Автор: Анна Куликова, партнер архитектурного бюро FANTALIS Architects
Интеграция градостроительства в окружающую среду становится ведущим трендом в современном проектировании. Архитекторы разных стран и частей света развивают концепцию "природного урбанизма", где задача состоит не столько в противостоянии экстремальным условиям, сколько в использовании их преимуществ. Температурные колебания, сейсмическая активность, обильные осадки – всё это превращается из проблем в ключевые элементы проектов.
Фото: Knut Hjeltnes Arkitekter
Тепло и свет в полярной ночи
Архитекторам северной Европы пришлось искать ответы на вызовы сурового климата: длинные холодные зимы и короткий световой день. Их подход основывается на сохранении тепла и эффективном использовании доступного света. Так, в Рейкьявике компактная застройка и фасады зданий минимизируют площадь контакта с внешней средой. При этом внешняя сдержанность контрастирует с внутренними пространствами – светлыми и открытыми, с большими окнами, выходящими во внутренние дворы, защищенные от ветра.
Этот принцип хорошо виден в концертном зале Harpa. Южный фасад здания выполнен из стеклянных многогранников, которые не только создают игру света, но и имеют практическую функцию – они направляют естественный свет внутрь помещений. Одновременно с этим массивная бетонная конструкция обеспечивает защиту от ветра и сейсмическую устойчивость.
Концертный зал Harpa в Рейкьявике, пример скандинавской архитектуры, интегрирующей природный свет. Фото: William Warby, Wikipedia Commons, CC BY 3.0
Норвежский город Тронхейм пошел другим путем. Здесь разработана концепция «теплого городского сердца». Например, для общественных пространств выбрали темный гранит, способный накапливать солнечное тепло, и деревянные элементы с хорошими теплоизоляционными свойствами. А здания оснащены пассивными солнечными системами отопления, что позволяет снизить затраты энергии на 30% по сравнению с традиционными решениями.
Левитация как защита от землетрясений
В Японии, где ежегодно происходит около 1500 землетрясений, инженеры и проектировщики развивают философию, противоположную западному подходу. Вместо создания жестких конструкций, которые сопротивляются природным силам, они разрабатывают здания, способные адаптироваться к движениям земли. Для высотных зданий японские инженеры применяют систему Seishin. В каркас конструкции встраиваются специальные амортизаторы – гидравлические или вязкоупругие демпферы, поглощающие до 80% сейсмической энергии. В другой технологии – Menshin – здание полностью отделяется от фундамента специальными изоляторами из чередующихся слоев свинца, стали и резины. При землетрясении фундамент движется вместе с землей, а здание остается относительно неподвижным.
Компания Komatsu Matere и архитектор Кенго Кума прикрепили к земле здание штаб-квартиры фирмы с помощью занавеса из плетеных стержней из углеродного волокна. Фото: CNN, Komatsu Matere
Кроме того, японские новаторы разработали и реализовали систему "левитирующих зданий". Она представляет собой конструкцию, где при первых признаках землетрясения специальные детекторы активируют мощные компрессоры. Они за доли секунды нагнетают воздух между фундаментом и основанием здания, буквально приподнимая его на 2-3 см над землей. Благодаря этой воздушной прослойке вибрации не передаются в конструкцию. После окончания толчков здание плавно опускается обратно на фундамент. Разработчики – компания Air Danshin – уже установили эту систему в более чем 100 домах Японии. Причем она обходится на 20% дешевле традиционных методов сейсмозащиты.
Подход японских проектировщиков концептуально близок идеям "природного урбанизма", которые российские градостроители применяют в проектах для регионов со сложными природными условиями.
Между вулканом и океаном
Архитектурное бюро FANTALIS Architects разработало мастер-план исторического центра Петропавловска-Камчатского, основой которого стала концепция «природного урбанизма». Этот подход не противостоит стихии, а интегрирует её в городскую среду. Камчатка представляет уникальные вызовы для архитекторов: сейсмическая активность, сильные ветра, сложный рельеф и непростой ландшафт. Вместо того чтобы бороться с этими факторами, специалисты бюро превратили их в преимущества проекта. В проекте мастер-плана сохранены видовые коридоры на Авачинскую бухту, а ключевые объекты вписаны в существующий ландшафт.
Мастер-план исторического центра Петропавловска-Камчатского воплощает концепцию «природного урбанизма». Фото: FANTALIS Architects
Например, Национальный музей сохранения природы встроен в склон Никольской сопки. Согласно проекту, его кровля задумана как смотровая площадка с панорамным видом на океан – это пример многофункционального использования конструктивных элементов. Для защиты от шквальных ветров была разработана система разноуровневых террас и амфитеатров. Они не просто блокируют ветер, но и создают микроклиматические зоны, комфортные в разные сезоны. В концепции Центральной площади предусмотрены навесы особой конструкции: зимой они блокируют снег и ветер, а летом защищают от избыточного солнца.
При этом архитекторы старались использовать в проекте локальные материалы. К примеру, местные породы дерева, устойчивые к влажному морскому климату. Это решение не только снижает углеродный след от строительства, но и улучшает визуальную интеграция зданий в окружающую среду. Для решения проблемы сейсмической активности применен модульный принцип. Здания спроектированы с усиленными фундаментами с демпферами, а в некоторых объектах блоки могут немного смещаться при подземных толчках без ущерба для общей целостности. Этот подход перекликается с японской системой Menshin, но адаптированный к локальному контексту.
Снег как ресурс
Канадские градостроители отказались от традиционной борьбы с холодом, интегрировав зиму в городскую среду. Снег, лед и низкие температуры здесь рассматривают как ресурс, а не проблему. В Ванкувере концепция «ванкуверизма» строится на принципе сохранения природного ландшафта. К примеру, узкие высотные здания занимают минимальную площадь участка, и между ними сохраняются общественные пространства с естественным озеленением. Это помогает поддерживать естественные циклы обмена воды и снижает риски наводнений.
Ванкувер воплощает концепцию «ванкуверизма» и минимизирует застройку участков. Фото: Westbank Corp / Bjarke Ingels Group
Для работы со снегом канадские проектировщики разработали систему «аккумулирующих кровель». Вместо того чтобы удалять снег, его удерживают на крышах как теплоизолятор. А талая вода используется для технических нужд зданий и полива растений. Эта система применяется в городах, где зимние температуры регулярно опускаются до -30°C, включая Эдмонтон и Калгари. В Эдмонтоне же для защиты от холода соорудили крытую пешеходную сеть протяженностью более 13 километров, соединяющую 40 зданий. Переходы спроектированы с панорамным остеклением, позволяющим наблюдать за зимним ландшафтом в комфортных условиях. По этим переходам, да еще и панорамным остеклением, в холодные месяцы ежедневно перемещаются до 350 000 человек.
Пустынные технологии для городских джунглей
Австралийские проектировщики, напротив, используют как энергетический ресурс жару, создавая здания, которые функционируют в ритме природных циклов. Так, в спорткомплексе Wanangkura в Порт-Хедленде двойной фасад работает по принципу терморегуляции пустынных животных. Внешний перфорированный металлический экран защищает стены от прямого солнца, а между экраном и стеной создано вентилируемое пространство. Горячий воздух поднимается и выводится через специальные отверстия, снижая температуру внутри на 15-20°C без кондиционеров. Эта система особенно эффективна в регионах, где летняя температура часто превышает +40°C.
Спорткомплекс Wanangkura в Порт-Хедленде с двойным фасадом, защищающим от высоких температур. Фото: ARM Architecture
В центральной Австралии придумали, как использовать принцип природных скал, которые накапливают тепло днем и отдают его ночью. В городах этой части континента суточные перепады температур могут достигать 20°C, поэтому градостроители применяют термальную массу. Она представляет из себя массивные элементы здания из бетона или камня, которые сглаживают температурные колебания и создают стабильный микроклимат внутри помещения. Также в современной австралийской архитектуре используются элементы традиционных жилищ аборигенов. Например, в проекте Desert House в Элис-Спрингс архитектор Грег Берджесс применил систему воздушных потоков, основанную на принципах локальных строений. Даже при температуре выше +35°C такая конструкция позволяет обходиться без кондиционеров.
Тренды будущего: интеграция вместо борьбы
Современные архитектурные тренды показывают глобальный сдвиг парадигмы в градостроительстве – от борьбы с природой к сотрудничеству с ней. Эта тенденция, зародившаяся в последние два десятилетия, стремительно набирает обороты. Это подтверждают и прогнозы экспертов Всемирного совета по экологическому строительству. По их оценке, к 2030 году до 65% новых проектов в зонах с экстремальными условиями будут использовать принципы интеграции с природной средой вместо традиционных защитных подходов. Следующим шагом в развитии природного урбанизма станет разработка "самонастраивающихся" зданий, которые смогут динамически адаптироваться к меняющимся условиям. Сейчас ученые тестируют фасады, меняющие свои свойства в зависимости от температуры и освещения, конструкции, автоматически перераспределяющие нагрузки при сейсмической активности и т.д.