мелкоштучного материала, снижение стоимости может быть ещё более значительным, так как все каркасные дома дороже крупнопанельных. При массовом строительстве домов «Лотос» эта экономия – эшелоны цемента, крупного и мелкого заполнителя, арматурной стали. На двадцать и более процентов уменьшается количество карьеров, способствуя охране окружающей среды.

   Наиболее эффективным методом строительства домов «Лотос» является применение объёмных блоков. Одним из ограничений при этом является необходимость транспортировки крупногабаритных элементов. В связи с этим рассматривается три схемы такого производства. Первая, когда транспортировка блоков не является препятствием, создание мини или полноценного завода для выпуска объёмных блоков. Вторая схема – членение заводских сборных объёмных элементов на стены и перекрытия. Третья – это производство основных блоков непосредственно на стройплощадке с доставкой комплектующих с производственной базы, что соответствует известной тенденции переноса мини домостроительного комбината на стройплощадку. Вторая схема осуществима практически везде.

Технологическая оснастка для сборных криволинейных элементов отличается минимальной металлоёмкостью и требует расхода металла меньшего, чем для крупнопанельного домостроения при той же производительности. Меньшая металлоёмкость оборудования (примерно в 2-3 раза) обеспечивается кривизной и, в следствии этого, пространственной жёсткостью и отсутствием необходимости обеспечить жёсткие допуски по отклонениям от плоскости форм. По сравнению с крупнопанельным строительством, ускоряется монтаж, поскольку все основные монтажные элементы устойчивы и не требуют монтажных креплений.

В каждой ветви секции домов «Лотос» может быть расположено несколько квартир, в основном две. Квартиры в таких домах образуются путём расположения комнат вокруг санузла. Размеры комнат регулируются перемещением перегородок коридоров. Во многом это жёсткая схема, но и в панельных домах, при фиксированном шаге внутренних стен, так же ограничены варианты деления. Гостиные квартир домов «Лотос» могут быть увеличены объединением стандартной комнаты с кухней или двух смежных комнат. Не составляет труда объединить две квартиры в ветвях трилистника между собой. Со стороны фасада между блоками образуются полости, которые при строительстве высотных зданий и в сейсмических зонах полностью или частично замоноличиваются и образуют каркас, а не в столь высоких домах служат как бы термосом здания и могут использоваться как внутренние шкафы для хранения.

Необычная форма квартир имеет и преимущества. Вся не освещённая зона квартир сжата и имеет относительно небольшие площади, а основная площадь находится в более освещённой зоне и выходит не на одну плоскость фасада, а на криволинейный контур.

Отход от прямоугольной системы, казалось бы, не позволяет делить площади на новые помещения, но и в панельных домах это деление происходит крайне редко. Чаще при необходимости деления меняют квартиры на большие.

Не прямоугольные площади комнат для расстановки мебели непривычны, но у наружных стен мебель редко устанавливается и в панельных зданиях. В домах «Лотос» используется свободная расстановка мебели, поскольку наружные криволинейные стены частично превращаются во внутренние стены, где расстановка мебели возможна. Все эти непривычные изменения оправдываются или наличием при той же стоимости большей площади или более низкой стоимостью квартир.

Несмотря на необычные формы комнат, мебель применяется в основном традиционная. В случае развитие такого строительства, скорее всего возникнет приспособление мебельной отрасли к таким домам, тем более при применении печати элементов меблировки на 3Д принтерах. Архитекторы и дизайнеры могут помочь потребителю в организации пространства в необычных формах и извлечь даже преимущества. Например, изогнутый фронт кухонь минимизирует движение, а расширенная зона у окон позволяет устанавливать кухонный остров даже в небольших квартирах.

Не исключено, что многие потребители будут отдавать предпочтение квартирам такого типа, благодаря возможности приобрести жилье существенно большей площади за те же средства. При социальном распределении жилья можно увеличить нормы выделяемой площади.

В целом прямоугольная система координат в строительстве возникла для упрощения деления и исторически, благодаря наличию леса и возникшей стоечно-балочной системы. В регионах где леса нет жильё строят и других форм. С появлением 3Д печати домов большинство конструкций имеют изогнутые формы. Однако такая возможность есть и при литьевой технологии, присущей бетону. Естественно много примеров в мировой практике, когда жилые дома построены не в декартовых координатах. Это уникальные знаменитые два дома «Марина Сити» в Чикаго, дома «Айо» под Парижем, но дома «Лотос» созданы преимущественно как массовые индустриальные сборные, заменяющие крупнопанельное домостроение.

Дома «Лотос» в основном башенного типа с большей этажностью, чем в крупнопанельном строительстве, но они же могут блокироваться в виде дуплексов или в сочетании с более узкими секциями, созданными для небольших участков застройки. Для узких участков застройки разработаны дома секционного типа, правда с меньшим экономическим эффектом. При малоэтажной застройке экономическая целесообразность не столь очевидна, но при наличие созданных мощностей она возможна в виде оригинальных типов домов.

При разработке планировочных и конструктивных решений многоэтажного здания трёх лучевая система координат заменяет декартовую и уже в этой системе определяются типы и формы сборных железобетонных пространственных элементов. Практически это переход к более оптимальным с конструктивной точки зрения оболочкам, которые как известно наименее материалоёмкие конструкции.

Во всех направлениях науки известно, что линейные закономерности являются частным случаем общих нелинейных законов. Поэтому замена системы координат в строительстве имеет и более глубокий философский смысл. В частности, вся трёх лучевая система построена на ограничение прокатной технологии и базируется на таких свойствах бетона, как технология литья, позволяющая придать сборным элементам криволинейные формы, в которые надо вписать сложные функциональные процессы.

Функциональная деятельность человека, семьи многогранна. Эти функции настолько сложны, что их изучение и систематизация может быть выполнена весьма условно. Поэтому они определяются для современных квартир в многоэтажных зданиях весьма простым способом по количеству комнат и площади. При этом, во всех случаях присутствуют функционально необходимые кухни и санитарные узлы. Основной принцип систематизации – большей семье больше комнат и больше площади.

Для квартир все же можно определить какой-то максимум, когда увеличение количества комнат и площади становится малопродуктивным, особенно, если учесть ещё и эксплуатационные расходы. Нижняя граница максимума по площади и количеству комнат может быть определена как количество комнат по числу членов семьи и плюс одна комната, т.е. расчёт ведётся по числу спален. Если придерживаться этих принципов по аналогии с размерами жилой площади приходящейся на человека в развитых странах, то для семьи нужные квартиры с гораздо большими площадями. Однокомнатная квартира – это две комнаты и кухня в сумме примерно шестьдесят метров, двухкомнатная – это три комнаты в сумме сто двадцать метров, трёхкомнатная – четыре комнаты – сто восемьдесят метров и т.д. Если поставить такие цели, то количество существующей жилой площади должно быть утроено.

Дальнейшее увеличение максимума площадей и количества комнат зависит от особенностей предпочтения жильцов, например, необходимости кабинета для работы дома, размещение библиотек или коллекций и др. Таким образом, необходимые квартиры для семьи по количеству комнат и площади в некоторых случаях могут быть ещё больше. Если эти требования ещё расширить, то это может выйти для массового строительства за рамки такого жилья как квартиры в многоэтажном доме и превратиться в индивидуальное строительство коттеджей, индивидуальных жилых домов, особняков, которые здесь не рассматриваются, поскольку требуют другой инфраструктуры, индивидуального транспорта, других расходов на строительство и эксплуатацию. При этом не рассматривается индивидуальное элитное жильё в многоэтажных, повышенной этажности, высотных домах в центральных частях городов, где стоимость квартир порой не имеет значения, а имеется в виду только массовое строительство.

Чем меньше площадь квартиры, тем более существенным становится принципы их оборудования и необходимость его компактного размещения. Чем больше квартира, тем менее жёсткие требования к их оборудованию, поэтому в просторных квартирах чаще применяется свободная расстановка мебели.

Функциональная деятельность жильцов от системы координат в которых построены ограждающие стены в квартирах, зависит в плане расстановки оборудования, мебели. Эта зависимость тем больше, чем меньше квартира. Действительно вся промышленность бытовой техники, встроенного оборудования ориентирована на декартовую систему координат, поэтому наиболее простым способом оборудования квартир является их расстановка с привязкой к комнатам, которые так же выполнены в декартовых координатах. Особенно эта зависимость велика у квартир с маленькой площадью. Но положение меняется при больших площадях. Чем больше квартира, тем эта зависимость меньше.

По возможности, все стремятся получить квартиры со свободной планировкой и взять в свои руки деление квартир на комнаты. Но не всем это доступно и чаще всего выбор определяется количеством комнат и помещений, их суммарной площадью и стоимостью. Такие квартиры с минимальной стоимостью уже имеют стабильную неизменяемую планировочную структуру, преимущественно это квартиры в крупнопанельных зданиях.

С изменением или увеличением состава семьи усложняется комплектация квартир оборудованием. Наличие устойчивых принципов установки оборудования становится важным. Особенно это необходимо, когда в общая площадь жилья на душу населения не велика. Если же эта величина велика, то в такой ситуации просто меняется меньшая квартира по количеству комнат и площади на большую. Тогда, необходимость в плотной упаковке квартиры оборудованием уменьшается. А раз так, то уменьшается зависимость от системы координат в которых построены ограждающие конструкции. Важным становится количество площади в квартире и количество комнат.

Таким образом, поскольку все не дорогие квартиры в основном жёстко разделены на комнаты с ограниченными возможностями перепланировки, и изменения в случае увеличения количества жильцов преимущественно решается путём переезда в большую квартиру, система координат в которой построены ограждающие конструкции не обязательно должны быть декартовой. Более важным фактором является большая площадь, особенно если ею увеличение значительно. Более того, возможен симбиоз, когда сочетание элементов декартовой системы координат внедряется в планировочную структуру другой системы, образуя как бы местную систему координат.

Этот принцип безотносительности функций человека, семьи к системе координат ограждающих конструкций и сочетание декартовых координат с трёхлучевой структурой здания в целом положен в основу планировочных решений домов «Лотос». Здесь же используется их конструктивные преимущества, позволяющие увеличить площади квартир и применение локальных элементов, дающих возможность устанавливать стандартное, предназначенное для декартовых координат, оборудование.

Чем же объясняется преимущественно многовековое применение декартовых координат в жилищном строительстве. Во-первых – это возможностью применить стоечно-балочную систему строительства, которое даёт возможность использовать древесный материал, прокатный металл. Даже при возведении стен из мелкоштучных материалов, позволяющих создавать и другие формы, балки преимущественно применялись деревянные или прокатные металлические, а если позже и бетонные, то их металлические формы на заводах в основном выполнены с применением из прокатного металла. Во-вторых – это необходимость делить и пристраивать помещения, которая возникла ещё на заре развития строительства. Но это, особенно пристройка, становится бессмысленной для многоэтажных, повышенной этажности и высотных зданий, особенно если это индустриальная жёсткая структура квартир. Деление комнат крупнопанельного здания на хотя бы две комнаты практически невозможно.

И здесь возникает необходимость выбора – строительство жилья для определённого круга жителей в декартовой системе координат или отход от них, получив возможность снизить расход материала примерно на тридцать процентов, т.е. на величину дополнительной комнаты в квартире, и тем самым обеспечив капитальным жильём более широкие слои населения. Во всех случаях надо понимать, что необходимо создать жилье для многомиллионного населения в условиях, когда показатель площади на человека должен значительно вырасти.

Именно для этой цели предназначены дома «Лотос», позволяющие значительно снизить материалоёмкость строительства, путём замены декартовой системы координат на трёх лучевую и применения литьевой технологии для изготовления сборных криволинейных железобетонных элементов.

Необычные возможности открываются с градостроительной точки зрения. Здание на участке не линейное в плане, а как бы занимает весь участок. Такие дома позволяют увеличить плотность застройки на участке дома. В условиях, когда стоимость самой конструкции имеет значение, при заданной плотности застройки района или микрорайона остаётся больше свободной земли. Естественно, что на очень дорогих участках влияние стоимости конструкции минимальна и тогда строящиеся сейчас каркасные дома бизнес класса вполне конкурентно-способны. На основе домов «Лотос» возможно создание необычных жилых комплексов или использовать их для строительства акцентных зданий в тех случаях, когда себестоимость строительства определяется себестоимостью конструкции.

Все эти преимущества сопровождаются изменениями традиционных представлений о планировочных решениях квартир многоэтажных зданий. Это не простая задача переосмыслить привычное представление о квартирах и понять, что возможно иметь жильё не с прямоугольными комнатами. Самым очевидным методом, влияющим на принятие решение может быть только предоставление выбора при приобретении квартир за те же средства в виде альтернативной панельным зданиям квартир с дополнительной площадью равной, как указывалось, ещё одной комнате. Строительство домов «Лотос» даже в больших объёмах всегда оставит потребителю выбор приобрести традиционную квартиру других систем или на вторичном рынке, но при прочих равных условий, меньшую по площади.

Совместно с АО «Моспромстройматериалы», АО «Мосстройпластмасса» и АО ЦРГ «ГРАД» был создан фрагмент части типового этажа такого дома в натуральную величину.

Принципиальная возможность изменить подход к многоэтажному домостроению и создать новую высокоэффективную систему строительства, позволяет не только резко снизить расход материалов и себестоимость строительства, но и дать архитекторам необычные возможности для формования жилой среды и создавать градостроительные комплексы, существенно отличающиеся от традиционных, обогатив тем самым архитектуру. Это важно для большинства городов, где в отличие от крупных городов меньше возможностей для строительства домов с дорогой внешней отделкой и более сложной пластикой фасадов. Дома «Лотос» могут позволить существенно изменить облик многих городов.

Особенно эффективен такой метод строительства в сейсмических районах. Развитый план здания, внешнее расположение несущих стен и возможность их усиление монолитным каркасом этому способствует. Экономия может быть ещё более значительная не только для многоэтажных, но и для малоэтажных домов. На основе предлагаемой системы возможно также строительство гостиниц, офисов, административных зданий, павильонов, коттеджей и др.

Очевидно, на этой основе возникнут и другие конструктивные структуры. Можно создать каркасную структуру в полярных координатах со свободной планировкой, в некоторых случаях может оказаться целесообразным использовать комбинацию идеи домов из нелинейных объёмных элементов и крупнопанельное домостроение. При небольшом объёме строительства, возможно монолитное исполнение конструкции.