Города не стоят на месте. Каждый, кто прожил в большом городе хотя бы десять лет, наверняка видел, как что-то на его глазах рушилось, а что-то возводилось. Но планы городского развития и реализуемые проекты часто отстают от последних архитектурных трендов. Даже известные оригинальностью подхода студии и проектировщики часто берутся за реновацию старых зданий и престижные жилые или бизнес-комплексы — потому что они востребованы, и их щедро финансируют. Иногда в градостроительных конкурсах и тендерах побеждают редкие, но заметные «зеленые» новинки, вроде французского экоотеля Ascension Paysagère или пары дюссельдорфских башен New heart. Такие проекты уже ближе к последним тенденциям: они стремятся снизить энергопотребление и минимизировать нагрузку на окружающую среду, оставаясь комфортными и включая внутрь себя природные элементы.
Проекты по-своему замечательные. Однако похоже, что в наш век катаклизмов основное, что требуется от постройки — это прочность. Типовой жилой комплекс, апартаменты класса «люкс», оригинальный художественный проект, дом-сад с солнечными батареями — не все ли равно, что из этого построят в вашем городе, если уже завтра от здания останется лишь каркас?
Кажется, настало время признать, что наши современные города проиграли битву с климаткризисом: бо́льшую часть из них ждут разрушения. Для чего нам архитектурные изыски, если пора уже перебираться в железобетонные бункеры?
Испытание на прочность
Новая урбанистика просто поразительна. Концепции, которые обсуждались десятилетиями, все больше внедряются в наши обычные города. Связь с природой, бережное потребление, ресайклинг и энергоэффективность — вот свойства новых зданий и архитектурных ансамблей, выигрывающих градостроительные конкурсы. Таких, как башни New heart или «зеленая школа» в испанском поселении Рольдан.
Однако мы вступили в эру катаклизмов, которые безжалостно рушат города. На Земле нет абсолютно безопасного места. Землетрясения, извержения вулканов, наводнения, ураганы, град, пожары, песчаные или снежные бури, оползни и лавины — у каждого региона свои склонности, но с каждым годом экстремальные погодные явления учащаются.
Как показывает практика, человечество пока не готово к последствиям изменения климата. Так, средиземноморский шторм в Ливии оказался сильнее обычного из-за рекордного нагрева моря в этом году — и целые города были практически стерты с лица Земли. Погибло более 11000 человек, пропало без вести около 20000. Инфраструктура явно подкачала: в одном из наиболее пострадавших городов — Дерне — лопнуло две плотины.
После землетрясения в горах Марокко погибло около 3000 человек, а пострадало не меньше 5000. Спасательные работы вести непросто, так как под удар попали в основном поселения в труднодоступных горных районах. Большинство домов там построено из глиняного кирпича.
Менее свежий, но не менее масштабный пример — экологическая катастрофа в Норильске. В 2020 году там произошел разлив дизельного топлива, загрязнивший две реки и большое озеро и дошедший до Карского моря. Это одна из самых крупных нефтяных утечек в Арктике. Ее последствия ликвидируют до сих пор. А началось все с оседания фундамента норильской ТЭЦ-3 и разгерметизации топливного бака. Здание просело потому, что сваи были вбиты в вечную мерзлоту, которая начала таять вследствие глобального потепления.
Зеленая архитектура, бесспорно, снижает нагрузку на планету. Но климатический кризис, к сожалению, вошел в ту стадию, когда профилактических мер уже недостаточно. Нам нужно адаптироваться к новым условиям — иначе жертв и потерь будет все больше. Города должны быть прочными, устойчивыми к эрозии грунта и другим катаклизмам. Инфраструктура тоже должна быть надежно защищена. Как известно, смертоносный пожар на гавайском острове Мауи был вызван, скорее всего, неисправностью линий электропередачи, которые стояли среди сухих зарослей без изоляции. Кабели давно уже предлагали увести под землю: если бы это осуществили раньше, возможно, летней трагедии бы не случилось.
Неужели настало время прятаться в бункеры или возводить сверхпрочные крепости наподобие Пентагона? А эстетические изыски и дома, вписанные в природный ландшафт, должны навсегда уйти в прошлое?
Равновесие в движении
Действительно, самыми прочными зданиями в мире сейчас считаются гранитные цитадели вроде Empire State Building или AT&T Long Lines Building. Они способны выдержать не только мощное землетрясение, но и ядерный взрыв. Но целый город так не укрепить: это трудно и очень затратно.
Однако в международном строительстве существуют стандарты сейсмоустойчивости. Они увеличивают нагрузку, которую способно выдержать здание при подземных толчках, и уменьшают масштаб разрушений в том случае, если здание начинает ломаться. Эти стандарты очень упрощенные, но даже если бы они в таком виде применялись повсеместно — количество жертв сильно бы снизилось. Например, последнее землетрясение в Турции привело к такому количеству жертв именно из-за нарушения стандартов сейсмоустойчивости и щедрого применения строительных амнистий по отношению к недобросовестным застройщика. Даже небольшая экономия на бетонном растворе при закладке фундамента уже повышает риск. К несчастью, это обычная практика частных строительных компаний во многих странах.
Другое дело — сейсмостойкое строительство. Эти методы позволяют существенно обезопасить здания от сдвигов грунта. В Японии, где землетрясения случаются постоянно, сейсмостойкие технологии применяются ко всем постройкам, не только к объектам особого назначения.
Когда грунт начинает ходить ходуном, фундамент прикреплен к нему прочно, а верхняя часть здания часто задерживается на прежнем месте — а значит, сдвигается относительно нижней — и обрушивается. Основная задача сейсмостойкого строительства — смягчить амплитуду колебаний и позволить зданию целиком двигаться, зависая над грунтом, но не теряя целостности.
Существуют различные методы и приемы. Самый древний — сплошная каменная кладка и использование пирамидальной формы. Именно в этом кроется секрет устойчивости древнего города инков Мачу-Пикчу, сохранившегося вплоть до наших дней. Кстати, сейсмостойкие небоскребы и сейчас нередко строят в форме пирамиды.
Широко распространено каркасное строительство. Стальные или железобетонные прутья скрепляют здание по всей высоте, не позволяя вершине оторваться от основания. Сталь — один из наиболее устойчивых материалов для каркаса, поэтому в Японии обычно используют именно ее.
Еще бывают амортизационные подушки. Они отделяют основание от грунта и поглощают часть колебаний. Иногда делают специальные прокладки из резины, иногда — подушки из песка и щебня, на которых фундамент может плавно покачиваться. Инновационная изолирующая технология от компании Air Danshin — создание воздушной прослойки при землетрясении. Датчики улавливают колебания поверхности и автоматически включают систему компрессоров: они подают воздух между фундаментом и поверхностью, и дом буквально парит над землей, пока та сотрясается.
Также для гашения колебаний применяют специальные насосы с жидкостью, встроенные внутрь здания по всей высоте или маятники, расположенные в верхней части здания. Эти конструкции называются демпферами. Впервые маятниковый демпфер применили для постройки всемирного известного небоскреба Тайбэй 101 в Тайване.
Важна и сама форма здания. Наиболее устойчива — круглая. Достаточно надежны квадратные и конусовидные постройки. Но они менее популярны, так как занимают больше пространства. Архитектурные изыски: выступы, пристройки и башни — смещают центр тяжести и легко обрушиваются при сотрясении. Разумеется, чем меньше этажей, тем устойчивее постройка, поэтому для многоэтажек требуется больше специальных приспособлений, чтобы они выдерживали смещение грунта. Монолитные конструкции или дома сплошной кладки тоже предпочтительнее, потому что верхняя часть не будет «уезжать» от нижней.
Что до старого фонда, к которым нынешние меры сейсмостойкости еще не применены — их можно либо укреплять, либо сносить. Многие здания дешевле было бы даже снести и отстроить заново, чем перестраивать — особенно в том случае, если они не представляют особой архитектурной ценности. Но не всегда самое дешевое решение будет самым экологичным. Строительный мусор и так занимает не менее 22% от общей площади свалок в России — а еще много нелегального и неучтенного, при этом перерабатывается он с трудом. Во-первых, многие стройматериалы, допустимые по старым стандартам строительства, токсичны. Во-вторых, у нас в стране все еще не хватает предприятий по сбору и переработке такого мусора. В-третьих, даже замена жилья по уже утвержденным госпрограммам длится десятилетиями, пока дома не дойдут до аварийного состояния. Поэтому конструктивное укрепление прежних построек имеет смысл. А новые лучше сразу строить устойчивыми и износостойкими, чтобы они лучше защищали своих жителей и дольше служили.
При желании сохранить и улучшить здание старого образца можно найти очень интересные решения. Например, японский архитектор Кенго Кума сумел сделать сейсмоустойчивым здание фабрики, построенное в середине XX века. Для этого он создал нечто вроде наружного каркаса.
Классическую бетонную коробку прикрепили к земле тончайшими нитями из углеродного волокна. Издалека это выглядит так, будто здание завернули в полупрозрачную фату. Положение каждого троса рассчитали с помощью компьютерного моделирования, чтобы они надежно прикрепили крышу здания к поверхности в нужных точках. Получилось самое легкое сейсмоукрепление в мире.
Следуя за ландшафтом
Собственно, проекты Кенго Кумы — отличный пример сочетания конструктивной прочности, зеленого подхода и эстетичности. Японский новатор создает здания и ансамбли, которые становятся частью окружающего ландшафта. Он использует озеленение и экологичные материалы и — отличительная его черта — делает постройки воздухопроницаемыми. «Дышащие» стены кажутся контринтуитивным решением, но они очень хорошо влияют на микроклимат в помещении: в проветриваемых стенах реже заводятся плесень и грибок, естественным образом регулируются влажность и освещение, поэтому можно обойтись без электроприборов для создания и поддержания микроклимата. Более того, в замкнутых помещениях выше концентрация микропластика в воздухе. От этого вентиляция тоже спасает.
Проекты архитектора органично вписываются в окружающую среду. Вот что Кенго Кума сам говорил о своей концепции «стирания» зданий: «Моя идея состоит в том, что архитектурные формы должны быть тихими. Яркая символическая форма может убить окружающую ее среду. Мне не нравятся монументальные, героические формы, мне важна среда. Я не хочу работать в общих условиях и создавать абстрактные здания. Мне интересно создавать уникальные здания, у которых очень прочные и значимые связи с пространством вокруг».
Получается, наши стереотипы о том, что безопаснее всего прятаться в непроницаемых гранитных цитаделях или бетонированных подземельях, далеко не всегда оправдываются. Архитектура может быть устойчивой в обоих смыслах. Более того, часто природный ландшафт сам подсказывает удачные решения для создания безопасной городской среды. Главное здесь — сочетаемость: отдельно взятые приемы и технологии должны работать друг на друга и учитывать ранее сложившуюся городскую застройку.
Сейсмическая устойчивость зданий отчасти решает проблему противостояния наводнениям, поскольку такие дома могут выдержать напор воды и частичное размытие грунта. Последние архитектурные тренды в борьбе с наводнениями — это плавучие дома или дома, приподнятые над поверхностью земли. Но самих по себе конструктивных характеристик постройки недостаточно: нужна комплексная работа с городской средой.
Самые древние методы предотвращения наводнений — это создание террас на склонах для замедления потоков воды, посадка впитывающей влагу растительности вдоль водоемов, сохранение речных пойм, а также строительство шлюзов и каналов для отвода воды. Позднее появились дамбы, плотины и водохранилища, канализации и ливневые стоки, а также волновые шлюзы, защищающие определенную территорию во время подъема воды. В отличие от сейсмостойких конструкций, эти меры применяются в большинстве городов мира. Но избежать масштабных катастроф с множеством жертв не удается.
Похоже, что стандарты защиты от наводнений, повсеместно распространившиеся в XX столетии, не совсем эффективны. Они не выдерживают нового типа стихийных бедствий: более частых, более мощных и менее предсказуемых. Современная ландшафтная инженерия предлагает использовать как раз природную инфраструктуру: зеленые насаждения в поймах рек, создание водохранилищ и парков в регулярно затопляемых низменностях, озеленение городской среды, например, домов и дренажных систем. Концепция, изобретенная китайским ландшафтным дизайнером Ю Конгжаном, называется «город-губка», и в наиболее радикальном варианте предлагает отказаться от перекрытия потоков плотинами и дамбами — вместо этого их перенаправлять и удерживать водные ресурсы: например, уводить стока под землю для пополнения грунтовых вод, запасы которых стремительно расходуются городами и сельским хозяйством.
То есть в случае борьбы с наводнениями зеленые решения даже выигрывают. «Города-губки» оказываются более устойчивы к ливням и паводкам, а помимо этого успешно снижают концентрацию дыма и смога и борются с перегревом, обеспечивая естественную терморегуляцию среды. Зелень в городе смягчает, а иногда даже устраняет «городские острова тепла». Таким образом, зеленая инфраструктура обеспечивает еще и пожароустойчивость: риск возгорания существенно падает.
Наконец, пожарная безопасность тоже связана с устойчивым строительством. В первую очередь, с созданием распределенных энергосетей. У автономных и частично автономных построек ниже риск возгорания при замыкании и неполадках в общей сети энергоснабжения. Кроме того, энергоэффективные кварталы и автономные источники энергии снижают общую нагрузку на электросети.
Что до эстетической стороны вопроса, возможно, некоторые традиционные представления придется пересмотреть. Замысловатая лепнина, колонны, башни и необычные пристройки не слишком практичны в условиях постоянных стихийных бедствий. Но эстетика может быть разнообразной. И сейчас как раз активно развиваются новые течения в архитектуре.
Биофильный городской дизайн
По инерции остроактуальные архитектурные решения представляются нам дорогими и не тиражируемыми. Но это очередной стереотип, который пора взломать. Не так давно на гребне волны была архитектура постмодернизма, которая противопоставлялась массовым и безликим типовым конструкциям, а также грандиозной и подчеркнуто функциональной архитектуре позднего модернизма. Каждый проект стремился сочетать в себе уникальность и иронию над устоявшимися штампами, авторский подход и попадание во вкусы массового потребителя, функциональность и вычурность. Постмодернистское здание стремится привлечь внимание, поразить того, кто его видит или в нем находится, выделиться на общем городском фоне. Ни о какой рациональной экономии здесь речи не идет, а значит, подобные решения в принципе неприменимы для массового строительства.
Дешевая и непрочная массовая застройка — это другая крайность, от которой пора отойти, поскольку оборачивается она человеческими жертвами. Кроме того, типовые кварталы создают угнетающий фон, так как исключают природу и не защищают жителей от негативных индустриальных воздействий: шума, перегрева, загрязнений.
Здоровые альтернативы этим двум крайностям — устойчивая архитектура и биофильный городской дизайн. Так называется новое течение в урбанистике, стремящееся включить город в природную среду и использовать естественные решения для благоустройства и безопасности. «Города-губки» в их классическом понимании — пример биофильного подхода. Такие комплексные меры требуют более выверенного подхода и зачастую переоборудования старых районов. Но этот процесс может проходить поэтапно. Вопрос вовсе не в стоимости подобных проектов, а в заинтересованности городских властей и сообществ. В биофильном городском дизайне не хватает разве что такого аспекта, как сейсмоустойчивость. Однако сейсмостойкие здания обойдутся не сильно дороже обычных: все зависит от типа постройки и конкретных мер защиты. Самые простые укрепления могут составлять всего 5–10% от общей стоимости постройки.
Хотя далеко не каждый проект в рамках этого подхода ориентирован на безопасность людей, сама по себе концепция ближе всего к ответу на этот вызов. Биофильный городской дизайн направлен на создание целостной среды, а не блистающих алмазов на сером фоне. Однако мыслить окружающую среду при этом нужно динамически, в перспективе постоянных климатических изменений — и современная урбанистика только-только начинает об этом задумываться.
Автор: Екатерина Доильницына
