Глава 1. Общие сведения о Здании Мэри-Экс
Знаменитое здание Mary Ex (30 St Mary Axe), расположенное в деловом квартале Лондон-Сити, является визитной карточкой британской столицы и признанным шедевром современной архитектуры. Известное широкой публике как «Огурец» за характерную цилиндрическую форму, плавно сужающуюся к верхушке, здание было создано командой всемирно известного британского архитектора Нормана Фостера и официально открыто в декабре 2003 года.Своей формой и цветом сооружение вызвало резонанс в СМИ сразу после завершения строительства, заслуженно получив признание профессионалов и восхищение публики. Но особый интерес здание вызвало не столько благодаря внешней красоте, сколько внутренним особенностям: Мэри-Экс стал первым крупным коммерческим объектом Великобритании, ориентированным на высокие стандарты энергоэкономичности и экологичности.Высота башни составляет 180 метров, площадь — около 40 тыс. квадратных метров, а вместимость — до пяти тысяч человек. Особенность здания в том, что несмотря на внушительные размеры, оно смогло обеспечить сокращение ежегодного энергопотребления на 50 процентов по сравнению с обычными офисными объектами подобного типа.
Глава 2. Бионический дизайн: Вдохновение морской губкой
Главный источник вдохновения для авторов проекта оказался весьма неожиданным — это обычная морская губка (Euplectella aspergillum). Известно, что эти древние организмы, обитающие на дне океана, отличаются особенным типом конструкции: их структура состоит из тонких волокон, переплетенных особым образом, что придает ей невероятную прочность и эластичность. Это натолкнуло команду архитекторов на мысль применить аналогичные принципы при проектировании каркаса здания.Исследовав механику губок, специалисты разработали особую технологию каркаса, состоящего из легких металлических профилей, установленных под определенным углом и жестко закрепленных друг с другом. Получившаяся решетка напоминала сеть мелких треугольников, расположенных хаотичным образом. Эта хитрая сетка позволила снизить вес конструкции вдвое, сохранив при этом требуемую жесткость и надежность.Преимущество подобной схемы очевидно: нагрузка равномерно распределяется по всей структуре, устраняется опасность локальной концентрации напряжений, типичной для традиционных монолитных конструкций. Следовательно, меньше деформация и больший запас прочности. Более того, подобная решетка допускает эффективную установку систем кондиционирования и автоматизации прямо в саму стену, что позволяет избежать установки громоздкого дополнительного оборудования.
Глава 3. Форма здания и ее вклад в энергоэффективность
Формирующая эффект визуализации асимметрия конструкции Мэри-Экс оказывает непосредственное влияние на основные характеристики энергоэффективности. Одно из основных достоинств «Огурца» — это его способность к саморегулированию температурного режима без активного вмешательства механических систем. Верхняя часть здания сконструирована в виде усеченного конуса, расширяющегося книзу. Такое оформление создает эффект образования вертикальных воздушных потоков: холодный свежий воздух поступает снизу, поднимается кверху и выходит наружу через верхний край здания. Теплый воздух покидает помещение через вытяжные отверстия, расположенные ближе к потолку, заменяясь свежим воздухом с улицы. Благодаря этому достигается постоянное обновление воздушной среды без использования дорогостоящих кондиционеров. Кроме того, вся наружная стена сделана из особого двойного слоя закаленного стекла, пропускающего ультрафиолет и инфракрасные лучи, но задерживающего излишнее тепловое излучение. Высококачественный слой изоляции, нанесённый на внутреннюю поверхность стекла, поддерживает стабильную температуру в течение суток, что тоже заметно уменьшает нагрузку на системы кондиционирования.Наконец, важнейшую роль играют встроенные автоматизированные жалюзи, управляемые датчиками, реагирующими на перемещение Солнца. В зависимости от интенсивности солнечного излучения жалюзи самостоятельно открываются или закрываются, ограничивая попадание прямого солнечного света внутрь помещений и предотвращая перегрев офисов.
Глава 4. Ключевые технологии энергосбережения
Хотя дизайн здания сам по себе важен, большинство внимания сосредоточено на техниках, разработанных специально для повышения энергоэффективности. Вот ключевые моменты:Использование специальных стеклопакетов: Окна оборудованы специальной пленкой, удерживающей тепловой спектр света и предотвращающей потери тепла изнутри здания. Вместе с автоматической регулировкой затеняющих экранов это позволяет значительно сэкономить на отоплении и охлаждении помещений.
Встроенные солнечные батареи: Наружные стороны некоторых стен оснащены тонкопленочными фотоэлектрическими модулями, генерирующими электричество днем. Собранная электроэнергия используется для подсветки здания вечером, заряжает аккумуляторы для резервного электроснабжения и направляется в городские сети, компенсируя потребление энергии из централизованных сетей.
Рекуперация тепла: Установлены специальные теплообменники, извлекающие тепло из отработанного воздуха и направляющие его обратно в систему подогрева. То есть тепло, произведённое компьютерами, серверами и другой офисной техникой, снова возвращается в обогревательные контуры, снижая нагрузку на котельные и печи.
Водоснабжение и очистка: Для экономии пресной воды используются особые системы очистки и повторного использования ливневых и бытовых стоков. Отработанная вода собирается, очищается и вновь применяется для санитарных нужд, поливочного хозяйства и технических потребностей.
Глава 5. Экономия и практическое применение
Экономия энергии и экономия эксплуатационных расходов — главные причины успеха проекта. Исследования показали, что полное годовое потребление энергии Мэри-Экс ниже среднего показателя аналогичных коммерческих объектов в Англии примерно на 50%. Особенно интересно отметить, что стоимость обслуживания также снизилась примерно на треть по сравнению с традиционным офисным зданием.Расходы на отопление сократились на 40%, благодаря применению специальных утеплительных покрытий и грамотно организованной пассивной вентиляции. Затраты на электроэнергию уменьшились приблизительно на 60%, поскольку большая часть энергии вырабатывалась собственными средствами (солнечные панели, термодинамические модули).И наконец, обслуживание наружных систем также обходится дешевле, потому что многие процессы автоматизированы, а отдельные компоненты легко заменяются и ремонтируются.
Глава 6. Роль природы в архитектуре будущего
Бионический подход, использованный в Мэри-Экс, показал, что простое наблюдение за жизнью природы может подсказывать оригинальные пути для решения сложных проблем, стоящих перед архитекторами и инженерами XXI века. Проект знаменует начало эры бионически обоснованной архитектуры, базирующейся на изучении закономерностей живой природы и применении полученных выводов в дизайне городских зданий.Применение идей, почерпнутых из изучения морских губок, показало, что природа предлагает оптимальное соотношение прочности, надежности и экономической целесообразности. Аналогичные проекты начинают появляться в мегаполисах Европы и Америки, предлагая горожанам комфортные и экологичные пространства обитания и работы.Заключение
Здание Мэри-Экс в Лондоне стало знаковым проектом не только в архитектуре, но и в глобальном масштабе разработки новых стандартов зеленой экономики. Оно открыло новую эру бионического проектирования, заставив задуматься архитекторов и инженеров о необходимости внимательного отношения к богатствам, подаренным нам природой.Сегодня «Огурец» уверенно держит звание одного из лучших образцов архитектуры нового поколения, совмещая высокие технологии и рациональные решения, рожденные глубокой интуицией, основанной на наблюдениях за окружающим миром.