Уява та зелена орієнтація

Архітектура, будівництво, споруди на вулицях наших міст та сіл завжди були найнаочнішою вітриною сучасного стану техніки та техніки. Що таке вітрина XNUMX століття?

Сьогодні складно говорити про один домінуючий стиль або напрям. Можливо, така дуже спільна риса прагнення до дизайну в еко-стиліале розуміється по-різному, і іноді те, що одні вважають зеленими проектами, для інших навіть антиеко. Тож ясності немає навіть у найпотужнішій архітектурній течії.

Про це часто кажуть. За даними Всесвітньої ради з екологічного будівництва, енергія, необхідна для будівництва та експлуатації будівель, становить майже 40 відсотків загального обсягу. глобальні викиди вуглекислого газу більші, ніж у всіх автомобілів, літаків та інших транспортних засобів у світі.

Якби цементна промисловість була державою, вона була б третім за величиною джерелом викидів CO.₂ навколо Китаю та США. Бетон, що найбільш широко використовується штучний матеріал, має надзвичайно високу емісію: виробництво і використання кубічного метра виробляє достатньо вуглекислого газу, щоб заповнити весь будинок на одну сім'ю.

Зелені дизайнери все ще шукають рішення, які були б більш гармонійними з природним середовищем, ніж традиційні методи, з мінімально можливим викидом та «зв'язуванням» CO₂.

Дизайнерські будиночки із пробки або сушених грибів. З'являється все більше і більше винаходів, що полягають у вловлюванні вуглекислого газу і зв'язуванні його з іншими матеріалами у вигляді цегли, з яких вони зроблені екодома. Тим не менш, здається, що більш реалістичним і переконливим варіантом є Cross Laminated Timber (CLT), тип промислової фанери, з товстими шарами пиломатеріалів, склеєними під прямим кутом підвищення міцності.

Хоча CLT вирубує дерева, він використовує невелику частину вуглецю, що виділяється цементом, і може замінити сталь у малоповерхових та середніх будинках (а оскільки дерева поглинають CO₂ з атмосфери деревина може мати позитивний баланс вуглецю). Нещодавно в Норвегії було збудовано найвищу у світі будівлю CLT., це багатофункціональний, житловий та готельний квартал. 85 м у висоту та 18 поверхів, елегантно оброблений місцевою ялиною, він здається справжньою альтернативою бетонним та сталевим конструкціям. Вічнопідйомним дерев'яним конструкціям та ЦЛТ ми присвятили великий звіт, опублікований у «МТ» рік тому.

Зелені шельфові проекти

Сміливі «зелені» проекти та концепції, які охоче публікуються у ЗМІ, звучать часом дуже радикально та фантастично. Насправді, перш ніж ми побачимо біогород майбутнього, буде побудовано все більше і більше будівель, схожих на новий кампус Apple в Каліфорнії. Цілих 80 відсотків територію, що оточує круглий майданчик, що нагадує транспортний засіб НЛО, тут перетворено на парк.

Apple найняла університетських експертів з дерев для посадки унікальних видів цього району. Кампус був побудований у гармонії з навколишнім середовищем, у тому числі з погляду висоти будівель. Усі будівлі повинні бути не вищими за чотири поверхи. Хоча головна будівля має бути домінуючим за розміром, насправді вона не підніматиметься над хмарочосом. У кампусі є резервне джерело живлення, яке, за задумом самого Стіва Джобса, згодом стане основним джерелом, оскільки Apple має намір генерувати сонячну енергіюякий буде чистішим і дешевшим, ніж з мережі та використовувати останній як резервний варіант.

Навесні 2015 року Google також представляє проект еко-полки з новим дизайном штаб-квартири в Маунтін-В'ю, Каліфорнія. Дизайн нового кампусу Google розробили два архітектори - Б'ярке Інгельс і Томас Хізервік. Він включає житлові офісні будівлі з прозорими куполами, велосипедні доріжки, великі зелені насадження і доріжки, що рухаються. Без сумніву, Google також є відповіддю на Campus 2 від Apple.

Поодиноких будівель напевно недостатньо для багатьох сучасних дизайнерів. Вони хочуть будувати та перебудовувати цілі райони та міста у зелений колір. Вінсент Каллебаут, французький архітектор і містобудівник, продемонстрував проект перетворення Парижа на зелене та «розумне» місто майбутнього.

Концепція, яку студія Callebaut називає «Розумне місто», полягає в поєднанні модної «зеленої» концепції з ультрасучасними технологічними рішеннями. План полягає в тому, щоб перетворити світле місто на доброзичливе, що гармонує з природою, але зберігає при цьому свої історичні елементи.

Візуалізації Вінсента Каллебаута сповнені «зелених будівель» із використанням технологій пасивної енергії, повної рециркуляції води, зелених стін та садів навіть на найвищих поверхах. Стіни будівель, виконані із стільникових елементів, безумовно, відповідають за вироблення енергії із сонячного світла. Потім ця енергія переважно використовується для виробництва біопалива. Зелені хмарочоси вони повинні поєднувати житлову та ділову функції, що має скоротити потребу у поїздках на роботу та звільнити вулиці від надлишкового руху.

Варто пам'ятати, що зелений спосіб мислення в архітектурі також всіляко пропагується сучасною владою та встановленими законами. наприклад, у Франції з 2015 року діє закон про покрівельні покриття. Відтепер дахи комерційних об'єктів, що знову будуються, повинні бути частково покриті зеленню, інакше. Це має допомогти ізолювати будинок, що призведе до зниження витрат на опалення взимку та охолодження влітку, збільшення біорізноманіття, зменшення проблем зі стоком за рахунок утримання деякої кількості дощової води та боротьби з шумом. Франція — не перша країна, яка запровадила політику «зелених дахів». Такі кроки вже були зроблені в Канаді та ліванському Бейруті.

Архітектори намагаються повернути природу до міст. Поєднання властивостей живих організмів з нашою винахідливістю може стерти межу між природним та штучним. І наше життя зміниться на краще. Піонери шукають способи знести відгороджені нами стіни та замінити їх «живими стінами», покритими землею та рослинністю, та скляними конструкціями, наповненими водоростями. Таким чином, їх можна було б використовувати для перетворення газів та отримання енергії. Навіть найпростіші біологічні системи можуть поглинати дощову воду, підтримувати життя у різноманітній формі, вловлювати забруднюючі речовини та регулювати температуру повітря.

Форма слідує за довкіллям

Радикальні екопроекти поки що в основному курйози. Реальністю сучасного будівництва є упор на енергоефективність будівельних конструкцій, що зводяться, щоб вони відповідали найвищим вимогам як з точки зору економічності, так і експлуатації. Йдеться про подвійне «еко» – екологію та економію. Енергоефективні будинки характеризуються компактним корпусом, у якому ризик утворення теплових мостів і, отже, втрат тепла зведений до мінімуму. Це важливо в аспекті отримання хороших найменших параметрів щодо площі зовнішніх перегородок, які враховуються разом із підлогою по ґрунту, до загального опалювального обсягу.

У травні 2019 року група британських архітектурних бюро під назвою «Architects Declare» опублікувала маніфест, в якому поряд зі скромними вимогами (мінімізація будівельного сміття, контроль енергоспоживання) є більш амбітні припущення, такі як мінімізація «життя». цикл” – від кількості СО₂ необхідно для виробництва бетону або шахтного каменю для знесення енергії. Одна пропозиція, особливо спірна для галузі, що звикла позбавлятися старих будівель і починати все спочатку, полягала в тому, що існуючі конструкції мають бути змінені та модернізовані, а не знесені.

Однак, як зазначають багато хто, насправді немає єдиної думки про те, що насправді означає «стійка» архітектура та будівництво. Коли ми заглиблюємося в дискусії на цю тему, ми неминуче потрапляємо до лабіринту думок та інтерпретацій. Дехто наполягатиме на тому, щоб повернутися до будівельних матеріалів багатовікової давності, таких як суміш землі та соломи, інші вкажуть на будівлі, такі як розкішний готель в Амстердамі, частково побудований з регенерованого бетону та з «інтелектуальним» фасадом, що контролює внутрішню температуру. як приклад правильного шляху.

Для деяких стійка будівля - це та, яка живе в гармонії з навколишнім середовищем, використовуючи місцеві матеріали, дерево, розчин із піском, здобутим поблизу, місцевий камінь. Для інших не існує еко-архітектури без сонячних батарей та геотермального опалення. Експерти запитують, чи мають стійкі будівлі бути стійкими, щоб максимізувати енергію, необхідну для їх будівництва, чи вони повинні поступово біорозкладатися, коли попит на них зникне?

Піонером екодизайну в архітектурі та будівництві вважається знаменитий архітектор Френк Ллойд Райт, який у 60-ті роки виступав за конструкції, що виникають та функціонують у гармонії з навколишнім середовищем, а матеріальним виразом цих устремлінь став знаменитий каскадна вілла, спроектована у Пенн. Однак тільки в XNUMX-х роках архітектори почали більше думати про те, як проектувати в гармонії з природою, а не намагатися опанувати її. Замість модерністського принципу «форма слідує за функцією» норвезький архітектор К'єтіл Тредал Торсен запропонував нове гасло: «форма слідує за довкіллям».

На початку 90-х років Вольфганг Файст, професор Університету Інсбрука, створив концепцію «пасивного будинку», пасивного будинку, який протягом багатьох років поширюється європейським континентом, хоча не можна сказати, що він вироблявся масово. Йдеться про те, щоб зробити будівлі «пасивними», зменшивши їхню залежність від «активних» енергоємних систем опалення та охолодження і натомість краще використовуючи сонце, тепло тіла мешканців і навіть тепло, що випромінюється побутовими приладами. Прототип багатоквартирного будинку був збудований у Дармштадті, Німеччина, у 1991 році. Файст та його сім'я були одними з перших мешканців.

У пасивних будинках упор робиться на ідеальну ізоляцію. Це ретельно розроблена термоупаковка, максимально герметична, з внутрішньою температурою, що регулюється вбудованими системами вентиляції повітря та системами рекуперації тепла. Найкращі пасивні конструкції забезпечують зниження середніх рахунків за опалення на 95%, значне зниження викидів. Вищі витрати на будівництво компенсуються нижчими експлуатаційними витратами.

Тим не менш, багато екологічно налаштованих архітекторів мають серйозні сумніви щодо того, чи є пасивний будинок проектом зеленого мислення. Якщо мета полягає в тому, щоб підтримувати форму з навколишнім середовищем, навіщо будувати повітронепроникний закритий простір з вікнами з потрійним склінням, в яких вікна, щоб почути спів птахів, порушують потік енергії в будівлі? Крім того, стандарти пасивної архітектури мають сенс переважно в кліматі, коли зими досить холодні, а літо іноді спекотне, наприклад, у Центральній Європі, Скандинавії. Навпаки, у Великій Британії з морським помірним кліматом це має набагато менше сенсу.

А якщо не лише вдома економити енергію, але і, наприклад, очистити повітря? Дослідники з Каліфорнійського університету в Ріверсайді протестували новий тип покрівельної черепиці, яка, за їхніми словами, може хімічно зруйнувати таку саму кількість шкідливих оксидів азоту в атмосфері, яку викидає середній автомобіль в атмосферу протягом року. Інший підрахунок свідчить, що один мільйон дахів, покритих такою черепицею, видаляє з повітря 21 мільйон тонн цих сполук на день.

Ключем до нової покрівлі є домішка діоксиду титану. Вони закачували шкідливі сполуки азоту в атмосферну камеру і опромінювали плитки ультрафіолетовим випромінюванням, яке активувало діоксид титану. У різних зразках хімічно активне покриття видалялося від 87 до 97 відсотків. шкідливі речовини. діоксид титану. Автори винаходу в даний час розглядають можливість "фарбування" цією речовиною всієї поверхні будівель, включаючи стіни та інші архітектурні елементи.

Незважаючи на зіткнення понять про житлові будинки, зелена хвиля світової редевелопменту хоче проникнути далі у всі околиці, ландшафт та навколишнє середовище. Нині він використовує комп'ютеризований екологічний дизайн, тобто. CAED(). Використовуючи практику PermaGIS (), ви можете проектувати і створювати ферми, що самовідновлюються, ферми, села, селища та міста.

Друк та подушечки

Змінюється як сфера дизайну, а й продуктивність. У березні 2017 року стало відомо, що в Об'єднаних Арабських Еміратах планують збудувати перший у світі хмарочос, створений за допомогою технології 3D-друку. Про плани оголосив Cazza Construction, стартап із Дубая.

"Використання технології 3D-друку скоротить витрати на будівництво на 80 відсотків, заощадить до 70 відсотків часу і скоротить використання робочої сили на 50 відсотків", - сказав інженер Муніра Абдул Карім, місцевий директор Департаменту реалізації проектів розвитку інфраструктури. Раніше влада Дубая оголосила про плани сучасної стратегії 3D-друку, згідно з якою до 2030 р. всі будівлі в Дубаї будуть створені за допомогою 25D-друку.

Вже в березні 2016 року в Дубаї було збудовано першу офісну будівлю, побудовану за цією технологією. Його корисна площа становила 250 метрів.². Об'єкт створено у співпраці з китайською компанією Winsun, відомою за першим будинком 3D-друку. Восени 2019 року в Дубаї було зведено найбільшу у світі будівлю, побудовану з використанням технології 3D-друку (1).

1. Найбільша у світі будівля, зведена з використанням технології 3D-друку в Дубаї.

Перші відомі у світі житлові будинки для нормального використання з використанням цієї техніки були збудовані приблизно 5 років раніше в Китаї. Це зробила вищезгадана компанія Winsun. На той час було збудовано двоповерхову віллу та багатоповерховий житловий будинок. Весь процес будівництва зайняв 17 днів і вдався на славу. Для друку будівлі використовувалася суміш бетону, пластику та гіпсу, армованого скловолокном. Вартість реалізації виявилася вдвічі нижчою за ту ціну, яку довелося б витратити на будівництво аналогічного об'єкта за традиційними технологіями.

У березні 2017 року американська компанія Apis Cor представила перший житловий будинок, який був збудований лише за 24 години. Будівля була збудована у Ступіні (Підмосков'ї). Елементи конструкції виготовлялися над виробничому цеху. 3D-принтер надрукував їх на будівельному майданчику. Спочатку було створено повну конструкцію стін. Потім принтер виїхав із будівлі та надрукував дах, який встановили робітники. Кімнати не вимагали штукатурки. Єдиними конструктивними елементами, створеними поза будівельним майданчиком, були двері та вікна. Площа будинку, надрукованого Apis Cor, була невеликою — лише 38 м.². Apis Cor повідомляє, що загальна вартість будівництва становила 10 3 доларів. Найбільші витрати були на купівлю дверей та вікон. Потім почала множитися інформація про проекти, виконані з використанням техніки XNUMXD-друку.

До того ж друкують не лише вдома. У Нідерландах восени встановили перший у світі 3D-друкований бетонний велосипедний міст. Дизайн є результатом співпраці між Технічним університетом Ейндховена та будівельною компанією BAM. Міст, а точніше пішохідний міст через річку Пельше-Луп у Гемерті, має довжину 8 м і ширину 3,5 м. Перетин було надруковано у вигляді сегментів завдовжки один метр, зібраних на місці та поміщених між двома опорами. Пішохідний міст також було надруковано в Іспанії.

Технологія 3D-друкованих будинків, окрім швидкого темпу виконання та низької вартості, пропонує безліч невідомих раніше можливостей. Надруковані будівлі можуть приймати будь-яку форму, що істотно відрізняється від традиційних методів, що зводяться. Під питанням лише життєздатність та комфортність будівель для мешканців. Друковані будинки з'явилися лише кілька років тому. Повноцінних експертиз технічного стану багаторічних друкарень ще ніхто не проводив.

З іншого боку, розвивається тенденція модульного будівництва. Мрія про будинки, будь то житлові або господарські, що легко будуються з цеглинок, таких як LEGO, не втрачає своєї популярності. Це більше не збірні елементи та "велика плита", які, можливо, трохи відштовхнули нас від цього типу техніки. Утворюється найбільш творчий спосіб мислення, який підкреслює можливість використання різних конфігурацій будівельних блоків.

Створення готових модулів-блоків на промислових підприємствах, у тому числі із застосуванням технології 3D-друку, для використання у будівництві має цілком очевидні переваги. Немає необхідності, наприклад, збирати матеріали на будмайданчику або надовго забезпечувати дороги для їхнього перевезення. Заводи зазвичай розташовані поблизу транспортних вузлів, терміналів, портів, що значно полегшує транспортування матеріалів та знижує витрати. Крім того, на заводах, на відміну від будівельних майданчиків, можна продовжувати роботу у цілодобовому режимі.

Модульна будівля заощаджує час. На місці вам не потрібно чекати на завершення одного етапу, щоб почати наступний. Різні елементи можуть бути виготовлені в різних місцях, потім доставлені та зібрані відповідно до плану та графіка. За даними Американського інституту модульного будівництва, модульні проекти створюються на 30-50 відсотків. швидше, ніж традиційні. Кількість відходів у будівництві також значно знижується, оскільки відходи на промислових підприємствах може бути перероблено. Виробництво "цеглинок" на заводах - це ще й потенційно висока якість виконання, т.к. виробничі умови сприятливіші цього, ніж «рельєф» і більша безпека співробітників, т.к. цех легше контролювати та контролювати, ніж пленер будівельний майданчик.

Однак будівництво з блоків висуває нові вимоги, наприклад, до точності складання. У цьому типі проекту всі електричні та гідравлічні установки є частиною складних модулів. При складанні дроту або канали повинні ідеально збігатися, підключатися відразу, як би "в один клік". Поширення таких методів також потребуватиме нових рівнів стандартизації.

Тому в цій методиці починає зростати значення таких систем, як BIM (англ.) — моделювання інформації про будівлі та споруди. Модель є записане в цифровому вигляді уявлення фізичних і функціональних властивостей будівельного об'єкта. Для моделювання використовується програмне забезпечення автоматизованого проектування. Модель створюється з використанням тривимірних об'єктів, таких як стіна, стеля, дах, стеля, вікно, двері, яким надаються відповідні параметри. Зміни елементів, що становлять модель, відображаються у тривимірному поданні моделі, у списках геометричних та матеріальних даних.

Однак деякі приклади з них послаблюють ентузіазм щодо швидкомонтованих будівель. Два з половиною поверхи, понад дев'ять метрів на добу, такими темпами, за гучними оголошеннями, мав підніматися хмарочос Sky City у китайському місті Чанша. Висота будівлі становила 838 метрів, що на 10 метрів більше, ніж нинішній рекордсмен Дубай Бурдж-Халіф.

Такі темпи заявила компанія Broad Sustainable Building, яка зводила об'єкт із збірних елементів, які потрібно буде лише з'єднати між собою під час доставки на будівельний майданчик. На одну лише підготовку префабів пішло лише чотири місяці. Однак через побоювання щодо стійкості конструкції роботи було зупинено невдовзі після зведення перших поверхів у липні 2013 року.

Змішання стилів та ідей

Крім висотних будівель, про які ми не раз писали в МТ, і залишаючи осторонь описані нами численні зелені проекти, у XNUMX столітті створюється ще дуже багато цікавих архітектурних проектів. Нижче про деякі обрані цікаві конструкції.

Наприклад, у французькому містечку Уаньї була створена незвичайна концертна зала Metaphone (2), яку дизайнери з бюро Herault Arnod Architectes задумали як самостійний музичний інструмент. Всі елементи конструкції будівлі повинні «гармонувати» у створенні та посиленні акустичних ефектів.

Будівля складається із чорного бетонного каркасу. Поверхні покриті різними типами матеріалів, від сталі чи високоякісної сталі Corten до скла та дерева. Звук, що генерується всередині зали, передається через конструктивні елементи у вестибюль будівлі та назовні. Тут грає не лише акустика. Стінові панелі, що вібрують, з'єднані проводами і ведуть до панелі управління. Музика, що створюється Metaphone, також має електроакустичний характер. Ви можете грати на цьому величезному інструменті. Архітектори залучили музиканта Луї Дандрела до створення цієї структури. Дах будівлі значною мірою покритий сонячними панелями. І навіть вони є резонаторами.

Є багато інших цікавих та не завжди відомих сучасних будівель. Наприклад, Linked Hybrid (3) — комплекс із восьми з'єднаних між собою житлових будинків, збудованих у період з 2003 по 2009 рік у Пекіні. Комплекси складаються із восьми з'єднаних між собою будівель із 664 квартирами. У переходах між будинками, розташованих між дванадцятим та вісімнадцятим поверхами, знаходяться, зокрема, басейн, фітнес-клуб, кафе та галерея. Комплекс має глибокі колодязі, що забезпечують доступ до термальних джерел.

Ще одна незвичайна нова структура — Absolute World (4), що складається з двох більш ніж п'ятдесятиповерхових хмарочосів у Місіссозі, передмісті Торонто. Кут повороту будівлі сягає 206 градусів. Хоча спочатку проект планувався як одна вежа, кімнати у початковому проекті були розпродані так швидко, що було заплановано другу будівлю. Споруда також називають вежами Мерилін Монро.

4. Абсолютний світ у Торонто

У світі чимало цікавих постмодерністських проектів, які випадають із ящиків. наприклад, штаб-квартира BMW Welt у Німеччині, Місто мистецтв та наук у Валенсії, спроектоване знаменитим Сантьяго Калатравой, Casa da Música у Порту або Ельбська філармонія у Гамбурзі. А Концертний зал Діснея (5), хоч і спроектований Френком Гері у ХХ столітті, був створений у ХХІ, нагадуючи знаменитий музей Гуггенхайма в Більбао.

5. Концертний зал Діснея - Лос-Анджелес.

Характерно, що найяскравіші алмази архітектури нашого часу значною мірою створені Азії, а чи не у Європі чи Америці. Оперний театр Захі Хадід у Гуанчжоу (6) та Національний центр виконавських мистецтв Паули Андреу в Пекіні (7) – лише деякі з багатьох чудових прикладів.

6. Оперний театр Гуанчжоу

7. Національний центр виконавських мистецтв - Пекін.

, концертні зали та музеї. Творці в цій галузі створюють цілі комплекси та конструкції, що не піддаються визначенню. До них відносяться вражаючі сади біля затоки в Сінгапурі (8) або парасолька Метрополь (9), побудована з березового дерева майже на 30 метрів над центром Севільї.

8. Сади біля затоки - Сінгапур

9. Метрополь Парасолька – Севілья

Архітектори змішують стилі, а нові будівельні технології дозволяють їм робити набагато більше, коли йдеться про створення твердих тіл та з'єднань. Достатньо подивитися на кілька проектів звичайних сучасних будинків (10, 11, 12, 13), щоб побачити, що ви можете собі дозволити та побачити в архітектурі сьогодні.

10. Житловий будинок XNUMX століття I

11. Житловий будинок XNUMX століття II

12. Житловий будинок XNUMX століття III

13. Житловий будинок XNUMX століття IV