01.06.2010. Архитектура и инженерия - настоящее и будущее

Почему мы разрушаем здания, которые можно было легко преобразовать для других целей? Почему мы применяем расточительные системы кондиционирования воздуха в местах, где могли бы просто открыть окно? Почему мы так упорно придерживаемся искусственного освещения, в то время как могли бы проектировать здания, заполненные дневным светом? Почему мы настаиваем на использовании зеленых зон, в то время как могли бы производить строительство на восстановленных землях наших городов? Сегодня архитекторы должны сами себе ответить на некоторые основные вопросы.
В последние два десятилетия в особенной степени выявились изменения в отношении общественности к экологии и потреблению энергии. При разработке многих наших проектов мы предчувствовали эти тенденции и впервые применили решения, использующие полностью возобновляемые источники энергии, позволяющие сократить потребление природных ресурсов и существенным образом уменьшить загрязнение окружающей среды.
Примеры такого подхода не ограничиваются только зданиями: работая с промышленными объектами, мы создали новое поколение ветровых турбин, энергосберегающие системы облицовки и даже электрический велосипед с солнечными батареями.
Часто имеются определенные связи между экологией здания, которую можно измерить, и эстетической стороной архитектуры, трудно поддающейся численному определению. Например, в определенное время дня пол лондонского аэропорта Станстед покрывается пятнами солнечного света. Этот эффект обусловлен осознанным решением, согласно которому солнечный свет должен быть существенным ингредиентом внутреннего пространства. Воплощение этого решения было тщательно смоделировано и исследовано. Исходило оно из сильного желания повысить качество этого пространства и придать бóльшую «человечность» сооружению.
В последнее десятилетие «устойчивость» стало модным словом. Но устойчивость является понятием не моды, а необходимости. Наиболее простым образом устойчивая архитектура может быть определена как способ достижения максимального минимальными средствами. Мáксима Мизина «Меньшее есть большее» в экологических терминах звучит как известный запрет «Не растрачивай, не желай».
В своем обзоре глобального состояния окружающей среды за 2000 год ООН предупреждала о серии грозящих экологических кризисов, вызываемых все большим дефицитом чистой воды, глобальным потеплением климата и загрязнением окружающей среды. Предполагается, что такие тенденции могут быть приостановлены, только если развитые страны изменят свою экономическую политику, сократив потребление сырья и энергии на 90 процентов.
Архитекторы не в состоянии решить все мировые экологические проблемы, но мы можем проектировать здания, требующие только часть потребляемой ныне энергии. Расположение и функциональное назначение сооружения, его конструктивная гибкость и технологический ресурс, ориентация, форма и конструкция, его системы обогрева и вентиляции, характеристики используемых при строительстве материалов – все эти параметры влияют на количество энергии, требующейся для возведения, эксплуатации и технического обслуживания здания, а также для транспорта, движущегося к нему и от него.
Понятие устойчивой архитектуры связано не только с проектированием отдельных зданий. Предпринятые нами в середине 1970-х годов планировочные исследования для Гомеры (Канарские острова) стали первым примером внедрения устойчивых моделей развития инфраструктуры туризма. Наш клиент Фред Ольсен, занимавшийся круизами на Канарские острова, разделял нашу озабоченность экологическими проблемами. Для уменьшения зависимости островов от ввозимой нефти и для поддержания самостоятельного длительного развития мы рассматривали возможность использования альтернативных источников энергии – ветра и солнца, а также производства метана из бытовых отходов. Эти исследования по существу стали примером «зеленого» проекта задолго до того, как экологические проблемы начали серьезно обсуждаться.
Одной из наиболее важных характеристик устойчивой архитектуры является способность к адаптации. В течение последних двух десятилетий методы работы стали значительно более гибкими. Множество людей работают сейчас дома за портативными компьютерами, взаимодействуя со своими коллегами с помощью электронной почты и факса. Нет сомнения, что под влиянием технологического развития методы работы будут и далее видоизменяться. Мы не можем предсказать точный характер такого развития, но мы можем придать бóльшую гибкость конструкциям наших зданий, чтобы они продолжали быть полезными и в изменившихся условиях.
В настоящее время одним из наиболее важных понятий устойчивой архитектуры стало понятие воплощенной энергии. Проще говоря, здание воплощает энергию, затраченную на изготовление всех его компонентов, и энергию, потребленную при его сооружении. Чем дольше стоит здание, тем большая доля инвестиций, вложенных в его воплощенную энергию, будет возвращена. Это обстоятельство усиливает аргументацию по использованию высококачественных материалов, позволяющих продлить срок службы здания. Но в данном случае числовые выражения для представления воплощенной энергии становятся более сложными.
Например, очистка алюминия от примесей требует таких огромных затрат энергии, что он считается неэкономичным материалом, однако высококачественный алюминий может служить десятилетиями без какого-либо технического обслуживания. Для материалов более низкого качества, которые могут показаться более экономичными, через какое-то время может потребоваться ремонт или замена, что приведет к большим совокупным затратам энергии.
В этих терминах устойчивость может быть приравнена к износостойкости и к удовлетворению, получаемому людьми от качественных вещей. Устойчивость не должна означать отсутствие комфорта или удобства.
Форма и ориентация здания могут также оказывать большой эффект на потребление энергии. Максимальная экономия энергии достигается при минимизации площади внешней поверхности здания, поэтому при выборе формы здания за основу была взята сфера, так как она имеет площадь поверхности на 25 % меньшую площади поверхности куба такого же объема. Проведенные затем преобразования этой чистой формы позволили выявить наиболее оптимальные параметры, в особенности касающиеся поверхности, подвергаемой воздействию прямых солнечных лучей.
Данная стратегия поддерживается множеством пассивных систем контроля окружающей среды: бóльшую часть года в здании действует система естественной вентиляции, во всех офисных помещениях имеются открываемые окна; тепло, вырабатываемое компьютерами, осветительными приборами и людьми, может повторно использоваться внутри здания; для охлаждения здания имеются скважины, по которым могут закачиваться холодные грунтовые воды. Комбинация этих энергосберегающих систем обеспечивает тепловой режим, при котором в течение большей части года для здания правления не требуется дополнительного обогрева, при этом количество потребляемой энергии составляет только четверть от энергии, потребляемой типичным офисным зданием.