Принципы формирования архитектуры адаптируемого жилища

С развитием технологий в 60-е годы в архитектуре жилища складываются такие течения, как метаболизм и метаморфизм, где основной идеей являлось создание свободно изменяемой жилой среды.

На этапе постиндустриального развития общества происходит гигантский скачок в интеллектуальной сфере. Из «массового» однородного оно превращается в общество с множеством индивидуализированных личностей. Трансформируется функциональная организация жилища. Появление Интернета позволяет многие рабочие процессы производить в стенах жилища - «офис на дому». Развитие бытовой техники позволяет убыстрять и облегчать бытовые процессы, часть из них возвращается в жилище (стирка, химчистка, быстрое приготовление еды). Происходит смешение видов деятельности, когда объединяются труд и хобби, учеба и развлечение.  Появление новых средств коммуникации позволяет вернуть в жилище такие функции, как учёба, общение, проведение досуга, потребление культуры и любой информации. Происходит «размывание» границ между видами деятельности (учебой и производственной деятельностью, отдыхом и хобби). Эти процессы получили отражение в развитии концепций структурализма “открытого здания” Дж. Н. Хабракена и “поливалентного жилища” Г. Хертцбергера.

Традиционное жилище соответствовало жизненному укладу его обитателей, который не менялся столетиями, адаптация происходила лишь в рамках определённого образа жизни. На индустриальном этапе развития общества из жилища выносится ряд функциональных процессов. Адаптация жилища развивается в направлении оптимизации функционально-пространственной конфигурации жилища за счёт оперативной трансформации. На более позднем этапе в жилищном строительстве на первый план выходит проблематика демографических преобразований в обществе, повышения его мобильности, выдвигаются концепции метаболизма и метаморфизма. На постиндустриальном этапе происходит возврат ранее вынесенных функций в жилище на ином уровне, индивидуализируются образы жизни и модели поведения обитателя. Происходит учащение спонтанных, не прогнозируемых изменений в структуре жизнедеятельности обитателя под влиянием глобальных средовых изменений. На этом этапе получают развитие выдвигаемые ранее концепции структурализма: “открытого здания”, “поливалентного жилища”, “НЭР” и др. В настоящее время важным аспектом в создании жилища становится индивидуальность образа жизни и потребностей обитателя. Происходит вовлечение обитателя в процесс формирования жилища массовой застройки, за счёт предоставления архитектором возможности допроектирования собственного жилища. Появляются новые индустриальные методы, позволяющие самим обитателям проектировать и изменять собственное жилище (“Жилище Тойота”, жилые комплексы “Plus koti”, “Next21”, “Новая Австралия” и др.).

Таким образом, можно выделить два основных направления в развитии адаптируемого жилища:

• адаптация жилища за счёт эволюционных преобразований, предполагающая развитие жилища, его переоборудование и расширение (“растущее жилище”, “открытое здание”);
• адаптация жилища за счёт модификационных преобразований, когда все возможные варианты изменений предусмотрены изначально проектом и реализуются в пределах заложенной программы (жилище с трансформируемым пространством, “поливалентное жилище”). 

Во второй главе «Основные способы адаптации жилища» рассматриваются структура адаптируемого жилища, изменения в жизнедеятельности обитателя и факторы, влияющие на формирование архитектуры жилища. На основе анализа современного опыта проектирования и эксплуатации адаптируемых жилых структур, предлагаются основные способы адаптации и концептуальные модели адаптируемого жилища.

В процессе рассмотрения структуры жизнедеятельности обитателя  были выявлены виды изменений в жизни обитателя и факторы, влияющие на формирование архитектуры жилища.

Под влиянием различных  средовых процессов в структуре  жизнедеятельности обитателя сложились следующие виды изменений:

• обратимые – циклические и ациклические (смена функциональных процессов в жизни человека, таких как сон, приготовление и принятие пищи, ежедневная работа, отдых и т.д.; связанные с сезонными, суточными изменениями окружающей среды - день-ночь, зима-лето, осень-весна);
• необратимые прогнозируемые в рамках жизни домохозяйства (социально-экономические, демографические и связанные с ними перемены в образе жизни обитателя, смена обитателя жилища);
• не прогнозируемые в рамках всего срока эксплуатации жилища (связанные с глобальными социально-экономическими преобразованиями в обществе, социально-демографическими тенденциями, технологическим развитием).

Необходимо отметить, что наиболее актуальной и мало исследованной является адаптация к необратимым прогнозируемым и не прогнозируемым изменениям, поэтому в исследовании большее внимание уделено данному виду изменений в жилище.

Автором выделяются два вида факторов,влияющих на формирование жилища - стабильные и изменчивые. К стабильным факторам относятся природно-климатические особенности, национальные и культурные традиции места, степень урбанизированности района и др. К нестабильным (изменчивым) факторам относятся социально-демографические, определяющие статус, численный и возрастной состав обитателей, социально-психологические, определяющие самовыражение, реализацию собственных возможностей, профессию, хобби, коммуникации с окружением, образ жизни и др. (Приложение 2).

В жилище наблюдается  несоответствие его пространственной конфигурации и характера изменений функции, долговечности отдельных элементов здания. Не все элементы рассчитаны на одинаковые сроки существования. Это влечет за собой изменения не только в структуре сооружения, но и в методах их проектирования. Представляется целесообразным дифференцировать структуру жилого здания на отдельные элементы, рассчитанные на различные сроки существования. На основе исследований изменяемости архитектурных объектов А.Э. Гутнова, И.Г. Лежавы и др. (НЭР), Д.Н. Хабракена (открытое здание), Г. Хертцбергера (поливалентное жилище) и других авторов предлагается рассмотреть жилое здание как дифференцированную структуру:

● по степени подверженности различным изменениям, где постоянная часть здания - «ядро» и изменяемая часть - «ткань»;

● по функциональному назначению - несущие конструкции, оболочка, коммуникации, элементы внутренней планировки и инженерное оборудование (Приложение 3).

Данная модель дифференциации послужила критерием для анализа более 40 объектов жилых зданий с позиций способов адаптации к изменяющимся потребностям обитателя. В результате анализа установлено, что «ядро», преимущественно формируется под влиянием стабильных факторов, «ткань» - изменчивых факторов (Приложение 3). Были выявлены основные концептуальные модели адаптируемого жилища:

Открытое  здание – жилая структура, состоящая из “поддержек” (supports) – универсального стационарного каркаса и встраиваемого, монтируемого по индивидуальному проекту “заполнения” (unfill) – ограждающих конструкций, перегородок, инженерного оборудования;

Жилище, возводимое из объёмных элементов - полуфабрикатов - жилое здание, собираемое из полносборных объёмных модулей со встроенным оборудованием, которые в процессе эксплуатации могут добавляться и заменяться;

Растущее  жилище – блок-ячейка либо дом усадебного типа, имеющие потенциальные конструктивные и объемно-планировочные резервы развития;

Поливалентное жилище – жилище с завершённым объёмно-планировочным решением без жёсткого функционального зонирования, конфигурация которого предполагает индивидуальную интерпретацию обитателями;

Жилище  с трансформируемой планировкой  – предполагает оперативную трансформацию внутреннего пространства с целью изменения функциональной организации;

Жилище  с единым многофункциональным пространством – предполагает объединение нескольких функций в едином пространстве. Позволяет менять функциональную организацию пространства с помощью мобильной и многофункциональной мебели (Приложение 3).

Анализ современного мирового опыта проектирования адаптируемого жилища, позволил определить основные способы адаптации жилища:

- функционально-технологическое переоборудование – изменение планировки в рамках имеющихся площадей, замена и прокладка новых инженерных сетей, перенос вертикальных коммуникаций, перегородок и т.д. За счет применения каркасной системы несущих конструкций. В структуре жилища такие изменения связаны с изменения функции жилого пространства и могут быть вызваны развитием семьи, изменением образа жизни, появлением новых потребностей, сменой обитателя жилища или предназначения здания;

- пространственное расширение и развитие – изменения размеров и площади жилища, вызванные ростом семьи или появлением новых потребностей в рабочем месте в жилище. Одним из средств расширения пространства являются, заложенные в проекте здания и его участка избыточные возможности. Это рациональные резервы пространства по высоте и площади, запасы конструктивной прочности, элементы крепления дополнительных конструкций, резервы инженерных систем. Расширение жилища может происходить путём настраивания или пристраивания к существующему объёму дополнительного. Однако для эффективного использования резервы (конструктивные, технологические, пространственные) необходимо интегрировать в структуру существующего объема, используя принцип функционального замещения. Например, не отапливаемая терраса или пространство для парковки автомобиля могут быть переоборудованы в отапливаемое пространство с иной функцией;

- объединение/разделение  жилых ячеек – деление и объединение жилых ячеек в различные конфигурации в процессе эксплуатации. Например, двухуровневое жилище для одной семьи впоследствии может стать жилищем для нескольких домохозяйств, находящихся в разных уровнях. Для этого на этапе проектирования должны быть предусмотрены автономные входы, подвод инженерных сетей и соответствующее оборудование для предполагаемого разделения;

- пространственная вариативность – наличие изначально множества вариантов использования жилого пространства в границах одного и того же планировочного и технического решения, дающее возможность каждому обитателю персонализировать свое жилое пространство без дополнительного переоборудования.  Может осуществляться за счёт:

функциональной  универсальности статичной пространственной конфигурации жилой ячейки и отдельных её пространств;

оперативной трансформации пространства - изменения конфигурации пространства, за счёт поворачивания и перемещении элементов стен, пола, которые в любой момент можно вернуть в первоначальную позицию;

многофункциональности единого пространства - интеграции различных функциональных процессов в едином недифференцированном пространстве. Членение пространства может осуществляться за счет элементов мебели и мобильных перегородок. Это позволяет обитателю самому формировать функциональную программу жилища. Многофункциональность пространства позволяет совмещать как жилые, так и не жилые функции (жилье-студия, жилье-ателье, жилье-офис, жилье-мастерская художника) (Приложение 4).

В третьей главе «Принципы формирования архитектуры адаптируемого жилища» определены приёмы и средства адаптации жилища, рассмотрены этапы и особенности процесса адаптации, сформулированы принципы формирования адаптируемого жилища, представлены результаты экспериментального проектирования.

Проведенные исследования позволили выявить основные архитектурно-планировочные и технические приемы и средства адаптации жилого пространства к изменениям в жизнедеятельности обитателя, обеспечивающие устойчивость и эффективность функционирования жилища во времени (Приложение 5).

Рассмотрен процесс  адаптации жилища с учётом степени вовлечения в него профессионального сообщества и обитателя. Условно процесс адаптации можно разделить на два этапа: до заселения обитателей (на этапе проектирования и строительства) и после заселения обитателей (в процессе эксплуатации).

На основе проведённой работы сформулированы основные принципы формирования адаптируемого жилища:

• Принцип дифференциации (конструктивной и эксплуатационной независимости  систем здания и их элементов). Конструктивные, инженерные системы здания, их элементы должны иметь различную степень конструктивной и технологической связанности между собой, позволяющей производить их обслуживание, совершенствование, демонтаж или замену, не затрагивая остальные. Чем меньше физический или моральный срок службы элемента, тем проще его замена. При этом элементы, определяющие основу функционирования жилища, должны иметь высокую степень надёжности. При рассмотрении пространственной системы жилища включающей «ядро» и «ткань» можно более детально рассмотреть каждую из этих частей. «Ядро» включает в себя как элементы стационарные (несущие конструкции, перекрытия, вводы инженерных сетей), так и элементы передвижные, трансформируемые, но имеющие длительный срок службы (например, трансформируемые перегородки). Элементы «ткани» здания можно разделить на относительно долговечные (например, конструктивные модульные сборно-разборные части перегородок, полов, перекрытий с возможностью повторного использования) и элементы, заменяемые частично или полностью, (например различные устройства инженерных систем водоснабжения и водоотведения). При этом один и тот же функциональный элемент здания может иметь и стационарную часть «ядра» с высокой степенью надёжности и обновляемую часть, относящуюся к «ткани». Должен быть обеспечен максимальный доступ к обновляемым элементам для их обслуживания модификации и замены профессионалами, либо самим обитателем;
• Принцип резервирования ресурсов (целесообразности резервирования пространственных и технологических ресурсов с учётом критерия устойчивости развития системы). Жилище как система должно быть открытым для развития, усложнения, насыщения новыми функциями. Для этого необходимо создание целесообразных избыточных возможностей элементов жилого здания (конструкций, инженерной инфраструктуры, пространства) с оценкой эффективности их последующего использования, а также разработкой стратегии последующего развития, так как каждое изменение в жилой ячейке не должно закрывать возможностей её дальнейшего развития). К избыточным возможностям, например, можно отнести: запас прочности несущих конструкций, дополнительные фундаменты в резервной зоне, запас мощности систем жизнеобеспечения (отопления, водоснабжения, электроснабжения и т.д.) и возможность их развития. В результате не отапливаемая терраса может при необходимости стать частью отапливаемого жилого объема, парковка превратиться в гараж или мастерскую, двухсветное пространство быть разделено на два уровня, большая жилая площадь разделена на несколько меньших, заложенные резервы технологических и конструктивных мощностей позволят установить дополнительное оборудование  и т.д.;
• Принцип вариативности (вариативности объёмно-планировочного решения, инженерных и конструктивных систем) При едином архитектурно-планировочном, технологическом решении может возникать множество сценариев использования. Принцип реализуется на двух уровнях: планировочном – осуществление различных функциональных процессов в заданных габаритах одного и того же пространства при неизменности общего архитектурно – планировочного решения, и технологическом – за счет использования модульных, унифицированных элементов конструктивных и инженерных систем. Так все инженерные системы должны отвечать требованию универсальности. Например, обеспечение доступа в сеть Интернет должно иметь множество точек подключения в пространстве всего жилища, элементы конструкции, перекрытия, перегородки, дверные и оконные проёмы, коммуникации должны соответствовать определённому модульному шагу, иметь универсальные системы крепежа и в результате давать множество вариантов конечного решения. Вариабельность планировочного решения может достигаться и за счёт трансформируемых, подвижных элементов, разделяющих пространство;
• Принцип регулируемой автономности. Принцип предполагает относительную технологическую, планировочную, конструктивную независимость жилища и его элементов от соседствующих жилых ячеек на различных уровнях, а также возможность менять степень автономности за счёт объединения либо разделения инженерных систем и пространств отдельных жилых ячеек. Каждая жилая ячейка должна быть относительно автономной (например, в блокированном жилище иметь индивидуальный вход, подъезд и стоянку). Необходимость ремонта и переоборудования в одной жилой ячейке не должна затрагивать соседние. Возможность изменять степень автономности на планировочном уровне, например, часть жилой ячейки может быть оборудована индивидуальным входом и отделена, либо наоборот две жилые ячейки объединены в одно жилище;
• Принцип интерактивного проектирования. Создание средств и инструментов, позволяющих включать обитателя в процесс проектирования. Такие инструменты могут основываться на методике параметрического моделирования и пользовательских программных интерактивных интерфейсах. Использование возможностей Интернета позволяет привлечь к виртуальному проектированию потенциальных пользователей и будущих обитателей, участвующих в принятии решений по пространственной организации и внешнему оформлению собственного жилища;
• Принцип непрерывности проектирования. Проектирование, строительство и эксплуатация жилого здания должны иметь прямые и обратные связи и представлять собой единый процесс. Для чего необходимо рассматривать проект жилища, как изменяемую виртуальную модель, позволяющую отображать все возможные изменения реального объекта. Это позволит смоделировать все вероятные изменения жилища в будущем и даст возможность на протяжении длительного времени осуществлять его “допроектирование” и модернизацию.