Wieżowiec, zdolny do samodzielnego wytwarzania energii elektrycznej, został zaprezentowany przez architektów z grupy Arch na międzynarodowym konkursie architektonicznym magazynu Evolo. I choć projekt nie znalazł się na shortliście, to idea, która za nim stoi, zasługuje na osobną opowieść. Nie została jeszcze przetestowana empirycznie, ale zdaniem autorów, jeśli się powiedzie, może zmienić ideę alternatywnych źródeł energii.
Tych ostatnich jest we współczesnym świecie wiele: ludzie nauczyli się wykorzystywać energię słońca, wiatru, ziemi i wody. Jednak we wszystkich przypadkach ilość wytworzonej energii zależy bezpośrednio od warunków klimatycznych. W regionach, w których jest mało wiatru i światła słonecznego - aw Rosji jest ich większość - takie metody nie są zbyt skuteczne. Są również mało przydatne w megalopoliach z gęstymi budynkami i ogromnym zużyciem energii elektrycznej. Tym samym, podobnie jak poprzednio, nie znaleziono uniwersalnych źródeł energii, które mogłyby konkurować z elektrowniami jądrowymi i wodnymi.
Poszukiwanie uniwersalnego źródła energii od dawna zajmuje szefów biura grupy Arch Aleksieja Goryainowa i Michaiła Krymowa. „Każdy chciałby, aby samochód zapewniał sobie paliwo bez tankowania” - wyjaśnia Aleksiej Goryainow. „A jeśli budynek jest w stanie samodzielnie wytwarzać energię w dowolnym miejscu na planecie, niezależnie od słońca, wiatru, pływów lub źródeł geotermalnych?”
Kolejne pytanie, które zadali sobie projektanci: w jaki sposób budynek może generować energię? W końcu takie źródło jest potrzebne, czyli wszędzie tam, gdzie pojawia się dom. Odpowiedź przyszła sama - kosztem ludzi codziennie ją wypełniających i wychodzących, którzy będą działać jak swego rodzaju „fala przypływowa”. Jako przykład przyjęto duże centrum biurowe w wieżowcu. Według wstępnych obliczeń budynek o wysokości 600 m może pomieścić ok. 20 tys. Osób. Ich masa jest dodawana do masy samochodów, które mają być zaparkowane na dole wieżowca. Razem daje to ogromną liczbę - kilkaset tysięcy ton. Rano od 8 do 10 ludzie zapełniają budynki, wieczorem wychodzą, a jego waga się zmienia. Autorzy sugerują wykorzystanie różnicy wagi w ciągu dnia do produkcji energii elektrycznej.
Architekci opracowali mechanizm, dzięki któremu drapacz chmur pod ciężarem wypełniających go ludzi mógł zejść około 20 metrów pod ziemię, uruchamiając generatory, a nocą wznosić się z powrotem, ponownie wytwarzając energię elektryczną. „Wyobraźmy sobie, że wieżowiec jest początkowo równoważony przez jakąś przeciwwagę” - wyjaśnia Goryainov. - Kiedy ludzie wypełniają wieżowiec, zaczyna on tonąć, ponieważ stał się cięższy niż przeciwwaga. Wieczorem ludzie wracają do domu, a przeciwwaga przywraca wieżowiec do pierwotnej pozycji. W ten sposób poruszając się w górę iw dół jak tłok, nieustannie wytwarza energię."
Architekci zaproponowali użycie wody jako przeciwwagi. Przeciwwaga wykonana z betonu lub metalu o masie równej wieżowcowi jest w tym przypadku nieskuteczna ze względu na wysoki koszt. Kolejna sprawa to woda - przy minimalnych kosztach można ją również wykorzystać jako narzędzie artystyczne. Przykładowo w swoim projekcie autorzy otoczyli teren wokół wieży zbiornikiem, ukrywając pod nim dwa lub cztery zbiorniki wody. Kiedy drapacz chmur schodzi pod ziemię, kostki wypełnione wodą unoszą się ponad powierzchnię zbiornika. Nadmiar wody spływa po ich krawędziach jak wodospady, zamieniając konstrukcję w rodzaj kinetycznej rzeźby. W nocy zbiorniki, w których masa wody pozostaje stała, są ponownie zanurzane w wodzie.
Inną opcją przeciwwagi jest budynek mieszkalny z odwróconym cyklem. Rano ludzie wychodzą z mieszkań, aby iść do pracy i szkoły, a wieczorem wracają. Oczywiście w tym przypadku proces zapełniania budynku ludźmi jest znacznie bardziej wydłużony w czasie. Ale nawet to, według obliczeń architektów, wystarczy, aby przynajmniej częściowo spełnić rolę przeciwwagi. Wysiłek z budynku na przeciwwagę - czy to woda, czy budynek mieszkalny - ma być przenoszony za pomocą układu hydraulicznego.
Istnieją różne opcje lokalizacji drapaczy chmur w mieście. Byłoby możliwe stworzenie całej sieci drapaczy chmur, nieustannie redystrybuując między sobą ciężar. Autorzy proponują instalację statycznej wieży ogrodowej pomiędzy wieżami mieszkalnymi i biurowymi. Nigdzie się nie przemieszcza, ale służy jako miejsce odpoczynku dla pracowników biurowych. Połączona spiralnymi przejściami z głównymi budynkami taka wieża stałaby się ostatnim ogniwem w tworzeniu fragmentu pełnoprawnej przestrzeni miejskiej, która może zapewnić człowiekowi wszystko, czego potrzebuje.
Zakłada się, że budynek opuści się wystarczająco płynnie i niezauważalnie dla przebywających w nim ludzi. A wejście będzie rampą, która działa jak wiosna, zmieniając kąt wznoszenia ze stromego poranka na łagodny dzień. Podobna rampa jest przewidziana dla samochodów.
Autorzy twierdzą, że zewnętrzna część budynku jest nadal schematyczna. Na konkurs zaproponowali wieżę ze szklaną fasadą otoczoną swego rodzaju egzoszkieletem - trójwymiarową konstrukcją mechaniczną, która kurczy się i rozszerza w ciągu dnia po pionowym ruchu budynku. Dlatego wraz ze zmianą położenia wieżowca zmieni się również jego sylwetka, rozciągająca się teraz w sznurek, a potem najeżona jak jeż. Dodatkowe generatory mogą być umieszczone w ruchomych węzłach egzoszkieletu, które również wytwarzają energię elektryczną. Ogólnie rzecz biorąc, ciągły ruch wieżowca umożliwia wdrażanie różnych opcji kinetycznych fasad. Na przykład możesz wykonać podwójną fasadę z jedną ruchomą i drugą statyczną warstwą: w miarę poruszania się wzór ścian będzie się stale zmieniać, wywołując efekt mory. Był też bardziej fantastyczny pomysł, zgodnie z którym budynek mógł nie tylko poruszać się w pionie, ale także obracać się wokół własnej osi - opuszczając byłby wkręcany w ziemię.
Dopóki nie ma dokładnego wyobrażenia o ilości wytwarzanej w ten sposób energii, jej skuteczność nie jest jasna. Ale jeśli proponowana metoda choćby częściowo obniży koszty energii, aw każdym wieżowcu są one ogromne, jeśli wytworzona energia wystarczy przynajmniej na komunikację inżynieryjną, to będzie to wielkie osiągnięcie - zapewniają autorzy.
