Въображение и зелена ориентация

Архитектурата, строителството, сградите по улиците на нашите градове и села винаги са били най-визуалната витрина на съвременното състояние на технологиите и технологиите. Какво е витрина от XNUMX век?

Днес е трудно да се говори за един доминиращ стил или посока. Може би това е много често срещана характеристика. стремеж към екологичен дизайн, но се разбира по различни начини и понякога това, което някои смятат за зелени проекти, за други дори анти-еко. Така че няма яснота дори в най-мощната архитектурна тенденция.

За това често се говори. Според Световния съвет за зелено строителство енергията, необходима за изграждане и експлоатация на сгради, представлява почти 40 процента от общия обем. глобалните емисии на въглероден диоксид са по-големи от всички автомобили, самолети и други превозни средства в света.

Ако циментовата индустрия беше държава, тя щеше да бъде третият по големина източник на емисии на CO.₂ около Китай и САЩ. Бетонът, най-широко използваният материал, създаден от човека, има удивително високи емисии: производството и използването на кубичен метър произвежда достатъчно въглероден диоксид, за да запълни цяла еднофамилна къща.

Зелени дизайнери все още търсят решения, които са в по-голяма хармония с природната среда, отколкото традиционните методи, с възможно най-ниски емисии и "фиксиране" на CO₂.

Дизайнерски къщички от корк или сушени гъби. Има все повече и повече изобретения, които улавят въглеродния диоксид и го свързват с други материали под формата на тухли, например, от които са направени. еко къщи. Изглежда обаче, че по-реалистичен и завладяващ вариант е кръстосано ламиниран дървен материал (CLT), вид индустриален шперплат с дебели слоеве дървен материал, залепен под прав ъгъл за здравина.

Въпреки че CLT изсича дървета, той използва малка част от въглерода, освободен от цимента, и може да замени стоманата в ниско и средноетажни сгради (и тъй като дърветата абсорбират CO₂ от атмосферата дървесината може да има положителен въглероден баланс). Най-високата CLT сграда в света беше построена наскоро в Норвегия., представлява многофункционален, жилищен и хотелски квартал. С височина 85 м и 18 етажа, елегантно завършени с местен смърч, изглежда като истинска алтернатива на бетонни и стоманени конструкции. Посветихме обширен доклад на постоянно издигащите се дървени конструкции и CLT, публикуван в MT преди година.

Зелени офшорни проекти

Смелите „зелени“ проекти и концепции, охотно публикувани в медиите, понякога звучат много радикално и фантастично. Всъщност, преди да видим биоградовете на бъдещето, ще бъдат построени все повече сгради, които приличат на новия кампус на Apple в Калифорния. До 80 процента от площта около кръглата зона, наподобяваща превозно средство на НЛО, тук е превърната в парк.

Apple нае специалисти по университетски дървета, за да засадят уникалните видове в района. Кампусът е построен в хармония с околната среда, включително по отношение на височината на сградите. Всички сгради не трябва да са по-високи от четири етажа. Въпреки че основната сграда трябва да е доминираща по размер, тя всъщност няма да се издига над небостъргача. Кампусът разполага с резервен източник на захранване, който самият Стив Джобс възнамеряваше в крайна сметка да стане основен източник, както Apple възнамерява да генерират слънчева енергиякоето ще бъде по-чисто и по-евтино, отколкото от мрежата и използвайте последното като резервен вариант.

През пролетта на 2015 г. Google също така представя проект за еко-рафт с нов дизайн на централата в Маунтин Вю, Калифорния. Дизайнът на новия кампус на Google е разработен от двама архитекти - Bjarke Ingels и Thomas Heatherwick. Той включва жилищни офис сгради с небесен купол, велоалеи, обширни зелени площи и движещи се пътеки. Без съмнение проектът на Google също е отговор на Campus 2 на Apple.

Единичните сгради определено не са достатъчни за много съвременни дизайнери. Те искат да построят и възстановят цели квартали и градове зелени. Винсент Калебо, френски архитект и градоустройство, демонстрира проект за превръщане на Париж в зелен и интелигентен град на бъдещето.

Концепцията, която Калебаут нарича „Умен град“, съчетава модерна „зелена“ концепция с най-съвременни технологични решения. Планът е светлия град да се превърне в приветлив, в хармония с природата, като се запазят историческите му елементи.

Визуализациите на Vincent Callebaut са пълни с „зелени сгради“, използващи пасивни енергийни технологии, пълно рециклиране на вода, зелени стени и градини дори на най-високите етажи. Стените на сградите, направени от клетки с пчелна пита, със сигурност са отговорни за генерирането на енергия от слънчевата светлина. Тогава тази енергия се използва главно за производство на биогорива. зелени небостъргачи те трябва да комбинират жилищни и бизнес функции, което трябва да намали необходимостта от пътуване до работното място и да освободят улиците от излишния трафик.

Струва си да се припомни, че зеленият начин на мислене в архитектурата също се насърчава силно от съвременните власти и установените закони. например във Франция от 2015 г. е в сила закон за покривите. Оттук нататък покривите на новопостроените търговски обекти трябва да бъдат частично озеленени, в противен случай. Това би трябвало да помогне за изолирането на сградата, което води до по-ниски разходи за отопление през зимата и летното охлаждане, повишено биоразнообразие, намаляване на проблемите с оттока чрез задържане на малко дъждовна вода и контрол на шума. Франция не е първата страна, която въвежда политика за зелени покриви. Такива стъпки вече са предприети в Канада и ливанския Бейрут.

Архитектите се опитват да върнат природата в градовете. Комбинирането на свойствата на живите организми с нашата изобретателност може да размие границата между естественото и изкуственото. И животът ни ще се промени към по-добро. Пионерите търсят начини да съборят стените, които сме оградили и да ги заменят с „живи стени“, покрити с пръст и растителност и стъклени конструкции, пълни с водорасли. По този начин те могат да се използват за преобразуване на газове и производство на енергия. Дори и най-простите биологични системи могат да абсорбират дъждовна вода, да поддържат живота в различни форми, да улавят замърсители и да регулират температурата на въздуха.

Формата следва околната среда

Радикалните екопроекти все още са предимно любопитство. Реалността на съвременното строителство е акцентът върху енергийната ефективност на изгражданите строителни конструкции, така че да отговарят на най-високите изисквания както по отношение на икономичност, така и по отношение на експлоатация. Това е двойно "еко" - екология и икономика. Енергийно ефективните сгради се характеризират с компактно жилище, при което рискът от топлинни мостове и следователно топлинни загуби е сведен до минимум. Това е важно от гледна точка на получаване на добри минимални параметри по отношение на площта на външните прегради, които се вземат предвид заедно с пода на земята, към общия отопляем обем.

През май 2019 г. група британски архитектурни фирми, наречени „Архитектите декларират“, публикуваха манифест, който заедно със скромните изисквания (минимизиране на строителните отпадъци, контролиране на потреблението на енергия) съдържа по-амбициозни допускания, като минимизиране на „живота“. цикъл” - върху количеството CO₂ необходими за производството на бетон или минен камък за енергия за разрушаване. Едно предложение, особено противоречиво за индустрия, свикнала да изхвърля стари сгради и да започва отначало, беше това съществуващите структури трябва да бъдат модифицирани и модернизирани, а не разрушавани.

Въпреки това, както мнозина посочиха, всъщност няма консенсус за това какво всъщност означават „устойчива“ архитектура и строителство. Когато се задълбочим в дискусии по тази тема, неизбежно се озоваваме в лабиринт от мнения и интерпретации. Някои ще настояват да се върнат към вековни строителни материали като смес от пръст и слама, други ще посочат сгради като луксозния хотел в Амстердам, построен отчасти от регенериран бетон и с "интелигентна" фасада, която контролира вътрешните температура. като пример за правилния път.

За някои устойчива сграда е тази, която живее в хармония с околната среда, използвайки местни материали, дърво, хоросан с местно добит пясък, местен камък. За други няма еко-архитектура без слънчеви панели и геотермално отопление. Експертите се чудят дали устойчивите сгради трябва да бъдат устойчиви, за да увеличат максимално енергията, необходима за тяхното изграждане, или трябва да се разграждат постепенно, когато търсенето изчезне?

Пионерът на екодизайна в архитектурата и строителството е известният архитект Франк Лойд Райт, който през 60-те години се застъпва за структури, които възникват и функционират в хармония с околната среда, а известната каскадна вила, проектирана в Пенсилвания, се превръща в осезаем израз на тези стремежи. Въпреки това, едва през XNUMX-те години на миналия век архитектите започват да мислят повече за това как да проектират в хармония с природата, вместо да се опитват да я овладеят. Вместо модернистичния принцип „формата следва функцията“, норвежкият архитект Кетил Тредал Торсен предложи нов лозунг: „формата следва околната среда“.

В началото на 90-те Волфганг Файст, професор в университета в Инсбрук, създава концепцията за „пасивната къща”, пасивна къща, която се разпространява в целия европейски континент от много години, въпреки че не може да се каже, че е била масова. -произведено. Става дума за превръщането на сградите в „пасивни“, като се намали зависимостта им от „активни“ енергоемки системи за отопление и охлаждане и вместо това се използва по-добре слънцето, топлината на тялото на обитателите и дори топлината, излъчвана от домакински уреди. Прототипна жилищна сграда е построена в Дармщат, Германия през 1991 г. Файст и семейството му са сред първите наематели.

При пасивните сгради се набляга на перфектната изолация. Това е внимателно проектирана термична опаковка, възможно най-херметична, с вътрешна температура, контролирана от вградени системи за вентилация на въздуха и системи за възстановяване на топлината. Най-добрите пасивни проекти осигуряват 95% намаление на средните сметки за отопление, значително намаляване на емисиите. По-високите разходи за строителство се компенсират от по-ниски експлоатационни разходи.

Въпреки това, много екологично мислещи архитекти имат сериозни съмнения дали пасивната къща е проект за зелено мислене. Ако целта е да се поддържа форма с околната среда, защо да се изгражда херметично затворено пространство с прозорци с троен стъклопакет, където отварянето на прозорците, за да се чуе песента на птиците, нарушава енергийния поток на сградата? В допълнение, стандартите за пасивна архитектура имат смисъл главно в климат, където зимите са доста студени, а лятото понякога е горещо, като например в Централна Европа, Скандинавия. За разлика от това, в морските умерени Британия това има много по-малко смисъл.

И ако не само у дома за пестене на енергия, но и например за пречистване на въздуха? Изследователи от Калифорнийския университет в Ривърсайд тестваха нов тип керемиди, за които казват, че могат да разграждат по химичен път същото количество вредни азотни оксиди в атмосферата, колкото средният автомобил отделя за една година. Друга оценка казва, че един милион покриви, покрити с такива керемиди, премахват 21 милиона тона от тези съединения от въздуха на ден.

Ключът към новия покрив е добавката на титанов диоксид. Те изпомпват вредни азотни съединения в "атмосферна камера" и облъчват плочките с ултравиолетово лъчение, което активира титановия диоксид. В различни проби реактивното покритие е отстранено от 87 до 97 процента. вредни вещества. титанов диоксид. В момента изобретателите обмислят възможността за "оцветяване" на цялата повърхност на сградите с това вещество, включително стени и други архитектурни елементи.

Въпреки сблъсъка на концепциите за жилищните сгради, зелената вълна на глобалното преустройство иска да проникне по-нататък във всички квартали, пейзаж и околна среда. Днес той използва компютъризирано проектиране на околната среда, т.е. CAED(). Използвайки практиката на PermaGIS (), можете да проектирате и създавате самолекуващи се ферми, ферми, села, градове и градове.

Печат и подложки

Променя се не само обхватът на дизайна, но и производителността. През март 2017 г. стана известно, че в Обединените арабски емирства планират да построят първия в света небостъргач, създаден с помощта на технологията за 3D печат. Плановете бяха обявени от Cazza Construction, стартираща компания от Дубай.

„Използването на технологията за 3D печат ще намали разходите за строителство с 80 процента, ще спести до 70 процента време и ще намали използването на труд с 50 процента“, каза инженерът Мунира Абдул Карим, местен директор на отдела за изпълнение на проекти за развитие на инфраструктурата. По-рано властите в Дубай обявиха планове за модерна стратегия за 3D печат, според която до 2030 г. всички сгради в Дубай ще бъдат създадени с помощта на 25D печат.

Още през март 2016 г. в Дубай е построена първата офис сграда, построена по тази технология. Полезната му площ е била 250 m.². Обектът е създаден в сътрудничество с китайската компания Winsun, известна с това, че е първата 3D печатна къща. През есента на 2019 г. в Дубай беше издигната най-голямата 3D отпечатана сграда в света (1).

1. Най-голямата в света 3D отпечатана сграда в Дубай.

Първите известни жилищни сгради в света за нормално използване с тази техника са построени около 5 години по-рано в Китай. Това беше направено от гореспоменатата компания Winsun. По това време са построени двуетажна вила и многоетажна жилищна сграда. Целият процес на строителство отне 17 дни и беше успешен. За отпечатване на сградата е използвана смес от бетон, пластмаса и армирана с фибростъкло мазилка. Разходите за изпълнение се оказаха два пъти по-ниски от цената, която би била изразходвана за изграждането на подобно съоръжение по традиционни технологии.

През март 2017 г. американската компания Apis Cor представи първата жилищна сграда, която беше построена само за 24 часа. Сградата е построена в Ступино (Московска област). В производствения цех не са изработени конструктивни елементи. 3D принтерът ги отпечата на строителната площадка. Първо беше създадена цялостна конструкция на стената. След това принтерът излязъл от сградата и отпечатал покрива, който бил монтиран от работници. Стаите не се нуждаеха от мазилка. Единствените конструктивни елементи, създадени извън строителната площадка, са врати и прозорци. Площта на къщата, отпечатана от Apis Cor, беше малка - само 38 mXNUMX.². Apis Cor съобщава, че общата цена на строителството е 10 долара. Най-големите разходи бяха за закупуване на врати и прозорци. След това информацията за проекти, направени с помощта на техниката за печат 3D, започна да се умножава.

Освен това печатането не е само у дома. Първият в света беше инсталиран в Холандия през есента 3D отпечатан бетонен велосипеден мост. Дизайнът е резултат от сътрудничеството между Технологичния университет в Айндховен и строителната компания BAM. Мостът, или по-скоро пасарелката над река Пелсе Луп в Гемерте, е дълъг 8 м и широк 3,5 м. Преходът е отпечатан в сегменти с дължина един метър, сглобени на място и поставени между два стълба. Пасарелката също е отпечатана в Испания.

Технологията на 3D отпечатаните къщи, в допълнение към бързия темп на изпълнение и ниската цена, предлага много непознати досега възможности. Печатните сгради могат да приемат всякаква форма, която се различава значително от построената по традиционни методи. Под въпрос е само жизнеспособността и комфорта на сградите за живеещите. Печатниците се появиха едва преди няколко години. Все още никой не е извършвал пълноценни експертизи на техническото състояние на дългогодишните печатници.

Освен това се развива тенденцията на модулното строителство. Мечтата за сгради, независимо дали са жилищни или търговски, лесно построени с тухли, като LEGO, не губи своята популярност. Вече не сглобяемите елементи и „голямата плоча“ може да ни отблъснат малко от този тип техника. Появява се по-креативен начин на мислене, който подчертава възможността за използване на различни конфигурации на градивни блокове.

Създаването на готови модули-блокове в промишлени предприятия, включително използването на технология за 3D печат, за използване в строителството, има доста очевидни предимства. Няма нужда например да се събират материали на строителната площадка или да се осигуряват пътища за транспортирането им за дълго време. Заводите обикновено се намират в близост до транспортни центрове, терминали, пристанища, което значително улеснява транспортирането на материали и намалява разходите. Освен това фабриките, за разлика от строителните обекти, могат да продължат да работят денонощно.

модулна сграда спестява време. На място не е нужно да чакате да завърши един етап, преди да започнете следващия. Различни артикули могат да бъдат изработени на различни места, след което се доставят и сглобяват по план и график. Според Американския модулен институт се създават 30-50 процента от модулните проекти. по-бързо от традиционните. Количеството отпадъци в строителството също е значително намалено, тъй като отпадъците от промишлени предприятия могат да бъдат рециклирани. Производството на "тухли" в заводите също е потенциално по-високо качество на изработка, т.к производствените условия са по-благоприятни за това от "облекчение" и по-голяма безопасност на служителите, т.к. работилницата е по-лесна за управление и контрол от строителната площадка на пленера.

Изграждането от блокове обаче налага нови изисквания, например за точността на сглобяване. При този тип проекти всички електрически и хидравлични инсталации са част от сгъваемите модули. При сглобяването проводниците или каналите трябва да съвпадат перфектно, да се свързват незабавно, сякаш „с едно щракване“. Разпространението на такива методи също ще изисква нови нива на стандартизация.

Следователно в тази техника значението на системи като BIM (английски) - моделиране на информация за сгради и конструкции, започва да нараства. Моделът е цифрово записано представяне на физическите и функционални свойства на строителен обект. За симулация се използва софтуер за компютърно проектиране. Моделът е създаден с помощта на XNUMXD обекти като стена, таван, покрив, таван, прозорец, врата, на които са зададени съответните параметри. Промените в елементите, които съставляват модела, се отразяват в триизмерното представяне на модела, в списъците с геометрични и материални данни.

Някои примери от тях обаче потискат ентусиазма към сглобяемите сгради. Два етажа и половина, над девет метра на ден - с такова темпо, според гръмки съобщения, трябваше да се издигне небостъргачът Sky City в китайския град Чанша. Височината на сградата беше 838 метра, което е с 10 метра повече от настоящия рекордьор в Дубай Бурж Халифа.

Това темпо обяви компанията Broad Sustainable Building, която изгради обекта от сглобяеми елементи, които ще трябва само да бъдат свързани помежду си при доставка на строителната площадка. Само четири месеца отне само подготовката на сглобяемите. Въпреки това, поради опасения за структурната стабилност, работата беше спряна малко след завършването на първите етажи през юли 2013 г.

Смесване на стилове и идеи

В допълнение към високите сгради, за които писахме повече от веднъж в MT, и оставяйки настрана многобройните зелени проекти, които описахме, през XNUMX век се създават много много интересни архитектурни проекти. По-долу са избрани интересни дизайни.

Например във френския град Ouagny е създадена изключителна концертна зала Metaphone (2), която дизайнерите от бюрото Herault Arnod Architectes замислиха като самостоятелен музикален инструмент. Всички елементи на строителната конструкция трябва да се "хармонизират" при създаването и усилването на акустични ефекти.

Сградата се състои от черна бетонна рамка. Повърхностите са покрити с различни видове материали, от стомана или висококачествена стомана Corten до стъкло и дърво. Звукът, генериран вътре в залата, се предава чрез конструктивни елементи към фоайето на сградата и отвън. Тук не играе само акустиката. Вибриращите стенни панели са свързани с проводници и водят до контролния панел. Музиката, създадена от Metaphone, също има електро-акустичен характер. Можете да "свирите" на този огромен инструмент. Архитектите доведоха музиканта Луис Дандрел, за да създаде тази структура. Покривът на сградата е до голяма степен покрит със слънчеви панели. И дори те служат като резонатори.

Има много други интересни и невинаги познати модерни сгради. Например Linked Hybrid (3) е комплекс от осем свързани жилищни сгради, построени между 2003 и 2009 г. в Пекин. Комплексите се състоят от осем свързани помежду си сгради с 664 апартамента. В проходите между сградите, разположени между дванадесети и осемнадесети етаж, освен всичко друго има плувен басейн, фитнес клуб, кафене и галерия. Комплексът разполага с дълбоки кладенци, осигуряващи достъп до термални извори.

Друга необичайна нова структура е Absolute World (4), състоящ се от два над петдесететажни небостъргача в Мисисауга, предградие на Торонто. Ъгълът на въртене на сградата достига 206 градуса. Въпреки че първоначално проектът е бил планиран като единична кула, стаите в първоначалния проект се разпродават толкова бързо, че е планирана втора сграда. Структурата се нарича още кулите на Мерилин Монро.

4. Абсолютен мир в Торонто

В света има доста интересни постмодерни проекти, които изпадат от кутиите. например централата на BMW Welt в Германия, Градът на изкуствата и науките във Валенсия, проектиран от известния Сантяго Калатрава, Casa da Música в Порто или филхармонията на Елба в Хамбург. А концертната зала на Дисни (5), въпреки че е проектирана от Франк Гери през ХХ век, е създадена през двадесет и първи, напомняйки на известния музей Гугенхайм в Билбао.

5. Концертна зала на Дисни – Лос Анджелис

Характерно е, че най-ярките диаманти на архитектурата на нашето време са създадени до голяма степен в Азия, а не в Европа или Америка. Операта на Заха Хадид в Гуанджоу (6) и Националният център за сценични изкуства Паула Андреу в Пекин (7) са само част от многото страхотни примери.

6. Операта в Гуанджоу

7. Национален център за сценични изкуства – Пекин.

, концертни зали и музеи. Създателите в тази област създават цели комплекси и структури, които се противопоставят на дефиницията. Те включват грандиозните градини край залива в Сингапур (8) или чадъра Metropol (9), построен от брезова дървесина на почти 30 метра над центъра на Севиля.

8. Gardens by the Bay – Сингапур

9. Metropol Umbrella - Севиля

Архитектите смесват стилове и новите строителни технологии им позволяват да правят много повече, когато става въпрос за създаване на твърди тела и връзки. Просто разгледайте няколко проекта на обикновени модерни къщи (10, 11, 12, 13), за да видите какво можете да си позволите и видите в архитектурата днес.

10. Жилищна сграда XNUMX век I

11. Жилищна сграда XNUMX век II

12. Жилищна сграда XNUMX век III

13. Жилищна сграда XNUMX век IV