АССБуд → Архитектура → Текстура → Екоурбанізм. На сонячному боці землі

Екоурбанізм. На сонячному боці землі

За німецьким Фрайбургом міцно закріпилась назва «місто сонця», що вказує на використання сонячної енергії в урбаністичних масштабах. Алюзія на знамениту утопію Кампанели також не випадкова. Утопічне починання занепокоєного екологією архітектора перетворилося на містобудівний принцип, тим самим довівши, що утопії можуть втілитися в реальність.

Сонячна архітектура розквітла у Фрайбурзі з декількох причин. По-перше, йдеться про регіон на південному заході Німеччини, один із найсонячніших у країні. По-друге, саме тут виник потужний екологічний рух, поштовхом до якого стала багатотисячна протестна акція 1975 року проти будівництва в містечку Віль-на-Кайзерштулі ядерного реактора. Це стало першою в Німеччині успішною кампанію такого роду. Одразу потому розпочалася розробка енергетичних альтернатив. Вже наступного року в розташованому неподалік районі Брайзах відбулася перша виставка іноваційних проектів, пов‘язаних із сонячною енергією.

Серед вільських протестувальників був і Рольф Діш, архітектор, якому, не в останню чергу, Фрайбург зобов‘язаний своїм «зеленим» обличчям. Експерименти з відновлюваними джерелами енергії Діш почав з електромобілів, обладнаних фотогальванічними пластинами. Першу таку модель він презентував 1986 року у Фрайбурзі, а за рік переміг у швейцарському ралі Тур-де-Соль, одержавши титул чемпіона світу з гонок на «сонцемобілях». Того ж таки року Діш взяв участь в аналогічному австралійському ралі, маршрут якого пролягав від Дарвіна до Аделаїди. Наразі «сонцемобіль» lichtblick i знаходиться в одному з історичних музеїв Бонна.

Хатинка на курячих ніжках
1993 року Рольф Діш здійснив обладнання фотогальванічними пластинами стадіону футбольного клубу «Фрайбург», загальна площа якого склала 2200 м2, а наступного – добудував свій перший «Геліотроп». Це приватний будинок Діша, в якому він досі мешкає разом із сім‘єю. В мальовничих околицях Фрайбурга, серед сільських хатинок і виноградників, підноситься гібрид астрономічної обсерваторії та гранчака. Він вважається першим у світі будинком, який виробляє більше енергії, ніж споживає. Діш назвав цей принцип «плюс-енергією» і проголосив його «основним екологічним імперативом». На даху розташовано фотогальванічний пристрій із 60 монокристалічних кремнієвих модулів. Він поглинає сонячні промені й перетворює їх на електричний струм. За допомогою комп‘ютера власник будинку може слідкувати, скільки енергії було вироблено і витрачено. Залежно від пори року Геліотроп виробляє в 4-6 разів більше енергії, ніж споживає. Будинок структуровано навколо масивного стрижня, який обертає всю конструкцію навколо осі, щоб упіймати якомога більше сонця. Завдяки цьому з вікон відкривається щоразу інший краєвид. Самі вікна Діш проектує якомога більшими. Завдяки селективним властивостям віконного скла, яке пропускає короткі інфрачервоні сонячні промені краще за довгі, всередині приміщення створюється парниковий ефект. Діш попіклувався, аби його будинок не спричинив жодного впливу на навколишнє середовище, окрім естетичного. Дощова вода збирається і фільтрується для побутових потреб. Стічна вода очищується й потрапляє до ставку поза домом. Сміття переробляється на сухі дезодоровані суміші. Кажуть, що дружині архітектора доводиться обходитися без деяких зручностей, наприклад, без такої потрібної в господарстві морозильної камери, адже та поглинає забагато енергії. Дивний факт, зважаючи, що «Геліотроп» – втілення принципу «плюс-енергії».

Хай там як, але майже одразу потому, як було зведено перший «Геліотроп», Дішу запропонували створити другий – виставкову залу в Офенбурзі, і третій – стоматологічний центр у баварському Гільпольштайні. В планах архітектора – зреалізувати масштабніші варіанти цього проекту, такі як готель, адміністративні будівлі. (Все о экопоселениях).

Структура сонячного будинку біоморфна. «Геліотроп» Рольфа Діша поводить себе як соняшник, буквально обертаючись за сонцем, щоб забезпечити власний фотосинтез. Він стоїть на дерев‘яному стовбурі. Він включений до природнього колообігу, збираючи та використовуючи для своїх потреб дощову воду. Російський архітектор Павло Казанцев практично повністю ховає північну сторону будинку від вітру під дахом або навіть під землею, уподібнюючи будівлю до каміння, обліпленого мохом, або до зарослого пагорба. Південна ж сторона повністю відкривається сонцю – заскленими тришаровим склом стінами й вмонтованими у дах сонячними панелями. Ефективність сонячної системи можна збільшувати, нахиливши фотогальванічний дах під прямим кутом до випромінення літнього сонця, а також збільшивши його площу. Водночас влітку піддашшя захищатиме будинок від високого сонця. Щоб рівномірніше розподілити тепло, для природного освітлення приміщень залишають прозорою лише частину заскленої стіни – за рештою вікон можна розташувати пофарбовані в чорне панелі. На сонячному боці знаходяться житлові кімнати, а підсобні приміщення, наприклад, комори, слугують додатковим ізолюючим шаром на півночі. Як ведмідь, що наїдає собі сало перед зимовим анабіозом, солярний будинок нарощує термальний масив – грубі кам‘яні стіни, бетонну підлогу та каміни, – які всотуватимуть денне тепло, щоб протягом прохолодної ночі гріти цим запасом приміщення.

Район житлових електростанцій
Найбільше досягнення Діша на сьогодні – це цілий район у Фрайбурзі, що складається з багатоквартирних житлових будинків та комерційного центру. Будівництво так званого «Сонячного поселення» було розпочато 2000 і завершено 2004 року. Житловий сектор являє собою малоповерхові будинки на 59 квартир загальною площею 11 000 м2. Площа кожної квартири варіюється від 75 до 162 м2. Дев‘ять із 50 квартир – ексклюзивні триповерхові пентхауси, розташовані на даху комерційного центру («Сонячного корабля»). В житловому секторі задіяні спеціальні правила пересування. Практично всі вільні ділянки займають пішохідні зони та доріжки для велосипедів; забезпечено сполучення з громадським транспортом. Натомість у багатьох зонах заборонено пересуватись на автомобілях. Мешканців заохочують до практики carshare, тобто спільного користування автівками. Парковка для машин на 138 місць розташована на одному з підземних рівнів «Сонячного корабля».

Дерево – найважливіший матерал для солярної архітектури. Всі будинки Рольфа Діша збудовано з дерева, вкритого ізоляційним шаром завтовшки 35 мм. Щоб не з‘являвся грибок, на кожному поверсі встановлено вентилятор, який кожні 90 секунд випускає назовні тепле повітря. Будинки витримано в стилі функціонального модернізму. Чи не єдна їхня прикраса – фасади, пофарбовані в яскраві кольори. «Сонячний корабель» простягається на 125 метрів уздовж головного шляху й слугує звуковим бар‘єром для житлового поселення з іншого боку. Будівля налічує три поверхи, але північна секція складається з п‘ятьох, – тут знаходиться Екологічний інститут. На двох підземних рівнях розташовані склади та парковка.

Завдяки фотогальванічним дахам, кожен будинок являє собою міні-електростанцію. Кількість енергії залежить від розміру та нахилу покрівлі, а також освітленості з південного боку. Підрахунки, які ведуть мешканці поселення, свідчать, що їхні будинки виробляють в середньому втричі більше електроенергії, ніж споживають. Надлишок обертається для власника сонячного будинку прибутком. З 1999 року в Німеччині діє закон про субсидії стосовно поновлюваної енергії. Якщо вартість спожитої енергії для мешканця Фрайбурга становить менше 20 центів за 1 кВт/год, то здобута з сонячних променів енергія продається по 50 центів. Державна політика заохочує встановлювати сонячне обладнання на дахах, що вже зробили більш як мільйон німців. Загалом частка поновлюваної електроенергії в Німеччині складає близько 10%.

Плани із захоплення світу
Діш продовжує забудовувати місто. Наразі ведеться будівництво 43 будинків «Сонячного саду» у Мюнциґені, передмісті Фрайбурга. І це лише початок. Торік Діш заснував організацію 100% gmbh, чиєю метою є зробити Фрайбург першим у світі регіоном зі 100% поновлюваною енергією. Йдеться про реальні перспективи, адже місто давно здалося архітектору без бою. Більш того, нині воно є науковим та фінансовим центром сонячної електро-енергії. В 1996 році підприємець Ґеорґ Зальвамозер відкрив тут першу фабрику з виготовлення сонячних модулів. Тут діє Фраунгоферівський університет (iSe), який є найбільшим в Європі дослідницьким інститутом сонячної енергії. Тут також є науковий центр Solar info center (Sic), до складу якого входить безліч різнокалібрових фірм, що спеціалізуються на розробці та виготовленні геліосистем. За деякими підрахунками, зараз у Фрайбурзі в царині екологічної та сонячної економіки працюють понад 10 тис. людей. Саме місто торік офіційно оголосило себе «зеленим».

Прикметно, що Діш прагне вийти за межі практичного містобудування у сферу символів. Протягом восьмиста років головною прикрасою міста вважається Фрайбурзький мюнстер – готичний собор, головну башту якого мистецтвознавець Якоб Буркхардт назвав найкрасивішою баштою християнства. Рольф Діш пропонує звести новий символ Фрайбурга – «міст у сонячне майбутнє». Для цього протрібно накрити залізничний вокзал величезним фотоелектричним дахом, який становитиме найбільшу сонячну електростанцію міста.

Подальші плани Діша – встановити на трасах фотоелектричне обладнання. По цих трасах архітектор збирається дістатись усіх кутків Німеччини. 2008 року кожен мер всіх 11 000 німецьких міст отримав від Діша листа із закликом при плануванні нового району будувати сонячні будинки за проектами Діша. На пропозицію відгукнулись більш як 300 мерів. У Кьоніґсфельді, Шопфгаймі, Вайссазі, Нюремберзі, Кельні вже будуються житлові комплекси за принципами «плюс-енергії».

У липні 1996 року Рольф Діш добудував Центр для людей похилого віку в Еммедінґені. Споруди цього комплексу розташовано не в околицях, а ближче до центру міста, що, на думку архітектора, дозволить літнім людям не відчувати себе осторонь життя. Центр складається з 59 одно- та двокімнатних квартир, розміщених у трьох корпусах, і будиночка наглядача. Діш намагався поєднати приватність із можливістю комунікації. У кожній квартирі є кухня й ванна кімната, якою можуть користуватися й інваліди. Балкони побудовано на кшталт пасажів – більшість із них не відокремлені один від одного, що дає додаткову можливість для спілкування. До кожного помешкання веде окремий зовнішній вхід, не в останню чергу, для швидкого доступу медичної допомоги, якщо в цьому виникне раптова потреба. Окрім житлових помешкань, тут розташовано зали для групових занять, кімнати для гостей, лікувальні ванни, кав‘ярня й відділення банку. Розташування корпусів утворює внутрішнє подвір‘я – велике, щільно засаджене рослинністю патіо зі ставком посередині. У ставок збирається дощова вода, яку використовують для господарських потреб, наприклад, задля поливання квітів, кущів і дерев. Центр Бюрклє-Бляйге не є енергетично самодостатнім. Утім, сонячні панелі на дахах та чудова ізоляція (стіни зроблено з пінобетонних блоків 30 см завтовшки, які вкрито натуральним матеріалом на основі смоли ззовні та зсередини) дозволяють комплексу істотно заощадити на енергії.

Земні реалії сонячної системи
Швидкому поширенню сонячної архітектури заважає один чинник. В Німеччині, в умовах державного субсидування відновлюваної електроенергії будувати сонячні будинки вигідно, – але в багаторічній перспективі. Будинки у «Сонячному поселенні» Фрайбурга коштують значно дорожче за звичайні. За зізнанням їхніх мешканців, навіть заробляючи на продажі електроенергії, вартість будинку буде відшкодована лише за 15-20 років. Компанія Рольфа Діша використовує монокристалічні кремнієві фотоелементи, найефективніші та найнадійніші, але з високою собівартістю, яка майже наполовину складається з вартості кремнію. Ціни на фотоелементи знижуються повільно – протягом останніх 15 років в середньому на 4% на рік, хоча на тлі подорожчання нафти та газу, ця динаміка виглядає позитивнішою.

Окрім встановлення дорогих фотоелектричних елементів, існують засоби пасивного використання сонячної енергії. Важливу роль відіграє розташування вікон. Якщо йдеться про Північну півкулю, то якомога більше вікон мають виходити на південь, щоб пропускати більше сонячного світла взимку, і навпаки, зі східної й західної сторін вікон має бути щонайменше, аби приміщення не перегрівалися влітку. Зазвичай, південну стіну максимально витягують по висоті й повністю склять, тоді як північну – роблять «глухою». Економії енергії, необхідної для опалення, сприяє теплоізоляція – багатошарові стіни, тришарове засклення вікон, а також термальний масив – кам‘яні стіни, каміни, бетонна підлога, які вночі обігрівають приміщення теплом, накопиченим вдень. Мешканці «Сонячного поселення» у Фрайбурзі розповідають, що завдяки орієнтації будинків на південь і обміркованій теплоізоляції, навіть узимку, коли температура падає нижче нуля, немає потреби вмикати опалення. Пасивні сонячні системи набули популярності у повоєнних США через перебої з електроенергією.

Поодиноких будинків, які частково або повністю забезпечують себе сонячною електроенергією, у світі багато. Їх будують не лише в країнах з теплим і помірним кліматом, але й у таких регіонах, як Скандинавія, Канада, Аляска. Але наразі найактивніше впроваджує сонячну архітектуру в життя Німеччина, незважаючи на те, що сонце світить тут в середньому не більш як 1500 годин на рік.

У розвинутих країнах сонячна архітектура має всі шанси для розвитку, відколи Євросоюз та ООН взяли курс на підтримку екологічних проектів. Рольф Діш впевнений, що архітектура змінюватиметься в бік екологічності, і це відбуватиметься, починаючи з масштабів місцевих спільнот. Йдеться про стару ідею «міркувати глобально, діяти локально». А також про ще давнішу ідею Сократа, який вважав, що варто людині пояснити, де благо, вона чинитиме тільки благе. Діш стверджує, що будинок, побудований за принципом «плюс-енергії», автоматично слугуватиме моделлю й прикладом для наслідування. Міркуючи так само раціонально, як і Сократ, Діш не має сумніву, що продемонструвавши й довівши ефективність та екологічну користь сонячного будівництва, можна переконати всіх розумних людей жити в цих чудових теплицях, оздоблених блискучими дахами.