CC BY
20Градостроительство и архитектура
------ЖИЛИЩНОЕ ---
строительство
Научно-технический и производственный журнал
УДК 721
С.А. КИЗИЛОВА, архитектор (s.kizilova@markhi.ru)
Московский архитектурный институт (государственная академия) (107031, г. Москва, ул. Рождественка, 11/4)
Возведение мобильных мегаструктур в водной среде: преимущества и перспективы
Современные технологии способствуют приспособлению водного пространства в качестве потенциальной среды обитания человека. Целью статьи является выявление преимуществ и перспектив возведения мобильных мегаструктур в водной среде. Ведущий подход к исследованию данной проблемы основан на системном анализе особенностей ведущих современных технологий возведения искусственных территорий. Рассмотрены характерные способы организации мобильных и стационарных мегаструктур на примере реализованных и концептуальных проектов из мировой практики. На основе выявленных особенностей выделяются преимущества и перспективы сооружения мобильных плавучих мегаструктур в сравнении со стационарными с точки зрения экологического воздействия, экономических затрат и социальных, аспектов. Материалы статьи могут быть полезными для теоретического исследования и прогнозирования развития архитектуры в контексте альтернативных сред обитания, а также для практической реализации плавучих архитектурных сооружений.
Ключевые слова: архитектура в водной среде, плавучие сооружения, искусственные острова, мегаструктура, архитектурная футурология.
Для цитирования: Кизилова С.А. Возведение мобильных мегаструктур в водной среде: преимущества и перспективы // Жилищное строительство. 2018. № 8. С. 24-29.
SA. KIZILOVA, Architect (s.kizilova@markhi.ru) Moscow Architectural Institute (State Academy) (11/4 Rozhdestvenka Street, 107031, Moscow, Russian Federation)
Construction of Mobile Mega-Structures in Aquatic Environment: Advantages and Prospects
Modern technologies contribute to the adaptation of water space as a potential human habitat. The purpose of the article is to identify the advantages and prospects of the construction of mobile mega-structures in the water environment. The leading approach to the study of this problem is based on the system analysis of the features of the leading modern technologies for the construction of artificial territories. The characteristic methods of organization of mobile and stationary mega-structures are considered on the example of realized and conceptual projects from the world practice. On the basis identified features, the advantages and prospects of construction of mobile floating mega-structures are distinguished in comparison with stationary ones in terms of environmental impact, economic costs and social aspects. The materials of the article can be useful for theoretical research and forecasting of the development of architecture in the context of alternative habitats, as well as for the practical implementation of floating architectural structures.
Keywords: architecture in aquatic environment, floating structures, artificial islands, mega-structure, architectural futurology.
For citation: Kizilova S.A. Construction of mobile mega-structures in aquatic environment: advantages and prospects. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2018. No. 8, pp. 24-29. (In Russian).
Динамические изменения климата способствуют поиску новых сред для жизни общества и развитию концепции жизни на воде. Для многих крупных городов выход к морю становится решением проблемы перенаселения и преодоления чрезмерной плотности застройки. С развитием технологий стало возможным осуществление масштабных проектов на искусственно возведенных территориях в океане. На смену традиционным технологиям, с помощью которых строились исторические сооружения на воде, приходят быстровозво-димые, более экономически выгодные и предоставляющие уникальные возможности для проектирования.
Актуальность. Моделированием мегаструктур на воде в XX в. занимались Р.Б. Фуллер, группа «Аркигрэм», П.П. Со-лери, К. Танге, К. Кикутаке. Термин «мегаструктура» был популяризован группой «Аркигрэм» в 1960-х гг. и обозначает целостную, автономную, постоянно изменяющуюся структуру большого масштаба [1]. В начале XXI в. проекты мегаструктур К. Шопфера, В. Коллебота, Ж. Ружери, А. Скижали-Вейса, А. Ремизова приобретают экологическую направленность [2]. В настоящее время исследователи Института Систейдинга в Сан-Франциско занимаются проектированием плавучей
24| -
мегаструктуры «Артизанополис» во Французской Полинезии (Lindsay C. The Seasteading Institute's floating cities are designed for unregulated innovation. 2 017. https://www.dezeen. com/2017/07/24/seasteading-institute-floating-cities-designed-for-unregulated-innovation-architecture-mini-living-initiative/. Дата обращения 27.05.2018). Архитекторы Д. Кунинг и К. Олтуис разрабатывают технологии возведения плавучих фундаментов для жилых и общественных сооружений на воде [3].
Задача исследования. Для того чтобы выявить преимущества и перспективы возведения мобильных мегаструктур в водной среде, необходимо проанализировать технологические способы реализации и примеры осуществленных и концептуальных проектов из мирового опыта сооружения архитектурных объектов на воде.
Мировой опыт возведения мегаструктур в водной среде. Среди современных мегаструктур в водной среде целесообразно выделить стационарные, не меняющие своего положения в пространстве, и мобильные, способные к перемещению.
Стационарные мегаструктуры. В настоящее время существует три наиболее характерных метода возведения
^^^^^^^^^^^^^ №'2018
Научно-технический и производственный журнал
Рис. 1. «The Shimizu TRY2004»
искусственных стационарных территориальных образований: свайный, гидромеханизированный, с использованием технологии Geotube.
Возведение искусственных территорий на сваях имеет многовековую историю: исторические города Санкт-Петербург, Венеция и Амстердам возводились на заболоченных территориях с использованием деревянных свай. Кочевые поселения на воде, образованные на границе Малайзии, Индонезии и Филиппин, возводили временные стоянки в виде сооружений на деревянных опорах. С развитием технологий в жилищном строительстве стали применяться металлические свайные фундаменты [4]. Футуристические проекты мегаструктур для Токийского залива «X-Seed 4000» и «The Shimizu TRY 2004» (рис. 1) представляют собой пирамиды, расположенные на высоких свайных основаниях, рассчитанных с учетом возможного поднятия уровня моря и сейсмической нагрузки.
Гидромеханизированный способ возведения территорий в водной среде подразумевает формирование искусственного грунтового основания на морском дне с использованием промышленных судов, оснащенных насосными станциями, перекачивающими ил, песок или грунт со дна рядом со строительной площадкой. При гидромеханизированном способе возводится кольцевой волнорез или опорная стенка, предотвращающая размытие сформированной основы острова. С помощью данного метода возводятся территории большого масштаба, такие как проект «Морской фасад» в Санкт-Петербурге площадью 476 га (Технологии образования территории. Terra Nova. 2017. https://mfspb.ru/proekt-morskoj-
fasad/tekhnologiya.html. Дата обращения 27.05.2018). Сооружение острова Пальм Джумейра в ОАЭ по данной технологии заняло два года и изменило характер морских течений, что привело к размыву береговой полосы и негативно отразилось на экологии Персидского залива [5-7].
Основа искусственной территории, созданной по современной технологии Geotube, формируется из цилиндрических контейнеров, наполняемых пульпой и завернутых в прочную геосинтетическую оболочку. Геотубы укладываются слоями на строительной площадке и оседают, пропуская воду, но сохраняя твердый грунт и песок внутри. После постепенной усадки геотубов надводная часть острова накрывается защитной оболочкой, уравновешивается анкерами и засыпается сухим грунтом и песком. Оседание геотубов замедляет строительный процесс, поэтому для ускорения фильтрации применяют дорогостоящие полимеры. По данной технологии был сооружен остров Амвадж в Бахрейне (Marine structures. Geosystems. Geotube. Geocontainer. Geobag. Marine Engeneering. http://downloads.ntanet.it/public/ Depliant_SITO/Altro/Case_History-Lavori_Marini.pdf. Дата обращения 27.05.2018; Jackson L., Dortland G. Geotube systems in coastal protection and marine construction. 2016. C. 1-14. http:// www.ecocoast.com/wp-content/uploads/2016/08/GeoTube-System-Coastal-Protection.pdf) и территория международного аэропорта Ган в Мальдивах [8].
Мобильные мегаструктуры. Для возведения мобильных мегаструктур на воде формируются основания из различных природных и искусственных строительных материалов, не наносящих вреда экологии.
8'2018
25
Градостроительство и архитектура
------ЖИЛИЩНОЕ ---
СТРОИТЕЛЬСТВО
Научно-технический и производственный журнал
Рис. 2. Плавучие модули для Лагоса
Рис. 3. Floating Crystal hotel
26
8'2018
Научно-технический и производственный журнал
-------ЖИЛИЩНОЕ ---
СТРОИТЕЛЬСТВО
Рис. 4. Артизанополис во Французской Полинезии
Рис. 5. Urban Rigger
8'2018 27
Градостроительство и архитектура
------ЖИЛИЩНОЕ ---
СТРОИТЕЛЬСТВО
Научно-технический и производственный журнал
Рис. 6. Swimming City
Плавучие сооружения на основаниях из природных материалов являются примером доступных инноваций. Для того чтобы решить проблему нехватки школ в стихийно разрастающихся «водных трущобах» Лагоса, архитектор К. Адейеми и компания NLE разработали проект пирамидальной плавучей школы на деревянном плоту (рис. 2). Конструкция имеет гибкую внутреннюю структуру и может быть реорганизована согласно текущим потребностям жителей, а также сопряжена в модули для формирования мегаструкту-ры на воде [9]. Архитектурное бюро Waterstudio разработало проект «Floating Crystal hotel» для Норвегии (рис. 3), выполняющий одновременно функции рекреации и хранилища пресной воды, способного перемещаться на значительные расстояния в рамках арктической климатической зоны.
Наиболее распространенным основанием для плавучих объектов являются конструкции из бетона. Современный жилой район на озере Иссель в Амстердаме формирует малоэтажная застройка на полых фундаментных баках из бетона. В ходе эксплуатации выявилась недостаточная устойчивость конструкции и понадобились дорогостоящие меры по утяжелению плавучих фундаментов. В настоящее время архитектурное бюро Waterstudio занимается разработкой плавучих оснований с наполнением из пенопо-листирола и аэрированного бетона. Модульные острова, разработанные Институтом Систейдинга для Французской Полинезии (рис. 4), будут расположены на железобетонных понтонах в форме пятигранника [10]. Плавучие модули студенческих общежитий «Urban Rigger» архитектурного бюро BIG (рис. 5) также разработаны с использованием армированных бетонных оснований [11]. Футуристический проект плавучей мегаструктуры «Ковчег» архитектора К. Шопфера, способный противостоять наводнениям в Новом Орлеане, имеет фундамент из ячеистого железобетона. Биоклиматическое энергоавтономное здание по проекту А.Н. Ремизова имеет плавучее основание из фибробетона [12].
2в| -
Современные проекты обитаемых мегаструктур в водной среде нередко заимствуют технологии, широко используемые в промышленности. Платформы SPAR, Troll A, EVA-4000, предназначенные для разработки глубинных месторождений нефти и газа, имеют технические и служебные помещения в надводной части и балластные грузы, расположенные в массивных опорах под водой. Проекты мегаструк-тур «ClubStead» Института Систейдинга, «Swimming City» архитектора А. Джиорфи (рис. 6), водоскреба «HO2+» архитектора С. Саркум имеют подводные основания с балластными грузами и техническими установками. В надводной части располагаются жилые корпуса, растениеводческие и животноводческие фермы, электростанции, вырабатывающие энергию солнца, ветра и океанских течений [13-16].
Преимущества и перспективы. Анализ примеров из мирового опыта возведения стационарных и мобильных ме-гаструктур позволяет выделить характерные особенности технологического процесса и эксплуатации. Стационарные мегаструктуры подразумевают значительные временные затраты, наличие большого количества специальной техники для работы на строительном участке, нередко использование спутниковых технологий для выполнения сложного пространственно-композиционного рисунка плана. Максимальная отметка глубины водоема, на территории которого запланировано возведение основы острова, не должна превышать 30 м. Искусственные острова требуют постоянного мониторинга и поддерживающих мероприятий в случае размыва основания. Зачастую стационарные мегаструктуры нарушают естественный характер течений и наносят ущерб экологии акватории.
Мобильные мегаструктуры способны изменять положение в пространстве и подходят для размещения на глубоководье. Элементы каркаса мобильных мегаструктур могут быть предварительно изготовлены на предприятии и собраны непосредственно на строительной площадке, что способно существенно сократить время на возведение со-
^^^^^^^^^^^^^ Ю'2018
Научно-технический и производственный журнал
оружения. В отличие от стационарных мегаструктур мобильные сооружения не меняют качества естественного водного ландшафта и не влияют на жизнь природных биоценозов.
Напротив, мобильные мегаструктуры способны предоставить новые площади для размещения ферм и производств, сформировав автономную устойчивую среду обитания, вырабатывающую собственные ресурсы. Способные перемещаться в любую точку мира, плавучие мегаструктуры послужат импульсом к возникновению новых интернациональных социальных взаимодействий и, вероятно, изменят политическую карту мира. Сократится время, необходимое человеку
Список литературы
1. Сапрыкина Н.А. Футурологические концепции XX века как инновационный прогноз // Architecture and Modern Information Technologies. 2015. № 4 (33). С. 1-16.
2. Сапрыкина Н.А. Формирование экоустойчивой среды обитания будущего: Теория. Практика. Перспективы. Saarbrücken (Германия): Palmarium Academic Publishing.
2017. 232 с.
3. Olthuis K., Keuning D. Float! Building on Water to Combat Urban Congestion and Climate Change. Amsterdam: Frame Publishers. 2010. 304 с.
4. Экономов И.С. Современная типология архитектурных объектов на воде // Academia. Архитектура и строительство. 2010. № 4. С. 47-52.
5. Силкина Е.Е., Улицкая Н.Ю., Акимова М.С. Создание искусственных островов в России и за рубежом // СтройМного. 2017. № 2 (7). С. 1-7.
6. Кизилова CA Предпосылки возведения искусственных островных территорий XXI века // Architecture and Modern Information Technologies. 2018. № 1 (42). С. 187-200.
7. Jazairy E.H. Imaging Dubai's Palm Islands // Topos: Landscape strategies. 2009. № 66. C. 46-51.
8. Семенов Д.А., Калошина С.В. Инновационные технологии строительства искусственных островов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. 2016. № 4 (7). С. 80-92.
9. Adeyemi K. African water cities // Architectural Design. 2012. № 82 (5), September/October. С. 98-101.
10. Quirk J., Friedman P. Seasteading: How Floating Nations Will Restore the Environment, Enrich the Poor, Cure the Sick, and Liberate Humanity from Politicians. New York: Free Press. 2017. 366 c.
11. Трошина М. Большой фантазер // Проект International. 2016. № 42. С. 100-101.
12. Ремизов А.Н. Энергоавтономное биоклиматическое здание // Жилищное строительство. 2011. № 12. С. 10-12.
13. Токарев И.Г. Развитие архитектурно-конструктивных типов плавучих оснований // Архитектон: Известия вузов. 2012. № 38. http://archvuz.ru/node/1922 (Дата обращения 27.05.2018).
14. Ashraf K.K. Fluid space // The Architectural Review. 2017. № 1442. C. 8-14.
15. Hoogendoorn E. Seasteading Engineering Report Part 1: Assumptions & Methodology. The Seasteading Institute.
2018. C. 1-46. http://seasteadingorg.wpengine.com/wp-content/uploads/2015/12/Feb2011_Report_p1.pdf (Дата обращения 27.05.2018).
16. Logan K. Noah's Ark-itecture // Architectural record. 2017. № 4. С. 219-223.
8'2018 ^^^^^^^^^^^^^
для того, чтобы добраться до дома, места работы, обеспечить себя продуктами питания и удовлетворить иные потребности.
Выводы. Формирование мобильных мегаструктур в водной среде обладает рядом существенных преимуществ по сравнению со стационарными сооружениями. Учитывая изменчивость экологического состояния окружающей среды, общего стремления к формированию автономных устойчивых пространств обитания и повышению доступности и мобильности архитектурной среды, возможно сделать прогноз, что мобильные мегаструктуры станут более целесообразными и эффективными, чем статичные, в будущем.
References
1. Saprykina N.A Futures Concept of the 20th Century as an Innovative Forecast. Architecture and Modern Information Technologies. 2015. No. 4 (33), pp. 1-16. (In Russian).
2. Saprykina N.A. Formirovaniye eko-ustoychivoy sredy obitaniya buduschego. Teoriya Praktika Perspektivy [Formation of an eco-sustainable living environment of the future: Theory Practice Perspectives]. Saarbrücken (Germany): Palmarium Academic Publishing. 2017. 232 p.
3. Olthuis K., Keuning D. Float! Building on Water to Combat Urban Congestion and Climate Change. Amsterdam: Frame Publishers. 2010. 304 p.
4. Ekonomov I.S. Modern Typology of Architectural Objects Situated on Water. Academia. Arkhitektura I stroitel'stvo. 2010. No. 4, pp. 47-52. (In Russian).
5. Silkina E.E., Ulitskaya N.Yu., Akimova M.S. Creation of artificial islands in Russia and abroad. StroyMnogo. 2017. No. 2 (7), pp. 1-7. (In Russian).
6. Kizilova S.A. Prerequisites for the Construction of Artificial Island Territories of the XXI Century. Architecture and Modern Information Technologies. 2018. No. 1 (42), pp. 187-200. (In Russian).
7. Jazairy E.H. Imaging Dubai's Palm Islands. Topos: Landscape strategies. 2009. No. 66, pp. 46-51.
8. Semenov D.A., Kaloshina S.V. Innovative technology construction of artificial islands. PNRPUBulletin. Construction and Architecture. 2016. No. 4 (7), pp. 80-92. (In Russian).
9. Adeyemi K. African water cities. Architectural Design. 2012. No. 82 (5), September/October. pp. 98-101. (In Russian).
10. Quirk J., Friedman P. Seasteading: How Floating Nations Will Restore the Environment, Enrich the Poor, Cure the Sick, and Liberate Humanity from Politicians. New York: Free Press. 2017. 366 p.
11. Troshina M. Big Dreamer. Proyekt International. 2016. No. 42, pp. 100-101.
12. Remizov A.N. Energy-autonomous bioclimatic building. Zhilischnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2011. No. 12. pp. 10-12. (In Russian).
13. Tokarev I.G. Development of architecturally-constructive types of floating bases. Arkhitekton: izvestiya vuzov. 2012. No. 38. http://archvuz.ru/node/1922 (Date of access 27.05.2018). (In Russian).
14. Ashraf K. K. Fluid space. The Architectural Review. 2017. No. 1442, pp. 8-14.
15. Hoogendoorn E. Seasteading Engineering Report Part 1: Assumptions & Methodology. The Seasteading Institute. 2018, pp. 1-46. http://seasteadingorg.wpengine.com/wp-content/uploads/2015/12/Feb2011_Report_p1.pdf (Date of access 27.05.2018).
16. Logan K. Noah's Ark-itecture. Architectural record. 2017. No. 4, pp. 219-223.
- 29
