Реконструкция и оснащение Большого театра. Сценическая механика

Большой театр в России был основан в 1776 году. Тогда же было принято решение возвести для него каменное здание на Петровской улице в Москве. Строительные работы велись по плану архитектора Христиана Розберга, заняли 5 месяцев и обошлись в 130 тыс. рублей. В 1780 году зрители насладились первыми постановками.

В 1805 году здание сгорело до тла.

В 1825 году по проекту Осипа Бове открылся Большой Петровский театр, который в 1853 году вновь сгорел.

В современном виде театр существует с 1856 года, и построено здание по проекту Альберта Кавоса. Практически каждое десятилетие жизни здания сопровождалось серьезными проблемами, связанными с неравномерными осадками и необходимостью проведения сложнейших работ по укреплению здания и фундаментов.

В 1941 году взрывная волна от фугасной бомбы серьезно повредила здание.

В 1943 году театр был восстановлен, а в 1950-х под руководством архитектора Игоря Рожина прошла реконструкция пристроек в северной части и обновлена инженерная система.

Но само здание ни разу не подвергалось комплексному капитальному ремонту, зато перенесло множество локальных реконструкций, в ходе которых часто наносился ущерб как самому памятнику архитектуры, так и его легендарной акустике.

Решение о реставрации Государственного Академического Большого театра было принято в 1997 году. Проект реализовывался в три этапа. Первый закончился в 2002 году. В его рамках вместе с основным зданием реконструкции подверглись несколько расположенных рядом старых жилых и административных зданий. На их месте возникла Новая сцена, где на время реконструкции основной площадки разместились театральная труппа, инженерный и вспомогательный корпуса.

Второй этап начался в 2005 году и касался основного здания и расположенного за ним дома Хомякова, производственно-складского комплекса на улице Плеханова, была произведена замена и модернизация сценического технологического оборудования.

В рамках третьего этапа завершилось техническое оснащение театра.

Решения по сценической механике

Хорст Кункель, руководитель фирмы

«Кункель Консалтинг Интернациональ ГмбХ»

Компания «Кункель Консалтинг Интернациональ ГмбХ» сегодня представляет собой команду инженеров, дизайнеров и специалистов в области оборудования для проведения мероприятий. Первые переговоры между театром и фирмой, а также посещение театра состоялись в апреле 2002 года. Нас потрясло плохое состояние сцены и прилегающих к ней зон. Безопасность актеров, технического персонала и зрителей не обеспечивалась должным образом. Помимо ограниченных художественных возможностей, связанных с отсутствием технологического оборудования, экономически не оправданными производственными процессами, отсутствиемскладских площадей, неприемлемыми условиями работы персонала театра, пугало состояние всего здания. До начала проектирования нужно было изучить все возможные варианты реконструкции. Из-за неудовлетворительного состояния конструкций здания, а также необходимости учитывать его историческую ценность невозможно было использовать стандартные решения, применяемые в других театрах. Нужно было интегрировать все важные разделы театральной техники в существующее здание, при этом по возможности с наименьшим количеством точек сопряжения оборудования с конструкциями здания. На разработку технологии потребовалось в общей сложности три года.

Было выделено четыре сферы, для которых были необходимы специальные решения:

- само здание;

- нижняя механизация/склад;

- театральные технологии;

- обеспечение экономической эффективности.

Здание

Расширение арьерсцены и объема здания под землей было неизбежным. Решить эту задачу помогли городские службы, особенно учреждения по охране исторических памятников архитектуры.

Упомянутое плохое состояние здания и фундаментов не позволяло передавать нагрузки от оборудования верхней механизации (а это 1800 тонн) на существующие стены. О сносе речь могла идти только в связи с арьерсценой, так как эта зона все равно не была оригинальной. Боковые стены и звонница должны были обязательно сохраниться. После долгих дискуссий с архитекторами и конструкторами наши специалисты нашли решение, по которому 80% всех нагрузок от оборудования, не затрагивая существующие кирпичные стены, передаются с помощью четырех опор на заново возводимые фундаменты.

Нижняя механизация и склад декораций

В Большом театре не было зоны нижней механизации, без которой немыслима современная эксплуатация театра. Так как под фундамент в любом случае нужно было подводить опоры и заменять его, мы разработали предложение, которое создавало новое пространство для площадок и хранения декораций текущего сезона. Репертуар Большого театра весьма обширен, предназначенных для хранения декораций площадей в здании не хватало, кроме того, декорации должны храниться и за пределами театра с возможностью быстрого доступа к ним. С этой целью был модернизирован, автоматизирован и компьтеризирован склад вместимостью 529 контейнеров. Особой трудностью стала организация станции перегрузки контейнеров в театре, так как подъездные пути к зданию и площадка для маневрирования очень ограничены.

В результате в заднюю грузовую площадку встроили специальный перегрузочный узел, с помощью которого можно достать прямо из грузовика контейнер и поднять его до уровня размещения сценических фур. Такой же перегрузочный узел есть и в производственно-складском комплексе. Кроме того, в зоне под арьерсценой были созданы условия для хранения декораций минимум для трех представлений.

Модернизация сценической техники

Необходимо было обновить все сценическое технологическое оборудование, включая стационарные металлоконструкции. Новое оборудование верхней механизации в Большом театре сконструировано таким образом, что его всегда можно адаптировать к сценическим требованиям того или иного представления. К оборудованию верхней механизации относятся стационарные металлоконструкции, перемещаемая приводная механика и звонница.

Из металлоконструкций были выполнены новые уровни канатных и блоковых колосников, по которым может перемещаться персонал. Это было одним из основных условий обустройства новой механизации, особенно необходимого при использовании точечных подъемов с переносным грузовым канатом.

Для отведения нагрузки из зоны верхней механизации конструкция канатных и блоковых колосников, как уже упоминалось, была смонтирована как самонесущая конструкция на заново возведенных опорах. 80% всех возникающих здесь нагрузок направляются через эти опоры на новый фундамент независимо от уже существующих конструкций.

Передняя часть сцены состоит из двух перемещаемых портальных башен, трехуровневого портального софит-моста, кармана занавеса, главного занавеса, защитного занавеса (противопожарного занавеса), театрального тюля, акустического и живописного занавесов и подъемов нулевого плана. Противопожарный занавес весит около 40 тонн, он соответствует строгим российским требованиям и выдерживает воздействие огня в течение 60 минут без орошения спринклерной установкой.

Боковые рабочие галереи и соединительные мостики были заменены полностью. На пятой галерее появились аппаратные помещения, одновременно с этим она служит для доступа к перемещаемым софитам.

В зоне первой галереи для освещения сцены используются софитные подъемы, перемещаемые в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

В карманах сцены были смонтированы вспомогательные монтажные подъемы.

В общей сложности было смонтировано более 200 электромеханических приводов, среди них 79 штанкетных подъемов, 100 лебедок точечных подъемов с полезной нагрузкой 1000 кг и с максимальной скоростью перемещения до 1,8 м/с.

К перечисленному оборудованию добавляются еще приводы подъемов нулевого плана, боковых подъемов, главного занавеса, противопожарного занавеса в портальной зоне, дымового люка, а также приводы 35 микрофонных лебедок и 21 подъема арьерсцены.

Важнейшие технические характеристики:

Штанкетные и точечные подъемы, выполненные в виде электромеханических подъемов с лебедкой:

- Длина штанкетов: 23,50 м + 2 х 0,75 м, выдвижные

- Полезная нагрузка: 1 000,00 кг

- Высота подъема: 25, 50 м

- Скорость подъема: 0,01 – 1,8 м/с

- Эксплуатационное ускорение: 2,0 м/с2

- Макс. ускорение: до 3 м/с2, программируемое

- Несущие канаты: 8 шт.

- Диаметр каната: 6,00 мм

- Электромеханический привод с лебедкой

- Полезная нагрузка 1000 кг плюс вес штанкета и каната.

Особенностью театра являются софиты. Три софита выполнены пятичастными, а два – трехчастными. Часть софитов может перемещаться не только в вертикальной, но и в горизонтальной плоскости.

Слева и справа от центральной оси сцены, в центре между точечными подъемами на уровне машинных колосников находятся по 7 моторизованных кабельных барабанов для электропитания и передачи данных для машинных подъемов основной сцены при их использовании в качестве софитных подъемов.

Моторизованные кабельные барабаны перемещаются на уровне машинных колосников на соответствующих ходовых рельсах. Рельсы проходят симметрично центральной оси сцены на расстоянии 1300 мм друг от друга. Моторизованные барабаны установлены на каретке вместе с соответствующим устройством выключения. Кабель барабана направляется через отводной блок.

Технические характеристики:

- Моторизованный кабельный барабан, подходящий для намотки спиральной формы 32 м гибкого кабеля в резиновой оболочке, предусмотренного для использования в барабанах + 2 намотки для разгрузки кабеля от натяжения.

- Скорость подъема: макс. 0,5 м/с

- Время запуска: 2 сек

- Время торможения: 2 сек

- Направление кабеля: горизонтально вниз.

На третьей галерее установлены выдвижные подъемы попланового занавеса, которые служат для образования планов шириной 3 м из текстильного занавеса с каждой стороны сцены. Каждый такой подъем можно перемещать вручную параллельно рампе и в горизонтальном направлении по рельсу, закрепленному под несущими металлоконструкциями четвертой рабочей галереи.

Система установлена на самонесущей балке длиной около 3 м, устойчивой к деформации. Для образования складок предусмотрена моторизованная система.

Оборудование нижней механизации состоит из пяти оркестровых площадок, семи двухуровневых площадок, двух сейфов мягких декораций, семи сценических фур, балетной фуры, фуры поворотного круга и различных компенсирующих и грузовых площадок. По конструктивным причинам решение для площадок с противовесами было невозможным. На основании таких общих условий, строгих требований к низкому уровню шума во время эксплуатации, высоких нагрузок и большой скорости, равной 0,7 м/с, для устройства всей нижней механизации была выбрана гидравлическая приводная система с расположенными в горизонтальной плоскости цилиндрами и обводными блоками для канатов.

В общей сложности в театре смонтировано семь гидравлических двухуровневых подъемно-опускных площадок сцены размером 22х3 метра.

Площадки выполнены в виде конструкций из стальных профилей и состоят из наклоняемой на 4 градуса верхней площадки и нижней платформы. По центру площадок предусмотрены крышки для люков провала.

Каждая сторона решетчатой каркасной конструкции опирается на подъемную раму, подвешенную на четырех несущих канатах. Канаты проходят через обводные блоки, размещенные под сценой на несущих опорах, к установленному в положении лежа гидравлическому цилиндру. Точное положение опорной рамы обеспечивается двумя прецизионными направляющими, установленными на направляющих стойках.

Технические характеристики площадок:

- Длина: 22,00 м

- Ширина: 3,00 м

- Площадь основания: 66,00 м2

- Расстояние между верхней и нижней платформами: ок. 8,10 м

- Высота прохода нижней платформы: ок. 6,90 м

- Ширина прохода нижней платформы: ок. 18,00 м

- Ширина бокового прохода нижней платформы: 1,50 м

Полезная нагрузка платформы:

- статическая: 5,0 кН/м2

- динамическая: 3,0 кН/м2

Высота подъема: от -8,25 м до + 7,95 м

Привод площадки:

- Гидравлический тянущий цилиндр, двухкратно запасованный, с канатным приводом

Высота подъема:

- Индивидуальное перемещение: v = 0,05 – 0,7 м/с с плавным перемещением

Групповое перемещение:

- V = 0,05 – 0,5 м/с при одновременном перемещении до 3-х площадок

- V = 0,05 – 0,3 м/с при одновременном перемещении до 5-ти площадок

- V = 0,05 – 0,2 м/с при перемещении более 5 и до 7 площадок.

Два сейфа мягких декораций состоят из решетчатой конструкции, каждый сейф имеет 20 отсеков для хранения декораций. Отсеки оснащены в консолях роликами, на которые устанавливаются стальные контейнеры со скатанными декорациями. Для перемещения и подвешивания скатанной декорации требуется всего два рабочих сцены. Сейф оснащен электронной базой данных, и при помощи одного нажатия на кнопку нужный контейнер может быть подготовлен к загрузке или разгрузке.

Над каждым сейфом мягких декораций находится несущий мост, который используется для размещения осветительной и звуковой техники. Внутри мостов существует возможность прохода для персонала.

Мосты состоят из системы ферм между боковыми стенами, ширина прохода к свету составляет около 0,9 м.

В самом нижнем положении платформа полки сейфа служит для выезда фуры поворотного круга и балетной фуры из предусмотренного для них гаража под арьерсценой (уровень -5.100).

Содержимое контейнеров мягких декораций и полок сейфов сохраняется при помощи электронной системы записи данных с визуализацией.

Система сценических фур состоит из семи трехчастных фур сцены, которые хранятся на арьерсцене или опускаются на уровень сцены. В сцепленном состоянии семь фур образуют единую ровную поверхность размером 21 х 22 м. Все фуры могут перемещаться по продольной оси сцены.

Каждая фура имеет самоперемещаемый привод, при помощи ходовых роликов они двигаются в направляющих рельсах, смонтированных в планшете сцены. Управление фурами осуществляется с главного и вспомогательного пультов, но перемещение средней секции на нижнюю платформу осуществляется только в ручном режиме.

Заряд батарей происходит автоматически при достижении фурами исходного положения.

Под фурами арьерсцены расположены семь выравнивающих площадок, которые служат для компенсации разности высоты в сценической зоне при перемещенных вперед сценических фурах. Путь перемещения составляет около 40 см, движение осуществляется при помощи винтового привода.

Раньше монтаж балетного пола на сцене занимал минимум три часа и для этого требовалось шесть человек. Теперь же в театре предусмотрена фура балетного пола, которая сокращает время монтажа до нескольких минут.

Фура поворотного круга хранится под арьерсценой под балетным полом и может перемещаться вдоль продольной оси сцены по направляющим рельсам.

Технические характеристики фуры поворотного круга:

- Длина: 22 м

- Ширина: 21 м

- Площадь основания: 462 м2

- Скорость: 0,01 – 0,5 м/с с плавным перемещением.

Технические характеристики поворотного круга:

- Диаметр поворотного круга: 20 м

- Скорость поворотного круга: V = 0,01 – 1,2 м/с, при измерении у внешнего края поворотного круга.

Была модернизирована вся зона оркестровой ямы, на чем я бы хотел остановиться подробнее, так как эта зона имеет особую конструкцию. В оркестровой яме предусмотрено всего пять площадок. По сути, трех площадок было бы достаточно для обеспечения предъявляемых требований, однако площадку № 1 необходимо было поделить на три части, так как ее средняя часть, имеющая больший ход, служит одновременно грузовой площадкой между нижними складскими помещениями и оркестровой ямой или сценой. Решающим элементом с точки зрения акустического проектирования оркестровой ямы являются элементы Cassa Acustica, расположенные под большой оркестровой площадкой. Эти элементы имеют форму разрезанной бочки и являются резонаторами, усиливающими низкие частоты. Таким образом, создается эффект объемного звучания. Элементы Cassa Acustica расположены по всей ширине оркестровой ямы, то есть также расположены под боковыми маленькими площадками. 

Для индивидуальной адаптации размеров оркестровой ямы в перекрытой козырьком зоне ямы вдоль задней стены оркестровой ямы были расположены мобильные стеновые элементы. Эти элементы можно передвинуть до переднего края сцены или вращать — на каждой стороне они имеют разные акустические поверхности. Можно регулировать наклон козырька ямы.

Оркестровый барьер спроектирован как подвижный элемент, который может наклоняться со стороны оркестровой ямы под углом 5°, что обеспечивает лучшее отражение звука музыкальных инструментов, а также может автоматически опускаться, например, во время концертов, если в зоне оркестровой ямы устанавливаются зрительские кресла.

Насосная станция в совокупности с аккумуляторной станцией рассчитана на одновременное перемещение сценических площадок.

Маслобак номинальной вместимостью 50 000 литров рассчитан на то, чтобы в него вмещался весь объем масла, имеющегося в системе.

Установленная на опорах под маслобаком насосная станция состоит из пяти двойных насосов мощностью 5 х 132 кВт, а также подпиточного насоса мощностью 37 кВт.

Поршневая накопительная станция состоит из 13 поршневых накопителей. Объем каждого из них составляет 1000 л.

Сюда же относится азотная станция, состоящая из 39 баллонов с азотом. Объем каждого из них составляет 1500 литров.

Экономическая эффективность

Для рационализации эксплуатационных процессов оборудование верхней и нижней механизации оснащена современными приводами в сочетании с системой компьютерного управления и базой данных.

Вся предусмотренная техника гарантирует высокую эксплуатационную безопасность, минимизацию расходов на техническое обслуживание и сокращение количества персонала, необходимого для монтажа или демонтажа, а также во время проведения театральных представлений.