Вторая половина XX века ознаменовалась появлением новой науки, экологии. Эта наука изучает не проблемы загрязнения окружающей среды, как думают многие, а взаимообусловленность самых разных живых систем на планете Земля. То есть, экология — это наука, которая доказала, что все на Земле связано, и, воздействуя на популяцию, например, бобров в Средней полосе России, мы непременно получим изменения во всех прочих системах на планете.

Наиболее интересные результаты экологическая наука дала в сфере архитектуры. Появился даже специфический термин — «зеленая архитектура». Четкого определения этому термину нет, потому что в ведение этой отрасли попадают разработки сразу по нескольким направлениям. Во-первых, это вопросы использования материалов, не причиняющих вреда окружающей среде ни при производстве, ни при эксплуатации. Во-вторых, это проблема энергосбережения — с каждым месяцем энергоносители стоят все дороже, и возможность замкнутого энергетического контура здания (или самообеспечения энергией) ценится все больше.

До недавнего времени примеров полноценной зеленой архитектуры было совсем не много, а первооткрывателями нестандартного вида строительства оказывались новички строительной отрасли. Уже с середины 90-х годов в архитектурном мире произошла переоценка ценностей, и строители взялись осваивать некогда экспериментальное строительство. И если еще двадцать-тридцать лет назад «зеленая архитектура» была прихотью и свидетельством высокого социально-экономического статуса, то теперь это просто насущная необходимость.

Профессор зодчества Аризонского университета Харви Брайан считает, что материальная выгода в зеленой архитектуре — вещь относительная: изначально нужно определить, в чем заключается ценность зеленого здания. «Мы говорим не о стоимости земли и материалов, не о выгодной денежной ссуде, а о жизненном цикле, о его составляющих, о значении и роли зеленого здания в нашей жизни, — говорит ученый. — И если сегодня материалы для зеленого строительства дороги, то постепенно они станут более доступными. Само определение стоимости зеленого здания отличается от обычного, но постепенно экологическая экономика станет общепринятой. Поймите, что речь идет о совершенно другой, нематериальной выгоде. Речь идет о выживании на нашей планете, этот вопрос распространяется за пределы границ финансовой выгоды. Мы должны решить проблему парникового эффекта и глобального потепления климата, а зеленые здания участвуют в этом процессе. Здание может быть бессовестным пожирателем или экономным потребителем. 40 % производимой энергии в Соединенных Штатах идет на охлаждение и обогрев зданий, а это электричество, сжигание и выброс углекислого газа в атмосферу». Брайан говорит, что архитекторы должны смотреть на здание как на живой, биологический организм, и создавать их, подражая природе, а не соревнуясь с ней.

Принцип экономии

Еще в древнеримской архитектуре жилых зданий низкое зимнее солнце использовалось как основной источника света и тепла. В северных странах стремление захватить как можно больше солнечного света и тепла и при этом свести к минимуму урон, наносимый почве, все чаще порождает конструкции, которые лишь в нескольких точках опираются о грунт. Образцы такой логики нередко встречались в деревянной архитектуре Скандинавии и России, где всегда старались обойтись без фундаментов, опирая постройки на валуны.
Своеобразные игры с солнечным светом в зданиях использовались издавна. Еще Антонио Гауди устраивал в жилых домах световые «шахты», Моисей Гинзбург таким же образом добился, чтобы солнечным светом были заполнены все лестницы внутри здания Наркомфина в Москве. А во французском Авиньоне жилой дом имеет небольшие двухъярусные квартиры, сгруппированные вокруг атриумного дворика, освещенного солнцем. Каждая квартира снабжена остекленной лоджией, через которую затягивается воздух для вентиляции всего комплекса в холодное время года. На плоской кровле смонтированы панели солнечных элементов, обеспечивающих снабжение дома горячей водой. В общей сложности экономия на отоплении, по сравнению со стандартным строительством, составляет 67 %. Правительственная программа строительства энергосберегающих односемейных домов в Канаде позволила создать конструкции отлично утепленных стен, кровли и полов, что позволило снизить расход топлива на 70 %.

В 1961 году попытку использовать идеи экономии энергии предприняла архитектор Эмили Морган, построив в окрестностях Ливерпуля своеобразную школу. Классные комнаты в здании были развернуты на юг и снабжены огромными окнами с двойным остеклением с рассеивающим стеклом. Несомненно, такие окна вышли дороже обычных, но вскоре расчеты показали, что экономия на отоплении перекрыла эту разницу уже через несколько осенних месяцев. Для сокращения потерь тепла была использована трехслойная конструкция стены: снаружи кладка в один кирпич, за ней 12,5 см вспененного утеплителя и защитная обшивка изнутри. В этой школе отсутствует система обычного отопления, солнечный свет достаточно прогревает классные комнаты, к чему добавляется тепло, исходящее от посетителей школы и ламп освещения, а ограждающая конструкция не позволяет зданию остыть, когда оно остается пустым. Правда, были и недочеты: внешне школа выглядела как остекленное складское здание.

Комплекс начальной школы в бельгийском городе Турнэ является зрелым примером зеленой архитектуры. Архитектор Жан Вильфар создал компактный план, сокращая периметр стен, он избавился от коридора, собрав все классы вокруг зимнего сада- библиотеки, и снабдил каждый класс на первом этаже собственным световым «оазисом». Вся южная сторона представляет собой каскад вертикальных и наклонных остекленных поверхностей, так что обычное отопление зданию не требуется. Большой зал универсального использования расположился на цокольном этаже. Солнечные панели передают тепло двум коллекторам: один представляет собой помещение в 49 кубометров, заполненное камнями, второй коллектор — водяной, дает 4 кубометра горячей воды ежедневно.

Подземное жилье

К концу XX века почти повсеместно наблюдалась вспышка интереса к традиционной архитектуре древнейших культур. Архитекторы вспомнили о подземных жилищах Китая, где в зоне лессовых почв издавна утапливали дома в толщу грунта, группируя все помещения вокруг светового дворика-колодца, а на плоских кровлях вели овощное хозяйство. Вспомнили и о подземных жилищах африканской пустыни, и началось возведение сооружений, частично или даже полностью упрятанных в землю.

Один из первых экспериментов в наше время был проведен в Нью-Хэмпшире. Дональд Метц возвел два подземных дома. Гостиные, кухни и вспомогательные помещения упрятаны в толще искусственного склона.
Каталонский архитектор Хавьер Барба построил дом площадью всего 220 м2 на участке склона площадью 20 соток, практически полностью упрятав дом в толщу склона, так что зрительно весь участок остался зеленым. Пришлось пойти на изрядное усиление бетонных опор, чтобы удерживать на кровле слой грунта толщиной 60 см, заросший густыми травами, однако принцип нетронутости участка был для заказчика важнее. При этом дома весьма комфортны по планировке, просвечиваются на всю глубину и чрезвычайно экономны.

Джунгли на доме

Оценив суммарную площадь кровель городов, архитекторы совместно с опытными садоводами выдвинули концепцию возвращения зелени, отнятой городом у природы. В 80-е годы конструкции озелененных кровель удалось довести до совершенства, обеспечив оптимальные условия для растений и надежную защиту перекрытий от влаги и корней. Это конструкция из семи слоев, включая слой грунта, создание которой обходится недешево и, главное, предполагает чрезвычайную тщательность работы. Однако результат вполне убедителен, и в последние годы кровли европейских городов — плоские. И террасированные, и наклонные крыши начали все чаще превращаться в газоны, поднятые высоко над уровнем земли. Эти «висячие» сады нового времени все заметнее в городском ландшафте.

Ботаник и дизайнер Патрик Блан, работающий во французском исследовательском центре, является изобретателем растительных стен системы «Вертикальные сады» (Vertical Garden System). Система висячих садов представляет собой не просто плющ или лианы, увивающие фасад, как это было на протяжении столетий, — это фактически целые сады, поставленные вертикально. Системы висячих садов украшают частные и общественные здания не только на родине зодчего, но и в Германии, Бельгии, Индии, Испании, Италии, США, Таиланде, Швейцарии, Японии, Корее, Китае, Бразилии и в других странах.
В основе конструкций находится металлическая рама, закрепляемая на стене, к ней прикручивается каркас из пластика, удерживающий тонкие высокопористые полиамидные пластины, формирующие нечто вроде войлока. В этом материале и пускают свои корни растения. В Vertical Garden вся толщина установки, не считая сами живые побеги, не превышает нескольких сантиметров, а квадратный метр озелененной площади, включая уже взрослые растения, тянет менее чем на 30 килограммов. Растения в Vertical Garden имплантируют в виде семян, поэтому зеленую стену нужно не только смонтировать, но и вырастить. Вкрапляя до 30 разных растений в каждый квадратный метр композиции, можно создавать удивительно рельефные вертикальные ландшафты, похожие на настоящие тропики и джунгли. Последнее творение Блана — стена, украшающая новый парижский музей Ке Бренли (Musée du quai Branly).

Новый сингапурский небоскреб под названием Fusionoplis займет достойное место в современной архитектуре. Футуристичное зеленое здание от архитектора Кена Йенга является наиболее экологически дружественным зданием в стране, а его зелень заметно разнообразит пейзажи делового Сингапура. По всему зданию будет расположена самая длинная вертикальная зеленая цепь растительности в мире. Растения обеспечат пассивное охлаждение и будут играть роль естественной изоляции. Солнечный свет будет направляться внутрь здания с помощью призм. Все здание будет функционировать подобно экосистеме и стараться поддерживать баланс между органическими и неорганическими элементами.

«Зеленым» идеям — зеленый свет

Наиболее любопытным из примеров использования всех инструментов зеленой архитектуры по праву считают здание банка NMB в Амстердаме, решение о строительстве которого было принято еще в 1978 г. Банку потребовалось сооружение, рассчитанное на штат в 2000 человек. Архитектор Тон Альбертс имел немалые возможности для воплощения высотного гиганта, однако и требования к нему были предъявлены высокие. Разумеется, собрать все помещения в простом призматическом объеме было бы проще и дешевле, однако руководство банка сочло разумным пойти на дополнительные расходы, чтобы создать рабочую среду, лишенную атмосферы случайности и скуки.
Проектному коллективу удалось создать пространство, в котором работники чувствуют себя более чем комфортно. Перекрытия и внутренняя оболочка стен выполнены из железобетона, «коробка» здания обернута слоем минеральной ваты, а затем кирпичной облицовкой с трехсантиметровым зазором между теплоизоляционным слоем и кирпичом. Вся масса здания обладает изрядной теплоемкостью, оно поглощает тепло, выделяемое самими людьми, компьютерами, приборами освещения, солнечным светом, а затем, когда все уходят, постепенно возвращает его. Персонал банка настаивал на том, чтобы в помещениях было достаточно естественного света, офисы проветривались естественным образом, и в них не проникал уличный шум. Дизайнеры справились с этой задачей, сократив площадь остекления до 20 % поверхности стен и добившись, чтобы ни одно рабочее место не было удалено от окна более чем на семь метров. Кроме того, установка отражателей, отбрасывающих свет неба на потолок, на добрую четверть увеличила уровень освещенности участков пола, наиболее удаленных от окон. Наружные жалюзи, управляемые компьютером, не пропускают внутрь здания слепящее солнце, тогда как внутренние жалюзи, управляемые вручную, позволяют настроить освещение в каждой комнате.
Остекление пятигранных шатров над лестничными башнями устроено так, чтобы солнечная энергия подогревала воздух, засасываемый внутрь в вентиляционную систему. Система позволяет устойчиво поддерживать 21 градус тепла в помещении, при наружной температуре в 7 градусов. Было просчитано, что в здании банка гораздо выгоднее установить собственный электрогенератор, чем покупать энергию извне: тепло от генератора отводится к водосборнику, установленному в подвале, к нему же отводится избыточное тепло, выделяющееся при работе лифтов и компьютеров. В результате удалось отказаться от установки системы кондиционирования воздуха.

Итоги внушительны. По сравнению с прежним зданием банка, энергетические затраты на 1 м2 площадей сократились с 1320 кВт/ч до 111 кВт/ч, т. е. в 12 раз. Ежегодная экономия на энергии (2,6 млн долл.) окупает дополнительные расходы на проектирование, строительство и отладку систем. Главное, что при этом здание, став совершенным прибором, сохранило все свойства оригинального архитектурного произведения. Теперь это крупное сооружение, с полезной площадью 50 000 м2 по всем этажам и с паркингом на 28 000 м2, официально признано мировым рекордсменом энергосбережения среди всех офисных построек. Служащие признавались, что с неохотой покидают здание, и каждое утро с удовольствием едут на работу.

Космос на Земле

В зеленом небоскребе The Solaire, находящемся в нижней части Манхэттена, вся вода, однажды использованная жильцами, очищается поедающими грязь микроорганизмами и возвращается в трубы — такую воду можно без опасения пить. В здании циркулирует дважды очищенный — охлажденный и осушенный летом, подогретый и увлажненный зимой — воздух, так что открывать окна нет никакой необходимости. Получается замкнутая экологическая система, подобная той, что существует на космическом корабле, а потребление электроэнергии снижается на 50–60 %. Обои в квартирах и покрытие полов — из экологически «правильных» материалов, в местах общественного пользования установлены реостаты, понижающие уровень освещения автоматически. Тепло, исходящее от вентиляторов в кухне и от плиты, используется снова, в доме работает микротурбина на натуральном газе, которая вырабатывает электричество, а тепло от нагрева турбины идет на согревание воды. Такая система на 85 % эффективнее обычной теплостанции, работающей на нефти или на угле.

Новым изобретением бельгийского архитектора Венсана Каллебо стал проект Anti-Smog. Зодчий взял для своего творчества кусок неработающей железнодорожной ветки в Париже, проходящей над каналом Урк, и хочет организовать там зону отдыха, представляющую своеобразный фильтр для атмосферы. Одна часть проекта называется «Солнечная капля», на крыше у нее есть место для установки солнечных батарей общей площадью 250 м2 и небольшого сада. Фасад будет покрыт специальными материалами, благодаря которым поверхность здания будет сама очищаться от смога. Вторая часть проекта называется «Ветровая башня». Снаружи конструкция закрыта решетчатым каркасом, и, как полагается, на ней будет произрастать «очищающая растительность». Вдобавок ко всему, на ней установят ветряки, которые будут снабжать башню энергией из воздуха. Как заключает автор проекта, Anti-Smog — это поучительный пример экологического эксперимента

P.S.

Ученые из Йельского и Колумбийского университетов опубликовали всемирный рейтинг экологических достижений — Environmental Performance Index. Каждую страну оценивали по множеству критериев: выбросы парниковых газов, загрязнение воздуха, чистота воды и прочее.
Рейтинг экологических достижений — это оценка заботы государства об окружающей среде. Но учитывалось не то, насколько изгажена природа в каждой из стран, а какие действия предпринимаются, чтобы гадили поменьше.

Вот список первой двадцатки «зеленых» городов:
1. Стокгольм, Швеция
2. Осло, Норвегия
3. Мюнхен, Германия
4. Париж, Франция
5. Франкфурт, Германия
6. Штутгарт, Германия
7. Лион, Франция
8. Дюссельдорф, Германия
9. Нант, Франция
10. Копенгаген, Дания
11. Женева, Швейцария
12. Цюрих, Швейцария
13. Глазго, Великобритания
14. Барселона, Испания
15. Нью-Йорк, США
16. Брюссель, Бельгия
17. Гамбург, Германия
18. Гонконг, Китай
19. Ньюкастл, Великобритания
20. Токио, Япония

Олег Шапаренко

Источник: Журнал DOMCOM