СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В ФОРМИРОВАНИИ ВЫСОТНЫХ БИОКЛИМАТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

Я.Ю.Усов

Проблема строительства многофункциональных комплексов в современных мегаполисах

1.Дефицит свободной территории- высокая плотность застройки в мегаполисах

С каждым годом увеличивается численность населения мегаполисов, дома растут ввысь, используя каждый сантиметр площади земли. Высокая стоимость земли, плотность застройки, нехватка свободных территорий – все это заставляет инвесторов строить высотные комплексы.

2. Неблагоприятная экологическая обстановка города

С каждым годом увеличивается рост числа автотранспорта, ухудшается экологическая ситуация. В городских условиях  все меньше остается места для  деревьев и парков, города задыхаются от смога и пыли.

3. Дискомфорт жильцов и служащих

Жизнь в городе – постоянный стресс. Постоянный шум и суета города негативно влияют на  здоровье горожан. Практически все время люди проводят вдали  от поверхности земли- на разных уровнях многоэтажных офисов и жилых домов, спускаясь на уровень земли лишь для того , чтобы снова подняться на новый этаж дома или офиса.  И с каждым годом люди забираются все выше и выше. При этом многие испытывают психологический дискомфорт, находясь на высоте. Действительно жить и работать выше 5 этажа было признано учеными вредным и не безопасным для здоровья людей. Но как избавить горожан от вредного влияния высоты?  Ведь современный город растет все выше и выше, уплотняется, использует любое свободное пространство. Возможно пути решения проблемы лежат в  создании благоприятной среды внутри самого здания, в здании, в котором человек будет чувствовать себя одинаково хорошо на первом этаже и на 50, когда здание из утилитарной нарезки этажей превратится в дружелюбную для человека, единую биоклиматическую структуру.

Современные тенденции организации структуры зданий

1.Атриумные пространства и зимние сады, как элементы, формирующие структуру здания

Атриумы изначально создавались для внесения дополнительного комфорта в здание, повышали его престиж, благоприятно влияли на внешний облик здания.

а). решение проблемы психологического дискомфорта

здание komertzbank, сэра Нормана Фостера, перевернуло представление о декоративной функции атриума. Атриум организует все пространство здания, а, благодаря 4уровневым зимним садам, у  служащих не возникает психологического дискомфорта- из каждого рабочего места открывается вид на зелень внутри здания.

б). снижение энергозатрат

Благодаря зимним садам и атриумам увеличивается естественное освещение центральных  и удаленных помещений зданий. Энергоэффективное освещение способно уберечь помещение от перегрева летом и сократить теплопотери зимой, сэкономить на вентиляции и кондиционировании.

в).  влияние на биоклиматическую среду здания – создание собственного микроклимата в здании. Зеленые насаждения внутри атриумов улучшают внутренний микроклимат, очищают и увлажняют воздух.

г). влияние на форму здания – тема зимних садов становится одной из  доминирующих в современной архитектуре, она является формообразующей структурой во многих проектах. Появилось целое направление - «зеленая архитектура», где здание подчинено природе, является неотъемлимой ее частью. «Зеленые здания» активно строятся по всему миру.

2. Развитие пространства по вертикали здания

а). иной принцип организации внутреннего пространства  - организация связей между различными функциональными зонами. Создание обособленных мультифункциональных комплексов, включающих в себя  множество различных функций.

б).  «вертикальные улицы» как основа структуры зданий – формообразующий фактор, влияние на внутреннюю  структуру и внешний  облик здания.

Размещение привычного пространства «улицы» в вертикальной плоскости здания открывает новые возможности городской среды, решает проблему нехватки территории, транспорта. Привычные функциональные объекты-парки, театры, музеи, магазины; расположенные в вертикальной структуре, связанные коммуникациями, образуют качественно иной принцип построения пространства. Улица «уходит» в интерьер здания, формируя его по новым принципам.

3. Высотные здания, как новая биоклиматическая структура – создание зданий на основе биоклиматических принципов организации пространства,

«зеленые» здания, биоклиматические эксперименты Кена Янга

Идеи и принципы "биоклиматического дизайна" включают в себя:
· правила размещения центрального ствола высотного здания со стояками инженерных сетей
· использование естественной вентиляции
· выбор ориентации и конфигурации здания
· использование солнцезащиты
· использование воздухозаборников
· использование атриумов
· использование "skycourts" - глубоких лоджий для создания промежуточного пространства между внешней средой и интерьером - своего рода альтернативы традиционной солнцезащите. Эти "парки в небе" должны уравновесить "неорганическую" массу (аппаратура, конструкции) здания с "органикой" и создать, таким образом, эффективную экосистему.

"Слабое место классической конструктивной схемы - это то, что более 65% энергии потребляется на этапе эксплуатации конструкции здания. Каждый год от 36 до 45% затрат энергии приходятся на процесс строительства. Строительный мусор составляет почти четвертую часть всех отходов цивилизации, а 100% энергии после её эксплуатации теряется в атмосфере".

"Небоскрёб - важный элемент градостроительного планирования. Он позволяет рационально использовать пространственные и природные ресурсы, позволяя создать наполненную и человечную среду. У разных народов разные традиции. Соответственно, и небоскрёбы должны учитывать местные условия".

БАШНЯ ТОКИО НАРА

архитектор: Кен Янг
проектирование: 1994

Эта 80-этажная офисная башня на сегодняшний день - наиболее крупный проект "биоклиматического небоскрёба", в котором идея спиральной "зелёной горы", ранее реализованная в башне Менара Месиниага в Малайзии, получает второе дыхание.

Густая растительность - важный элемент системы управления микроклиматом здания. Контролируя потоки воздуха внутри башни, она охлаждает здание и снижает уровень шума. Одновременно это и "лёгкие" небоскрёба, окутывающие его со всех сторон. Каждый этаж имеет сложную, органическую форму и сдвинут друг относительно друга. Благодаря такому спиральному скручиванию основные уровни оказываются достаточно затенены. Смещение этажей создаёт двусветные или трёхсветные промежуточные (между "улицей" и интерьером) пространства, в которых располагаются многоуровневые сады, террасы и лоджии. Снаружи здание опоясывают спиральные трубы, вдоль которых двигаются небольшие подъёмные краны с автоматическими манипуляторами, которые обслуживают сады, стеклянные фасады и солнцезащитные панели. Блоки офисных этажей чередуются с растянутыми по вертикали открытыми пространствами, пронизывающими здание насквозь и создают ещё одну, внутреннюю спираль гигантского атриума. Омываемые струями воздуха, лоджии рассекаются открытыми мостиками и лестницами. Лифты и служебные помещения размещены на жаркой восточной и западной сторонах здания. Благодаря этому офисы оказываются в прохладе южной и северной частей башни, отгородившись широкими стеклянными фасадами и открытыми многосветными лоджиями от внешнего пространства. Там, где это необходимо, солнцезащита обеспечивается двигающимися перфорированными экранами и жалюзи.

Японская компания Takenaka Corporation предлагает решать проблему нехватки свободной площади в перенаселённых и урбанизированных странах (прежде всего, в самой Японии) с помощью постройки городов-башен. Жилые и рабочие зоны перемежаются с парками, прудами и открытыми всем ветрам площадками . И может оказаться прекрасным компромиссом между стремлением к урбанизации и тягой к живой природе.

Sky City 1000 компания позиционирует именно как город.

Высота башни составляет 1 километр, при диаметре у основания 400 метров и 160 метров — наверху. Все этажи сооружения сгруппированы в 14 блоков по 14 этажей. Каждый блок представляет собой вогнутую чашу, на "дне" которой расположена рекреационная зона с живыми деревьями и не менее "живыми" прудами. Между блоками имеются значительные просветы. Они выполняют двойную функцию. Помимо доступа воздуха к паркам города они играют роль противопожарных перегородок. Днище и стены каждого блока выполнены из огнеупорных материалов. В плане каждый блок также разделён на шесть секторов

Естественное освещение и открытый воздух создают комфортную среду обитания для 36 тысяч жителей. Общая обитаемая площадь Sky City составляет 800 гектаров, что вполне соответствует небольшому городу. При этом на парки и дороги приходится 240 гектаров — больше четверти общей площади.

 (www.membrana.ru)

Авторы проекта — испанцы Мариа Роза Сервера (Maria Rosa Cervera) и Хавьер Пиоз (Javier Pioz).

Высота - 1,228 метров. 300 этажей. Общая площадь — 2 миллиона квадратных метров, около 400 горизонтальных и вертикальных лифтов, скорость которых — 15 м/с. Диаметр башни, который имеет форму кипариса, в самой широкой точке — 166 на 133 метра, у основания — 133 на 100. Город будет покоиться на искусственном плоском острове, помещённом в искусственное же озеро. Искусственный остров у основания будет в 1 км в диаметре, а озеро призвано амортизировать подземные толчки.

Всего  в башне будет 12 вертикальных кварталов, в среднем по 80 метров в высоту каждый, а между ними — перекрытия-сдержки, которые станут своеобразной несущей конструкцией для каждого очередного уровневого квартала. Дома в нём, разновысокие, окружённые вертикальными садами, и люди будут по нему передвигаться с полным ощущением внешнего пространства благодаря свету и воздуху. Посреди каждого квартала построим искусственное озеро, а дома — двух типов: на внешнюю и внутреннюю стороны. Алюминиевая "гармошка" будет применена и при возведении свайного фундамента, опирающегося на землю и едва заглубленного в неё, и увеличении его "корневой системы" по мере набора высоты. Точно так же отрастают новые корни у дерева. Чем выше башня, тем прочнее становится фундамент: он "дышит", не спрессовываясь".

Снаружи здание будет покрыто специальным воздухопроницаемым пластичным материалом, которое будет имитировать кожу или кору. Кроме того, системы кондиционирования, которые будут создавать городской микроклимат, напомнят о теплорегулирующей функции кожи.

(www.membrana.ru)

Перспективы строительства биоклиматических комплексов

Тенденции высотного строительства получают новое направление – экологическое. Архитекторы, задумались о связи с природой и комфорте людей в небоскребах. Плохая экология крупных городов заставляет создавать «зеленые здания», дома- сады. Развитие парков и скверов происходит не только на поверхности земли - в горизонтальной плоскости, но и в вертикальной (вертикальное озеленение зданий).  Нехватка земли под застройку в крупных городах делает высотное строительство наиболее перспективной областью развития архитектуры. Синтез архитектуры и природы открывает новые возможности для  жизни и работы людей в 21 веке.

Список используемой литературы:

1.«Энергоэффективные здания» Ю. А. Табунщиков, М. М. Бродач, Н. В. Шилкин

2.Журнал «Отопление, Вентиляция, кондиционирование №1 2004 г.

3.«Ecology of the sky» Ivor Richards, «Images»

4.сайт ЦСАwww.archcenter.ru

5.сайт АВОК

6.Табунщиков Ю. А., Шилкин Н. В. Аэродинамика высотных зданий /АВОК. 2004. № 8
7. Шилкин Н. В. Здание высоких технологий  АВОК. 2003. №7.