В архитектуре выбор материала давно перестал сводиться только к прочности. Как отмечается в материале ArchDaily, здание должно реагировать не на одну, а на целый набор переменных: тепло, свет, воздух и звук. При этом одни условия требуют защиты, другие — пропускания и контроля. Иногда важно удержать солнечное излучение, а иногда, наоборот, впустить дневной свет. Зимой может быть полезно сохранять тепло, а летом — снижать его накопление. Воздух должен свободно циркулировать, а звук — при необходимости поглощаться. Поэтому сама логика проектирования смещается от простого наращивания массы к более точному пониманию того, что именно должен делать строительный материал.
Масса не равна эффективности
Эта идея стала центральной в представлении категории 7TH MATERIAL, которую Serge Ferrari Architecture связывает прежде всего с техническими мембранами. Такой подход строится не вокруг количества материала, а вокруг его функций: фильтрации света, регулирования солнечных поступлений, организации воздушных потоков, акустической работы и совмещения нескольких задач в одной поверхности. Мембраны при этом не заменяют бетон, металл, камень или стекло, а дополняют их, выполняя иные функции. В этой логике ценность материала определяется не его «тяжестью», а тем, насколько эффективно он решает конкретную задачу в составе здания.
Nic Goldsmith, основатель Lightweight Structures Group в TYLin и автор книги Mass to Membrane, связывает этот подход с более широкой историей архитектуры. В рамках презентации он описал эту историю как «одну длинную попытку делать больше меньшими средствами», то есть переход от массивных конструкций к более легким способам ограждать пространство. По его словам, развитие новых систем материалов постоянно расширяло то, что архитекторы могут требовать от оболочки здания. При этом он подчеркивает, что этот процесс продолжается и сегодня: «Мы можем не знать точной формы мембран будущего. Направление ясно». 
Как свойства материала меняют форму
В тексте отдельно подчеркивается, что структурная устойчивость — лишь один из критериев эффективности здания. Оценка должна учитывать то, как в пространстве движутся свет, тепло, воздух и звук. Даже кровля может рассматриваться не только как несущая плоскость, но и как элемент, который создает тень, пропускает дневной свет, обеспечивает воздухообмен и со временем требует определенного объема ресурсов для своей работы. Поэтому важны не только толщина или масса, но и свойства поверхности, ее геометрия и связь с другими частями архитектурной системы.
Эту мысль иллюстрирует проект The Camp в Экс-ан-Провансе, спроектированный Corinne Vezzoni & Associés. Комплекс площадью 11 000 квадратных метров перекрыт примерно 7000 квадратными метрами мембраны, а часть зон движения под этим покрытием остается открытой воздуху. Поверхность фильтрует дневной свет, а двойная кривизна помогает одновременно обеспечить стабильность крыши, движение воздуха и сбор дождевой воды. В зависимости от конкретных условий проекта и одобрения по пожарной безопасности такая конфигурация также позволила обойтись без механической вентиляции и дымоудаления внутри этого объема. Здесь свойства и геометрия материала работают вместе, обеспечивая тень, освещенность, воздушный режим, устойчивость и сбор воды.
Похожая логика прослеживается в Hazza Bin Zayed Stadium в Аль-Айне, где команда BDP Pattern начала проектирование с условий жаркого сухого климата. Геометрию ограждения определила траектория солнца: западный консольный вынос длиной 40 метров затеняет поле и трибуны в 16:00 в дни матчей, а пористый фасад способствует циркуляции воздуха через оболочку. Перед тем как остановиться на финальном решении, команда построила на площадке полноразмерный прототип с тремя вариантами геометрии. В ходе разработки число типов панелей сократили со 320 до 86, что сделало производство возможным для местного изготовителя при приемлемой стоимости. Здесь климат, поведение материала, геометрия и технология изготовления сформировали один общий проектный вопрос.
Проектирование начинается раньше, чем кажется
Архитектор и вычислительный дизайнер Nick Tyrer формулирует этот принцип еще прямее: не стоит подбирать материал под уже заданную форму; материал и геометрия должны вместе искать форму в ответ на реальные условия места. В тексте он возвращается к той же позиции и по отношению к проектам, рассчитанным на разные сценарии — от ветровой нагрузки до солнечного климата и прибрежной среды: «Вы не задаете это. Вы проектируете вместе с этим». Иными словами, материал перестает быть финальным выбором на стадии отделки и становится активной частью формирования архитектуры.
Согласно подходу, который развивает Serge Ferrari, сравнивать решения следует не по количеству установленного материала в первый день, а по их «плотности производительности». В расчет включаются экранирование, дневное освещение, акустическая работа, структурные требования, углеродные показатели и дополнительные системы, которые нужны в течение жизненного цикла здания. Важно и то, что одно решение может сделать ненужными дополнительные слои, более тяжелые конструкции или увеличенную мощность инженерных систем. При этом авторы подчеркивают: единой стандартизированной метрики, которая бы сводила все эти параметры в одну цифру, пока не существует.
Чтобы показать сложность такого сравнения, в материале приводится моделирование офиса в Лионе. В конфигурации с остеклением Type D и автоматическими наружными солнцезащитными системами потребность в охлаждении снизилась с 60,2 до 29,8 кВт·ч/м² в год, а потребность в отоплении выросла с 11,4 до 13,4 кВт·ч/м² в год из-за уменьшения зимних солнечных поступлений. В итоге совокупная потребность в отоплении и охлаждении сократилась на 39,59%. Но этот результат относится именно к данной конфигурации, поэтому цифры всегда нужно читать вместе с условиями, которые их породили.
Наконец, в статье отдельно отмечается, что сравнение только по количеству материала на этапе монтажа не учитывает обслуживание, замену и конец жизненного цикла. В разрабатываемой методологии, связанной с 7TH MATERIAL, учитываются материалы и углерод, мобилизованные за весь анализируемый период, включая замены, а также дополнительные слои и системы, необходимые для обеспечения равнозначных функций. Для проектировщика это означает, что свойства материала — масса, светопропускание, сопротивление и другие параметры — следует рассматривать в контексте опор, соседних слоев, климата, режима эксплуатации и обслуживания. Итоговая производительность определяется тем, как материал работает вместе со всей архитектурной системой, а не тем, насколько он «тяжелый» или «прочный» сам по себе.
Источник: ArchDaily
