Fantasi og grønn orientering

Arkitektur, konstruksjon, bygninger på gatene i våre byer og landsbyer har alltid vært det mest visuelle utstillingsvinduet for dagens teknologi og teknologi. Hva er et utstillingsvindu fra XNUMXth århundre?

I dag er det vanskelig å snakke om én dominerende stil eller retning. Kanskje er dette et veldig vanlig trekk. streber etter miljøvennlig design, men forstås på forskjellige måter, og noen ganger det noen anser som grønne prosjekter, for andre til og med anti-øko. Så det er ingen klarhet selv i den kraftigste arkitektoniske trenden.

Dette snakkes det ofte om. I følge World Green Building Council utgjør energien som trengs for å bygge og drifte bygninger nesten 40 prosent av totalen. globale karbondioksidutslipp er større enn alle biler, fly og andre kjøretøy i verden.

Hvis sementindustrien var en stat, ville den vært den tredje største kilden til CO-utslipp.₂ rundt Kina og USA. Betong, det mest brukte menneskeskapte materialet, har et forbløffende høyt utslipp: Produksjon og bruk av en kubikkmeter produserer nok karbondioksid til å fylle en hel enebolig.

Grønne designere ser fortsatt etter løsninger som er mer i harmoni med det naturlige miljøet enn tradisjonelle metoder, med lavest mulig utslipp og "fiksering" av CO₂.

Designerhus laget av kork eller tørket sopp. Det er flere og flere oppfinnelser som fanger opp karbondioksid og binder det med andre materialer i form av for eksempel murstein som de er laget av. økohus. Imidlertid virker det som et mer realistisk og overbevisende alternativ er Cross Laminated Timber (CLT), en type industriell kryssfiner med tykke lag med trelast limt i rette vinkler for å øke styrken.

Selv om CLT hogger ned trær, bruker den en liten brøkdel av karbonet som frigjøres av sement og kan erstatte stål i lav- og mellombygg (og fordi trær absorberer CO₂ fra atmosfæren kan tre ha en positiv karbonbalanse). Det høyeste CLT-bygget i verden ble nylig bygget i Norge., er det et multifunksjonelt bolig- og hotellkvarter. Med en høyde på 85 meter og 18 etasjer, elegant dekorert med lokal gran, virker det som et reelt alternativ til betong- og stålkonstruksjoner. Vi viet en omfattende rapport publisert i MT for et år siden til stadig økende trekonstruksjoner og CLT.

Grønne offshoreprosjekter

Fet «grønne» prosjekter og konsepter, som villig er publisert i media, høres noen ganger veldig radikale og fantastiske ut. Faktisk, før vi ser fremtidens biobyer, vil det bli bygget flere og flere bygninger som ser ut som det nye Apple-campus i California. Så mye som 80 prosent av området rundt det runde området, som ligner et UFO-kjøretøy, er blitt omgjort til en park her.

Apple hyret inn treeksperter fra universitetet for å plante områdets unike arter. Campus ble bygget i harmoni med miljøet, også når det gjelder høyden på bygningene. Alle bygninger må ikke være høyere enn fire etasjer. Selv om hovedbygningen skal være dominerende i størrelse, vil den faktisk ikke heve seg over skyskraperen. Campus har en reservestrømkilde, som ifølge Steve Jobs selv, etter hvert vil bli hovedkilden, ettersom Apple har til hensikt å generere solenergisom vil være renere og billigere enn fra nettverket og bruke sistnevnte som reserve.

Våren 2015 introduserer Google også et øko-hylleprosjekt med et nytt hovedkvarterdesign i Mountain View, California. Utformingen av det nye Google-campus ble utviklet av to arkitekter - Bjarke Ingels og Thomas Heatherwick. Det inkluderer sky-dome boligkontorbygg, sykkelfelt, omfattende grønne områder og bevegelige gangveier. Uten tvil er Google-prosjektet også et svar på Apples Campus 2.

Enkeltbygg er definitivt ikke nok for mange moderne designere. De ønsker å bygge og gjenoppbygge hele nabolag og byer grønne. Vincent Callebaut, en fransk arkitekt og byplanlegger, har demonstrert et prosjekt for å gjøre Paris til en grønn og smart fremtidsby.

Konseptet, som Callebaut kaller «Smart City», kombinerer et trendy «grønt» konsept med toppmoderne teknologiske løsninger. Planen er å forvandle den lyse byen til en vennlig by, i harmoni med naturen, samtidig som den beholder sine historiske elementer.

Vincent Callebauts visualiseringer er fulle av "grønne bygninger" ved bruk av passiv energiteknologi, komplett vanngjenvinning, grønne vegger og hager selv i de høyeste etasjene. Veggene til bygninger laget av honeycomb-celler er absolutt ansvarlige for å generere energi fra sollys. Denne energien brukes da hovedsakelig til å produsere biodrivstoff. grønne skyskrapere de bør kombinere bolig- og næringsfunksjoner, noe som skal redusere behovet for pendling og frigjøre gatene fra overflødig trafikk.

Det er verdt å huske på at den grønne tankegangen i arkitektur også er sterkt fremmet av moderne myndigheter og etablerte lover. for eksempel i Frankrike har en taklov vært i kraft siden 2015. Fra nå av skal takene på nybygde næringsanlegg delvis dekkes med grøntområder, ellers. Dette skal bidra til å isolere bygningen, noe som resulterer i lavere kostnader for oppvarming og sommerkjøling om vinteren, økt biologisk mangfold, reduserte avrenningsproblemer ved å holde på litt regnvann og støykontroll. Frankrike er ikke det første landet som innfører en grønt tak-politikk. Slike skritt er allerede tatt i Canada og libanesiske Beirut.

Arkitekter prøver å bringe naturen tilbake til byene. Å kombinere egenskapene til levende organismer med vår oppfinnsomhet kan viske ut grensen mellom naturlig og kunstig. Og livene våre vil endre seg til det bedre. Pionerene leter etter måter å rive murene vi har inngjerdet av og erstatte dem med «levende vegger» dekket av jord og vegetasjon, og glasskonstruksjoner fylt med alger. Dermed kan de brukes til å omdanne gasser og produsere energi. Selv de enkleste biologiske systemene kan absorbere regnvann, støtte liv i en rekke former, fange forurensninger og regulere lufttemperaturen.

Form følger miljøet

Radikale økoprosjekter er fortsatt mest kuriositeter. Realiteten i moderne konstruksjon er vektleggingen av energieffektiviteten til bygningskonstruksjonene som oppføres slik at de oppfyller de høyeste krav både når det gjelder økonomi og drift. Dette er en dobbel "øko" - økologi og økonomi. Energieffektive bygg kjennetegnes av kompakte boliger, hvor risikoen for kuldebroer og dermed varmetapet er minimalisert. Dette er viktig for å oppnå gode minimumsparametere i forhold til arealet av eksterne skillevegger, som tas i betraktning sammen med gulvet på bakken, til det totale oppvarmede volumet.

I mai 2019 publiserte en gruppe britiske arkitektfirmaer kalt «Architects Declare» et manifest som, sammen med beskjedne krav (minimere byggeavfall, kontrollere energiforbruk), inneholder mer ambisiøse antakelser, som å minimere «liv». syklus" - på mengden CO₂ nødvendig for produksjon av betong eller gruvestein til rivningsenergi. Et forslag som var spesielt kontroversielt for en industri som er vant til å dumpe gamle bygninger og starte på nytt, var det eksisterende strukturer bør modifiseres og oppgraderes i stedet for å rives.

Imidlertid, som mange har påpekt, er det egentlig ikke enighet om hva "bærekraftig" arkitektur og konstruksjon egentlig betyr. Når vi fordyper oss i diskusjoner om dette emnet, befinner vi oss uunngåelig i en labyrint av meninger og tolkninger. Noen vil insistere på å gå tilbake til flere hundre år gamle byggematerialer som en blanding av jord og halm, andre vil peke på bygninger som luksushotellet i Amsterdam, bygget delvis av gjenvunnet betong og med en "intelligent" fasade som styrer det indre temperatur. som et eksempel på den rette måten.

For noen er en bærekraftig bygning en bygning som lever i harmoni med miljøet, ved å bruke lokale materialer, tre, mørtel med lokalt brutt sand, lokal stein. For andre er det ingen øko-arkitektur uten solcellepaneler og jordvarme. Eksperter lurer på om bærekraftige bygninger skal være bærekraftige for å maksimere energien som trengs for å bygge dem, eller bør de gradvis brytes ned når etterspørselen er borte?

Pioneren innen økodesign innen arkitektur og konstruksjon er den kjente arkitekten Frank Lloyd Wright, som på 60-tallet tok til orde for strukturer som oppstår og fungerer i harmoni med miljøet, og den berømte fossevillaen designet i Pennsylvania ble det håndgripelige uttrykket for disse ambisjonene. Det var imidlertid ikke før på XNUMX-tallet at arkitekter begynte å tenke mer på hvordan de skulle designe i harmoni med naturen fremfor å prøve å mestre den. I stedet for det modernistiske prinsippet «form følger funksjon» foreslo den norske arkitekten Kjetil Tredal Thorsen et nytt slagord: «form følger miljø».

På begynnelsen av 90-tallet skapte Wolfgang Feist, professor ved universitetet i Innsbruck, konseptet "passivhuset", et passivhus som har spredt seg over hele det europeiske kontinentet i mange år, selv om det ikke kan sies at det var masse -produsert. Det handler om å gjøre bygninger «passive» ved å redusere deres avhengighet av «aktive» energiintensive varme- og kjølesystemer og i stedet utnytte solen, beboernes kroppsvarme og til og med varme som utstråles fra husholdningsapparater bedre. En prototype leilighetsbygning ble bygget i Darmstadt, Tyskland i 1991. Feist og familien hans var blant de første leietakerne.

I passivbygg er det lagt vekt på perfekt isolasjon. Dette er en nøye designet termisk emballasje, så tett som mulig, med en intern temperatur kontrollert av innebygde luftventilasjonssystemer og varmegjenvinningssystemer. De beste passive designene gir en reduksjon på 95 % i gjennomsnittlig varmeregning, en betydelig reduksjon i utslipp. Høyere byggekostnader motvirkes av lavere driftskostnader.

Mange miljøvennlige arkitekter er imidlertid i tvil om hvorvidt et passivhus er et grønt tenkeprosjekt. Hvis målet er å holde seg i form med omgivelsene, hvorfor bygge et lufttett innelukket rom med tredobbelt vinduer der åpning av vinduer for å høre fuglesang forstyrrer bygningens energiflyt? I tillegg er standarder for passiv arkitektur hovedsakelig fornuftige i klima der vintrene er ganske kalde og somrene noen ganger er varme, for eksempel i Sentral-Europa, Skandinavia. I kontrast, i maritimt tempererte Storbritannia gir det mye mindre mening.

Og om ikke bare hjemme å spare energi, men også for eksempel å rense luften? Forskere ved University of California, Riverside har testet en ny type takstein som de sier kjemisk kan bryte ned samme mengde skadelige nitrogenoksider i atmosfæren som en gjennomsnittsbil slipper ut i løpet av et år. Et annet anslag sier at en million tak dekket med slike fliser fjerner 21 millioner tonn av disse forbindelsene fra luften per dag.

Nøkkelen til ny taktekking er innblanding av titandioksid. De pumpet skadelige nitrogenforbindelser inn i et "atmosfærisk kammer" og bestrålt flisene med ultrafiolett stråling, som aktiverte titandioksidet. I ulike prøver ble det reaktive belegget fjernet fra 87 til 97 prosent. skadelige stoffer. titandioksid. Oppfinnerne vurderer for tiden muligheten for å "farge" hele overflaten av bygninger med dette stoffet, inkludert vegger og andre arkitektoniske elementer.

Til tross for begrepssammenstøt om boligbygg, ønsker den grønne bølgen av global ombygging å trenge lenger inn i alle nabolag, landskap og miljø. I dag bruker den datastyrt miljødesign, d.v.s. CAED(). Ved å bruke praksisen til PermaGIS (), kan du designe og lage selvhelbredende gårder, gårder, landsbyer, tettsteder og byer.

Trykk og blokker

Ikke bare omfanget av design endres, men også ytelsen. I mars 2017 ble det kjent at de i De forente arabiske emirater planlegger å bygge verdens første skyskraper laget med 3D-utskriftsteknologi. Planene ble annonsert av Cazza Construction, en oppstart fra Dubai.

"Bruk av 3D-utskriftsteknologi vil redusere byggekostnadene med 80 prosent, spare opptil 70 prosent av tiden og redusere arbeidskraftbruken med 50 prosent," sa ingeniør Munira Abdul Karim, lokal direktør for avdelingen for implementering av infrastrukturutviklingsprosjekter. Tidligere har Dubai-myndighetene annonsert planer for en moderne 3D-utskriftsstrategi, ifølge hvilken innen 2030 skal alle bygninger i Dubai lages ved hjelp av 25D-utskrift.

Allerede i mars 2016 ble det første kontorbygget bygget med denne teknologien bygget i Dubai. Det nyttige området var 250 m.². Objektet ble laget i samarbeid med det kinesiske selskapet Winsun, kjent for å være det første 3D-printerhuset. Høsten 2019 ble verdens største 3D-printede bygning reist i Dubai (1).

1. Verdens største 3D-printede bygning i Dubai.

De første kjente boligbyggene i verden for normal bruk ved bruk av denne teknikken ble bygget omtrent 5 år tidligere i Kina. Dette ble gjort av det nevnte selskapet Winsun. På den tiden ble det bygget en toetasjes villa og et fleretasjes boligbygg. Hele byggeprosessen tok 17 dager og ble en suksess. En blanding av betong, plast og glassfiberarmert gips ble brukt til å trykke bygget. Implementeringskostnadene viste seg å være to ganger lavere enn prisen som ville blitt brukt på bygging av et lignende anlegg ved bruk av tradisjonell teknologi.

I mars 2017 presenterte det amerikanske selskapet Apis Cor det første boligbygget, som ble bygget på bare 24 timer. Bygningen ble bygget i Stupino (Moskva-regionen). Strukturelle elementer ble ikke laget i produksjonsbutikken. 3D-printeren printet dem på byggeplassen. Først ble en komplett veggstruktur laget. Skriveren kjørte deretter ut av bygningen og trykket taket, som ble installert av arbeidere. Rommene krevde ikke puss. De eneste strukturelle elementene som ble opprettet utenfor byggeplassen var dører og vinduer. Arealet av huset trykket av Apis Cor var lite - bare 38 mXNUMX.². Apis Cor rapporterer at den totale byggekostnaden var $10. De største utgiftene var til innkjøp av dører og vinduer. Deretter begynte informasjon om prosjekter laget med 3D-utskriftsteknikken å formere seg.

I tillegg er utskrift ikke bare hjemme. Den første i verden ble installert i Nederland i høst 3D-printet sykkelbro i betong. Designet er et resultat av et samarbeid mellom Eindhoven University of Technology og entreprenørselskapet BAM. Brua, eller rettere sagt gangbrua over Pelse Loupelva i Gemerte, er 8 m lang og 3,5 m bred. Krysset ble trykket i én meter lange segmenter satt sammen på stedet og plassert mellom to pilarer. Gangbroen ble også trykt i Spania.

Teknologien til 3D-printede hus, i tillegg til det høye tempoet i utførelse og lave kostnader, byr på mange tidligere ukjente muligheter. Trykte bygninger kan anta enhver form som er vesentlig forskjellig fra de som er bygget med tradisjonelle metoder. Kun levedyktigheten og komforten til bygninger for beboerne er i tvil. Trykkerier dukket opp for bare noen få år siden. Ingen har ennå foretatt fullverdige undersøkelser av den tekniske tilstanden til langtidstrykkerier.

I tillegg er trenden med modulær konstruksjon i utvikling. Drømmen om bygninger, enten boliger eller kommersielle, lett bygget med klosser, som LEGO, mister ikke sin popularitet. Det er ikke lenger prefabrikkerte elementer og den «store platen» som kan ha presset oss litt bort fra denne typen teknikk. En mer kreativ måte å tenke på vokser frem som understreker muligheten for å bruke ulike byggeklosskonfigurasjoner.

Opprettelsen av ferdige moduler-blokker i industribedrifter, inkludert bruk av 3D-utskriftsteknologi, for bruk i konstruksjon har ganske åpenbare fordeler. Det er for eksempel ikke nødvendig å samle materialer på byggeplassen eller å sørge for veier for transport over lang tid. Fabrikker er vanligvis lokalisert i nærheten av transportknutepunkter, terminaler, havner, noe som i stor grad letter transporten av materialer og reduserer kostnadene. I tillegg kan fabrikker, i motsetning til byggeplasser, fortsette å jobbe døgnet rundt.

modulbygg sparer tid. På stedet trenger du ikke vente på fullføringen av en etappe for å starte den neste. Ulike elementer kan lages på forskjellige steder, deretter leveres og monteres etter plan og tidsplan. Ifølge American Modular Institute skapes modulprosjekter med 30-50 prosent. raskere enn tradisjonelle. Mengden avfall i bygg og anlegg reduseres også betydelig, da avfall fra industrianlegg kan gjenvinnes. Produksjon av "murstein" på fabrikker er også en potensielt høyere kvalitet på utførelse, pga. produksjonsforholdene er gunstigere for dette enn "avlastning" og større sikkerhet for ansatte, pga. verkstedet er lettere å kontrollere og kontrollere enn plein air byggeplassen.

Å bygge fra blokker stiller imidlertid nye krav, for eksempel til nøyaktigheten av monteringen. I denne typen prosjekter er alle elektriske og hydrauliske installasjoner en del av foldemodulene. Ved montering må ledningene eller kanalene passe perfekt, koble til umiddelbart, som om "med ett klikk". Utbredelsen av slike metoder vil også kreve nye nivåer av standardisering.

Derfor, i denne teknikken, begynner viktigheten av systemer som BIM (engelsk) - modellering av informasjon om bygninger og strukturer, å øke. En modell er en digitalt registrert representasjon av de fysiske og funksjonelle egenskapene til et bygningsobjekt. Datastøttet designprogramvare brukes til simulering. Modellen er laget ved hjelp av XNUMXD-objekter som vegg, tak, tak, tak, vindu, dør, som er tildelt de riktige parameterne. Endringer i elementene som utgjør modellen reflekteres i den tredimensjonale representasjonen av modellen, i listene over geometriske og materialdata.

Noen eksempler på dem demper imidlertid entusiasmen for prefabrikkerte bygg. To og en halv etasje, over ni meter om dagen - i et slikt tempo, ifølge høylytte kunngjøringer, skulle Sky City-skyskraperen i den kinesiske byen Changsha reise seg. Høyden på bygningen var 838 meter, som er 10 meter mer enn den nåværende Dubai-rekordholderen Burj Khalifa.

Dette tempoet ble annonsert av selskapet Broad Sustainable Building, som bygget objektet av prefabrikkerte elementer som kun skal kobles til hverandre ved levering på byggeplassen. Det tok bare fire måneder å forberede prefabrikkene alene. På grunn av bekymringer om strukturell stabilitet ble imidlertid arbeidet stanset kort tid etter at de første etasjene ble fullført i juli 2013.

Blande stiler og ideer

I tillegg til høyhus, som vi skrev om mer enn en gang i MT, og ser bort fra de mange grønne prosjektene vi har beskrevet, blir mange veldig interessante arkitektoniske prosjekter opprettet i det XNUMXth århundre. Nedenfor er noen utvalgte interessante design.

For eksempel, i den franske byen Ouagny, ble det opprettet en ekstraordinær Metaphone (2) konsertsal, som designerne fra Herault Arnod Architectes byrå tenkte ut som et uavhengig musikkinstrument. Alle strukturelle elementer i bygget skal "harmonisere" i å skape og forsterke akustiske effekter.

Bygget består av en svart betongramme. Overflater dekkes med ulike typer materialer, fra stål eller høykvalitets cortenstål til glass og tre. Lyden som genereres inne i hallen overføres gjennom strukturelle elementer til bygningens lobby og utsiden. Ikke bare akustikk spiller her. De vibrerende veggpanelene er forbundet med ledninger og fører til kontrollpanelet. Musikken laget av Metaphone har også en elektroakustisk karakter. Du kan "spille" dette enorme instrumentet. Arkitektene hentet inn musikeren Louis Dandrel for å lage denne strukturen. Taket på bygget er i stor grad dekket med solcellepaneler. Og til og med de tjener som resonatorer.

Det er mange andre interessante og ikke alltid kjente moderne bygninger. For eksempel er Linked Hybrid (3) et kompleks av åtte sammenhengende boligbygg bygget mellom 2003 og 2009 i Beijing. Komplekset består av åtte sammenhengende bygninger med 664 leiligheter. I gangene mellom bygningene, som ligger mellom tolvte og attende etasje, er det blant annet svømmebasseng, treningssenter, kafé og galleri. Komplekset har dype brønner som gir tilgang til termiske kilder.

En annen uvanlig ny struktur er Absolute World (4), som består av to mer enn femti-etasjers skyskrapere i Mississauga, en forstad til Toronto. Bygningens rotasjonsvinkel når 206 grader. Selv om prosjektet opprinnelig var planlagt som et enkelt tårn, ble rommene i det opprinnelige prosjektet utsolgt så raskt at et nytt bygg ble planlagt. Strukturen kalles også Marilyn Monroe-tårnene.

4. Absolutt fred i Toronto

Det er ganske mange interessante postmoderne prosjekter i verden som faller ut av eskene. for eksempel hovedkvarteret til BMW Welt i Tyskland, City of Arts and Sciences i Valencia, designet av berømte Santiago Calatrava, Casa da Música i Porto eller Elbe Philharmonic i Hamburg. Og Disney Concert Hall (5), selv om det ble designet av Frank Gehry i det tjuende århundre, ble opprettet i det tjueførste, og minner om det berømte Guggenheim-museet i Bilbao.

5. Disney Concert Hall - Los Angeles

Karakteristisk nok er de mest slående arkitekturdiamantene i vår tid i stor grad skapt i Asia, og ikke i Europa eller Amerika. Zaha Hadid Opera House i Guangzhou (6) og Paula Andreu National Center for Performing Arts i Beijing (7) er bare noen av de mange flotte eksemplene.

6. Guangzhou operahus

7. Nasjonalt senter for utøvende kunst - Beijing.

, konserthus og museer. Skapere i dette området skaper hele komplekser og strukturer som trosser definisjon. Disse inkluderer de imponerende hagene ved bukten i Singapore (8) eller Metropol-paraplyen (9), bygget av bjørketre nesten 30 meter over Sevilla sentrum.

8. Gardens by the Bay - Singapore

9. Metropol Paraply - Sevilla

Arkitekter blander stiler, og nye byggeteknologier lar dem gjøre så mye mer når det kommer til å skape faste stoffer og forbindelser. Det er nok å se på flere prosjekter av vanlige moderne hus (10, 11, 12, 13) for å se hva du har råd til og se i arkitektur i dag.

10. Boligbygning XNUMXth århundre I

11. Boligbygning XNUMXth århundre II

12. Boligbygning XNUMXth århundre III

13. Boligbygning XNUMXth århundre IV