Gyvosios tvarios architektūros laboratorijos Šveicarijoje

Gabrielė Šarkauskienė, Antanas Šarkauskas

Architektūros kokybės vystymo asociacija (AKVA) 2023 m. pavasarį organizuoja paskaitų ciklą „Naujasis Existenzminimum: architektūros kokybės klausimai“, skirtą minimalaus būsto kokybės klausimams aptarti. „ŠA atelier“ architektai skaitė paskaitą „Maža erdvė – didelis projektas“, kurioje ne tik aptarė iššūkius, su kuriais susiduria projektuodami, rastus sprendimus, bet ir pristatė šiais metais Šveicarijoje lankytas eksperimentines architektūros ir statybos laboratorijas. Šiame straipsnyje glaustai apžvelgsime, kas krito į akį ir galėtų būti taikoma Lietuvoje.

NEST centras

Pasaulinę architektūros ir statybos inovacijų plėtojimo lyderystę demonstruoja NEST – dviejų Šveicarijos tyrimų institucijų Empa ir Eawag modulinis mokslinių tyrimų ir inovacijų pastatas, atidarytas 2016 m. Diubendorfe (1 iliustr.). NEST glaudžiai bendradarbiauja su daugiau nei 150 partnerių iš mokslinių tyrimų, pramonės ir viešojo sektoriaus. Vienas pagrindinių tikslų – išbandyti, patobulinti ir įvesti tvarias inovacijas į statybų sektorių.

NEST pastatą sudaro centrinė šerdis ir trys atviros platformos, kuriose pagal „prijunkite ir žaiskite“ (angl. plug and play) principą laikinai įrengiami atskiri tyrimų ir inovacijų moduliai. (2 iliustr.). Jie išmontuojami, kai tik baigiasi tyrimų ir plėtros darbai, ir užleidžiama vietą naujiems. Kiekvienas modulis turi individualų fasadą ar tūrį, tad praeiviai mato, kokie moduliai šiuo metu bandomi centre.

NEST centre testuojamos ir tobulinamos naujos medžiagos, technologijos, gaminiai, jų pernaudojimo galimybės ir energijos koncepcijos. Gyvosios laboratorijos principu įrengtuose moduliuose gyvenama ir dirbama – naudotojų atsiliepimai teikia vertingų įžvalgų. Šiuo metu centre funkcionuoja keli moduliai, nagrinėjantys skirtingas temas: Vision Wood skirtas medienos savybėms praplėsti, HiLo – efektyviai įgyvendinti laisvą architektūrinę formą, UMAR – analizuoti statybos resursų ir perdirbimo galimybes, Dfab House – robotų ir 3D spausdintuvų naudojimui statybos sektoriuje, SolAce – papildomos energijos ir minimalaus CO₂ išskyrimo galimybėms analizuoti, Sprint – sparčiajai statybai, demontuojant ir pernaudojant, Step2 – atskiriems pastato elementams nagrinėti. Greitu metu prie NEST branduolio bus prijungtas dar vienas Drone Hub modulis, skirtas dronų naudojimui statybų ir statinių priežiūros srityse.

UMAR modulis

Modulis UMAR (The Urban Mining and Recycling) demonstruoja, kaip atsakingas požiūris į gamtos išteklių naudojimą gali derėti su patrauklia architektūrine forma. Jis įrengtas 2017 m., ir nuo tada čia gyvenama. (3 iliustr., 4 iliustr.). 

Projektas grindžiamas principu, kad visi pastato statybai reikalingi ištekliai turi būti pilnai pakartotinai naudojami, perdirbami arba kompostuojami. Užuot tik panaudojus ir vėliau pašalinus išteklius, jie tam tikram laikui „pasiskolinami“ iš savo techninių ir biologinių ciklų, o paskui vėl grąžinami į apyvartą. (5 iliustr.). Taikant tokį metodą, medžiagų pakartotinis pernaudojimas yra toks pat svarbus kaip ir jų perdarymas bei perdirbimas. UMAR modulis vienu metu veikia kaip medžiagų laboratorija ir laikina medžiagų saugykla.

Siekiant užtikrinti pernaudojimo principą, projektuojant visos medžiagos ir gaminiai turi būti atskiriami vienas nuo kito pagal tipą. Todėl kiekviena detalė, gaminys ir konstrukcija turi būti kritiškai įvertinta, o visos medžiagos instaliuojant negali būti susietos negrįžtamai. (6 iliustr., 7 iliustr.).

Kelios iš čia panaudotų medžiagų: perdirbto plastiko plokštės, perlydyto stiklo stalviršiai, plokštės iš smėlio ir miežių šiaudų pluošto mišinio, celiuliozės pluošto plokštės, džinsų pluošto užpildai pertvaroms, plokštės iš supresuotų sulčių tetrapakų, natūralus balto molio tinkas, plytos, pagamintos iš statybinių mineralinių atliekų. (8 iliustr.).

HiLo modulis

HiLo (High Performance – Low Emission) modulis veikia kaip susitikimų ir konferencijų erdvė. (9 iliustr.).Jame demonstruojamas betoninių konstrukcijų potencialas, kurį atveria skaitmeninės technologijos. Jomis siekiama sumažinti išmetamų teršalų kiekį, medžiagų ir energijos eikvojimą. (Modulio architektai: ROK Architekten, ETH Zurich Block Research Group).

Čia dėmesys tenka HiLo stogo dvigubai išlenktai betoninei daugiasluoksnei konstrukcijai, sudarytai iš dviejų plonų, tik penkių ir trijų centimetrų storio gelžbetonio sluoksnių, tarp kurių yra izoliacinė medžiaga. Sluoksniai sujungti plonų gniuždomųjų standžiųjų briaunų ir vertikalių tempimo strypų tinkleliu. Lengvai dviejų sluoksnių konstrukcijai tvirtumo teikia skliauto geometrija, tad stogas paremtas penkiomis atramomis ir uždengia 120 m² plotą. (10 iliustr., 11 iliustr.).

Kitas tokio stogo pranašumas – atsisakoma pagal užsakymą pagamintų klojinių, kurių gamyba yra brangi ir nuostolinga, tuščiai švaistomos medžiagos. Vietoj to HiLo stogo konstrukcija pastatyta naudojant lanksčius daugkartinius klojinius. Pagrindinę klojinio konstrukciją sudaro kabelių tinklas, įtemptas mediniame rėme. Virš tinklo ištempiama plona tekstilinė membrana, ant kurios galima lieti arba purkšti betoną. (12 iliustr., 13 iliustr., 14 iliustr., 15 iliustr., 16 iliustr., 17 iliustr.).

Dar vienas HiLo modulyje testuojamas elementas – išlengvintos perdangos. Tradicinės betoninės perdangų plokštės susideda iš storos betono dalies, kuri sutvirtinama dideliu kiekiu plieno, o čia medžiaga naudojama tik ten, kur jos konstrukciškai reikia – sekant jėgų srautą gniuždant ir tempiant. Ši sistema sutaupo daugiau nei 70 proc. betono ir 90 proc. armatūros plieno, palyginti su standartine gelžbetonio plokšte. Taip pat plokštėse integruotos šildymo, vėsinimo ir vėdinimo sistemos, tai dar labiau taupo statybų resursus. (18 iliustr.). 

HiLo išorėje ant vitrinų yra sumontuoti lengvi plonasluoksniai fotovoltiniai moduliai, kurie gali nuolat reaguoti į aplinką, keisti modulių orientaciją. Tuo pačiu metu moduliai naudojami siekiant kontroliuoti saulės energiją, patenkančią į statinio vidų, pasyviai šildyti arba sumažinti vėsinimo poreikį ir taip užtikrinti naudotojų komfortą. (19 iliustr., 20 iliustr.). Visa tai veikia pasitelkiant dirbtinio intelekto sistemų valdymo programą. 

Sprint modulis 

Inertiškas statybų sektorius, kintantys patalpų savininkai ar jų poreikiai generuoja didelį statybinių atliekų kiekį – būtina žiedinės ekonomikos principus integruoti į statybos sektorių. Kaip pakartotinai naudoti statybines medžiagas ar pastato elementus, Empa kartu su pramonės partneriais nagrinėja Sprint modulyje. Jo patalpose įrengtos laikinos kabinetus formuojančios pertvaros, kurios prireikus galėtų būti išardomos. Jos pagamintos iš nereikalingų periodinių mokslo leidinių, senos kiliminės dangos, atlikusių čerpių, žaliavų atraižų ir kt. (21 iliustr., 22 iliustr., 23 iliustr.)

Šis modulis rodo, kad pakartotinai panaudotos medžiagos jokiu būdu nėra kliūtis, o kūrybiškai interpretuotos prideda interjero elementams unikalumo.  

Modulio architektai: Zirkular GmbH

ETH Material Hub

EMPA NEST centro vienas pranašumų yra viešas prieinamumas ir informacijos pasiekiamumas. Kitas artimas ir viešai prieinamas architektūros kokybės vystymo taškas yra statybinių medžiagų biblioteka ETH Ciuricho universitete. Ji apima daugiau nei 2000 medžiagų pavyzdžių fizinėje ir suskaitmenintoje formose. (24 iliustr., 25 iliustr.). 

Susisteminta medžiaga skirta tyrimams ir mokymui, ją lydi specializuota literatūra. Ši informacija padeda priimti atsakingus sprendimus pilnai suvokiant medžiagos konstrukcines, technines savybes, matant jos realų vaizdą, liečiant paviršių ir žinant, kokį poveikį ji daro aplinkai (26 iliustr.).

Egzistencija architektūroje XXI a.

Galima teigti, kad XX a. pradžios egzistencinio minimumo architektūros sąvoka įgauna kitą reikšmę XXI amžiuje. Egzistencija išsiplečia nuo individo iki planetos gerovės. Minimumas tampa ne kiekiu, kurio pakanka poreikiams patenkinti, o klausimu, kaip galime mažiausiai pakenkti aplinkai. Mokslinių tyrimų centrai, tokie kaip NEST, vysto inovacijas ir stengiasi integruoti jas į rinką. Taip pat svarbus šių centrų atvirumas ir pasiekiamumas edukuojant architektus. Kompleksiškas architektūros kūrimo procesas įgavo dar vieną sluoksnį, tačiau tai nėra sąlyga slopinti meninę architektūros plėtotę. 

Paskaita skaityta Architektūros kokybės vystymo asociacijos kartu su partneriu „Statyba ir architektūra“ / sa.lt rengtame nuotolinių paskaitų cikle „Naujasis Existenzminimum: architektūros kokybės klausimai“, kurį finansuoja Lietuvos kultūros taryba. Paskaitą galima peržiūrėti čia:

Ciuriche, Šveicarijoje, įsikūrusių centrų EMPA „NEST“ ir ETH Zurich „Material Hub“ lankymas finansuotas Lietuvos kultūros tarybos mobilumo stipendijomis.

• Temos: Antanas Šarkauskas, Architektūros kokybė, Architektūros kokybės vystymo asociacija, Gabrielė Šarkauskienė