МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Исследовательская работа Научные открытия в архитектуре 2023 Архитектуроведение (или архитектурная наука) – это научные знания о прошлом, настоящем и будущем архитектуры: значительная их часть используется для проектирования, строительства, эксплуатации, переустройства и восстановления сооружений и комплексов, а также для обучения этим операциям и управлению архитектурно-строительной сферой. Плавучие дома как архитектурное будущее планеты В столкнувшихся с усиливающимися наводнениями и нехваткой жилья Нидерландах наблюдается растущий интерес к плавучим домам. Эти плавучие сообщества вдохновляют голландцев на более амбициозные проекты в странах, подверженных наводнениям, от Французской Полинезии до Мальдивских островов. Когда в октябре разразился сильный шторм, жители плавучего поселка Шуншип (Schoonschip) в Амстердаме почти не сомневались, что смогут пережить его. Они привязали свои велосипеды и дворовые скамейки, провели вместе с соседями проверку, чтобы убедиться, что у всех достаточно еды и воды, и присели на корточки, пока их район скользил вверх и вниз по своим стальным фундаментным столбам, поднимаясь вместе с водой и опускаясь в исходное положение после того, как дождь стих. «В шторм мы чувствуем себя в большей безопасности, потому что плывем, — говорит Сити Боэлен, голландский телепродюсер, переехавшая в Шуншип два года назад. — Я думаю, это немного странно, что строительство на воде не является приоритетом во всем мире». По мере того, как уровень моря поднимается, а сильные штормы вызывают вздутие воды, плавучие кварталы предлагают эксперимент по защите от наводнений, который может позволить прибрежным сообществам лучше противостоять изменению климата. В малоземельных, но густонаселенных Нидерландах спрос на такие дома растет. И поскольку все больше людей хотят строить там на воде, чиновники работают над обновлением законов о зонировании, чтобы упростить строительство плавучих домов. Плавучие поселения в Нидерландах, появившиеся в последнее десятилетие, послужили доказательством концепции крупномасштабных проектов, которые в настоящее время возглавляют голландские инженеры. Это происходит не только в европейских странах, таких как Великобритания, Франция и Норвегия, но также во Французской Полинезии и на Мальдивах, где повышение уровня Индийского океана в настоящее время представляет собой экзистенциальную угрозу выживания. Есть даже предложение о плавучих островах в Балтийском море, на которых будут строиться небольшие города. Плавучий дом можно построить на любой береговой линии, и он способен справиться с повышением уровня моря или наводнениями, вызванными дождями, оставаясь на поверхности воды. Конструктивно они похожи на дома, построенные на суше, но вместо подвала у них бетонный корпус, выступающий в роли противовеса, позволяющего оставаться устойчивыми в воде. В Нидерландах это часто сборные трехэтажные таунхаусы квадратной формы, построенные из обычных материалов, таких как древесина, сталь и стекло. Для городов, столкнувшихся с усиливающимися наводнениями и нехваткой земли под жилье, плавучие дома являются одним из возможных вариантов расширения городского жилья в эпоху изменения климата. Архитектор материалов. Скайлер Тиббитс и 4D-печать с параметром времени Американский архитектор материалов знаменит своим открытием 4Dпечати, которое создало для нас бесчисленное количество возможностей в области материалов будущего, способных приспосабливаться к окружающим условиям. Создание предметов, которые сами себя собирают, может положить начало разнообразным технологиям, применимым где угодно: от скорой помощи до быстрого строительства после стихийных бедствий. Вообразите мир, в котором вещи только совершенствуются во время носки, мосты подстраиваются к нагрузке, а береговые линии наращивают себя сами. Нет, это все не из области фантастики. «Если мы научимся сотрудничать с материалами, вместо того, чтобы силой заставлять их занять уготованное нами место, мы можем построить более устойчивое будущее», — пишет Скайлер Тиббитс в своей книге «Самособирающиеся вещи: гид к Революции новых материалов» Тиббитс разработал 4D-печать, которая добавляет объектам, распечатанным на 3D-принтере, временное измерение как способность самосборки: напечатанный объект может собирать себя сам. Для этого Тиббитс использует материалы и определенные геометрические приемы, благодаря которым объект будет разворачиваться и сворачиваться особенным образом. Потом он добавляет источник энергии (это может быть тепло, гравитация, магнетизм или что-то еще), чтобы запустить взаимодействие, которое переводит материал из одного состояния в другое. Созданные человеком системы, говорит изобретатель, лишены способности иметь желания, нуждаться в чем-то, меняться в направлении объекта желания. Природные системы и механизмы способны адаптироваться и чего-то хотеть: растения, например, хотят расти и двигаться к свету, они сами генерируют энергию. Механически копировать природные механизмы нельзя, но вот если суметь соединить свойства естественных систем со свойствами искусственных (программируемость, масштабируемость, структура), можно создавать «чрезвычайно масштабные квазибиологические и квазисинтетические архитектурные организмы». Они будут изготавливаться промышленным способом, но дальше жить своей жизнью: мы, получается, создаем части, которые хотят быть вместе Итак, профессор Тиббитс приглашает нас «из мира современных технологий в совершенно переосмысленный новый мир, где предметы могут изменять свою форму». Да, для этого не обязательно лететь в космос! Научному визионерству вполне найдется место и на Земле. "Вкусная архитектура" - в японии создали бетон из переработанных пищевых отходов Пищевые отходы - один из самых распространенных видов бытового мусора. По данным ООН, каждый год их образуется порядка 900 миллионов тонн. Рециклинг таких отходов помог бы решить сразу несколько экологических проблем - сократить площадь свалок и уменьшить выбросы в атмосферу углерода. В свою очередь строительная отрасль нуждается в экологичных материалах. Исследователи Института промышленных наук Токийского университета создали инновационные материалы, отвечающие сразу двум этим запросам. "При разработке различных видов "пищевого цемента" мы стремились не просто придумать оригинальный способ рециклинга отходов, а создать полноценный строительный материал, по прочности не уступающий обычному бетону", - отметил руководитель проекта Юя Сакаи. Как выяснилось в результате экспериментов, сырье для производства цемента из органических материалов существенно влияет на его свойства, например, изделия из тыквы не дотягивают по прочности до изделий из обычного бетона, а вот из листьев пекинской капусты - наоборот превосходят их по данному показателю в четыре раза. Во всех остальных случаях удалось получить прочность на изгиб чуть выше бетонной. Технология производства изделий из "пищевого цемента" состоит из следующих этапов. Сначала органическое сырье измельчается до небольших кусочков и высушивается при температуре 105 С. Полученные элементы измельчаются в порошок, который затем смешивается с водой и прессуется при температуре 180 С. Кроме достижения требуемых физических свойств, ученых занимал вопрос: "Если сырье для производства цемента имело свой вкус, то сохраниться ли это свойство у опытного образца?" Оказалось, что сохраниться. Чтобы съесть затвердевший кусок бетона его пришлось расколоть, а полученные куски размягчить в кипящей воде. Чистый пищевой цемент является биоразлагаемым, а для придания изделиям дополнительной прочности их покрывают лаком. Пока данные инновационные материалы применялись лишь для производства различных предметов: посуды, табуреток, подставок под кружки и т.д. Технология до сих пор совершенствуется. В результате четырех месяцев экспериментов по исследованию долговечности пищевого цемента выяснилось, что изделия из него устойчивы к появлению грибка и воздействию насекомых. В дальнейшем исследователи планируют использовать пищевой цемент, покрытый гидроизолирующими материалами и лаком, чтобы создать пилотные образцы временного жилья. Если данный эксперимент пройдет удачно, то материал можно будет использовать при возведении временного жилья для беженцев или пострадавших от стихийных бедствий. Инновационные строительные технологии В строительстве и дизайне на первый план выходят сверхпрочные материалы —пеностекло и композиты. Эти материалы должны в будущем заменить кирпич и бетон благодаря высокой прочности на сжатие и устойчивости к низким температурам. Облицовочные плиты из пеностекла придают зданиям необычный вид, делая их похожими на конструкции из фантастических фильмов. Яркий пример — здание музея искусства Кунстхаус в Граце, Австрия. Солнечные батареи сегодня начинают активнее использоваться в архитектуре. Появилась возможность встраивать батареи в крыши домов. При этом строители способны придать батареям привычный для глаза вид: сделать их похожими на шифер или черепицу. Это позволяет внедрять инновации, не меняя радикально городскую среду, что особенно важно для городов с богатым историческим прошлым. Однако архитектура — это не только сверхпрочные материалы, позволяющие строить здания с повышенной высотностью. Новым трендом стала зеленая архитектура. Ее появление связано с растущей озабоченностью проблемами экологии. Элементы зеленой архитектуры стали применяться в рамках развития городов начиная с 1970-х гг., когда на крышах многоквартирных домов в мегаполисах стали создаваться зоны для озеленения. Позднее распространение получили зеленые стены, которые прекрасно сочетаются с дизайном в стиле хай-тек. Кроме того, зеленые стены являются источником кислорода и очищают воздух. Сегодня французские архитекторы трудятся над идеей создания «городских ферм». Этот проект позволяет совместить концепцию города и деревни. В целях экономии пространства фермы располагаются вертикально. Они помогают озеленить города и очистить воздух. Выводы исследования:
