Do 2050. godine očekuje se da će svjetska populacija premašiti 10 milijardi ljudi, što izdvaja prenapućenost gradova kaonajvažnije pitanje današnjice. Analiza podataka, strojno učenje, razvoj prometa i brzi razvoj novih društvenih tehnologija sve više mijenjaju potrebe ljudi i zajednica, što će imati izravan utjecaj na problem prenapućenosti i na naše izgrađeno okruženje.

Na temu “Neizbježno: razarajuće tehnologije koje oblikuju budućnost građevinske industrije” raspravljao se na najvećoj evropskoj konferenciji o novim tehnologijama, na konferenciji Arhitektura budućnosti, koja se održala u Kijevu. Ova konferencija je domaćin revolucionarnih rasprava o tome kako različite profesije i tehnologije trenutno oblikuju budućnost arhitekture – od futurističkih gradova, do kuća , pa čak i do izvanzemaljske arhitekture. Među glavnim govornicima bili su neki od najpoznatijih arhitektonskih praksi 21. stoljeća, uključujući Foster + Partners, Zaha Hadid Architects, GENSLER, Woods Bagot, Arup, Rat [laboratorij], AI SpaceFactory i HASSELL.

Glavni izazov dizajniranja novih prostora ili čak modernizacije postojećih leži u brzo mijenjajućim potrebama čovječanstva i još brže razvijajućim tehnologijama koje okružuju i podržavaju te potrebe. Dizajn i eksperimentalne metodologije usmjerene na ljude glavni su putevi koji su istraženi tokom rasprave o gradovima budućnosti. Kombinacija obe strane stvara holističku interdisciplinarnu perspektivu koja identificira ljudske potrebe koje će se morati riješiti i kombinirati sa dostupnim tehnologijama i podacima kako bi nam pomogli da osmislimo kompetentnu i održivu budućnost, kako u izgrađenom tako i u virtualnom carstvu. Nakon tri vrlo intenzivna dana razgovora, intervjua, radionica i panel diskusija o ovoj važnoj temi, došlo se do sedam glavnih pitanja vezanih za arhitekturu koja oblikuju raspravu o dizajniranju boljih gradova:

1. Klimatske promjene

Ovo je jedno od najvažnijih pitanja na koje se treba obratiti pažnja kada se razgovara o budućim gradovima. Zgrade i izgradnja zajedno čine 38% emisije CO₂ povezane s energijom. Najjednostavnije i najuticajnije pitanje koje treba uzeti u obzir u vezi s klimatskim promjenama je to da je najodrživija građevina ona koja se nikada ne izgradi. Obnova zbog rušenja jedan je od najrelevantnijih trendova kojeg treba promatrati, jer ne samo da štedi novac i vrijeme, već i smanjuje utjecaj koji imamo na emisiju ugljika uklanjanjem procesa gradnje i samog rušenja. Energetska učinkovitost u zgradama još je jedan način smanjenja emisije CO₂. Čitava industrija prolazi kroz transformaciju kataliziranu prvenstveno BIM-om, koji integrira cjelokupni životni ciklus izgrađenog okoliša, a odnedavno i Interneta stvari (IoT – „internet of things“). Jednostavno rečeno, senzorske mreže i sistemi upravljanja zgradama prate sve vrste podataka, pružajući dubok uvid u performanse u stvarnom vremenu, predviđajući moguće probleme i isporučujući podatke na koje treba djelovati. Kontrola temperature, nadzor snage, potrošnja vode i performanse u stvarnom vremenu bilježe se i obrađuju, zajedno s ljudskim ponašanjem, čineći objekte reakcijama na naše vlastite interakcije.

Veoma pronicljiv pogled na ovo pitanje dao je Mario Bodem, koji je cementnu industriju doveo u centar pažnje. Cementni proizvod porastao je za 300% od 1990. godine, velikim dijelom zahvaljujući razvoju u Kini. Pored štete za okoliš (koja uzrokuje 40 milijardi tona pijeska i šljunka koje se svake godine uklanjaju s plaža i riječnih korita, što je dvostruko više od sedimenata koji prenose rijeke – drugim riječima, pijesak trošimo brže nego što ga priroda stvara), sama proizvodnja cementa čini 8% svjetske emisije CO₂.

Naš globalni porast prosječne temperature mora se održati ispod 1,5°C, što znači da se emisija CO₂ treba smanjiti za 45% u odnosu na nivo iz 2010. do 2030. Iako naučnici rade na nekoliko rješenja kako bi se došlo do cilja (smanjenje količine korištenih sirovina , prelazak na učinkovitije metode proizvodnje, pronalaženje zamjena za cement i pijesak pri izradi betona – na primjer plastika), nijedan od njih nije dovoljno dobar. Moramo potpuno promijeniti način na koji pristupamo izgradnji kako bismo dostigli nultu emisiju ugljika. Jednostavno rečeno, da bi globalno zagrijavanje bilo ispod praga 1,5 ° C – što će i dalje imati pogubne posljedice na naše stanište – postoji ograničena količina zagađenja ugljikom koju svijet može emitirati, ili fiksni proračun C0₂. Ako zadržavamo emisiju ugljika onakvom kakva je danas (što se ne događa, povećava se na godišnjoj osnovi), imamo samo 26 godina prije nego što se taj ‘proračun’ potroši.

2. Disruptivne tehnologije

Četvrta industrijska revolucija brzo se razvija kako digitalizacija ljudskih interakcija raste eksponencijalno, a vremenski okvir u kojem ljudi usvajaju nove tehnologije smanjuje se. Digitalizacija građevinske industrije danas je jedna od najvećih prilika za ulagače, privlačeći globalnu pažnju vođa misli, inovatora i profesionalaca: urbano planiranje, arhitektura i dizajn danas su neka od najperspektivnijih područja koja mogu utjecati na budućnost čovječanstva. Internet stvari (IoT), regenerativni i parametrijski dizajn, umjetna inteligencija, robotika, 3D print, veliki podaci i virtualna stvarnost samo su neki od novih alata na koje arhitekti mogu računati da će promijeniti način na koji razmišljaju, dizajnirati i grade gradove budućnosti. To znači da će se uloga arhitekta morati okrenuti, i da će morati prihvatati multidisciplinarnu saradnju i usvajati nove tehnologije u svoje tokove rada kako bi se uhvatilo u koštac s tim novim mogućnostima.

Doista vjerujemo da će većina tih tehnologija u vrlo kratkom vremenu postati suvišna i zastarjela, tako da će vremenom učenje o bilo kojoj tehnologiji ili tehnici postati zastarjelo. Tako će uvijek postojati jaz između dizajna i tehnologije, što je ono što moramo povezati i premostiti. Pa kako biti spreman za budućnost? Naučiti tehnike i metodologije, a ne samo predstaviti softver ili tehnologiju koja postoji danas. Moramo razumjeti probleme s kojima se danas suočavamo, one koje smo rješavali u prošlosti i kako smo rješavali te probleme. Pripremite se i postanite rješavatelji problema i sjajni mislioci. To je skup vještina koje moramo svi povećati.

Disruptivne tehnologije primjenjuju se na pitanja svih razmjera, od složenih multifaktorskih pitanja poput paralelnog urbanog planiranja do više proizvoda usmjerenih na ljude poput rasvjetnih proizvoda dizajniranih za promjenu svakih nekoliko minuta, simuliranja stvarnih prirodnih uslova osvjetljenja i regulisanja cirkadijanskih ritmova ljudi za generisanje prostora koji ljude čine zdravijima i sretnijima.

Anja Ehrenfried, generalna direktorica Citythinkinga, podijelila je ‘Parametric Smart Planning (PSP)’, softver temeljen na algoritmu i razvijen za stvaranje fleksibilnih i učinkovitih izgleda, optimiziranih za različite scenarije i urbane tipologije za koje se očekuje da oblikuju budućnost. Razvojem vlastitog kataloga komponenti za stvaranje inovativnih urbanih modela koji su zatim parametrizirani u skupove pravila i definicije, alat pruža izgled koji optimizira prohodnost, socijalnu interakciju, integraciju mješovite upotrebe i mnoge druge faktore.

3. Novi građevinski materijali

Sva gore navedena razmatranja stvaraju plodno tlo za inovacije po pitanju građevinskih materijala i digitalnih proizvodnih tehnologija. Najpametniji način suočavanja s tim problemom je sistematski: umjesto da uništavamo šume, plaže i obale rijeka, trebali bismo koristiti vlastiti otpad ponovnom upotrebom i recikliranjem. Neke od najzanimljivijih opcija ovdje uključuju plastične materijale koji se temelje na otpadu, materijale koji apsorbiraju CO₂ (poput CLT-a), obnovljive materijale i biomehaniku.

3D print dodatno otvara zanimljivu perspektivu omogućavajući stvaranje novih materijala s poboljšanim performansama i optimizirajući količinu materijala koji se koristi u izgradnji. U slučaju betona može smanjiti upotrebu i do 40%. Taj višak se pojavljuje danas jer trenutno ne postoji kazna za prekomjerni dizajn.

4. Urbana gustoća

Izgradnja više, niže i gušće neke su od opcija koje su analizirane i raspravljane. Govornici su imali vrlo različite teorije o tome u kojem bi smjeru grad trebao rasti. S jedne strane, potiče se istraživanje dubokih podruma kao budućnost gradova, koncept zasnovan na tome kako su gustoća i rast stanovništva rezultirali potrebom dubokog kopanja i gradnje u visinu. Istaknut je projekat The Londoner, gdje bi se iskopao 35 metara dubok podrum u centru Londona koji bi sakupio sadržaje poput kina, plesne dvorane i restorana i tvrdi se da bi bolje funkcionisao zbog toplinskih i zvučnih uslova i nedostatka potrebe za prirodno svjetlo ili poglede. S druge strane, predlažu se srednje do visoke zgrade koje prevode horizontalne granularnosti kuća u vertikalniji jezik komercijalnih četvrti. Rezultat je hibridni jezik u kojem su visoke zgrade horizontalno razdijeljene, stvarajući bogatije prostorne odnose koji povećavaju kvalitetu interakcija među ljudi i omogućuju da se povežu i sarađuju u prostorima namijenjenim spajanju radnog stila s načinom života.

5. Veliki podaci i ljudsko ponašanje

Ako je mobilnost životno tijelo „pokreta“20. stoljeća, podaci su srce „grada transakcija“ 21. stoljeća. Najvažniji zadatak bit će pružanje fleksibilne, prilagodljive i povezane infrastrukture koja pruža mjesta koja rade za ljude. Ovo je izazov, a budućnost je sada. Budući gradovi su pametni gradovi i funkcionirat će kao jedan veliki ekosistem na temelju podataka. Svaka interakcija i uslov trenutno se bilježi, a nekoliko kompanija već koristi te podatke za ekstrapoliranje i projektiranje pametnijih dizajna koji bolje odgovaraju ljudskim potrebama. Neki od najvažnijih aspekata grada koji se trenutno analiziraju i koji bi se budući dizajn mogao dodatno poboljšati podacima uključuju prohodnost, pristupačnost, mješovitu upotrebu, fluktuirajuće nivoe korištenja u različito doba dana i tokom različitih dana u sedmici (dobri gradovi imaju uravnotežen nivo aktivnosti 24/7 i nikada ne bi smjele imati mrtve prostore), te integraciju različitih kultura i zajednica – trenutno goruće pitanje koje svakodnevno postaje sve bitnije.

6. Zajednički radni prostori i suživot

Ljudsko zdravlje i psihološka dobrobit također su područja koja se mogu poboljšati i optimizirati korištenjem tehnologije i podataka. Kako se ljudska populacija udvostručuje, postat će kritično poboljšati kvalitetu javnih prostora, omogućiti zajednicama da dijele i komuniciraju u prostorima koji su osmišljeni za pristupačnost i raznolikost. Kvaliteta udobnosti u radnim prostorima i domu mjerit će se senzorima koji pružaju podatke u stvarnom vremenu o pokazateljima blagostanja i primarnom komforu, kao što su prirodno svjetlo, nivo kisika i interakcija s ljudima. Na primjer, zgrada bi mogla otkriti da je nivo kisika nizak, čineći da se ljudi osjećaju umorno i pod stresom, te automatski aktivira ventilacijske sisteme kao odgovor. Također bi se moglo povezati s aplikacijama za kalendar i predložiti prostore koji se ne koriste u stvarnom vremenu, optimizirajući upotrebu prostora. Dizajn interijera također utječe na udobnost i zdravlje, a dobija na značaju kako prostori postaju sve manji i gužvi – što kvalitetu ovih prostora čini još relevantnijom za naše psihološko blagostanje. Trebat će dalje razviti i primijeniti dublje razumijevanje boja, materijalizacije, prostora, rasvjete, pa čak i ukrasa koji utječu na ljudsko ponašanje.

7. Izvanzemaljska arhitektura

Proizvodnja novih staništa na drugim planetama nova je svemirska utrka 21. stoljeća. Jedni ga vide kao jedan od najperspektivnijih načina za rješavanje problema prenaseljenosti, dok drugi to shvataju kao aberaciju, jer ne bismo trebali razmišljati o pokretanju novih civilizacija u svemiru kad još nismo riješili kako razviti djelotvornu na vlastitom planetu. Kompanije poput Foster + Partners, HASSELL, AI SpaceFactory ne dizajniraju samo izvanzemaljsku arhitekturu, već istražuju građevinske tehnike koje omogućuju postavljanje objekata u uslovima potpuno drugačijim od Zemljine okoline. Tyson Hosmer predstavio je rad Living Architecture Lab-a u Bartlett UCL-u u Londonu istražujući žive sisteme i razvijajući autonomno rekonfigurirajuće zgrade s mogućnošću samoorganiziranja, samoprocjene i samo-poboljšanja pomoću strojnog učenja, izazivajući tako linearni životni ciklus zgrada (vađenje sirovina; proizvodnja; građevinarstvo; rad; rušenje; odlaganje).

Drugi primjer izvanzemaljske arhitekture je AI SpaceFactory, multiplanetarna agencija za arhitekturu i tehnologiju koja je razvila prvu visoku tipologiju izvanzemaljaca: MARSHA, višeslojni dom bez hodnika koji stoji uspravno na površini Marsa. Tamo gdje su građevine na Zemlji dizajnirane prvenstveno za gravitaciju i vjetar, marsovski uslovi zahtijevaju konstrukciju optimiziranu za podnošenje unutrašnjeg atmosferskog pritiska i toplinskih naprezanja. Ovaj projekt održava mali otisak, smanjujući mehanička naprezanja u podnožju i vrhu koja se povećavaju s prečnikom. Visoka, uska konstrukcija ljudima daje vrhunski vidikovac, a prostornost odgovara i poznatim i očekivanim fizičkim i psihološkim zahtjevima misije na Marsu. Projekat, koji je dio NASA-inog stogodišnjeg izazova, rezultat je autonomne gradnje i iskorištavanja in situ resursa, pronalaženja materijala na površini Marsa za izgradnju njihovih domova. Jedan od sjajnih rezultata projekta uključuje novo izumljeni materijal, koji koristi biopolimer stvoren od organskih materijala i miješa ga s bazaltnim vlaknima dostupnim na Marsu. Rezultat je novi termoplastični materijal koji je zapravo jači od betona, ali je održiviji, reciklabilan i kompostirajući.

Ljudske potrebe mijenjaju se brzim tempom, dok se tehnologije koje transformišu naše potrebe i interakcije mijenjaju još brže. Sada je vrijeme da razmislimo kako pristupamo izazovu dizajniranja izgrađenog i virtualnog okruženja u kojem se te transformacije odvijaju. Jedan od prvih koraka preispitivanja ovog pitanja leži u identificiranju razmatranja koja najuticajnije oblikuju ovu transformaciju – za koju smo ustanovili da uključuje klimatske promjene, razarajuće tehnologije, inovativne građevinske materijale, urbanu gustoću, velike podatke i ljudsko ponašanje, saradnju te suživot i vanzemaljsku arhitekturu. Kombinacija ljudsko orijentiranog dizajna, eksperimentalnih metodologija zasnovanih na podacima i holističke interdisciplinarne saradnje ključni su za prepoznavanje ljudskih potreba koje će se morati riješiti, dok kombinacija ovih podataka s dostupnim tehnologijama i podacima može pomoći da dizajniramo kompetentno i održivo okruženje u budućnosti.