Fantasi och grön orientering

Arkitektur, konstruktion, strukturer på gatorna i våra städer och byar har alltid varit det mest visuella skyltfönstret för det nuvarande tillståndet inom teknik och teknik. Vad är ett XNUMXth century showcase?

Idag är det svårt att prata om en dominerande stil eller riktning. Kanske är detta ett mycket allmänt drag engagemang för design i ekostil, men förstås annorlunda, och ibland är det som vissa anser vara gröna projekt till och med anti-eco för andra. Så det finns ingen klarhet ens i den mäktigaste arkitektoniska rörelsen.

Detta pratas det ofta om. Enligt World Green Building Council står energin som krävs för att bygga och driva byggnader för nästan 40 procent av totalen. De globala koldioxidutsläppen är större än alla bilar, flygplan och andra fordon i världen.

Om cementindustrin var en regering skulle den vara den tredje största källan till koldioxidutsläpp.₂ runt Kina och USA. Betong, det mest använda konstgjorda materialet, har häpnadsväckande höga utsläpp: produktion och användning av en kubikmeter producerar tillräckligt med koldioxid för att fylla ett helt småhus.

Gröna designers letar fortfarande efter lösningar som är mer harmoniska med den naturliga miljön än traditionella metoder, med lägsta möjliga CO-utsläpp och lagring₂.

Designerhus gjorda av kork eller torkad svamp. Det finns fler och fler uppfinningar som går ut på att fånga upp koldioxid och binda den till andra material som tegelstenarna de är gjorda av. ekohus. Det verkar dock som att ett mer realistiskt och övertygande alternativ är Cross Laminated Timber (CLT), en typ av industriell plywood med tjocka lager av timmer limmade ihop i räta vinklar för ökad styrka.

Även om CLT hugger ner träd, använder den en liten del av kolet som släpps ut av cement och kan ersätta stål i låga och medelhöga byggnader (och eftersom träd absorberar CO₂ från atmosfären kan trä ha en positiv kolbalans). Världens högsta CLT-byggnad byggdes nyligen i Norge., är en blandad användning, bostads- och hotelldistrikt. 85m högt och 18 våningar högt, elegant avslutat i lokal gran, framstår det som ett riktigt alternativ till betong- och stålkonstruktioner. Vi ägnade en omfattande rapport, publicerad i MT för ett år sedan, åt eviga träkonstruktioner och CLT.

Grön hylla projekt

Djärva ”gröna” projekt och koncept, ivrigt publicerade i media, låter ibland ganska radikala och fantastiska. Faktum är att innan vi ser framtidens biostäder kommer fler och fler byggnader som liknar det nya Apple-campuset i Kalifornien att byggas. Så mycket som 80 procent av området kring det cirkulära området som liknar ett UFO-fordon har förvandlats till en park.

Apple anlitade universitetsträdexperter för att plantera unika arter i området. Campus byggdes i harmoni med miljön, bland annat vad gäller byggnadernas höjd. Alla byggnader får inte vara högre än fyra våningar. Även om huvudbyggnaden borde vara dominerande i storlek kommer den faktiskt inte att dominera skyskrapan. Campus har en reservkraftkälla, som, enligt Steve Jobs själv, så småningom kommer att bli huvudkällan, som Apple har för avsikt att generera solenergisom blir renare och billigare än från nätverket och använd det senare som backupalternativ.

Under våren 2015 introducerar Google även Eco Shelf Project med en ny design för huvudkontoret i Mountain View, Kalifornien. Designen av det nya Google-campuset har utvecklats av två arkitekter - Bjarke Ingels och Thomas Heatherwick. Det inkluderar kontorsbyggnader med genomskinliga kupoler, cykelvägar, omfattande grönområden och rörliga gångvägar. Utan tvekan är Googles projekt också ett svar på Apples Campus 2.

Enstaka byggnader är definitivt inte tillräckligt för många moderna designers. De vill bygga och bygga om hela stadsdelar och städer gröna. Vincent Callebaut, en fransk arkitekt och stadsplanerare, demonstrerade ett projekt för att förvandla Paris till en grön och smart framtidsstad.

Konceptet, som Callebaut-studion kallar "Smart City", är att kombinera ett moderiktigt "grönt" koncept med spjutspetsteknologiska lösningar. Planen är att förvandla den ljusa staden till en vänlig stad, i harmoni med naturen, samtidigt som dess historiska inslag bibehålls.

Vincent Callebauts renderingar är fulla av "gröna byggnader" med hjälp av passiv energiteknik, full vattenåtervinning, gröna väggar och trädgårdar även på de högsta våningarna. Väggarna i byggnader gjorda av bikakeelement är säkert ansvariga för att generera energi från solljus. Denna energi används sedan främst för att producera biobränslen. Gröna skyskrapor de ska kombinera bostäder och företagsfunktioner, vilket ska minska behovet av pendling och befria gatorna från överskottstrafik.

Det är värt att komma ihåg att det gröna sättet att tänka inom arkitektur också främjas starkt av moderna myndigheter och etablerade lagar. till exempel i Frankrike har en lag om takbeläggning varit i kraft sedan 2015. Från och med nu ska taken på nybyggda kommersiella byggnader delvis täckas av grönska, annars. Detta bör bidra till att isolera byggnaden, vilket resulterar i lägre uppvärmningskostnader på vintern och kyla på sommaren, ökad biologisk mångfald, minskade avrinningsproblem genom att behålla lite regnvatten och bullerkontroll. Frankrike är inte det första landet att införa en grön takpolitik. Sådana åtgärder har redan vidtagits i Kanada och libanesiska Beirut.

Arkitekter försöker föra tillbaka naturen in i städerna. Att kombinera levande organismers egenskaper med vår uppfinningsrikedom kan sudda ut gränsen mellan naturligt och konstgjort. Och våra liv kommer att förändras till det bättre. Pionjärer letar efter sätt att riva de murar vi har inhägnat och ersätta dem med "levande väggar" täckta med jord och växtlighet, och glasstrukturer fyllda med alger. Således skulle de kunna användas för att omvandla gaser och producera energi. Även de enklaste biologiska systemen kan absorbera regnvatten, stödja olika former av liv, fånga föroreningar och reglera lufttemperaturen.

Formen följer miljön

Radikala ekoprojekt är fortfarande mest kuriosa. Verkligheten i modern konstruktion är betoningen på energieffektiviteten hos de konstruerade byggnadskonstruktionerna, så att de uppfyller de högsta kraven både vad gäller ekonomi och drift. Detta är en dubbel "eko" - ekologi och ekonomi. Energieffektiva byggnader kännetecknas av kompakta bostäder, där risken för köldbryggor och därmed värmeförluster minimeras. Detta är viktigt för att erhålla bra minimiparametrar i förhållande till arean av externa skiljeväggar, som beaktas tillsammans med golvet på marken, till den totala uppvärmda volymen.

I maj 2019 publicerade en grupp brittiska arkitektbyråer kallade "Architects Declare" ett manifest som tillsammans med blygsamma krav (minimering av byggavfall, kontroll av energiförbrukningen) innehåller mer ambitiösa antaganden, som att minimera "liv". cykel” - på mängden CO₂ nödvändiga för att producera betong eller stenbrott för rivningsenergi. Ett förslag som var särskilt kontroversiellt i en bransch som är van vid att göra sig av med gamla byggnader och börja om var det befintliga strukturer bör modifieras och moderniseras snarare än att rivas.

Men som många har påpekat finns det egentligen ingen konsensus om vad "hållbar" arkitektur och konstruktion egentligen betyder. När vi går djupare in i diskussioner om detta ämne, befinner vi oss oundvikligen i en labyrint av åsikter och tolkningar. Vissa kommer att argumentera för en återgång till månghundraåriga byggmaterial som en blandning av jord och halm, andra kommer att peka på byggnader som ett lyxhotell i Amsterdam, byggt delvis av återvunnen betong och med en "intelligent" fasad som kontrollerar den inre temperaturen . som ett exempel på rätt väg.

För vissa är en hållbar byggnad en byggnad som lever i harmoni med sin miljö, med hjälp av lokala material, trä, murbruk med sand som brutits lokalt, lokal sten. För andra finns det ingen ekoarkitektur utan solpaneler och bergvärme. Experter frågar om hållbara byggnader ska vara hållbara för att maximera den energi som behövs för att bygga dem, eller om de gradvis bryts ned biologiskt när efterfrågan på dem försvinner.

Pionjären för ekodesign inom arkitektur och konstruktion är den berömda arkitekten Frank Lloyd Wright, som på 60-talet förespråkade design som uppstår och fungerar i harmoni med miljön, och det materiella uttrycket för dessa strävanden var den berömda kaskadvillan som ritades i Pennsylvania. Men det var först under de XNUMX som arkitekter började tänka mer på hur man designar i harmoni med naturen snarare än att försöka bemästra den. Istället för den modernistiska principen om "form följer funktion" föreslog den norske arkitekten Kjetil Tredal Thorsen en ny slogan: "form följer miljön."

I början av 90-talet skapade Wolfgang Feist, professor vid universitetet i Innsbruck, konceptet "passivhuset", ett passivhus som spreds över hela den europeiska kontinenten under många år, även om det inte kan sägas att det var masstillverkat. . Det handlar om att göra byggnader "passiva" genom att minska sitt beroende av "aktiva" energikrävande värme- och kylsystem och istället utnyttja solen, de boendes kroppsvärme och till och med värmen som apparater avger bättre. En prototyp av flerfamiljshus byggdes i Darmstadt, Tyskland 1991. Feist och hans familj var bland de första invånarna.

I passivhus ligger tonvikten på perfekt isolering. Detta är en noggrant designad termisk förpackning, så tät som möjligt, med en intern temperatur som regleras av inbyggd luftventilation och värmeåtervinningssystem. De bästa passiva designerna minskar den genomsnittliga värmeräkningen med 95 %, vilket avsevärt minskar utsläppen. Högre byggkostnader kompenseras av lägre driftskostnader.

Många miljövänliga arkitekter har dock allvarliga tvivel på om passivhus är ett grönt tänkande projekt. Om målet är att hålla sig i samklang med miljön, varför bygga ett lufttätt slutet utrymme med treglasfönster där öppning av fönstren för att höra fågelsång stör energiflödet i byggnaden? Dessutom är standarder för passiv arkitektur mest rimliga i klimat där vintrarna är ganska kalla och somrarna ibland är varma, som i Centraleuropa, Skandinavien. Däremot är det mycket mindre vettigt i Storbritannien, som har ett maritimt tempererat klimat.

Och om inte bara hemma för att spara energi, men också till exempel för att rena luften? Forskare vid University of California, Riverside har testat en ny typ av takshingel som de säger kan kemiskt förstöra samma mängd skadliga kväveoxider i atmosfären som en genomsnittlig bil släpper ut på ett år. En annan uppskattning tyder på att en miljon tak täckta med dessa tegelpannor tar bort 21 miljoner ton av dessa föreningar från luften per dag.

Nyckeln till ett nytt tak är tillsatsen av titandioxid. De pumpade in skadliga kväveföreningar i en "atmosfärskammare" och bestrålade plattorna med ultraviolett strålning, vilket aktiverade titandioxiden. I olika prover avlägsnades den reaktiva beläggningen från 87 till 97 procent. skadliga ämnen. titandioxid. Uppfinnarna överväger för närvarande möjligheten att "måla" hela ytan på byggnader, inklusive väggar och andra arkitektoniska element, med detta ämne.

Trots begreppskrocken om bostadshus vill den gröna vågen av global ombyggnad tränga längre in i alla stadsdelar, landskap och miljöer. Idag använder han datoriserad miljödesign, d.v.s. CAED(). Med hjälp av PermaGIS () praxis kan du designa och skapa självförnyande gårdar, gårdar, byar, städer och städer.

Tryck och kuddar

Inte bara designlandskapet förändras, utan även produktiviteten. I mars 2017 blev det känt att Förenade Arabemiraten planerar att bygga världens första skyskrapa skapad med 3D-utskriftsteknik. Planerna tillkännagavs av Cazza Construction, en Dubai-baserad startup.

"Användningen av 3D-utskriftsteknik kommer att minska byggkostnaderna med 80 procent, spara upp till 70 procent av tiden och minska användningen av arbetskraft med 50 procent", säger ingenjör Munira Abdul Karim, lokal chef för avdelningen för genomförande av infrastrukturutvecklingsprojekt. Dubais myndigheter tillkännagav tidigare planer på en toppmodern 3D-utskriftsstrategi som skulle se alla byggnader i Dubai byggas med 2030D-utskrift år 25.

Redan i mars 2016 byggdes den första kontorsbyggnaden som byggdes med denna teknik i Dubai. Dess användningsyta var 250 m.². Objektet skapades i samarbete med det kinesiska företaget Winsun, känt för det första 3D-tryckeriet. Hösten 2019 uppfördes världens största byggnad med 3D-utskriftsteknik i Dubai (1).

1. Världens största byggnad byggd med 3D-utskriftsteknik i Dubai.

Världens första kända bostadshus för normal användning med denna teknik byggdes cirka 5 år tidigare i Kina. Detta gjordes av det tidigare nämnda företaget Winsun. Då byggdes en tvåvåningsvilla och ett flervåningsbostadshus. Hela byggprocessen tog 17 dagar och blev en stor framgång. En blandning av betong, plast och glasfiberarmerad gips användes för att trycka byggnaden. Kostnaden för genomförandet visade sig vara två gånger lägre än det pris som skulle ha spenderats på att bygga en liknande anläggning med traditionell teknik.

I mars 2017 presenterade det amerikanska företaget Apis Cor det första bostadshuset som byggdes på bara 24 timmar. Byggnaden byggdes i Stupino (Moskva-regionen). Strukturelementen tillverkades inte i produktionsverkstaden. En 3D-skrivare skrev ut dem på byggarbetsplatsen. Först skapades den kompletta väggstrukturen. Skrivaren lämnade sedan byggnaden och tryckte ut taket, som arbetare installerade. Rummen krävde ingen putsning. De enda strukturella elementen som skapades utanför anläggningen var dörrar och fönster. Husets yta som trycktes av Apis Cor var liten - bara 38 mXNUMX.². Apis Cor rapporterar att den totala byggkostnaden var $10 3. Den största utgiften var att köpa dörrar och fönster. Sedan började information om projekt gjorda med XNUMXD-utskriftstekniken föröka sig.

Dessutom är utskrift inte bara hemma. Den första i världen installerades i Nederländerna i höstas 3D-tryckt Betong Cykelbro. Designen är resultatet av ett samarbete mellan Technical University of Eindhoven och byggföretaget BAM. Bron, eller närmare bestämt gångbron över floden Pelše Lup i Gemert, är 8 m lång och 3,5 m bred. Övergången trycktes i en meter långa segment, monterades på plats och placerades mellan två stöd. Gångbron trycktes även i Spanien.

Tekniken i 3D-tryckta hus erbjuder, förutom den snabba utförandetakten och låga kostnaden, många tidigare okända möjligheter. Tryckta byggnader kan anta vilken form som helst, avsevärt annorlunda än de som byggts med traditionella metoder. Frågan är bara byggnaders livskraft och komfort för invånarna. Tryckerier dök upp för bara några år sedan. Ingen har ännu genomfört fullständiga undersökningar av det tekniska tillståndet på långtidstryckerier.

Dessutom utvecklas trenden med modulbyggande. Drömmen om byggnader, oavsett om det är bostäder eller kommersiella byggnader, som är lätta att bygga av klossar som LEGO fortsätter att vara populär. Det är inte längre de prefabricerade bitarna och den "stora plattan" som kan ha avskräckt oss lite från den här typen av teknik. Ett mer kreativt sätt att tänka växer fram som betonar möjligheten att använda olika konfigurationer av byggstenar.

Skapandet av färdiga modulblock på industriföretag, inklusive användning av 3D-utskriftsteknik, för användning i konstruktion har uppenbara fördelar. Det finns till exempel inget behov av att samla in material på en byggarbetsplats eller att tillhandahålla långtidsvägar för deras transporter. Fabriker ligger vanligtvis nära transportnav, terminaler och hamnar, vilket i hög grad underlättar transporten av material och minskar kostnaderna. Dessutom kan arbetet på fabriker, till skillnad från byggarbetsplatser, fortsätta dygnet runt.

Modulbyggnad sparar tid. På plats behöver du inte vänta på att ett steg ska slutföras innan du påbörjar nästa. Olika artiklar kan tillverkas på olika platser, sedan levereras och monteras enligt plan och schema. Enligt American Modular Construction Institute byggs projekt mellan 30 och 50 procent modulära. snabbare än traditionella. Mängden avfall i byggandet minskar också avsevärt, eftersom avfall från industrianläggningar kan återvinnas. Tillverkning av "tegelstenar" i fabriker innebär också en potentiellt högre kvalitet på utförande, eftersom produktionsförhållandena är gynnsammare för detta än ”avlastning” och större säkerhet för de anställda, eftersom en verkstad är lättare att övervaka och kontrollera än en byggarbetsplats utomhus.

Att bygga med block ställer dock nya krav, till exempel på monteringsnoggrannhet. I denna typ av projekt är alla elektriska och hydrauliska installationer en del av hopfällbara moduler. Vid montering måste ledningarna eller kanalerna matcha perfekt och anslutas omedelbart, som med ett klick. Spridningen av sådana metoder kommer också att kräva nya nivåer av standardisering.

Därför, i denna metodik, börjar betydelsen av system som BIM (engelska) – modellering av information om byggnader och strukturer – att öka. En modell är en digitalt registrerad representation av de fysiska och funktionella egenskaperna hos ett byggprojekt. Datorstödd designprogramvara används för modellering. Modellen skapas med hjälp av tredimensionella objekt som vägg, tak, tak, tak, fönster, dörr, som tilldelas lämpliga parametrar. Förändringar av de element som utgör modellen återspeglas i den tredimensionella representationen av modellen, i listor med geometriska och materialdata.

Några exempel på dem dämpar dock entusiasmen för prefabricerade byggnader. Två och en halv våning, över nio meter per dag - i den här takten, enligt högljudda meddelanden, skulle skyskrapan Sky City i den kinesiska staden Changsha resa sig. Byggnadens höjd var 838 meter, vilket är 10 meter mer än Dubais nuvarande rekordhållare, Burj Khalifa.

Det är den takt som angetts av företaget Broad Sustainable Building som byggt anläggningen av prefabricerade element som endast ska behöva kopplas ihop vid leverans till byggarbetsplatsen. Bara förberedelserna av prefabs tog bara fyra månader. Men på grund av oro för strukturens stabilitet stoppades arbetet kort efter att de första våningarna var klara i juli 2013.

Blanda stilar och idéer

Förutom höghusen, som vi har skrivit om mer än en gång i MT, och bortsett från de många gröna projekt som vi har beskrivit, skapas många fler mycket intressanta arkitektoniska projekt under XNUMX-talet. Nedan är några utvalda intressanta mönster.

Till exempel, i den franska staden Oigny, skapades en extraordinär konserthall Metaphone (2), som designers från Herault Arnod Architectes byrå tänkte ut som ett oberoende musikinstrument. Alla delar av byggnadens struktur måste "harmonisera" för att skapa och förstärka akustiska effekter.

Byggnaden består av en svart betongstomme. Ytorna är täckta med olika typer av material, från stål eller högkvalitativt cortenstål till glas och trä. Ljud som genereras inne i hallen överförs genom strukturella element in i byggnadens lobby och ut. Det är inte bara akustiken som spelar här. Vibrerande väggpaneler ansluts med ledningar och leder till en kontrollpanel. Musiken som skapas av Metaphone är också elektroakustisk till sin natur. Du kan "spela" detta enorma instrument. Arkitekterna anlitade musikern Louis Dandrel för att skapa strukturen. Byggnadens tak är till stor del täckt med solpaneler. Och även de fungerar som resonatorer.

Det finns många andra intressanta och inte alltid kända moderna byggnader. Till exempel är Linked Hybrid (3) ett komplex av åtta sammanlänkade bostadshus byggda mellan 2003 och 2009 i Peking. Komplexen består av åtta sammanlänkade byggnader med 664 lägenheter. I gångarna mellan byggnaderna, belägna mellan tolfte och artonde våningen, finns bland annat simhall, gym, café och galleri. Komplexet har djupa brunnar som ger tillgång till varma källor.

En annan ovanlig ny struktur är Absolute World (4), som består av två mer än femtio våningar höga skyskrapor i Mississauga, en förort till Toronto. Byggnadens rotationsvinkel når 206 grader. Även om projektet ursprungligen planerades som ett enda torn såldes rummen i det ursprungliga projektet slut så snabbt att en andra byggnad planerades. Strukturen kallas även Marilyn Monroe Towers.

4. Absolut fred i Toronto

Det finns en hel del intressanta postmoderna projekt i världen som faller ur lådan. till exempel BMW Welts huvudkontor i Tyskland, City of Arts and Sciences i Valencia, designat av berömda Santiago Calatrava, Casa da Música i Porto eller Elbphilharmonie i Hamburg. Och Disney Concert Hall (5), även om det designades av Frank Gehry på XNUMX-talet, skapades i det tjugoförsta, som påminner om det berömda Guggenheim-museet i Bilbao.

5. Disney Concert Hall - Los Angeles

Det är talande att vår tids ljusaste arkitektoniska pärlor till stor del skapas i Asien, inte i Europa eller Amerika. Zaha Hadid Opera House i Guangzhou (6) och Paula Andreu National Center for the Performing Arts i Peking (7) är bara några av många bra exempel.

6. Guangzhous operahus

7. Nationellt centrum för scenkonst - Peking.

, konserthus och museer. Skapare inom detta område skapar hela komplex och strukturer som trotsar definitionen. Dessa inkluderar de imponerande Gardens by the Bay i Singapore (8) eller Metropole-paraplyet (9), byggt av björkträ nästan 30 meter över Sevillas centrum.

8. Gardens by the Bay - Singapore

9. Metropol Paraply - Sevilla

Arkitekter blandar stilar och ny byggnadsteknik gör att de kan göra mycket mer när det kommer till att skapa solida ämnen och anslutningar. Titta bara på några mönster av vanliga moderna hus (10, 11, 12, 13) för att se vad du har råd med och se inom arkitekturen idag.

10. Bostadshus från XNUMXth århundradet I

11. Bostadshus från XNUMXth århundradet II

12. Bostadsbyggnad från XNUMXth århundradet III

13. Bostadshus från XNUMXth århundradet IV