Научные статьи

Предлагаемая статья посвящается рассмотрению современной типологии архитектурных объектов на воде и под водой на основании конструктивных и функциональных качеств каждого из объектов от древних времен до начала ХХI века. На взгляд автора, данное исследование весьма актуально, так как современное методы борьбы с паводками и наводнениями на территории Российской Федерации устарели и нуждаются в пересмотре, а рассмотренные типы архитектурных сооружений на воде предлагают пересмотр подхода в методике возведения домов и применения новых строительных материалов.
В основу статьи положены исследования исторического мирового опыта технологии строительства домов на воде зарубежных авторов, представленные в списке литературы, что подтверждает актуальность рассматриваемой темы как рациональной возможности сочетания новых технологий при строительстве и борьбе с водной стихией в условиях глобального изменения климата.

Abstract
The offered article is devoted to consideration of modern typology of architectural objects on water and under water on the basis of constructive and functional qualities of each of the objects. The research frameworks cover the period of time from ancient times to the beginning the twenty first century. The author considers that the research is actual because the modern methods of struggle against high waters and flooding in territory of the Russian Federation have become outdated and require revision. The considered types of architectural constructions on water offer new approach of erection of houses and show technique and applications of new building materials.
The researches of historical world experience of technology of building of houses on water of the foreign authors are put in the article. That confirms an urgency of a considered theme, as rational possibility of a combination of new technologies at building and struggle against water elements in the conditions of global climate change.

Экологические катастрофы последних лет вполне логично подталкивают человечество к поиску новых мест проживания. Возможность жить наедине с природой постепенно становится реальностью. Океаны представляют собой неограниченные резервы энергии и ресурсов. Товары могут быть транспортированы вдоль сети водных путей, которые не надо ни строить, ни содержать. Градостроители, архитекторы, технический персонал, ученые, изобретатели и отдельные энтузиасты приступили к исследованию царства воды и океана как места, где можно было бы жить. Такое жилье для сотен тысяч людей уже находятся на чертежных досках архитекторов и изобретателей.
К концу ХХ века накопилось достаточное количество примеров адаптации архитектуры к воде, но есть также примеры, где вода была включена в архитектуру непосредственно как особенность проекта. Огромное влияние оказали традиции, уходящие в далекое прошлое, сформировавшись под влиянием взаимодействия различных культур с водой. В Европе отношения к воде окрашивалось естественной философией и алхимией. В Азии, кроме отношения к воде как к символу чистоты, была важна эстетика. Это привело к строительству храмов, которые создают символический баланс между водой и архитектурой, что в свою очередь используется как условие для медитации.
В начале XXI века вода рассматривается как часть дизайна в сооружении. Наглядным примером тому может служить тема «Метаморфоза городов на воде» архитектурного бьеннале в Венеции в 2004 году. Эта выставка является форумом технологических новшеств и архитектурных экспериментов. Впервые прозвучали предложения о расширении городского пространства путем восстановления старых аэродромов вдоль побережья около Афин. Рассматривались зоны для спортивных мероприятий, пристани для яхт, было уделено внимание береговой линии в Барселоне. Становится очевидным, что не только архитекторы, но также и градостроители включат в проекты воду как новую полезную площадь в ближайшем будущем.
Мы находимся на пороге переосмысления возможности жизни человека на воде, но для того чтобы разобраться во всех тонкостях вопроса, необходимо проследить путь развития водных архитектурных сооружений.

История людей, живущих на воде, начинается в древнейшие времена. Существовали три основные формы домов на воде: жилые дома на сваях, плоты и корабли. Эти типы архитектуры с успехом развиваются и сегодня.
Самые ранние неподвижные сооружения на воде опирались на сваи. Как показали раскопки, в частности, в Швейцарии и в Германии на Констанцском озере, в неолитический период – приблизительно 7000 лет назад – уже были такие поселения. В Германии в маленькой деревушке Унтерухлдинген результаты археологических раскопок позволили восстановить целую деревню на сваях с домашней утварью и инструментами, датируемую приблизительно четвертым тысячелетием до н.э.
Постройки на сваях составляли естественную защиту против хищных животных и враждебных соседей, и даже наводнения не могли им навредить. Кроме того, проживание на воде было более здоровым, чем проживание на болотах. В Юго-Восточной Азии и Новой Гвинее традиция проживания в хижинах на сваях дошла через тысячелетия до нашего времени.
В Европе целые города, такие как Амстердам, Санкт-Петербург и Венеция были основаны на сваях, забитых в морское дно. Архитекторы сегодня все еще обращаются к этой форме конструкции, используя современные материалы, например, алюминий.
Принцип сооружений на сваях в его оригинальной форме четко прослеживается в конструкции пирса. Пирс больше похож на фрагмент моста, уходящего в море.
Плавающие поселения на Востоке
Первые плавающие сооружения были построены на плотах и появились значительно позже, чем жилье на сваях. Шумерские тексты говорят о плавающих деревнях, существовавших 5000 лет назад на Тигре и Евфрате. Дома были выстроены полностью из тростника, который служил оптимальным материалом для плотов и сооружений на них. Деревни на болотах располагались в ложах тростника на берегах рек и были ограждены от пристального взгляда тех, кто жил на суше, так как прекрасно вписывались в среду обитания. Камуфляж был настолько эффективным, что некоторые деревенские сообщества дожили до ХХ столетия, не замеченные западными исследователями и не затронутые прогрессом технологической цивилизации.
Обычные плавучие дома также имеют тысячелетнюю традицию и являются неотъемлемой частью главных городов в Китае, Индии, Таиланде, Камбодже и Вьетнаме. Плавучие дома там служат не только жильем, но и коммерческими модулями разного типа. Есть еженедельные рынки, которые отличаются от рынков на суше тем, что фермеры путешествуют в город на лодке и предлагают свои продукты для продажи непосредственно с воды. Целые городские районы состоят из плавучих домов, соединенных друг с другом лабиринтообразной сетью водных путей. Это уже полностью опирающиеся на воду города, которые, как и города на суше, часто развиваются вширь. Жизнь в таких домах дает их жителям чувство независимости на собственном небольшом «острове». Люди приезжают в Индию, чтобы увидеть плавучие дома в Шринагаре, штат Кашмир. Ночью, когда тысячи огней загораются над озером Дал, город светится волшебным заревом, которое отражается поверхностью воды, как зеркалом.
Плавающие поселения в Европе
В Европе понятие плота формировалось в значительной степени под влиянием ежегодного сплава недавно срубленных стволов дерева вниз по реке. Во время работы, которая занимала несколько месяцев, люди жили в примитивных хижинах на плотах из стволов деревьев. Это была очень опасная жизнь, чреватая многими лишениями. Плоты были сложными в эксплуатации, нередко разваливались на части.
В 1947 году норвежский антрополог Тур Хейердал пересек Тихий океан на деревянном плоту, чтобы доказать, что Полинезия была заселена народами из Южной Америки.
В Европе прижилась традиция плавучих домов, вставших на постоянный якорь, особенно вдоль каналов и внутренних водных путей Франции и Нидерландов. Канал с плавучими домами с обеих сторон является узнаваемой частью городского пейзажа в Амстердаме и Париже. Плавучие дома дают чувство защищенности их обитателям и обещают жизнь, не тронутую беспокойным темпом большого города. Старые баржи с любовью восстановлены архитекторами и переоборудованы в так называемые лофтботы. Однако во многих европейских городах тот, кто живет в плавучих домах, подчинен значительным ограничениям.
Плавающие поселения в Северной Америке
Первые водные сообщества Северной Америки выросли вдоль больших рек Канады. Сначала на плотах были построены простые хижины, где рабочие могли спать. Со временем эти примитивные постройки преобразовались в деревни с плавучими домами для целых семей, с кухнями, гостиницами и другими предприятиями. Некоторые из этих сообществ существуют до сих пор. В Сиэтле поселения возникли на воде, чтобы удовлетворить потребности моряков, обеспечивая жилье близко к месту их работы. Во время Второй мировой войны семьдесят пять тысяч рабочих переехали в залив Сан-Франциско и жили в готовых домах, работая в доках и строя корабли для транспортировки грузов. После войны изобретательные рабочие создали плавучие дома из старых материалов. Многие из этих старых домов были тщательно восстановлены, и сегодня их можно увидеть в графстве Марин. Помимо домов для рабочих существует довольно много различных плавучих домов в заливе Саусалито около Сан-Франциско. Еще в ХХ столетии богатые граждане имели обыкновение проводить лето в этом «парке досуга» с его культурными событиями и фейерверком. В настоящее время плавучие дома заняты идеалистическим семейством современных хиппи.
В северо-западной Британской Колумбии, где обширные леса сделали добычу древесины главным производством, всегда имелись плавающие здания. Бревенчатые домики, построенные на плотах как лагеря для семей дровосеков, обладали собственной технологией и оборудованием для строительства со станцией технического обслуживания. Такие поселения имели общественную столовую и прачечную, мастерские, склады для хранения бензина и другие предметы первой необходимости. В старину эти лагеря состояли из десяти, двадцати плотов, построенных из толстых стволов кедра. Предположительный срок службы таких домов был приблизительно двадцать пять лет. Поселения перемещались с одного места на другое после вырубки очередного участка леса. Но с появлением легких лодок, мощных моторов и гидропланов люди стали ездить на работу на более длинные расстояния. Возможность передвижения таких лагерей уже не столь актуальна, хотя поселения не утратили своей мобильности.
Городские жители в поисках сельского спокойствия давно обнаружили, что плавающий дом – хорошая альтернатива обычному коттеджу на выходной день, но теперь люди не могут обойтись без таких удобств, как электричество. Вместо простых бревенчатых хижин строятся здания с деревянным покрытием, в типичном американском стиле, с любым интерьером. Многие люди, любящие природу, возводят дома на воде самостоятельно в стиле «сделай сам». Такие энтузиасты, как правило, не затрачиваются на архитекторов-проектировщиков и строят свои дома, используя натуральные материалы. Преимущество такого строительства в том, что плавающий дом создает лишь незначительное и легко поправимое вмешательство в окружающую среду и может быть полностью демонтирован для утилизации, если владелец не будет дожидаться момента, когда дом разрушится под естественным воздействием природы.
Основные аспекты, влияющие на формирование архитектуры на воде и у воды
Современный опыт проектирования и строительства архитектурных объектов на воде весьма разнообразен. В результате анализа строительства различных сооружений на воде была разработана соответствующая типология архитектурных объектов. В основу классификации легли основные отличительные конструктивные признаки возведения домов на воде, у воды и под водой.
Критерии формирования типов объектов на воде с учетом конструктивной особенности их оснований таковы.
1. Плавучие основания – объект обладает способностью находится на плаву на поверхности или в плоскости поверхности воды без вспомогательных средств, за счет своих собственных характеристик (Рис.1).
Разработанная типология предусматривает 2 типа плавучих оснований:
— статичные плавучие основания: объект находится на плаву, лишен возможности перемещения в пространстве, имеет фиксированное постоянное месторасположение (рис. 1);
К сооружениям со статичными плавучими основаниями относят:

• пришвартованные дома на основании остова судов
• дома на различных понтонных основаниях
• дома с герметичным корпусом-понтоном
• дома на плотах

Рис. 1. Виды домов со статичными плавучими основаниями
— динамичные плавучие основания: объект находится на плаву без привязки к постоянному месту, имеет возможность перемещения в пространстве самостоятельно или с помощью других плавающих средств (Рис.2).
К сооружениям с динамичными плавучими основаниями относят:

• катера, корабли;
• круизные океанские лайнеры;
• плавающие лайнеры-города на воде.

К сооружениям с динамичным основанием, перемещаемым с помощью других плавающих средств относят:

• дома на буксируемых дебаркадерах;
• понтонные сооружения, дома, переправы;
• реконструированные под жилье и другие функции плавучие средства, корабли.

Стоит отметить, что оснащение рассматриваемых объектов на воде собственными моторами также встречается, но подобные решения не обладают высокой транспортабельной способностью и могут использоваться для перемещения объектов на воде на незначительные дистанции или для фиксирования места своего пребывания при пришвартовывании или корректировке. Для экономической целесообразности применяют электромоторы или другие виды моторов на альтернативных источниках питания, которые не наносят вреда окружающей среде, не производят много шума и просты в управлении. Считается, что в домах на воде проживают люди не выше среднего достатка, однако среди любителей жизни на воде встречаются и обеспеченные группы людей. При этом они ведут достаточно экономичный образ жизни, используя более экологичные и экономичные системы обеспечения жизнедеятельности своих жилищ на воде.
Рис. 2. Виды сооружений на воде с динамичными плавучими основаниями
2. Неплавучие основания – объект обладает способностью покоиться на воде или над поверхностью воды за счет собственных конструктивных особенностей.
Неплавучие основания включают 5 типов решения фундаментов домов на воде и над поверхностью воды (Рис. 3а):
— насыпные фундаменты: объект возводится на искусственной насыпи-основании.
Сначала делается обвязка из групп валунов или других более мелких камней на дне водоёма, озера или моря в качестве жёсткого стержня конструкции, затем намывается со дна песок или другой материал для придания естественного вида искусственному образованию. Данное решение отлично себя зарекомендовало при возведении известных искусственных островах в Арабских Эмиратах в Дубае. Возможна также комбинация из насыпных и свайных фундаментов.
— свайные фундаменты: объект имеет свайное конструктивное решение различных глубин залегания.
Применение свайных конструкций отлично себя зарекомендовало еще со времён первых поселений на воде. И если применение стволов деревьев в качестве основного материала раньше было единственным решением, учитывая повышение прочностных характеристик древесины в процессе длительного взаимодействия с водой, то сейчас новые конструктивные материалы активно вытеснили традиционные. В мировой практике существует ряд инженерно-конструктивных решений, которые сочетают в себе как свайные, так и намывные технологии вместе с созданием поясов из валунов или армируемых плит-оснований. К сооружениям со свайными фундаментами относят ряд высотных объектов на воде:

• маяки на сваях;
• старые фортификационные сооружения
• нефтяные платформы;
• газовые платформы;
• опоры большепролетных мостов.
• пилонные фундаменты: объект имеет пилонное конструктивное решение, которое работает аналогично свайному.

Применение пилона или системы пилонов несёт в себе повышение конструктивных, функциональных и эстетических характеристик сооружений на воде. Архитектор получает дополнительные возможности для точного воплощения своего архитектурного замысла. Перераспределение нагрузки несущих конструкций так же даёт свободу в функциональном зонировании помещений дома. Сочетание пилонных и свайных фундаментов является хорошей возможностью расширить диапазон проектных возможностей.
-дома на забетонированных остовах судов (Рис 3б): объект представляет собой старый остов судна, который по тем или иным причинам не обладает прежними несущими характеристиками, поддерживающими судно на плаву.
Остовы судов бетонируются в том случае, если их невозможно реконструировать по причине трудоёмкости работ и надёжности такой конструкции при дальнейшей эксплуатации, что может привести к несчастному случаю и другим неприятностям. А так же если на корпусе имеются:

• свищи, пробоины набора или обшивки;
• отсутствуют или разгерметизированы предусмотренные конструкцией судна гермоотсеки и воздушные ящики.
• дома на твёрдых естественных основаниях (Рис 3б): объект покоится на твёрдом каменном или другом типе твёрдого основания, жёсткая несущая способность которого обеспечена за счёт сочетания бетонирования плиты фундамента с твёрдой породой или за счёт свайных конструкций. Ярким примером могут служить различные дома у воды на скалах, разные типы маяков, расположенные на скалистых выступах из воды на удалённом расстоянии от берега в местах с относительно малыми глубинами для безопасного прохождения крупных судов и других плавающих средств.

Рис. 3а. Виды неплавучих оснований.
Рис. 3б. Виды домов на забетонированных остовах судов и на твёрдых естественных основаниях.

3. Подводные основания – объект находится под водой на определенном расстоянии от поверхности воды. Это расстояние может определяться самим объектом, как, например, на подводных частных субмаринах или батискафах, или конструкцией основного несущего подводного элемента, части сооружения под водой, к которой крепится или пристыковывается подводный объект, как, например, герметичные капсулы-лофты, апартаменты с видом на морское дно, изготовленные с применением технологий при строительстве субмарин.
На данный момент существует 2 решения с возможность пребывания под водой:

• статичные подводные сооружения: объект находится на заданном расстоянии относительно поверхности воды,
• имеет фиксированное положение за счет дополнительных конструктивных решений (рис. 4).

Объект может покоится на самом дне. Доступ к таким сооружениям возможем только с помощью других подводных плавающих средств, которые имеют возможность для состыковки с подводным объектом для осуществления технических работ, доставки необходимых материалов для работы, продуктов. Сооружения подобного рода могут использоваться в качестве подводных стационарных лабораторий, но доступ к ним связан с повышенным риском в равной степени как и отправка кораблей на международную космическую станцию.
Более простым решением является такой объект под водой, который жёстко зафиксирован с дном водоёма и при этом имеет как подводные так и надземные уровни-этажи. К сожалению в мире существует всего два образца таких домов на воде и подводой. Первым является дом-отель под водой Utter Inn в Швеции, который может быть отсоединён от дна водоёма за счёт своих небольших габаритов, транспортирован в любую заданную точку на воде. Второй объект, Jules Undersea Lodge, находится во Флориде всего на глубине семи метров от поверхности воды, правда попасть в него можно всё же только с аквалангом. В расчёт конечно не берётся техническое обслуживание, которое может осуществляться при подъёме объекта со дна.
К новому поколению домов под водой можно отнести амбициозные проекты в южных странах, как в Арабских Эмиратах. Такие проекты представляют собой многоуровневые сооружения с подводными капсулами-апартаментами, доступ к которым возможен через вертикальные коммуникации, которые связывают капсулы с поверхностью.
Таким образом, к статичным подводным сооружениям относят:

• разные типы подводных отелей;
• подводные рестораны;
• подводные аквариумы.

Рис. 4. Виды статичных подводных сооружений.
— динамичные подводные сооружения: объект полностью или частично находится под водой, имеет способность к горизонтальному или вертикальному перемещению (рис. 5).
К динамичным подводным сооружениям относят:

• крупногабаритные подводные плавающие станции;
• малогабаритные подводные плавающие средства, батискафы, малоразмерные подводные лодки

Рис. 5. Виды динамичных подводных сооружений
Таким образом, общая современная типология архитектурных объектов на воде, у воды и под водой включает в себя:

• искусственные острова;
• города на сваях
• плавающие города
• не движущиеся дома на воде;
• плавающие дома на воде;
• высотные объекты на воде;
• дома под водой.

Современное строительство домов на воде базируется на понтонах, сваях и искусственных насыпях. Удобная практика повторного строительства жилья на основании старых судов, кораблей пользуется не меньшим успехом, чем строительство домов на сваях.
В 21 столетии, плавучие и водные дома становятся альтернативой постройкам на суше как экологически жизнеспособные сооружения в крупных городах. Немецкие города, такие как Гамбург и Берлин, теперь продвигают модель проживания на воде, основываясь на опыте Нидерландов, предлагая образ жизни, близкий к природе и при этом не засоряющий береговую линию. Возможность строительства домов на сваях и понтонных основаниях в тех районах России, где паводки и наводнения имеют систематический характер, является альтернативным решением в борьбе с водной стихией, так как затраты на реконструкцию пострадавших домов и возмещение материального ущерба нередко не сопоставимы со стоимостью нового дома.

1. Bouwen met Water. Wormer: V+K Publishing, 2003.
2. Flanagan, Barbara. The Houseboat Book. New York: Universe Publishing, 2003.
3. Gabon, Mark. House Boats – Living on the Water Around the World. New York: Random House, 1979.
4. Hollander, Franklin. Hausboote Houseboats –Woonbooten in Amsterdam. Wiesbaden and Berlin: Bauverlag, 1983.
5. Lim, CJ and Ed Liu. Realms of Impossibility Water. Chichester:
Wiley-Academy, 2002.
6. Loftboats. Antwerp: Tectum Publishers, 2003.
7. Oliver, Paul. Dwellings. London: Phaidon, 2003.
8. Wilson, Anthony. Aqua Tecture. London: Architectural Press, 1986.