Строительная бионика, биоархитектура, метаболические и «умные» здания

Еще один довод в пользу «геометрической» архитектуры – человек. Немаловажную роль в проектировании играет социальный аспект – потребности городского населения. При восприятии архитектурного пространства человек активно реагирует  на форму пространств и заложенные образы. Основная часть населения  городов – это люди зрелого  и старшего возраста, у которых, во-первых, сложилось свое понимание образа городской среды, а, во-вторых, присутствует острая необходимость в структурированных  схемах при проектировании городского пространства с целью свободной  пространственной ориентации, причем, своя личная схема у них уже  выработана. Эта структурированность  подразумевает создание четких и  понятных форм, основанных на правильной геометрии форм, следовательно, основная часть населения городов тяготеет к «геометричности» новых архитектурных объектов.

Наряду  с материальным, созданным человеком  урбанизированным пространством миром  существует и естественный мир –  природа, сложившийся ландшафт, порой  играющий важную градообразующую и  смысловую роль. Природа – это единственная составляющая структуры города, которую никак нельзя назвать геометрически правильной. Именно эта «отдушина» и становится мотивом выбора бионической, биоморфной формы для  архитектуры, внедряемой в историческое, городское окружение. В этом случае природная составляющая, отраженная в объемно-пространственной композиции здания, заявляет о его значимости и доминирующей функции в городской структуре. Но существуют и другие решения, когда природная среда играет лишь роль фона, театральной площадки, на которой разворачиваются действия с участием человека и архитектуры – архитектурный объект, завязанный с ландшафтом местности, «отступает» также на задний план, пропуская вперед исторически ценные памятники архитектуры. Этот принцип также особо востребован и широко используется.

Бесспорно, что  природный компонент является немаловажным составляющим городского образа и порой  задает принцип проектирования, но не стоит забывать о том, что в  историческом, конкретно взятом городе, уже сформировался определенный подход к природе как к заполнению, дополнению и подчеркиванию архитектурного пространства города. В этом случае формообразование новых объектов ведется  на основе образов «главного» –  городской застройки, а не второстепенного  – природного.

Если обратиться к опыту признанных мастеров архитектуры, например, Заха Хадид и ее Музей искусств Ордрупгаард, возведенный в лесной гуще, или проект Музейного центра в Стоунхендже Дентона Коркера Маршалла, то можно пронаблюдать, как архитектор выделяет из окружения главное и работает с ним. Эти проекты имеют бионическую форму, так как создавались сугубо в природном окружении без наличия какой-либо застройки, этим и обоснованы концепции их архитектурного решения, планировок и подбора пластических форм и образов.

 

 

 

«Умные здания»

  Понятие «умный дом» было сформулировано  Институтом интеллектуального здания  в Вашингтоне в 1970-х годах:  «Здание, обеспечивающее продуктивное  и эффективное использование  рабочего пространства…»

  Умный дом (англ. digital home) — жилой автоматизированный дом современного типа, организованный для удобства проживания людей при помощи высокотехнологичных устройств. Под «умным домом» следует понимать систему, которая должна уметь распознавать конкретные ситуации, происходящие в здании, и соответствующим образом на них реагировать: одна из систем может управлять поведением других по заранее выработанным алгоритмам. Основной особенностью интеллектуального здания является объединение отдельных подсистем в единый управляемый комплекс. Важной особенностью и свойством "Умного дома" отличающим его от других способов организации жизненного пространства является то, что это наиболее прогрессивная концепция взаимодействия человека с жилым пространством, когда человек одной командой задает желаемую обстановку, а уже автоматика в соответствии с внешними и внутренними условиями задает и отслеживает режимы работы всех инженерных систем и электроприборов. В этом случае исключается необходимость пользоваться несколькими пультами при просмотре ТВ, десятками выключателей при управлении освещением, отдельными блоками при управлении вентиляционными и отопительными системами, системами видеонаблюдения и сигнализации, воротами и прочим. В доме оборудованном системой "Умный дом" достаточно одним нажатием на настенной клавише (или пульте ДУ, сенсорной панели и т. д.) выбрать один из сценариев. Дом сам настроит работу всех систем в соответствии с Вашим пожеланием, временем суток, Вашим положением в доме, погодой, внешней освещённостью и т. д. для обеспечения комфортного состояния внутри дома.

Бум "интеллектуализации" зданий катится по миру: Япония, США, Европа – в развитых странах "неумные" дома уже не строят. А возводят необыкновенно комфортные, ресурсосберегающие дворцы. Офисы и гостиницы, спортивные сооружения и промышленные предприятия, частные дома и квартиры — самые разные группы заказчиков пополняют перечень проектов по оснащению "интеллектом" зданий.

Первым  «интеллектуальным» зданием (ИЗ) в мире стал «Дом трона» японского профессора Кена Сакамуры в Токио, построенный в конце 1980-х годов. Датчики погоды открывали окна, когда дул свежий бриз, и включали кондиционер, когда становилось жарко; если радио играло слишком громко, окна автоматически закрывались, чтобы не потревожить соседей; если звонил телефон, компьютер снижал звук аудиосистемы, и так далее.

Спрос на ИЗ в мире возрастает, но, по оценкам экспертов, примеров по-настоящему «интеллектуальных» домов пока не так много. Новые объекты строительства обладают скорее лишь некоторыми элементами "интеллектуальности". Как таковой объект можно называть в полной мере «интеллектуальным» зданием, если в нем реализована комплексная интеграция около сорока инженерно-технологических систем.

Самым известным и дорогим на сегодня ($100 млн.) ИЗ стал дом, построенный в  США (Редмонд) для человека по имени Билл Гейтс, знаменитого создателя корпорации Microsoft. Это многоэтажная вилла, оснащенная самым "продвинутым" хай-тек оборудованием. В здании осуществляется компьютерный контроль и управление всем инженерным оборудованием, поддерживается оптимальный микроклимат в каждом помещении. При входе в жилище каждый посетитель получает специальный электронный значок, который обеспечивает подключение ко всем информационным службам дома. В дальнейшем этот значок сообщает датчикам, где находится гость, для того, чтобы дом смог выполнить все его пожелания. В темное время суток каждого сопровождает движущаяся световая волна, при этом, чем дальше светильник находится от человека, тем меньше его яркость.

Нажатием  кнопки пульта дистанционного управления или голосовой командой можно  в каждом помещении создавать  особое освещение, т.е. активизировать ту или иную группу светильников, соответствующую  настроению или ситуации. Все стены  оборудованы встроенными телевизионными экранами. С помощью того же универсального пульта управления на экраны выводятся  любые изображения из огромного  архива картин, видеозаписей, фильмов  и телепрограмм. По маршруту следования посетителя сопровождают видеопрограммы и музыка (в соответствии с выбором  гостя). Если посетитель не впервые  оказался в этом доме, система управления восстановит его предпочтения. Системы  автоматического управления климатом, освещением, телефонами и множеством других электронных устройств доведены до логического совершенства, но при  этом человек не становится «рабом»  электронного «мозга» своего дома, поскольку в любой момент может  вернуться к традиционному «ручному»  управлению — рядом с электронными панелями мирно уживаются и «старомодные»  выключатели.

Другие  самые известные «интеллектуальные» здания Америки — Рокфеллер Центр  и здание ООН в Нью-Йорке. Кроме  того, примечателен с этой точки  зрения Mall of America, самый крупный показательный торговый центр в США (Блумингтон, штат Миннесота), размещенный на территории 12 га. Общая эксплуатационная площадь здания около 500 000 кв.м. Система Infinity обслуживает около 1700 исполнительных контроллеров и четыре операторских поста. В задачи системы входит управление температурой и давлением воздуха в здании, управление освещением, уничтожение задымленности, контроль допуска, а также управление движением транспорта на огромной пристроенной автостоянке.

«Интеллектуальные здания». Тенденции и решения.

«Интеллектуальный дом» за счет унификации и построения единой среды обмена данными позволяет сократить эксплуатационные расходы, повысить надежность функционирования инженерных систем здания, снизить количество применяемого оборудования...

Основная сложность  при проектировании "интеллектуального  здания" состоит в объединении  отдельных подсистем различных  производителей в управляемый комплекс. Путем интеграции информации от эксплуатируемых  подсистем – климат-контроля, охранно-пожарной сигнализации, видеонаблюдения и контроля доступа, систем водоснабжения, электроснабжения, освещения и пр. – появляется возможность оперативно принимать верные решения и выполнять необходимые действия, связанные с эксплуатацией здания.

Комплекс автоматизации, диспетчеризации и безопасности объекта нежилого назначения "башня" (далее "комплекс") предназначен для  управления и контроля за работой оборудования основных инженерных систем, организации автоматизированного учета энергоресурсов, ведения архива технологических процессов инженерных систем и действий обслуживающего персонала. Комплекс позволяет путем непрерывного мониторинга параметров оборудования и обеспечения оперативного взаимодействия всех служб эксплуатации сократить эксплуатационные затраты, повысить надежность и безопасность функционирования основных инженерных систем, снизить количество применяемого оборудования за счет унификации и построения единой среды обмена данными систем контроля и управления.

Структурная схема  системы

Ее составляют на основе технического задания. Схема  содержит информацию о составе оборудования (контроллеры, датчики и исполнительные устройства) и способах его соединения (номер последовательного порта, адрес и пр.), применяемых на объекте.

Для каждого устройства следует задать уникальный (в пределах одного типа устройства) индекс. Этот индекс в дальнейшем будет представлять устройство в общей конфигурации оборудования. Для исполнительных устройств  номер индекса должен быть согласован (идентичен) с именем на схеме размещения исполнительного оборудования.

 

 
 
Рис. 1. Структурная схема системы  управления зданием

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы:

1. http://www.epochtimes.ru/content/view/32909/11/
2. http://ru.wikipedia.org/wiki/
3. «Архитектурная бионика» под редакцией Ю.С. Лебедева. Москва. Стройиздат. 1990г
4. Степанов А., Иванова Г., Нечаев Н. Архитектура и психология: Учеб. пособие для вузов.– М.: Стройиздат, 1993.– 295 с.
5. www.archi.ru