Klimato krizės akivaizdoje architektūra tampa nebe forma, o civilizacijos atsparumo strategija. Šiuolaikinės statybos sektorius atsidūrė kryžkelėje: globalios emisijos turi būti mažinamos radikaliai, tačiau miestai ir toliau plečiasi, didėja būsto poreikis, o statybų pramonė išlieka itin tarši.
Potsdamo universiteto proferosius dr. Juergenas Kroppas paskaitoje nagrinėja, kaip medinė architektūra, kartu su kitomis biomedžiagomis, gali prisidėti prie klimato kaitos sušvelninimo ir tapti alternatyva betonui bei plienui. Tačiau kartu kelia klausimus apie šių sprendimų ribas,išteklių prieinamumą, technologinį pasirengimą ir politines prielaidas.
Miestų ateitis: žali, policentriški ir kuriantys naują gyvenimo būdą
Kalbant apie klimato pokyčius ir Europą, yra trys svarbūs aspektai: viena, Arkties jūros ledas labai greitai tirpsta ir saulės spinduliavimas yra absorbuojamas vandens, t. y. Arkties vandenyno.
Kai jis šyla, Arkties vėjai tampa vis šiltesni, o tai taip pat didina ir pagreitina atšilimą virš Europos pusrutulio. Antra, tai iššaukia kitus padarinius, t. y. paradoksaliai to rezultatas gali būti, kad bent jau laikinai susidursime su itin šaltomis žiemomis; mat, šiltėjantis vanduo veikia Atlanto meridianinę cirkuliaciją (kitaip, Atlanto paviršinių ir giliavandenių srovių sistemą) – ji ima lėtėti, dėl ko ilgainiui Golfo srovė nebeplukdys savo šiltų vandenų link Europos krantų ir mes imsime šalti.
Trečias dalykas – šie pokyčiai sukuria tokį reiškinį kaip atmosferos blokadą, kai atmosferos srautai (vėjai) tampa labai lėti arba užsistovi, susidarant dideliam aukšto slėgio laukui (anticiklonui), kuris užblokuoja įprastą Vakarų-Rytų judėjimą, todėl orai (karštis, šaltis, sausra, lietus) gali užsibūti toje pačioje vietoje savaites ar net mėnesius, sukeldami tokias ekstremalias sąlygas, kaip karščio bangas, ilgalaikes sausras ar nesibaigiančias liūtis.
Aukštutinės atmosferos greitosios oro srovės – stiprūs vėjai aukštai atmosferoje, judantys iš vakarų į rytus. Dėl (dažniausiai – anticiklonų) blokados tam tikrame regione ilgam nusistovi stabilūs orai – žiemą tai gali būti ilgalaikiai šalčiai, o vasarą – sausi ir šilti orai. NASA.
Visi šie ekstremalūs reiškiniai kelia grėsmę mūsų infrastruktūrai, ypač miestų infrastruktūrai. Tarkime, atmosferos blokavimo padariniai: viena vertus, atmosferiniai vėjai su nešamomis klimatinėmis sąlygomis užsistovi vienoje vietoje, kita vertus, gana tolygus vėjas ima judėti sinusoidėmis, kurių „liežuviai“ nutįsta neįtikėtinai toli į pietus.
Pamenate, 2021 m. karščio bangą Britų Kolumbijoje, kam jie visiškai nesiruošė ir buvo nemažai žuvusiųjų nuo šio karščio?
Todėl turime pasiruošti, pavyzdžiui, įrengti ar parinkti vietas, į kurias atsivėsinimui galėtų rinktis vyresnio amžiaus ar jaunesni žmonės miestuose, kenčiantys nuo karščio išsekimo.
Pasak J. Kroppo, Potsdamo universitetas atliko nuodugnią daugiau nei 4500 miestų visoje Europoje analizę. Mokslininkai detaliai išnagrinėjo miestų planavimą ir miestų sistemų formą. Ir nustatė, kad miestų forma ir šilumos salos yra glaudžiai tarpusavyje susijusios.
Tai akivaizdu iš Berlyno miesto modeliavimo tyrimo: mokslininkai sukūrė pastovią miesto oro sąlygų situaciją, bet tada pakeitė užstatytos teritorijos tankumą, pastatų aukštį, miesto dydį ir atstumą tarp urbanistinių konglomeratų, įvedant pažangias statybines medžiagas.
Tyrimas parodė, kad policentrinė miesto struktūra daug efektyviau mažina urbanistinės aplinkos perkaitimą. Vadinasi, laisvo užstatymo miesto planavimas, kuris tarsi prieštarauja dominuojančiai tendencijai tankinti miestus, iš tiesų atneša daugiau naudos, kuria mums visiems sveikesnę aplinką.
Berlyno miesto modeliavimo tyrimas. I eilutėje rodoma esama padėtis, antroje – Berlyno urbanistinis modelis, kai užstatymo tūris 50 proc. sumažintas, III – modelis, kai užstatymo tūris padidintas 50 proc.
Pasak lektoriaus, todėl reikia kalbėti apie postmodernių miestų vizijas: ne betono džiungles, o žaliąsias, biologiškai integruotas erdves. Daug kur Europoje miestai jau žaliuoja, nes žmonės nori gryno oro, daugiau viešosios erdvės gyvenimui, atsisako automobiliais užgrūstų gatvių, transporto spūsčių.
Kartu J. Kroppas primena, kad ne kiekvienas sprendimas tinka visur: vandens telkinys viename rajone gali pagerinti mikroklimatą, bet pabloginti kaimyninio rajono vėdinimą. Tai — dažnai pamirštamas urbanistinis konfliktas. Tvarus miestas reikalauja efektyvios elektrinės transporto sistemos, „tik tiek, kiek būtina“ užstatymo tankio, „policentrizmo“ vietoje tankinimo, žaliųjų infrastruktūrų, veikiančių kaip miesto klimato reguliatoriai.
„Nebegalime gyventi toliau, kaip gyvenome iki šiol“, – sako jis. Prognozuojama, kad statybos sektoriaus CO2 pėdsakas pasauliniu mastu iki 2050 metų padvigubės. Jeigu tęstume dabartinį „įprastos veiklos“ scenarijų, globali temperatūra iki 2100 m. pakiltų 4 °C ar daugiau.
Alternatyva — vadinamos neigiamų emisijų didinimas. Kaip tai daryti? Neigiamosios emisijos gali būti didinamos stiprinant natūralius procesus, pavyzdžiui, sodinant medžius, arba pasitelkiant technologinius sprendimus, tokius kaip tiesioginis CO₂ surinkimas iš oro (Direct Air Capture).
Tačiau čia ir slypi esminis klausimas: iš kur paimsime tokias neigiamas emisijas statybos sektoriuje? Vienas iš praktinių būdų — biogeninių medžiagų naudojimas statybose, nes mediena gali būti ne tik tarnauja medžiaga, bet ir CO2 „saugykla“.
Kodėl mediena? Atsparumo ir CO2 „užrakinimo“ potencialas
„Forté“ pastatas Melburne (Australijoje) – kai buvo baigtas statyti 2012 m., buvo aukščiausias pasaulyje CLT* pastatas timberbuildingspecialists.co.uk / Victoria Harbour nuotr.
Mediniai pastatai gali veikti kaip ilgalaikiai CO2 „sandėliai“, nes joje sukaupta CO2 lieka konstrukcijoje. Be to, mediniai pastatai sukuria malonų vidaus mikroklimatą ir patogią gyvenamąją aplinką.
„Forté“ pastatas Melburne – medinės konstrukcijos ir vidaus apdaila sukuria komfortišką vidaus mikroklimatą. timberbuildingspecialists.co.uk / Victoria Harbour nuotr.
Visame pasaulyje išgarsėjo „Forté“ pastatas Melburne (Australijoje) – kai buvo baigtas statyti 2012 m., buvo aukščiausias pasaulyje CLT* pastatas, pastatytas iš medienos (32,3 metro).
Tačiau garsus jis ir dėl CO2 „užrakinimo“ efektyvumo: daugiabučio statybos CO2 pėdsaką apskaičiavę mokslininkai palygino duomenis su analogiško dydžio betoninio statinio duomenimis: paaiškėjo, kad mediniame pastate sukaupta apie 770 t CO₂, o absoliutus skirtumas tarp dviejų variantų yra 1 600 t CO₂! Tai reiškia, kad buvo sumažinta 0,5 t CO₂ vienam kvadratiniam metrui!
Kiti pavyzdžiai (Švedija, Austrija, Vokietija) rodo panašias CO2 „užrakinimo“ efektyvumo tendencijas.
Tačiau reikia turėti omeny, kad realų poveikį galima įvertinti tik įtraukiant visos tiekimo grandinės emisijas ir medžiagų gamybos nuostolius: jei mediena gabenama iš kito pasaulio krašto, rezultatas bus žymiai menkesnis.
Daug kur, Lietuvoje taip pat, dar vengiama naudoti medieną daugiabučiuose pastatuose dėl saugumo. Atlikti tyrimai rodo, kad CLT konstrukcijos (CLT pastatas (angl. Cross-Laminated Timber) yra statinys, statomas iš kryžmai klijuotos masyvios medienos (CLT) plokščių) gali atlaikyti iki trijų valandų gaisro trukmę.
„Turėkite omeny, kad ugniai atspari konstrukcija nebūtinai turi nesudegti – ji turi suteikti pakankamai laiko žmonėms evakuotis, – aiškina J. Kroppas. – Trys valandos yra pakankamas laikas, ir tai prilygsta tradicinių konstrukcijų atsparumui.“ Be to, mediniai pastatai pasižymi mažesniu šilumos laidumu, todėl įkaista lėčiau.
Drąsos įkvepia 2019 m. Norvegijos Brumunddalio mieste, šalia Mjøsa ežero, baigtas statyti „Mjøstårnet“ – įspūdingas 18 aukštų daugiafunkcis pastatas, užimantis 16 500 kvadratinių metrų plotą. Jame įrengti butai, biurai, viešbutis, restoranas ir vidaus baseinas. Įspūdingas ir jo aukštis – 85,4 metro. Jį statant, dėmesys buvo telktas, kad būtų naudojami vietiniai ištekliai, tiekėjai ir tvarios medžiagos. Architektūros profesionalai jį giria ir dėl darnaus santykio su vieta, gamtines aplinka.
„Mjøstårnet“ medinis daugiaaukštis. 2019, autoriai Voll Architects / Øystein Elgsaas. Nina Rundsveen nuotr.
Lietuvoje gal mažiau aktualus yra seisminio atsparumo kausimas, tad trumpai paminėsiu, kad šiuolaikiniai eksperimentai įrodo ir medinių statinių seisminį atsparumą. Pavyzdžiui, Kalifornijos universitete San Diege buvo pastatytas 10 aukštų medinis pastatas ir testuotas iki 6,7 balo pagal Richterį (Northridge masto) – konstrukcija nepatyrė žalos.
Maža to, Kinijoje pastatyta Uždraustojo miesto salės replikabuvo išbandyta iki 10,1 balo, ir vėl konstrukcija išliko stabili dėl lanksčių sujungimų, leidžiančių pastatui judėti kartu su gruntu. Tai liudija medinių pastatų pranašumą prieš betoninius statinius.
Tačiau, primena profesorius, svarbu išlaikyti pusiausvyrą naudojant medieną statyboje, elgtis tausojančiai, naudojami vietiniaiištekliai, tam būtina užtikrinti griežtą sertifikavimą, kilmės atsekamumą, išteklių naudojimą pagal vietos ekosistemų talpą.
Ateities kryptys: ciklinė statyba,tarpinės technologijasir medžiagų pasai
Pagrindinė statybos sektoriaus kryptis turi keistis: nuo „paimk–pagamink–išmesk“ sistemos prie ciklinės statybos. Vakarų šalyse vis gajesnė mintis, kad esamų pastatų griovimas turi būti išimtis, o ne taisyklė. Anot J. Kroppo, ši logika gali būti taikoma bet kuriam pastatui. Rezultatas sėkmingas keliais aspektais: mažesnis CO₂ pėdsakas ir lankstesni, perkelti ar perkonfigūruoti pastatai. Tokie sprendimai — ne tik tvarūs, bet ir lankstūs.
Tai – vienas intensyviausiai diskutuojamų klausimų statybų sektoriuje. Profesorius pabrėžia, kad norint efektyviai mažinti emisijas, nereikia vien „aukštųjų technologijų“.
Autorius pabrėžia, kad statybų pramonei nereikia vien aukštųjų technologijų – reikia išmintingo tradicijų ir inovacijų sujungimo: vietoj beatodairiško aukštųjų technologijų diegimo reikėtų mums gręžtis į tarpines technologijas (angl. middle tech) – sprendimus, kurie remiasi istorine patirtimi, bet pasitelkia šiuolaikinius skaitmeninius ir gamybinius įrankius.
„Tarpinės technologijos – tai tradicinių žinių ir medžiagų (šiaudų, molio, medienos statyba), skaitmeninių dvynių, automatizuotos gamybos, ciklinės bioekonomikos sintezė“, – vardija jis.
Tad įvairiose šalyse bandoma eksperimentuoti, pasitelkiant tradicinės architektūros sprendimus bei statybines medžiagas. Vieni stengiasi įdiegti „Lego“ tipo sistemą iš pažeistos medienos ir plytų („Trick Brick“), kas būtų visai racionalus atsakas į klimato kaitos sukeltą miškų nykimą.
Kiti stato daugiabučius iš – molio, šiaudų, kalkių ir medienos derinio. Toks yra Luenburgo kooperatinis daugiabutis Šiaurės Vokietijoje.
Čia žmonių grupė susibūrė į asociaciją, norėdama pastatyti tvarų namą. Didžiausias iššūkis buvo visų šių skirtingų medžiagų suderinimas, nes jų savybės iš esmės skiriasi nuo įprastų statybinių medžiagų, ypač kai bandai jas visas integruoti į vieną konstrukciją.: keturių aukštų namo medinis karkasas užpildytas šiaudais, sienos tiek iš vidaus, tiek iš išorės dailintos 3 cm storio molio tinku, iš išorės dar apkaltos medžiu arba tinkuotos kalkiniu tinku.
Dar vienas sėkmės pavyzdys, kai senojo statinio nenugriovė, o paliko stovėti – Berrlyno zoologijos sodo administracijos pastatas. Šis VDR laikotarpio tipinės statybos pastatas, pastatytas XX a. 7-ajame dešimtmetyje, keletą metų stovėjo nenaudojamas dėl nepriimtinų darbo sąlygų: skersvėjų, perkaitimo ir vadinamojo spindulinio šalčio, ir jau ketinta jį griauti.
Tačiau pavyko jį išsaugoti ir prikelti naujam gyvenimui, pasitelkus medinius skydinius modulius, apšiltintus celiulioze, ir tai padėjo išsaugoti pirminio statybos etapo laikančiąją karkasinę struktūrą (rekonstrukciją porjektavo ZRS Architekten GvA mbH).
Pasak J. Kroppo, Azijoje puiki alternatyva betono statiniams galėtų būti statyba iš bambuko, kuris pasižymi ir kaip greitai augantis išteklius.
Aišku, naujos prieigos reikalauja ir naujų sprendimų, pradedant naujomis sertifikavimo formomis, skaitmeniniais medžiagų pasais (galbūt blockchain principu), galimybe tiksliai identifikuoti statybos konstrukcijų kilmę ir jų technines savybes, baigiant efektyvesniais medžiagų atkūrimo ir pernaudojimo metodais. Nes pati savaime medinė architektūra nėra panacėja: ištekliai riboti, todėl būtina jų tvari vadyba, inovatyvūs metodai ir politinė valia.
Nauja statybos kultūra: tradicijų išmintis ir modernios technologijos
Ne pirmą dešimtmetį su Potsdamo universiteto kolegomis įvairius miestų ateities aspektus tyrinėjantis J. Kroppas prognozuoja kertinius ateities statybos principus:
statyba turi tapti cikline, o ne linijine,
technologijos turi remtis per šimtmečius sukaupta išmintimi – middle tech požiūriu,
ne griaunanti, o pernaudojanti,
pritaikyta miestų žalinimui ir mikroklimato gerinimui,
atspari klimato kaitai, seisminiams poveikiams ir energetinėms transformacijoms,
reikia skaidrios medžiagų kilmės sekos ir išmanių sertifikavimo sistemų,
inovacijos turi būti pagrįstos regioniniais ištekliais ir socialiniu atsakingumu.
Vienas miesto žalinimui dedikuotų projektų įgyvendintas Singapūre – WOHA Architects 2013 m. sukūrė Parkroyal viešbutį, kurio visi balkonai gausiai apželdinti žolynais ir medžiais, o šiltas klimatas užtikrina jų vešėjimą.
Juergeno Kroppo paskaita atskleidžia architektūros ir urbanistikos transformaciją: nuo industrinės logikos pereiname prie biosferos pagrindu veikiančios statybos kultūros, kurioje kiekvienas sprendimas įvertinamas pagal jo poveikį klimatui, medžiagų ciklams ir miestų ateičiai.
„Turime šimtmečių patirties dirbant su biomedžiagomis, technologijas šią patirtį išplėsti, ir gyvename klimato krizės akivaizdoje, kas verčia keisti statybos logiką“, – reziumuoja profesorius dr. Juergenas Kroppas.
Straipsnis parengtas remiantis klimatologo, Potsdamo universiteto profesoriaus dr. Jürgeno P. Kroppo paskaita „Designing Cities for a Safe Climate“ („Miestų kūrimas saugiam klimatui užtikrinti“). Paskaita skaityta Architektūros kokybės vystymo asociacijos kartu su partneriu „Statyba ir architektūra” / sa.lt rengtame nuotolinių paskaitų cikle „Miestų atsparumas“, kurį finansavo Lietuvos kultūros taryba ir UAB „ACO Nordic”. Paskaitą galima peržiūrėti čia: https://youtu.be/waQPUjRXpxw
