Революция в доступном жилье: экологически безопасное решение на базе искусственного интеллекта в рамках проекта «Феникс»
Глобальный жилищный кризис порождает широкий спектр проблем: от тех, кто оказался бездомным, до реалий миллионов людей, которые сталкиваются с недоступными жилищными условиями, перенаселенностью и чрезмерно высокой арендной платой. Для решения этой проблемы необходима политическая воля, союз государства и частных компаний, а также инновационные решения, которые отдают приоритет доступности, устойчивости и правительственным механизмам, обеспечивающим функционирование системы. Однако среди всех этих факторов одно можно сказать наверняка: нам необходимо масштабное строительство в будущем, чтобы улучшить жилищную ситуацию. Внедрение эффективных методов строительства, таких как сборное и модульное строительство, может ускорить создание доступного жилья, сокращая затраты и сроки строительства. Внедрение методов зеленого строительства, таких как использование переработанных материалов и проектирование энергоэффективных конструкций, не только способствует устойчивости, но и сводит к минимуму долгосрочные эксплуатационные расходы жителей.
Важно иметь примеры успешных инициатив и решений, позволяющих поднять планку качества и инноваций жилищных проектов. Одним из таких примеров, реализованных совместными усилиями, является проект «Феникс», который представляет собой маяк надежды на будущее устойчивого, доступного и быстрого строительства. Он будет состоять из 316 доступных и экологически чистых домов, построенных примерно в два раза с меньшими затратами, временем и выбросами углекислого газа, чем типичное многоквартирное здание в районе залива Сан-Франциско. Он расположен в самом сердце Западного Окленда, штат Калифорния, где пустая бетонная плита площадью 5 акров, примыкающая к автостраде, стояла заброшенной вот уже почти три десятилетия.
Если на первый взгляд проект кажется традиционным комплексом с устойчивыми характеристиками – со среднеэтажными объемами вокруг центрального, обсаженного деревьями внутреннего двора – то только когда мы углубимся в процесс проектирования, мы поймем, почему он является революционным. Работа велась совместно на каждом этапе, от концепции до реализации, с участием MBH Architects, Factory_OS, Kreysler & Associates, Brightworks Sustainability и Ecovative, а также с помощью Autodesk и ее набора инструментов проектирования. Мы поговорили с Дэвидом Бенджамином, директором по перспективам отрасли AEC в Autodesk, и Томасом ВанХареном, главным операционным директором Ecovative, чтобы получить ценную информацию об этой новаторской инициативе.
Формирование будущего посредством осознанного дизайна
Дэвид Бенджамин, чья работа сосредоточена на изучении инноваций для возможного будущего и развитии партнерских отношений и прототипов, начинает с объяснения, что проект представляет собой инновационный подход, использующий искусственный интеллект и Forma для упрощения многих сложностей проектирования. Некоторые из этих упрощений включали сокращение времени создания первоначального пакета дизайна с двух недель до шести часов и содействие более быстрой сдаче жилья, одновременно обеспечивая большую креативность и проектирование, ориентированное на удобства для жителей и сообщества.
Программное обеспечение, такое как Revit и Construction Cloud, способствовало непрерывному потоку данных от концептуального проектирования до строительства, используя многократно используемую интеллектуальную систему проектирования для сборных жилых домов, что позволяет избежать задержек и обеспечить эффективное отслеживание прогресса как на заводе, так и на строительной площадке. Платформа Autodesk Design and Make также служит цифровой нитью, которая соединяет проектные команды и данные на этапах проектирования и строительства, что является важным компонентом успеха The Phoenix.
Phoenix — это демонстрационный образец, который можно использовать в будущих проектах. Рабочий процесс программного обеспечения и его преимущества могут быть применены к другим проектам доступного жилья, а также к другим типам зданий, таким как фабрики, лаборатории и офисы. Новая фасадная система представляет собой «простую технологию», которая соответствует современным строительным нормам и практике строительства. Его можно использовать для других проектов в Калифорнии и во многих частях мира. Сейчас настало время масштабироваться. — Дэвид Бенджамин
Мицелий на фасаде
Серьезной проблемой при поиске устойчивого проекта является его оболочка, на которую часто приходится более 20% содержащегося углерода. Это связано с тем, что найти материалы с низким уровнем выбросов углекислого газа сложно из-за строгих требований к эксплуатационным характеристикам, таким как долговечность и огнестойкость. Бенджамин отмечает: «Что касается выбросов углекислого газа, Autodesk Forma и Autodesk Insight предоставили команде платформу для отслеживания и сокращения выбросов углекислого газа в проекте с помощью первой в своем роде фасадной системы, сочетающей в себе прочный армированный волокном материал. полимерная оболочка с сердцевиной из биоматериала. Полученные в результате панели длиной 38 футов являются углеродно-отрицательными, и их можно устанавливать примерно в пять раз быстрее, чем стандартную фасадную систему».
Это новаторство в выборе материалов является знаковой частью проекта. Материалы MycoComposite на основе мицелия могут произвести революцию в строительной отрасли по нескольким направлениям. Разработанные Ecovative, они обеспечивают длительную устойчивость за счет неограниченной интеграции в конструкции и подлежат компостированию после сноса, обогащая почву питательными веществами и обеспечивая устойчивый жизненный цикл. Смесь мицелия и растительных волокон создает легкий, прочный, огнестойкий и изоляционный материал, значительно снижающий энергопотребление, ресурсы и выбросы углекислого газа при производстве по сравнению с обычными строительными материалами. Обходя энергоемкие процессы и сокращая образование отходов, MycoComposite ускоряет модульное строительство, потенциально сокращая необходимое время вдвое с двух лет до одного. Выращивание компонентов на месте с использованием местных сельскохозяйственных ресурсов еще больше сводит к минимуму воздействие на окружающую среду и продолжительность строительства. Природные качества мицелия как природного полимера обеспечивают впечатляющую изоляцию, огнестойкость, а также свойства поглощения акустической и тепловой энергии, что позволяет адаптировать его к разнообразным требованиям проекта посредством модификаций исследований и разработок Ecovative.
Процесс выращивания занимает всего несколько дней и требует минимум энергии, поскольку большая часть процесса происходит при комнатной температуре. Срок службы материала, зажатого между армированными волокном панелями, впечатляюще неопределенен, и если в какой-либо момент какая-либо секция будет повреждена или ее потребуется заменить, мицелиальный материал MycoComposite можно легко вырастить и заменить, что подчеркивает его устойчивость и долгосрочную жизнеспособность. — Томас ВанХарен
Фасад состоит из измельченной конопли, которая улавливает углерод в два раза эффективнее, чем лес, и естественным образом связывается через сложную сеть корней мицелия. Это создает мощный инструмент для удержания углерода и снижения углеродного следа проекта. Естественные свойства полимера мицелия обеспечивают изоляцию, подобную стекловолокну и минеральной вате (значение R 3 на дюйм), огнестойкость и поглощение акустической/тепловой энергии, что идеально подходит для снижения шума в городских условиях. Кроме того, исследовательская группа Ecovative адаптировала процессы выращивания для удовлетворения конкретных потребностей проекта, подчеркнув адаптируемость и потенциал производительности материала.
Быстрое сборное строительство
Инновационный подход не ограничивается только дизайном или инновационными материалами; это распространяется и на этап строительства. Factory_OS, партнер по строительству, использует индустриальные методы строительства, рассматривая здания скорее как продукты, а не как единичные экземпляры. Такой подход сокращает отходы, время и затраты, обеспечивая при этом большую безопасность и надежность. Изготовив жилые модули на заводе и собрав их на месте, команда добилась беспрецедентного времени завершения строительства — около двух недель, что значительно меньше времени, которое потребовалось бы для традиционных строительных процессов.
Этот инновационный подход не только значительно сократил время строительства, но и включил в себя свойства связывания углерода, устанавливая новые стандарты устойчивости строительных материалов. Калифорнийский жилищный акселератор стимулировал развитие Финикса, предлагая существенные стимулы для инициатив в области доступного жилья, которые преодолевают ограничения традиционных методов проектирования и строительства, одновременно соблюдая амбициозные сроки. Успешное решение этой задачи является ключом к получению миллиардов долларов субсидий на строительство нового жилья в этом североамериканском штате, и использование этой возможности требует инновационных и творческих решений на каждом этапе процесса.
Подобные проекты обещают предоставить общинам высококачественное жилье с низким уровнем выбросов углерода, в то же время оказывая влияние на глобальные преобразования в искусственной среде. Эта новаторская попытка означает фундаментальный сдвиг в сторону устойчивых, эффективных и масштабируемых жилищных решений. По мере завершения этого образцового проекта его инновации будут расширяться, формируя будущее доступного жилья и устойчивого строительства во всем мире. Феникс — это больше, чем просто жилищный проект; это свидетельство силы инновационных технологий и междисциплинарного сотрудничества. Используя вычислительные ресурсы, проект меняет стандарт типичных многоквартирных проектов в районе залива Сан-Франциско, открывая будущее, в котором доступность, устойчивость и скорость строительства гармонично сочетаются на благо общества и планеты.
