Evolution of approaches to the organization of Arctic capsule prefabricated housing
Evolution of approaches to the organization of Arctic capsule prefabricated housing
Abstract
The article is dedicated to the issue of development of Arctic capsule housing as a promising direction of prefabricated architecture of extreme conditions. The place of capsule housing in the structure of theoretical approaches as a modern developing typology of mobile fast-erected buildings is determined. The main trends in the development of Arctic capsule dwelling are identified: mobility and transformability, characteristic of the traditional nomadic way of life; eco-sustainable trend for the organization of capsule housing, developing within the paradigm of "green" construction; virtualization, associated with the digitalization of living space and the growth of artificial intelligence technologies, searching for innovative forms of capsule architecture. The materials of the article can be useful for further theoretical research dedicated to the improvement of technologies of prefabricated housing, and practical developments on the topic of minimal and capsule housing of extreme environments.
1. Введение
Экстремальные условия Арктики и огромный потенциал для освоения северных территорий с экономических, стратегических и технологических позиций ставят амбициозные задачи перед архитектурно-строительной отраслью, побуждая к пересмотру привычных методов организации быстровозводимых объектов.
Активный поиск объемно-планировочных, пространственных и средовых стратегий расселения в северных широтах производился в 50–80 гг. XX в.
и сопровождался появлением разнообразия экспериментальных проектов – от масштабных мегаструктур до быстровозводимых модульных исследовательских станций. Быстровозводимое строительство на Крайнем Севере было в полной мере задействовано в рамках мобильных вахтовых поселений для рабочих как эффективный и экономически целесообразный вариант временного расселения.В настоящее время быстровозводимые объекты могут быть включены в систему городского планирования для быстрого реагирования на колебания численности населения в регионе, а также использоваться в сфере арктического туризма
. В условиях климатических изменений, вызванных антропогенной нагрузкой и глобальным потеплением, быстровозводимые объекты могут предложить экстренные решения для размещения экологических беженцев . В связи с формированием научно-исследовательских кластеров в условиях Севера , необходимость в развитии новых типологий быстровозводимого жилища экстремальных условий будет возрастать.Капсульное жилище для северных широт входит в структуру существующих научных направлений мобильного жилища, основные принципы организации которого были изложены в трудах Н.А. Сапрыкиной, С.Б. Поморова, И.К. Хвыли, А.А. Гайдучени, А.В. Панфилова, Е.С. Астаховой. Совершенствование технологических методов строительства и возрастание требований к экоустойчивому проектированию жилой среды обуславливает расширение спектра быстровозводимых жилищ для Арктики. Капсульное быстровозводимое жилище может предоставить новые пути к организации компактной среды обитания в условиях экстремальных нагрузок высоких широт.
2. Номадическое жилище Севера: мобильность и трансформация
Выбор компактных типологий жилья укоренился в историко-культурном коде северных народов. Традиционные особенности быта предусматривали номадический образ жизни, связанный с частой сменой места пребывания, обусловленной миграцией биоресурсов. Неординарная мобильность издревле считалась свойством кочевых народов севера, позволяя осваивать пространства и двигаться в соответствии с сезонными колебаниями тундры.
В целом характер быта, переносимый на жилище Севера, отличает «трансформность» и «мобильность». Традиционное номадическое жилище – чум, обладает свойствами быстровозводимости в сборке, а также циклично трансформируемым интерьерным пространством (столовая – мастерская для выделки шкур – спальня). В качестве транспортного средства во время кочевий используются чукотские нарты, позволяющие перемещать предметы быта, конструкции чума и реликварий
.В настоящее время концепция номадического жилища Севера получает развитие в новейших разработках по теме быстровозводимого жилища, обогащаясь новыми технологическими компонентами и переосмысляя традиционные формы.
Капсульные мобильные жилища на салазках были разработаны архитектором Р. Суиром для эксплуатации на озере Умманнак в Гренландии. Каждое убежище может быть приведено в движение тягловым животным для перемещения по морскому льду. Утепленное укрытие вмещает 6 чел. и может использоваться для отдыха, приготовления пищи и сна. Формы капсулы повторяют базовые геометрические тела и вмещают интегрированные детали интерьера, такие как встроенные сидения и столешницы. Небольшие прозрачные иллюминаторы для обзора наружных панорам позволяют обозревать окружающий ландшафт, сохраняя внутреннее пространство защищенным от внешней среды.
Трансформация может быть заложена в структурных особенностях оболочки быстровозводимой капсулы. Архитекторы SAGA (Sebastian Aristotelis, Karl-Johan Sørensen) разработали проект капсульного жилища “LUNARK”, предназначаемого для использования в условиях низких температур и в космическом пространстве. В развернутом виде оболочка, построенная по принципу оригами, может быть увеличена в 7,5 раз. Экстерьерная обшивка выполнена из черного углеродного волокна, представляющего собой структурные панели с изоляционным слоем пенопласта. Углеродное волокно отличают легкость и прочность, необходимые для целостного возведения структуры. Панели соединены белой гибкой композитной резиной и закреплены на несущей алюминиевой раме
.
Рисунок 1 - "LUNARK" – трансформируемая капсула в форме оригами
Примечание: архитекторы SAGA; источник [18]
Капсульные убежища могут быть использованы в условиях экстренного развертывания в критических ситуациях, характерных для арктического климата, в качестве временной меры защиты от непогоды и осадков
. С этой целью применяются портативные (переносимые человеком) виды капсульных укрытий .Развертываемое убежище от холода для отдаленных арктических территорий было разработано дизайнерами Г. Глогау и С. Бэрретом в рамках конкурса Design Educates Awards 2022. Решетчатая складная оболочка убежища служит для захвата снега, который выступает в качестве естественного изолятора. Укрытия были размещены вдоль контрольно-пропускных пунктов и пешеходных троп и могут быть развернуты за несколько минут. Разница температур внутри убежища и снаружи составляет 37°C, в то время как в обычной палатке максимальная разница всего 13°C. Чтобы минимизировать отдачу тепла внутренняя сторона оболочки отделана майларом – пленкой на основе синтетического полиэфирного волокна.
Рисунок 2 - Развертываемое убежище для отдаленных арктических территорий
Примечание: дизайнеры Г. Глогау и С. Бэррет, 2022 г.; источник [19]
3. Линия капсульной экологической архитектуры Арктики
Зарождение направления экологических проектов Арктики связано с формированием проектно-исследовательских групп в 1950-1970-х гг., предлагавших экспериментальные жилые мегаструктуры, объединенные в «здании-моноблоке» с поддерживаемым внутренним климатом
. Уже тогда использовались характерные для экологического проектирования приемы, такие как учет аэродинамических свойств формы, ориентация помещений в соответствии с естественным освещением и ветровой нагрузкой, многофункциональность формируемого пространства, включение атриумных рекреационных пространств .Большинство подобных экспериментальных проектов-мегаструктур остались нереализованными, в частности ввиду необходимости привлечения колоссальных ресурсов для их воплощения. В настоящее время эти подходы, в частности, методы архитектора А.И. Шипкова, занимавшегося разработкой жилых комплексов-мегаструктур, переосмысляются в меньшем масштабе – для многоэтажных жилых домов на несколько секций с включением общих атриумов и развитой встроенной инфраструктуры
. В рамках учебного проектирования продолжаются и экспериментальные разработки по теме жилых объектов в экстремальной среде Арктики . В этой связи архитектурные объекты малого масштаба предоставляют достижимые позиции для реализации.Интерес к освоению космического пространства и значительные достижения научно-технического прогресса оказали влияние на формообразование футуристических форм архитектуры северных широт . Эстетические свойства архитектуры переносятся и на капсульное жилище.
Разработанная студией Lovegrove жилая капсула для эксплуатации в высокогорных условиях развивает концепцию дома «Футуро» 1968 г. архитектора М. Суурронена в современном ключе. Капсула имеет диаметр 8 м, изготовлена из акрила со светоотражающим покрытием и имеет непрерывное панорамное остекление. Электроэнергия обеспечивается маяками портативных электростанций, которые состоят из фотоэлектрических панелей в сочетании с вертикальной осью ветряной турбины.
Конкурсный проект Extreme Habitat Challenge’20 “Adaptive Cell” (A. Wojtynia, B. Walecki, K. Kosmowska) развивает идею биомиметической капсулы для различных экстремальных условий, включая Арктический ландшафт. Мембранная оболочка позволяет капсуле перемещаться в нестабильной среде, в том числе водной. Предполагается, что для изготовления капсулы будет разработан наноматериал, использующий принципы хитина и паутины, почерпнутые в природе.
Рисунок 3 - "Adaptive Cell" – биомиметическая капсула для экстремальных условий
Примечание: архитекторы A. Wojtynia, B. Walecki, K. Kosmowska; источник [20]
4. Поиски в сфере нематериального жилища высоких широт
В связи с развитием цифровых технологий в настоящее время пространство проектирования переносится и в нематериальную среду виртуальных взаимодействий. Этот процесс стимулирует появление новых форм пространственных структур на уровне градостроительных концепций
, а также виртуальных типологий жилища .В экспериментальном проектировании все чаще используются инструменты, задействующие возможности искусственного интеллекта, с целью поиска новых подходов к организации формы и пространства . Для проекта пневматических жилищ для экстремальных условий Севера, разработанном студией Les Others, тестирование формообразования проводилось инструментом Midjourney с помощью технологий искусственного интеллекта.
Переосмысляя наследие северных кочевых народов с применением современных методов проектирования на основе технологий искусственного интеллекта, дизайнер Y. Seong разработал серию архитектурных эскизов “Nuna”. Ресурсом для генерации формы служит естественная среда и быт коренных народов Канады – инуитов, характеристики северного ландшафта, народные промыслы и архитектура, культурные и религиозные традиции, зооморфные мотивы. Тем самым архитектура искусственного интеллекта аккумулирует все доступные сведения о материальной и нематериальной среде, относящейся к объекту проектирования, чтобы воплотить ее собирательный образ в новой форме.
Рисунок 4 - Эскизы виртуального жилища "Nuna", сгенерированные с помощью Midjourney
Примечание: архитектор Y. Seong; источник [19]
5. Заключение
Совершенствование и развитие новых типологий быстровозводимых жилищ для экстремальных условий Севера остается одной из важнейших задач архитектурной теории и практики в силу своего стратегического значения для освоения трудных для жизни территорий с суровым климатом. В настоящее время развиваются подходы мобильного и трансформативного капсульного жилища, характерные для традиционно номадического уклада жизни на Русском Севере. Наряду с ними, продолжают технологическое совершенствование эко-ориентированные подходы, задействующие устойчивые методы строительства. Прогрессивным трендом является разработка жилищ для экстремальных условий методами моделирования с применением технологий искусственного интеллекта в контексте фомирования архитектуры метавселенных.