CC BY
28РЕГИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ АРХИТЕКТУРЫ. НА ПУТИ К АДАПТИРУЕМЫМ ПРИНЦИПАМ АРХИТЕКТУРЫ Дауренбекова Т.К.1, Сагимбаева К.Ж.2, Самойлов К.И.3, Камалова Г.М.4
'Дауренбекова Тогжан Канатбеккызы - магистрант;
2Сагимбаева Куралай Жумагазыкызы - магистрант;
3Самойлов Константин Иванович - доктор архитектуры, профессор;
4Камалова Гульнар Мамырбековна - кандидат архитектуры, ассистент - профессора,
кафедра архитектуры,
Казахский национальный исследовательский технический университет имени К. И. Сатпаева,
г. Алматы, Республика Казахстан
Аннотация: городские районы по всему миру сталкиваются со многими проблемами, связанными с плохим использованием зданий и высоким потреблением энергии и материалов в результате повторяющейся реконструкции или сноса зданий. Жители и пользователи жалуются на жесткость своих зданий, которые со временем становятся неприспособленными к их меняющимся потребностям. Архитектура должна обладать адаптивностью и гибкостью, чтобы эффективно противостоять растущим потребностям изменений, которые известны нашему современному обществу, и с точки зрения устойчивости, а также создавать симбиотические отношения между зданием и его пользователями. Адаптивность помогает создать безопасное, здоровое, эффективное, отзывчивое, безвредное, экологически чистое и хорошо интегрированное здание и, таким образом, обеспечить долгосрочную ценность.
В контексте магистерского исследования аналитический обзор интеграции гибкости и адаптивности в здании, а также изучение современных подходов, связанных с этими концепциями, позволили разработать иерархический детерминированный подход, учитывающий различные аспекты, связанные со зданием, включая социальные, профессиональные, экономические, пространственные, функциональные и технические аспекты. Цель этой статьи - дать возможность архитекторам и дизайнерам эффективно использовать адаптивность в здании, чтобы соответствовать требованиям устойчивого развития.
Ключевые слова: адаптивность, гибкость, устойчивость, руководящие принципы.
Введение
Адаптивность - это встроенная способность адаптироваться и приспосабливаться к изменениям, удовлетворяя различным требованиям, обеспечивая различные пространственные и функциональные конфигурации и обновляя технологии, не требуя значительного нарушения здания, текущей деятельности и окружающей среды (Кроненбург, 2007).
Исходя из этого, адаптивность играет важную роль в улучшении устойчивых характеристик здания. Возможность сохранения во времени, в то время как помещения и компоненты здания продолжают меняться, создает множество возможностей, включая каждый из столпов устойчивого развития (Накиб, 2009): на индивидуальном уровне адаптивность позволяет повысить благосостояние и безопасность пользователя за счет достижения комфорта, здоровья, безопасности, качества окружающей среды в помещении, качества жизни, а также хорошей интерактивности со зданием и другими пользователями.
Социальный аспект: Адаптивность позволяет постоянно удовлетворять общие и индивидуальные потребности людей и поддерживать их вмешательство и взаимодействие (между ними и с пространством), предоставляя им более выразительную структуру, которая развивается с течением времени, не нанося вреда соседству и не ставя под угрозу будущие поколения. Это позволяет поддерживать согласованность с социальными и культурными тенденциями и, следовательно, сохранять самобытность и специфику места.
Экономический аспект: Адаптивность позволяет зданию более эффективно выполнять свои функции, дольше оставаться в эксплуатации, сокращать потребление материалов с течением времени и в полной мере использовать технологические инновации. Он может реагировать на изменения быстрее и с меньшими затратами. Это гарантирует более длительное сохранение жизнеспособности здания.
Экологический аспект: Адаптивность позволяет снизить потребление ресурсов и энергии и обеспечивает минимальное воздействие на окружающую среду.
Поскольку здание представляет собой очень сложную конструкцию, важно подчеркнуть, что адаптивность должна рассматриваться как сочетание многих аспектов. К этому можно подойти с разных точек зрения. В этом контексте и в рамках магистерского исследования аналитический обзор интеграции гибкости и адаптивности в здании, а также изучение различных современных подходов, связанных с этими концепциями, показались мне необходимыми, чтобы разобраться в различных аспектах, которые
следует принимать во внимание. Наиболее изученные подходы основаны на иерархическом принципе, и большинство из них в основном основаны на работах Хабракена (1998 г.) и Бренда (1994 г.). Наиболее представительными среди этих подходов являются: "Открытое здание", разработанное Рабочей комиссией W-104 Международного совета по исследованиям и инновациям в строительстве и строительстве (С1В); "Гибкое жилье", разработанное СМНС (Канадская корпорация ипотечного и жилищного строительства); "Rшmtelab", которая является исследовательской лабораторией в Нидерландах под руководством Рене Хейна и Жака Винка.; и "Адаптируемое будущее", разработанное Исследовательским центром инновационного производства и строительства Лафборо (IMCRC). Другим подходом, который широко применяется в различных областях архитектуры, но очень слабо интегрируется в адаптивность, является "фрактальная геометрия". Изучение этой теории помогло включить человеческое измерение и гармонизацию с окружающей средой (Накиб, 2010 г.). Вышеперечисленные подходы привели к появлению иерархического детерминированного подхода, который облегчает интеграцию адаптивности в здании и который учитывает различные уровни, связанные со зданием, включая социальные, профессиональные, экономические, пространственные, функциональные и технические аспекты.
Рекомендации по интеграции адаптивности в здание
Очень важно подчеркнуть, что каждое здание уникально по своей физической структуре, своим функциям, а также по своим взаимоотношениям с пользователями и окружающей средой. С помощью этих руководящих принципов мы не притворяемся, что предоставляем рецепт, который адаптируется к любой ситуации, а просто способ мышления и некоторые инструменты, способствующие адаптации и эволюции здания.
Социально-профессиональные ориентиры
Успех интеграции адаптивности тесно связан с характером и поведением различных участников строительства. Решающее значение имеет лучшее знание потребностей и ожиданий пользователей и жителей, а также разумный выбор профессиональных специалистов. Кроме того, следует соблюдать следующие руководящие принципы:
• Поддерживайте гибкое мышление.
• Поощряйте открытую архитектуру, основанную на процессе трансформации и эволюции, а не на идеальном готовом продукте.
• Призывайте к различным уровням принятия решений при проектировании, строительстве и модификации здания и четко определяйте обязанности и права каждого из них. Вмешательство различных уровней принятия решений должно быть организовано иерархически от коллективного к индивидуальному (например: жители здания - жители этажей - жители квартир - жители комнат), а также от формального: власти, организма, градостроителя, архитектора и т.д. для неформалов: пользователи (Кендалл, 2004)
• Вовлекать пользователей в процесс принятия решений и гарантировать баланс между свободой их вмешательства и формальным контролем, обеспечиваемым высшими уровнями (например, нормативными актами). Это имеет решающее значение для экологической и социокультурной согласованности здания.
• Поощрять профессиональную междисциплинарность и координацию между различными специалистами (городскими дизайнерами, архитекторами, дизайнерами интерьеров, инженерами и т.д.). Уточняйте и дифференцируйте различные обязанности, чтобы уменьшить зависимость, конфликты и помехи (Кендалл, 2004).
• Обеспечить уважение местного контекста, его самобытности и особенностей.
• Гарантировать активное и регулярное техническое обслуживание здания после его заселения.
• Повышать осведомленность и распространять информацию на всех уровнях (жители и пользователи, профессионалы, регулирующие учреждения, клиенты, инвесторы и т.д.). Продвигать академические исследования и практические эксперименты.
Экономические рекомендации
• Предлагайте простые и недорогие решения перед технически и финансово сложными решениями. Иногда простые локальные решения, вдохновленные традиционной архитектурой, могут быть более эффективными и стоить дешевле, чем современные.
• Вкладывайте больше средств в проектирование и строительство, чтобы меньше тратить на модификации и техническое обслуживание.
Пространственные и функциональные ориентиры
Адаптируемое здание должно обеспечивать планировку пространства, которая может быть организована в нескольких сценариях для удовлетворения различных потребностей, стилей жизни и использования. Функциональная и пространственная адаптивность может быть достигнута при соблюдении следующих руководящих принципов:
• Спроектируйте здание как комбинацию независимых системных уровней, организованных иерархически в соответствии с их ожидаемым сроком службы и скоростью изменений (структура, маршруты циркуляции и доступ, ограждающие конструкции, технические услуги и установки, планировка помещений и мебель). Эта дифференциация позволяет модернизировать, добавлять, заменять или удалять компоненты каждого слоя, не влияя на структуру других или целого, рис. (1).
• Спроектируйте каждый слой таким образом, чтобы на нижнем уровне были предусмотрены различные альтернативы.
— Furniture
_Spaa? plan
_Services
____Г afade/skin
circulation
__Structure
_Location/Site
Рис. 1: Независимые слои здания (Хинте и Нелин, 2003)
Включать многофункциональные пространства, позволяющие выполнять большое разнообразие функций, а также трансфункциональные пространства, ведущие к созданию новых неопределенных и непредсказуемых видов деятельности в соответствии с личным опытом пользователей и их потреблением пространства, рис. 2).
• Включите мобильность: установите перегородки и мебель, которые являются легкими, мобильными, съемными, многоразовыми и пригодными для вторичной переработки, (рис. 2).
• Поддержите эластичность и делимость: спроектируйте здание так, чтобы его можно было легко расширять (вертикально или горизонтально) или подразделять на различные функциональные объекты, не препятствуя его функционированию или согласованности, (рис. 2). Это требует особого внимания к функциональной компоновке, взаимоотношениям между подразделениями и распределению доступа и услуг.
• Оптимизируйте пространство и его использование: увеличьте плотность пространства за счет увеличения количества мест для занятий без увеличения его топологического измерения (например, губка Менгера), (рис. 3). Используйте каждый миллиметр пространства по высоте и площади.
Рис. 3. Оптимизация пространства в соответствии с "Губкой Менгера", на примере офисного здания Sarphatistraat,
спроектированного Стивеном Холлом (www.stevenholl.com)
• Используйте модульность для облегчения реконфигурации, разделения и легкой перестановки помещений. Это гарантирует эволюцию здания с течением времени в соответствии с потребностями.
• Проектируйте помещения, которые являются подвижными и непрерывными, и тщательно продумывайте дизайн хранилища и его расположение.
• Включить буферные зоны, позволяющие поглощать переполнение, вызванное частой сменой тесных пространств (которые имеют важную функцию и поток), и избегать любых посягательств на другие пространства. Буферные пространства должны иметь свою собственную функцию, которая может изменяться в соответствии с потребностями.
• Проектирование внутренних маршрутов циркуляции как часть общей архитектурной концепции. Они должны быть живыми, анимированными и интерактивными и должны быть способны проводить множество мероприятий. Избегайте узких и мертвых циркуляций, единственной функцией которых является перемещение с места на место.
• Обеспечьте больше, чем минимальные пространственные площади и высоты этажей, чтобы облегчить адаптацию пространства к другим функциям и условиям. Разумная оценка помогает избежать преувеличения.
• Распределите проектирование и строительство здания по различным этапам, чтобы лучше соответствовать прогрессивным изменениям
• Интегрируйте здание в окружающую среду. Спроектируйте здание как взаимосвязанные пространства с непосредственной природной и искусственной средой, чтобы оптимизировать их связь и взаимодействие, а также повысить проницаемость и доступность.
Структурные рекомендации
Конструкция здания также может внести значительный вклад в достижение адаптивности здания. Таким образом, следует принять во внимание следующие руководящие принципы:
• Спроектируйте фундаменты таким образом, чтобы учесть потенциальное расширение и дополнительные нагрузки. Укрепите также нижние плиты перекрытия, чтобы выдерживать возможные дополнительные нагрузки, возникающие в результате будущих функциональных и пространственных изменений. Для определения разумной оценки необходимо провести рациональный анализ.
• Проектирование вспомогательных структур для выполнения различных долгосрочных изменений и применений, а также для размещения различных схем распределения технических услуг, основанных на возможных будущих изменениях. Сведите к минимуму количество внутренних колонн и несущих стен, которые могут поставить под угрозу адаптивность здания. Используйте широкую структурную сетку, основанную на умножении 7,2 м, и большую высоту от пола до пола.
• Сделайте несущую конструкцию делимой, обеспечивая будущую независимость отсеков. Учтите при проектировании разделение входов, лестниц и лифтов.
• Используйте хорошо адаптированные структурные системы к местным условиям, способные противостоять серьезным рискам.
• Используйте сухие соединения без соединений "мужчина-женщина".
• Тщательно изучите установку соединений, чтобы избежать любых перепадов высот из-за возможных дополнительных нагрузок.
Технические руководящие принципы
Архитектурная адаптивность не может быть достигнута без соответствующей адаптации технических компонентов зданий (Какй, 2010Ь). Сервисные и технические установки рассматриваются как ключевой фактор адаптации зданий (Кроненбург, 2007) и должны быть спроектированы с учетом долговечности, возможности расширения, разборки, возможности вторичной переработки, ремонтопригодности, а также энергоэффективности и эффективности материалов. Поэтому следует соблюдать следующие руководящие принципы, которые основаны главным образом на работе Geraedts (2001, 2008):
• Избегайте встроенных воздуховодов и труб в системах других зданий (конструкции, стены, полы или потолок).
• Обеспечьте легкий доступ к техническим компонентам и установкам с помощью подвесных потолков, фальшполов, центральных сердечников, камер и т.д. Это обеспечивает легкое техническое обслуживание и модернизацию без сбоев и возмущений. Используйте широкие и адаптируемые системы приточной вентиляции (как над головой, так и под полом) для удовлетворения потребностей в пространстве для будущих изменений систем кондиционирования, питания, освещения и противопожарной защиты.
• Проводить различие между коллективными и индивидуальными установками для облегчения технического обслуживания и ремонта.
• Отделите гибкие компоненты от негибких, чтобы обеспечить возможность изменений там, где это необходимо, сохраняя при этом статические элементы, составляющие основу здания. Рассмотрим различие между длинными и короткими жизненными циклами.
• Используйте подключаемые соединения (подключи и играй) таким образом, чтобы компоненты установки можно было легко и безопасно отсоединять, снимать или перемещать, ограничивая при этом влияние изменений. И поощрять использование беспроводных систем (слаботочных, инфракрасных и т.д.) По мере того, как они становятся коммерчески жизнеспособными, чтобы уменьшить проблемы, связанные с распределением кабелей и каналов.
• Стратегически расположите кабели и каналы (магистральные пути) и убедитесь, что расположение помещений фиксированных служб выбрано таким образом, чтобы оно не ставило под угрозу различные конфигурации или использование в будущем.
• Используйте сборные и стандартизированные компоненты и поощряйте модульную координацию (проектирование и строительство в соответствии с фиксированным модулем) для легкой замены и возможности вторичной переработки, рис. 4). Используйте долговечные, пригодные для вторичной переработки и экологически чистые компоненты.
• Чрезмерное потребление энергии для удовлетворения растущих и меняющихся потребностей и обеспечения аварийного электроснабжения.
• Проектируйте системы установки как модульную и разделяемую систему на несколько независимых подсистем, и интерфейс между ними должен быть сокращен как можно чаще, что облегчает замену одной из подсистем другой, не влияя ни на систему верхнего уровня, ни на целостность.
• Разработайте точное описание различных технических характеристик элементов (расположение, функционирование и т.д.), позволяющее получить обратную связь в случае будущих изменений.
Рис. 4. Модульные и разделяемые технические системы. Пример системы Mathura, разработанной Хабракеном
(www.habraken.com/html/downloads.html)
Чтобы обеспечить легкую смену интерьера, а также интеграцию новых технологий, мы должны учитывать следующее при проектировании фасада:
• Разработайте универсальную оболочку, способную соответствовать внутренним изменениям здания. Двойной фасад, когда это возможно, позволяет поглощать внутренние изменения, не влияя на внешнюю оболочку
• Сделайте ограждающую конструкцию здания независимой от конструкции и обеспечьте средства доступа (к системе ограждения) изнутри здания и снаружи для облегчения технического обслуживания и ремонта.
• Проектируйте трезвые фасады и избегайте переизбытка украшений и экстравагантности при рассмотрении деталей. Это позволяет легче адаптироваться к новым видам применения. Выбирайте материалы, которые позволяют зданию прекрасно выдерживать погодные условия и изящно стареть.
• Основывайте дизайн фасада на модульной системе, позволяющей заменять, обновлять, интегрировать новые технологические функции и соответствовать моде. Основывайте модульность на фрактальной композиции, чтобы избежать монотонности и единообразия при создании смешанных, динамичных и персонализированных фасадов. Основывайте дизайн фасада на иерархических масштабах с предпочтительным соотношением 2,7 между каждые двумя последовательными масштабами. Эта константа составляет основу натуральных логарифмов и возникает в наиболее успешных и психологически комфортных зданиях (Салингарос, 2000).
• Увеличьте площади контакта и обмена в здании за счет создания нерегулярного и извилистого периметра. Которые позволяют зданию и его различным частям дышать и взаимодействовать, а также лучше вентилироваться и освещаться и т.д. это также помогает улучшить физическую и визуальную доступность и проницаемость (Накиб, 2010a).
Заключение
Здания должны проектироваться с учетом адаптивности, чтобы предвидеть ускоряющийся ритм изменений и учитывать их последствия. Адаптивность играет важную роль в улучшении устойчивых характеристик здания, чтобы сохранить гармонию с окружающей средой и соответствовать новым императивам устойчивого развития.
Эта статья показала, что здание представляет собой очень сложную систему, которая требует системного подхода для достижения адаптивности. Это требует сочетания многих взаимосвязанных ключевых факторов: социальных, профессиональных, экономических, пространственных, функциональных, технических и структурных, а также некоторых аспектов, связанных с адаптивностью фасада. Отсутствие учета одного из этих аспектов может затруднить адаптивность здания.
Список литературы
1. Блакстад С.Х. (2001) "Стратегический подход к адаптации офисных зданий" Докторская диссертация, Норвежский университет науки и техники, факультет архитектуры, планирования и изобразительных искусств, факультет строительных технологий, Норвегия.
2. Brand S. (1994) How Buildings Learn: What Happens after they're Built, Penguin, Great Britain.
3. Geraedts R. (2001) "Upgrading the Flexibility of Buildings" CIB World Building Congress: Performance in Product and Practice, 2-6 April 2001, Wellington, New Zealand.
4. Geraedts R. (2008) "Design for Change, Flexibility Key Performance Indicators" 1st I3CON Conference: Industrialized, Integrated, Intelligent Construction, 14-16 May 2008, Loughborough University, Great Britain
5. Habraken N.J. (1998) The Structure of the Ordinary, Form and Control in the Built Environment, The MIT Press, Cambridge
6. Hinte E. V. andNeelen M. (2003) Smart Architecture, 010 Uitgeverij, Rotterdam.
7. Kendall S. (2004) Open Building Concepts. [Electronic Resource]. URL: http://www.open-building.org/ob/concepts.html/ (date of access: 09.10.2022).
8. Kronenburg R. (2007) Flexible: Architecture that Responds to Change, Laurence King Publishing Ltd, Great Britain.
9. Nakib F. (2009) "Theoretical ad Practical Approaches to Adaptability and Sustainable Architecture" Third International Conference on Environmental Engineering, 14-16 April 2009, Ain Shams University, Cairo.
10. Nakib F. (2010a) "Fractal Geometry; a Tool for Adaptability and Evolutionability" Third International Conference on Harmonisation between Architecture and Nature: ECO-Architecture, 12-14 April 2010, Wessex Institute of Technology and University of La Coruna, Spain.
11. Nakib F. (2010) "Technological Adaptability; an Approach toward a Flexible and Sustainable Architecture" First International Conference on Technology & Sustainability In The Built Environment, 3-6 January 2010, King Saud University, Riyadh.
12. Official website of Adaptable Futures. [Electronic Resource]. URL: http://www.adaptablefutures.com/ (date of access: 09.10.2022).
13. Official website of FlexHousing. [Electronic Resource]. URL: http://www.cmhc-schl.gc.ca/en/co/buho/flho/index.cfm/ (date of access: 09.10.2022).
14. Official website of Open Building. [Electronic Resource]. URL: http://www.open-building.org/ (date of access: 09.10.2022).
15. Official website of Ruimtelab Architecten. [Electronic Resource]. URL: http://www.ruimtelab.nl/ (date of access: 09.10.2022).
16. Salingaros N.A. (2000) "Hierarchical cooperation in architecture and the mathematical necessity for ornament" Journal of Architectural and Planning Research, 17(3), Locke Science Publishing Company, Chicago.
