Книга «Гіперкуб
Для багатьох з тих, хто стежив за появою та подальшим розвитком проекту «Сколково», досі залишається загадкою: як, яким чином молодому архітектору Борису Бернасконі вдалося звести будинок лише через два з половиною роки після того, як у пресі прозвучало слово «інноград» »? Погодити робочу документацію тоді, коли міська рада Сколково була лише на початковому етапі формування? І зараз, коли на території більшості майбутніх «сколківських» кварталів тільки-но почали орудувати ескалатори, довести до фіналу будівництва ще одну інноваційну будівлю — комплекс Matrex з атріумом у вигляді матрьошки?
«Суперечки про створення середовища йдуть довго, результат невловимий, а зруйнувати його може будь-що. Кожна будівля може і має бути середовищем. Я вирішив зосередитися на цьому завданні. Коли решта будівель тільки-но почала проектуватися, Гіперкуб уже працював, приймав гостей і виконував усі функції, необхідні майбутньому інноваційному центру».
Що ж таке середовище «по Бернасконі»? У першому розділі, покликаному пояснити ідеологію проекту, архітектор говорить про необхідні властивості середовища, сприятливого для зародження та розвитку інноваційного центру: «Середовище має бути медійним — служити місцем зустрічі, транслювати образи і символи інноваційного центру, що виникає. Середовище має бути варіативним — будь-яким, змінювати функцію, структуру, зовнішній вигляд, трансформуватися, відповідаючи запитам, що змінюються. Середовище має бути абстрактним — ніяким, універсальним і безмасштабним, щоб не сперечатися з архітектурним контекстом, що формується».
Бернасконі готовий до перетворень — будь-яких: наприклад, він відразу зауважує, що «в одному зі сценаріїв подальшоговикористання Гіперкубу він стане кампусом університету, а також базою для університетських стартапів».
Ця здатність до трансформації, змінювати протягом свого життєвого циклу як оболонку, так і її функціональне наповнення, дозволяє архітектору говорити про Гіперкуб як про «будівлю, де час став четвертим просторовим виміром». Ідея підкріплена коміксом на тему оповідання американського фантаста Роберта Хайнлайна «Будинок чотирьох вимірів», в якому головний герой вірить у те, що можливо «поставити восьмикімнатний будинок на ділянці в одну кімнату», і це і буде «гіперкуб — його вісім кубів утворюють сторони чотирьох вимірах».
У оповіданні 1944 року гіперкуб виходить чимось зовсім фантастичним, однак і в Гіперкубі Бернасконі, безперечно, вдалося реалізувати цілу низку інноваційних рішень: архітектурних, інженерних. Деякі, як скло-хамелеон на нижньому поверсі, що змінює колір залежно від освітлення та кута зору, впадають у вічі і вже увійшли до анналів мережі Instagram. Інші вимагають докладних пояснень, оскільки їхня наочна демонстрація може ніколи і не відбутися: наприклад, система динамічної евакуації «Нитка Аріадни», яка не має аналогів у світі, із застосуванням технології «білого шуму».
Дійсно, описи ключових елементів Гіперкубу доповнюються короткими екскурсами в історію (про взаємодію архітектури та інсоляції, розвиток систем штучного клімату, використання бетону в будівництві) та порівняльним аналізом конструкцій та підходів, причому дуже схематичним та зрозумілим. Наприклад, відразу стає очевидним, що найближче рішення розподілу функціонального ядра до того, що запропонував Борис Бернасконі, — не в центральній частині будівлі, а на зовнішньому периметрі, — зустрічається в роботах Б'ярціІнгельса. А сходи, які були покликані стати привабливим громадським простором, що стимулює відмовитися від користування ліфтом і економити енергію, і справді набагато пологіші та зручніші, ніж у канонічних прикладах у Вітрувія, Палладіо чи в українських БНіПах.
Тим не менш, прагнення тотальної універсальності вилилося в те, що безліч моментів у книзі освітлені лише поверхово. Як поводиться вся ця складна високотехнологічна начинка у реальному житті? Якими є дійсні енергетичні витрати на експлуатацію Гіперкубу? Що в ньому відбувається зараз?
А поки що англомовний «Гіперкуб» лише у проекті, пропонуємо ознайомитися з невеликим уривком з української книги, присвяченим багаторівневій взаємодії будівлі із сонцем.
Тепловий контур. Прозора частина
Прозора частина теплового контуру, з одного боку, демонструє транспарентність та відкритість Гіперкубу, з іншого – сприяє енергозбереженню, зберігаючи тепло та пропускаючи сонячне світло. Конструкція прозорої частини теплого контуру є алюмінієвим стоячно-ригельним фасадом, виконаним на базі системи Schuco FW 50+.HI з підвищеною теплоізоляцією. Спеціальний HI-ізолятор та спінені вставки забезпечують системі високі теплоізоляційні характеристики. Конструкція розміщена у вигляді поверхових стрічок між плитами перекриття, що виступають за її площину.
Інженери AF розрахували комфортний рівень денного освітлення Гіперкуба з огляду на глибину приміщення та тип скління. При використанні скла максимальної світлопрозорості та глибини приміщення вище 9 метрів потрібне застосування додаткових світлових провідників. У Гіперкубі два такі поверхи.
Вибір стекол обумовлений необхідністю скоротититепловтрати та підвищити сонцезахист на західному та південному фасадах. На півночі та сході ми вибрали двокамерний склопакет із внутрішнім багатошаровим склом Stratobel із низькоемісійним склом Planibel Top N+ у складі. На західному та південному фасадах, де сонячна енергія більш агресивна, використаний двокамерний склопакет із зовнішнім багатошаровим склом Stratobel із мультифункціональним склом Stopray Neo у складі та внутрішнім багатошаровим склом Stratobel із низькоемісійним склом Planibel Top N+ у складі. Це скло поєднує високий рівень захисту від сонячного випромінювання влітку і високу теплоізоляцію взимку (все скло від компанії AGC — прим. ред.).
Інсоляція та архітектура. Історія взаємозв'язку (за матеріалами: Бунін А.В., Саварнеська Т.Ф., «Історія містобудівного мистецтва», Будвидав, 1979)
I століття до нашої ери Вітрувій описав взаємозв'язок архітектурної форми та «шляху Сонця»
1877 Британські вчені Артур Даунс та Томас Блан встановили бактерицидну дію сонячного світла
1904 Фірма W. Hanisch&Co розробила світловідбивач для покращення освітленості будинків Берліна під час різкого ущільнення та погіршення умови проживання в європейських містах
1916 У США вийшов закон, що обмежує висоту нових будівель з метою забезпечити природне освітлення вулиць
1920-ті Вальтер Гропіус зробив розрахунки, що визначають оптимальну відстань між будинками для рівномірного освітлення будинків нових кварталів
1925 Архітектори Огюстен Рей та Шарль Барт спільно з астрономом Жюстіном Піду визначили необхідність враховувати орієнтацію будинків для кращої інсоляції. Для Парижа вони встановили геліотермічну вісь, що відхилилася від меридіана на 19 градусів досходу
1954 У СРСР встановили норму інсоляції приміщень, що вимірюється в кількості годин потрапляння прямої сонячної радіації. Ця норма багато в чому визначила архітектурну форму - від глибини будівель до розміру вікон
2000 При реконструкції Потсдамської площі в Берліні використано світлові колодязі. За допомогою відбивачів вони передають денне світло у підземну частину площі
2002 В Австралії запатентували перший світлопровідний пристрій, що працює за принципом повного внутрішнього відбиття. По світловолокну світло передається на необмежену відстань.
Світловоди
Світлоуловлювачі розташовані на фасаді та покрівлі. Вони повертаються за Сонцем. Після фільтрації сонячне світло оптичним волокном потрапляє в ті частини будівлі, де неможливо забезпечити достатнє природне освітлення, сприяючи економії електроенергії. Світловоди практично не вимагають обслуговування.
Світловод складається з приймача-світлоуловлювача, фільтра, оптоволоконного кабелю і світильника, що розсіює. Спочатку сонячні промені потрапляють у світлоуловлювач, оснащений лінзами Френеля. Проходячи через фільтр, світло втрачає інфрачервону та ультрафіолетову радіацію, потім оптоволоконним кабелем він потрапляє всередину будівлі, зберігаючи спектр і інтенсивність. Одного зовнішнього пристрою достатньо для освітлення 30-40 кв. м приміщення.
Світловод обертається за сонцем подібно до соняшника. Поворот у плані можливий на 360 градусів, у перерізі – на 180 градусів світловим ліхтарям. Один світловод здатний передати світловий потік 5000 лм.
Сонячні батареї
Основна функція батарей – акумуляція енергії для системи технічного світла. Фотоелектричні модулі виготовлені за тонкоплівковоютехнології micromorph. Сонячне випромінювання, потрапляючи у плівку, перетворюється на електричну енергію. Вдень електрика накопичується в акумуляторах.
Кремнієву плівку нанесено на поверхню модулів методом напилення. Проста в монтажі, система перетворення сонячної енергії зроблена в Україні. Батареї працюють за принципом фотоелектричного ефекту, коли сонячні промені перетворюються на постійний електричний струм. Сонячні батареї забезпечують технічне освітлення Гіперкубу та паркування.