Představivost a zelená orientace

Architektura, stavebnictví, stavby v ulicích našich měst a vesnic byly vždy nejvizuálnější výkladní skříní současného stavu techniky a technologií. Co je vitrína XNUMX. století?

Dnes je těžké mluvit o jednom dominantním stylu nebo směru. Možná je to velmi častý rys. snaha o ekologický design, ale je chápán různými způsoby a někdy to, co někteří považují za zelené projekty, pro jiné dokonce anti-eko. Jasnost tedy není ani v nejmocnějším architektonickém trendu.

Často se o tom mluví. Podle Světové rady pro šetrné budovy tvoří energie potřebná k výstavbě a provozu budov téměř 40 procent z celkového počtu. globální emise oxidu uhličitého jsou vyšší než všechna auta, letadla a jiná vozidla na světě.

Pokud by byl cementářský průmysl stát, byl by třetím největším zdrojem emisí CO.₂ kolem Číny a USA. Beton, nejrozšířenější umělý materiál, má překvapivě vysoké emise: výroba a použití metru krychlového vyprodukuje dostatek oxidu uhličitého, aby zaplnil celý rodinný dům.

Zelení návrháři stále hledají řešení, která jsou více v souladu s přírodním prostředím než tradiční metody, s co nejnižšími emisemi a „fixací“ CO₂.

Designové domečky z korku nebo sušených hub. Přibývá vynálezů, které zachycují oxid uhličitý a vážou ho s jinými materiály například v podobě cihel, ze kterých jsou vyrobeny. ekodomy. Zdá se však, že realističtější a přesvědčivější možností je Cross Laminated Timber (CLT), typ průmyslové překližky se silnými vrstvami řeziva lepeného v pravém úhlu kvůli pevnosti.

Přestože CLT kácí stromy, využívá malý zlomek uhlíku uvolněného cementem a může nahradit ocel v nízkopodlažních a středněpodlažních budovách (a protože stromy absorbují CO₂ z atmosféry může mít dřevo kladnou uhlíkovou bilanci). V Norsku byla nedávno postavena nejvyšší budova CLT na světě., jedná se o polyfunkční, rezidenční a hotelovou čtvrť. S výškou 85 m a 18 podlažími, elegantně zakončenými místním smrkem, se jeví jako skutečná alternativa k betonovým a ocelovým konstrukcím. Stále rostoucím dřevěným konstrukcím a CLT jsme věnovali rozsáhlou zprávu publikovanou v MT před rokem.

Zelené offshore projekty

Odvážné „zelené“ projekty a koncepty, ochotně publikované v médiích, znějí někdy velmi radikálně a fantasticky. Ve skutečnosti, než uvidíme biocity budoucnosti, bude postaveno více a více budov, které vypadají jako nový kampus společnosti Apple v Kalifornii. Celých 80 procent plochy obklopující kulatou plochu připomínající vozidlo UFO se zde proměnilo v park.

Apple najal univerzitní odborníky na stromy, aby vysadili zdejší unikátní druhy. Areál byl postaven v souladu s prostředím, a to i z hlediska výšky budov. Všechny budovy nesmí být vyšší než čtyři podlaží. Přestože by hlavní budova měla být svou velikostí dominantní, nad mrakodrap se ve skutečnosti nebude tyčit. Kampus má záložní zdroj energie, který se podle samotného Steva Jobse nakonec stane hlavním zdrojem, jak hodlá Apple vyrábět solární energiikterý bude čistší a levnější než ze sítě a ten druhý použít jako záložní.

Na jaře 2015 Google také představuje projekt ekologické police s novým designem centrály v Mountain View v Kalifornii. Design nového kampusu Google vyvinuli dva architekti – Bjarke Ingels a Thomas Heatherwick. Zahrnuje sky-dome obytné kancelářské budovy, cyklostezky, rozsáhlé zelené plochy a pohyblivé chodníky. Projekt Google je bezpochyby také odpovědí na Campus 2 společnosti Apple.

Jednotlivé stavby mnoha současným designérům rozhodně nestačí. Chtějí stavět a přestavovat celé čtvrti a města zeleně. Vincent Callebaut, francouzský architekt a urbanista, předvedl projekt přeměny Paříže na zelené a chytré město budoucnosti.

Koncept, který Callebaut nazývá „Smart City“, kombinuje trendový zelený koncept s nejmodernějšími technologickými řešeními. Plánem je přeměnit světlé město na přátelské, v souladu s přírodou, při zachování historických prvků.

Vizualizace Vincenta Callebauta jsou plné „zelených budov“ využívajících pasivní energetické technologie, kompletní recyklaci vody, zelené stěny a zahrady i v nejvyšších patrech. Stěny budov z voštinových buněk jsou jistě zodpovědné za výrobu energie ze slunečního záření. Tato energie se pak využívá především k výrobě biopaliv. zelené mrakodrapy měly by kombinovat obytnou a obchodní funkci, což by mělo snížit potřebu dojíždění a osvobodit ulice od nadměrného provozu.

Stojí za připomenutí, že zelené myšlení v architektuře silně prosazují i ​​moderní úřady a zavedené zákony. například ve Francii od roku 2015 platí zákon o střechách. Od nynějška musí být střechy nově budovaných komerčních objektů částečně pokryty zelení, jinak. To by mělo pomoci izolovat budovu, což má za následek nižší zimní náklady na vytápění a letní chlazení, zvýšenou biologickou rozmanitost, snížení problémů s odtokem díky zadržování dešťové vody a kontrolu hluku. Francie není první zemí, která zavedla politiku zelených střech. Takové kroky již podnikly v Kanadě a libanonském Bejrútu.

Architekti se snaží do měst vrátit přírodu. Spojením vlastností živých organismů s naší vynalézavostí se může smazat hranice mezi přirozeným a umělým. A náš život se změní k lepšímu. Průkopníci hledají způsoby, jak zbourat zdi, které jsme ohradili, a nahradit je „živými stěnami“ pokrytými zeminou a vegetací a skleněnými konstrukcemi naplněnými řasami. Mohly by být tedy použity k přeměně plynů a výrobě energie. I ty nejjednodušší biologické systémy mohou absorbovat dešťovou vodu, podporovat život v různých formách, zachycovat znečišťující látky a regulovat teplotu vzduchu.

Forma sleduje prostředí

Radikální ekoprojekty jsou stále většinou kuriozity. Realitou moderního stavebnictví je důraz na energetickou náročnost budovaných stavebních konstrukcí tak, aby splňovaly ty nejvyšší požadavky jak z hlediska hospodárnosti, tak provozu. To je dvojí „eko“ – ekologie a ekonomika. Energeticky nenáročné budovy se vyznačují kompaktním bydlením, ve kterém je minimalizováno riziko tepelných mostů a tím i tepelných ztrát. To je důležité z hlediska získání dobrých minimálních parametrů ve vztahu k ploše vnějších příček, které se berou v úvahu spolu s podlahou na zemi, k celkovému vytápěnému objemu.

V květnu 2019 skupina britských architektonických firem s názvem „Architects Declare“ zveřejnila manifest, který spolu se skromnými požadavky (minimalizace stavebního odpadu, kontrola spotřeby energie) obsahuje ambicióznější předpoklady, jako je minimalizace „života“. cyklu“ - na množství CO₂ nezbytné pro výrobu betonu nebo důlního kamene pro demoliční energii. Jeden návrh zvláště kontroverzní pro průmysl zvyklý zbavovat se starých budov a začínat znovu byl ten stávající konstrukce by měly být upraveny a modernizovány spíše než demolovány.

Jak však mnozí zdůraznili, ve skutečnosti neexistuje shoda v tom, co skutečně znamená „udržitelná“ architektura a stavebnictví. Když se ponoříme do diskusí na toto téma, nevyhnutelně se ocitáme v labyrintu názorů a výkladů. Někteří budou trvat na návratu ke staletým stavebním materiálům, jako je směs hlíny a slámy, jiní budou poukazovat na budovy, jako je luxusní hotel v Amsterdamu, postavený částečně z regenerovaného betonu a s „inteligentní“ fasádou, která ovládá vnitřní prostory. teplota. jako příklad správné cesty.

Pro některé je udržitelná budova taková, která žije v souladu se svým prostředím, využívá místní materiály, dřevo, maltu s místně těženým pískem, místní kámen. Pro ostatní neexistuje žádná ekoarchitektura bez solárních panelů a geotermálního vytápění. Odborníci se ptají, zda by měly být udržitelné budovy udržitelné, aby se maximalizovala energie potřebná k jejich výstavbě, nebo by se měly postupně biologicky rozkládat, když poptávka zmizí?

Průkopníkem ekodesignu v architektuře a stavebnictví je slavný architekt Frank Lloyd Wright, který v 60. letech obhajoval stavby, které vznikají a fungují v souladu s prostředím, a slavná kaskádová vila navržená v Pensylvánii se stala hmatatelným vyjádřením těchto tužeb. Až v XNUMX. letech XNUMX. století však architekti začali více přemýšlet o tom, jak navrhovat v souladu s přírodou, než aby se ji snažili zvládnout. Namísto modernistického principu „forma sleduje funkci“ navrhl norský architekt Kjetil Tredal Thorsen nový slogan: „forma sleduje prostředí“.

Na počátku 90. let vytvořil Wolfgang Feist, profesor univerzity v Innsbrucku koncept „pasivního domu“, pasivního domu, který se již řadu let šíří po evropském kontinentu, i když nelze říci, že by byl masový. - vyrobeno. Jde o to učinit budovy „pasivními“ snížením jejich závislosti na „aktivních“ energeticky náročných systémech vytápění a chlazení a místo toho lépe využívat slunce, tělesné teplo obyvatel a dokonce i teplo vyzařované domácími spotřebiči. Prototyp bytového domu byl postaven v Darmstadtu v Německu v roce 1991. Feist a jeho rodina byli mezi prvními nájemníky.

U pasivních staveb je kladen důraz na dokonalou izolaci. Jedná se o pečlivě navržený tepelný obal, pokud možno vzduchotěsný, s vnitřní teplotou řízenou vestavěnými vzduchovými ventilačními systémy a systémy rekuperace tepla. Nejlepší pasivní konstrukce poskytují 95% snížení průměrných účtů za vytápění, což je významné snížení emisí. Vyšší stavební náklady jsou kompenzovány nižšími provozními náklady.

Mnoho ekologicky smýšlejících architektů má však vážné pochybnosti o tom, zda je pasivní dům projektem zeleného myšlení. Pokud je cílem udržet se v kondici s prostředím, proč budovat vzduchotěsný uzavřený prostor s okny s trojitým zasklením, kde otevírání oken za zpěvu ptáků narušuje tok energie budovy? Kromě toho mají standardy pasivní architektury smysl hlavně v klimatech, kde jsou zimy poměrně chladné a léta někdy horká, jako například ve střední Evropě, Skandinávii. Naproti tomu v námořní mírné Británii to dává mnohem menší smysl.

A když ne jen doma pro úsporu energie, ale také například k čištění vzduchu? Vědci z Kalifornské univerzity v Riverside otestovali nový typ střešní tašky, která podle nich dokáže chemicky rozložit stejné množství škodlivých oxidů dusíku v atmosféře, jaké vypustí průměrné auto za rok. Jiný odhad říká, že jeden milion střech pokrytých takovými taškami odstraní ze vzduchu 21 milionů tun těchto sloučenin denně.

Klíčem k novým střešním krytinám je příměs oxidu titaničitého. Do „atmosférické komory“ pumpovali škodlivé sloučeniny dusíku a ozařovali dlaždice ultrafialovým zářením, které aktivovalo oxid titaničitý. U různých vzorků byl reaktivní povlak odstraněn z 87 až 97 procent. škodlivé látky. oxid titaničitý. Vynálezci v současné době zvažují možnost „obarvit“ celou plochu budov touto hmotou, včetně stěn a dalších architektonických prvků.

Navzdory střetu představ o rezidenčních budovách chce zelená vlna globální přestavby proniknout dále do všech čtvrtí, krajiny a prostředí. Dnes využívá počítačový design prostředí, tzn. CAED(). Pomocí praxe PermaGIS () můžete navrhovat a vytvářet samoopravné farmy, farmy, vesnice, města a města.

Potisk a podložky

Mění se nejen rozsah designu, ale také výkon. V březnu 2017 vyšlo najevo, že ve Spojených arabských emirátech plánují postavit první mrakodrap na světě vytvořený pomocí technologie 3D tisku. Plány oznámila Cazza Construction, startup z Dubaje.

„Použití technologie 3D tisku sníží náklady na výstavbu o 80 procent, ušetří až 70 procent času a sníží spotřebu práce o 50 procent,“ řekl inženýr Munira Abdul Karim, místní ředitel oddělení implementace projektů rozvoje infrastruktury. Již dříve dubajské úřady oznámily plány na moderní strategii 3D tisku, podle níž budou do roku 2030 všechny budovy v Dubaji vytvořeny pomocí 25D tisku.

Již v březnu 2016 byla v Dubaji postavena první kancelářská budova postavená touto technologií. Jeho užitná plocha byla 250 m.². Objekt vznikl ve spolupráci s čínskou společností Winsun, známou jako první 3D tiskárna. Na podzim roku 2019 byla v Dubaji postavena největší budova na světě s 3D tiskem (1).

1. Největší 3D tištěná budova na světě v Dubaji.

První známé obytné budovy na světě pro běžné použití pomocí této techniky byly postaveny asi o 5 let dříve v Číně. To provedla již zmíněná společnost Winsun. V té době byla postavena dvoupatrová vila a vícepatrová obytná budova. Celý proces výstavby trval 17 dní a byl úspěšný. K potisku budovy byla použita směs betonu, plastu a omítky vyztužené skelnými vlákny. Náklady na realizaci se ukázaly být dvakrát nižší než cena, která by byla vynaložena na výstavbu podobného zařízení tradičními technologiemi.

V březnu 2017 představila americká společnost Apis Cor první obytnou budovu, která byla postavena za pouhých 24 hodin. Budova byla postavena v Stupino (Moskevská oblast). Konstrukční prvky nebyly vyrobeny ve výrobní hale. 3D tiskárna je vytiskla na staveništi. Nejprve byla vytvořena kompletní konstrukce stěny. Tiskárna poté vyjela z budovy a potiskla střechu, kterou namontovali dělníci. Místnosti nevyžadovaly omítky. Jedinými konstrukčními prvky vzniklými mimo staveniště byly dveře a okna. Plocha domu vytištěného Apis Corem byla malá - pouze 38 mXNUMX.². Apis Cor uvádí, že celkové náklady na stavbu byly 10 $. Největší výdaje byly na nákup dveří a oken. Poté se začaly množit informace o projektech vyrobených tiskovou technikou 3D.

Navíc tisk není jen doma. První na světě byl instalován v Nizozemsku na podzim 3D vytištěný betonový cyklomost. Design je výsledkem spolupráce mezi Eindhovenskou technickou univerzitou a stavební společností BAM. Most, respektive lávka přes řeku Pelshe Loup v Gemerte, je dlouhá 8 m a široká 3,5 m. Přejezd byl vytištěn v metr dlouhých segmentech sestavených na místě a umístěných mezi dva pilíře. Lávka byla vytištěna i ve Španělsku.

Technologie 3D tištěných domů kromě rychlého tempa realizace a nízkých nákladů nabízí mnoho dříve nepoznaných příležitostí. Tištěné budovy mohou mít jakoukoli podobu, která se výrazně liší od těch, které byly postaveny tradičními metodami. Otázkou je pouze životaschopnost a komfort budov pro obyvatele. Tiskárny se objevily teprve před několika lety. Plnohodnotné zkoušky technického stavu tiskáren dlouhodobých tiskáren zatím nikdo neprovedl.

Navíc se rozvíjí trend modulární výstavby. Sen o budovách, ať už obytných nebo komerčních, snadno stavěných z kostek, jako je LEGO, neztrácí na popularitě. Už to nejsou prefabrikáty a „velká deska“, co nás možná od tohoto typu techniky trochu odsunulo. Objevuje se kreativnější způsob myšlení, který zdůrazňuje možnost použití různých konfigurací stavebních bloků.

Vytváření hotových modulů-bloků v průmyslových podnicích, včetně využití technologie 3D tisku, pro použití ve stavebnictví má zcela zřejmé výhody. Odpadá tak např. shromažďování materiálů na stavbě nebo dlouhodobé zajišťování komunikací pro jejich přepravu. Továrny se obvykle nacházejí v blízkosti dopravních uzlů, terminálů, přístavů, což značně usnadňuje přepravu materiálů a snižuje náklady. Navíc továrny, na rozdíl od stavenišť, mohou dál pracovat nepřetržitě.

modulární budova šetří čas. Na místě nemusíte čekat na dokončení jedné fáze, než začnete další. Různé položky mohou být vyrobeny na různých místech, poté dodány a smontovány podle plánu a harmonogramu. Podle American Modular Institute vzniká 30–50 procent modulárních projektů. rychlejší než tradiční. Výrazně se také snižuje množství odpadu ve stavebnictví, protože odpad z průmyslových závodů lze recyklovat. Výroba „cihel“ v továrnách je také potenciálně vyšší kvalitou zpracování, protože výrobní podmínky jsou k tomu příznivější než „úleva“ a větší bezpečnost zaměstnanců, protože. dílna se ovládá a ovládá snadněji než staveniště na plenéru.

Stavba z tvárnic však klade nové požadavky například na přesnost montáže. V tomto typu projektu jsou všechny elektrické a hydraulické instalace součástí skládacích modulů. Při montáži musí vodiče nebo kanály dokonale lícovat, připojte se okamžitě, jakoby „na jedno kliknutí“. Rozšíření těchto metod bude rovněž vyžadovat nové úrovně standardizace.

Proto v této technice začíná narůstat význam systémů jako BIM (anglicky) - modelování informací o budovách a konstrukcích. Model je digitálně zaznamenaná reprezentace fyzikálních a funkčních vlastností stavebního objektu. Pro simulaci se používá počítačově podporovaný návrhový software. Model je vytvořen pomocí XNUMXD objektů jako je stěna, strop, střecha, strop, okno, dveře, kterým jsou přiřazeny příslušné parametry. Změny prvků tvořících model se projeví v trojrozměrném zobrazení modelu, v seznamech geometrických a materiálových dat.

Některé jejich příklady však nadšení z montovaných staveb tlumí. Dvě a půl patra, přes devět metrů za den – takovým tempem se měl podle hlasitých hlášek zvedat mrakodrap Sky City v čínském městě Changsha. Výška budovy byla 838 metrů, což je o 10 metrů více, než má současný dubajský rekordman Burdž Chalífa.

Toto tempo ohlásila společnost Broad Sustainable Building, která objekt postavila z prefabrikovaných prvků, které bude potřeba při dodání na stavbu jen na sebe napojit. Samotná příprava prefabrikátů trvala pouhé čtyři měsíce. Kvůli obavám o strukturální stabilitu však byly práce krátce po dokončení prvních pater v červenci 2013 zastaveny.

Míchání stylů a nápadů

Kromě výškových budov, o kterých jsme v MT psali nejednou, a pomineme-li četné zelené projekty, které jsme popsali, vzniká v XNUMX. století spousta velmi zajímavých architektonických projektů. Níže uvádíme několik vybraných zajímavých návrhů.

Například ve francouzském městě Oigny vznikla mimořádná koncertní síň Metaphone (2), kterou designéři z Herault Arnod Architectes pojali jako samostatný hudební nástroj. Všechny konstrukční prvky budovy musí „souznít“ při vytváření a zesilování akustických efektů.

Budovu tvoří černý betonový skelet. Povrchy jsou pokryty různými druhy materiálů, od oceli nebo vysoce kvalitní oceli Corten až po sklo a dřevo. Zvuk generovaný uvnitř haly je přenášen přes konstrukční prvky do vstupní haly budovy a ven. Hraje zde nejen akustika. Vibrační stěnové panely jsou propojeny vodiči a vedou k ovládacímu panelu. Elektroakustický charakter má i hudba vytvořená Metaphonem. Na tento obrovský nástroj můžete „hrát“. K vytvoření této stavby architekti přizvali hudebníka Louise Dandrela. Střecha budovy je z velké části pokryta solárními panely. A dokonce slouží jako rezonátory.

Existuje mnoho dalších zajímavých a ne vždy známých moderních staveb. Například Linked Hybrid (3) je komplex osmi propojených obytných budov postavených v letech 2003 až 2009 v Pekingu. Komplexy tvoří osm vzájemně propojených budov s 664 byty. V pasážích mezi budovami, nacházející se mezi dvanáctým a osmnáctým podlažím, se mimo jiné nachází bazén, fitness, kavárna a galerie. Komplex má hluboké vrty poskytující přístup k termálním pramenům.

Další neobvyklou novou stavbou je Absolute World (4), skládající se ze dvou více než padesátipatrových mrakodrapů v Mississauga, předměstí Toronta. Úhel natočení budovy dosahuje 206 stupňů. Přestože byl projekt původně plánován jako jedna věž, pokoje v původním projektu se vyprodaly tak rychle, že byla plánována druhá budova. Stavba se také nazývá věže Marilyn Monroe.

4. Naprostý klid v Torontu

Ve světě je poměrně hodně zajímavých postmoderních projektů, které vypadnou z krabic. například ústředí BMW Welt v Německu, Město umění a věd ve Valencii podle návrhu slavného Santiaga Calatravy, Casa da Música v Portu nebo Labská filharmonie v Hamburku. A Disney Concert Hall (5), ačkoli jej navrhl Frank Gehry ve dvacátém století, vznikla v jedenadvacátém a připomíná slavné Guggenheimovo muzeum v Bilbau.

5. Disney Concert Hall - Los Angeles

Je charakteristické, že nejnápadnější diamanty architektury naší doby jsou z velké části vytvořeny v Asii, nikoli v Evropě nebo Americe. Opera Zaha Hadid v Guangzhou (6) a Paula Andreu National Center for Performing Arts v Pekingu (7) jsou jen některé z mnoha skvělých příkladů.

6. Opera v Guangzhou

7. Národní centrum múzických umění – Peking.

, koncertní síně a muzea. Tvůrci v této oblasti vytvářejí celé komplexy a struktury, které se vymykají definici. Patří mezi ně velkolepé zahrady u zálivu v Singapuru (8) nebo deštník Metropol (9), postavený z březového dřeva téměř 30 metrů nad centrem Sevilly.

8. Gardens by the Bay - Singapur

9. Metropol Umbrella - Sevilla

Architekti míchají styly a nové stavební technologie jim umožňují mnohem více, pokud jde o vytváření těles a spojů. Stačí se podívat na pár projektů běžných moderních domů (10, 11, 12, 13), abyste viděli, co si dnes v architektuře můžete dovolit a vidět.

10. Obytný dům XNUMX století I

11. Obytný dům XNUMX. století II

12. Obytný dům XNUMX. století III

13. Obytný dům XNUMX. století IV