Taisei Technology Center: как выглядит LEED Platinum-здание будущего и циркулярная архитектура в действии

Технологический центр Taisei — это научно-исследовательский кампус корпорации Taisei, расположенный в Йокогаме, Япония. Его центральным объектом является демонстрационное здание ZEB — Taisei’s Urban ZEB, офисное здание, получившее сертификат LEED-NC Platinum, высшую оценку S по системе CASBEE и рейтинг 5 звёзд BELS.

Здание функционирует как живая лаборатория, в которой Taisei испытывает технологии зданий с нулевым энергопотреблением и стратегии циркулярного использования ресурсов, формирующие города будущего.

Йокогама и роль Taisei в достижении климатической нейтральности

Проект глубоко интегрирован в долгосрочную стратегию устойчивого развития города:

• Yokohama Smart City Project — флагманская демонстрационная программа по внедрению энергетических систем нового поколения и интеллектуальной городской инфраструктуры.

• Yokohama Smart Business Association — с 2016 года Taisei является одной из ключевых компаний, поддерживающих переход города к низкоуглеродной и циркулярной экономике.

Здание ZEB является неотъемлемой частью этой экосистемы и демонстрирует, как в условиях плотной городской застройки можно одновременно обеспечить нулевой энергетический баланс, комфорт пользователей и сейсмическую устойчивость.

Технологический центр Taisei:

Сам кампус Taisei функционирует как миниатюрный город и включает:

• Лаборатории, посвящённые аэродинамике зданий, конструкциям, акустике, пожарной безопасности, освещению и тепловому комфорту, геотехнике и фундаментам, береговым и речным процессам, материалам и экологическим исследованиям.

• Human Space Lab (ZEB) — полномасштабную демонстрационную офисную среду.

В центре работают около 296 специалистов из подразделений технологического планирования, инноваций, интеллектуальной собственности, городской и инфраструктурной инженерии, производственного инжиниринга и передовых технологий.

Здание ZEB служит здесь испытательной площадкой, на которой решения проходят проверку перед внедрением в реальные проекты по всей Японии.

От энергоэффективности к нулевому энергопотреблению

Основная концепция Taisei: «Здание будущего использует природную энергию, автоматически оптимизирует освещение и кондиционирование воздуха, сводит энергопотребление к нулю и одновременно создаёт индивидуально комфортные пространства, освобождая людей от стресса, связанного с энергией».

На концептуальном уровне Urban ZEB основан на трёх ключевых принципах:

• Vibrant Office — динамичная и комфортная среда, поддерживающая концентрацию и продуктивность.

• Zero Energy — максимальное сокращение энергопотребления в сочетании с локальной генерацией энергии для достижения нулевого годового энергетического баланса.

• Greater Reassurance — безопасность и готовность к обеспечению непрерывности бизнеса, включая сейсмоустойчивость и резервные системы электроснабжения.

Модель энергетического баланса наглядно демонстрирует этот подход:

• Обычное офисное здание потребляет 100% энергии и не вырабатывает её самостоятельно.

• Пилотное здание ZEB обеспечивает сокращение энергопотребления примерно на 75% за счёт архитектурных и инженерных решений, а оставшиеся 25% покрываются локальной генерацией энергии.

В результате достигается реальный годовой баланс: производство энергии равно потреблению, а итоговый энергетический баланс составляет ноль.

Архитектура и конструктивные решения

• Расположение: район Тоцука, Йокогама, префектура Канагава

• Назначение: офисные и лабораторные помещения

• Конфигурация: три надземных этажа и техническая надстройка над сейсмоизоляционным уровнем

• Конструктивная система: железобетон с частичным применением сборных элементов и сейсмоизолированным фундаментом

Отделочные материалы для интерьеров и фасадов подбирались прежде всего с учётом долговечности, энергоэффективности и возможности повторного использования материалов в рамках принципов циркулярной экономики.

Фасад как электростанция: органические тонкоплёночные фотоэлектрические модули

Одной из ключевых особенностей Urban ZEB является фасад с органическими тонкоплёночными фотоэлектрическими модулями, интегрированными непосредственно в ограждающую конструкцию здания:

• Благодаря малому весу и гибкости такие модули можно использовать в навесных фасадных системах и при модернизации существующих зданий.

• Модули выполняют двойную функцию: являются частью тепловой оболочки здания и одновременно вырабатывают электроэнергию.

• Цвета и рисунки модулей могут быть адаптированы к архитектурной концепции каждого здания.

На крыше дополнительно установлены традиционные солнечные панели, которые дополняют систему локальной генерации энергии и формируют замкнутый цикл энергоснабжения на площадке.

Интеллектуальные энергосберегающие системы

1. Освещение: от естественного света до органических электролюминесцентных источников

Система общего и локального освещения при пониженном уровне фоновой освещённости объединяет:

• максимальное использование естественного света;

• высокоэффективные светодиодные светильники с регулируемой цветовой температурой;

• локальные органические электролюминесцентные светильники на рабочих местах;

• датчики присутствия, автоматически отключающие ненужное освещение.

Световая стратегия основана на понятном принципе: мягкий фоновый свет сочетается с направленным персональным освещением именно там, где оно необходимо.

2. T-Light Cube: управление естественным освещением

Система T-Light® Cube отражает дневной свет, поступающий через окна, и с помощью геометрии потолка направляет его глубже внутрь помещений. В результате:

• рабочие пространства получают мягкий и равномерно рассеянный естественный свет;

• зависимость от искусственного освещения в дневное время значительно снижается.

3. Климат-контроль: T-Radiant Slab и T-Personal Air II

Система общего и персонального кондиционирования с использованием сбросного тепла включает:

• T-Radiant Slab — термоактивную бетонную плиту со встроенными трубопроводами, по которым циркулирует вода, частично нагреваемая или охлаждаемая за счёт рекуперации тепла удаляемого воздуха. Помещение обогревается или охлаждается посредством лучистого теплообмена, без сквозняков.

• T-Personal Air II — персонализированную систему подачи воздуха из-под пола, которая реагирует на присутствие людей и их индивидуальные предпочтения, вместо того чтобы поддерживать одинаковые параметры на всём этаже.

4. T-Fresh Air: интеллектуальное управление окнами и вентиляцией

Система T-Fresh Air объединяет:

• данные о ветровых условиях, наружной и внутренней температуре, а также влажности;

• информацию о присутствии людей;

• результаты компьютерного моделирования.

На основе этих данных пользователи получают рекомендации о том, когда следует открывать или закрывать окна, а системы вентиляции и кондиционирования автоматически корректируют свою работу.

Таким образом, здание фактически обучает пользователей вести энергоэффективный образ жизни, не лишая их при этом ощущения контроля над окружающей средой.

Управление энергией: T-Green BEMS и ZEB Navi

Энергетические показатели здания контролируются и управляются с помощью системы T-Green BEMS, которая:

• отображает в режиме реального времени объёмы выработки энергии — солнечными панелями и топливными элементами — и её потребление по отдельным направлениям;

• визуализирует суточный, месячный и годовой энергетический баланс на экранах ZEB Navi;

• предоставляет инженерам данные для оптимизации работы систем, а пользователям — понятную обратную связь о том, как их поведение влияет на энергопотребление.

Сейсмоизоляция и непрерывность бизнеса

Под зданием установлена короткоходовая система сейсмоизоляции:

• изоляторы размещены в специальном приямке под конструкцией здания;

• ход системы оптимизирован и составляет около 30 см, что позволяет сократить требуемое пространство;

• во время сильных землетрясений здание фактически «плавает» на изоляторах, при этом во время слабых и умеренных сейсмических событий сохраняется комфорт пользователей.

Это значительно повышает вероятность того, что офис сможет продолжить работу даже после серьёзного землетрясения.

Циркулярная архитектура: от входящих потоков к исходящим

Значительная часть визита была посвящена циркуляции ресурсов. Taisei рассматривает здание как часть расширенного жизненного цикла материалов:

• In-flow — входящие потоки: поступающие материалы, такие как морской пластик, упаковка, текстиль, древесина, грунт и другие ресурсы. Основная задача — подбирать применение с учётом свойств материалов, отдавая приоритет лёгким, долговечным и пригодным для переработки решениям.

• Stock — запас материалов: само здание рассматривается как «банк материалов» с подробной информацией о том, какие элементы установлены, каким способом и из каких материалов они изготовлены. Это создаёт основу для последующего демонтажа и повторного использования.

• Out-flow — исходящие потоки: материалы, образующиеся при реконструкции или демонтаже здания. Система проектируется так, чтобы максимально направлять их на повторное использование и переработку, а не на утилизацию.

Upcycle Cabin: прототип циркулярной архитектуры

Чтобы наглядно продемонстрировать эту философию, Taisei разработала Upcycle Cabin (UC) — небольшое мобильное сооружение, полностью выполненное из вторичных материалов.

1. Образ общества с замкнутым циклом ресурсов

Taisei представляет модель будущего циркулярного общества, которая включает:

• общественные пункты сбора ресурсов;

• локальное производство с использованием собранных материалов;

• цифровые системы управления ресурсами на уровне района;

• частичное возвращение материалов в природу за счёт биоразлагаемых решений;

• долговечные архитектурные элементы, сохраняющие ценность для будущего использования;

• непрерывное возвращение материалов в экономический цикл.

Upcycle Cabin выступает связующим элементом между людьми, отходами и архитектурой.

2. Концепция проектирования кабины

Ключевые принципы включают:

• приём ресурсов даже в небольших объёмах для вовлечения местных сообществ;

• возможность замены отдельных элементов без нарушения работы всей системы;

• полный демонтаж конструкции на отдельные материальные компоненты;

• мобильность — возможность установки в нужном месте и в нужное время благодаря размещению на прицепе.

3. Материалы и демонстрационный образец

В прототипе используются различные виды вторичных материалов, в том числе:

• световые фонари из упаковки от средств для мытья посуды с возможностью повторного наполнения;

• искусственный газон для озеленения кровли;

• стеновые панели из переработанных бумажных подгузников;

• панели из полипропиленовых лент, древесной щепы и мха;

• напольное покрытие из древесины, полученной при прореживании лесов;

• теплоизоляционные панели из переработанного пластика;

• окна из акрила Chemilisa;

• многофункциональное окно, изготовленное методом 3D-печати.

Каждый элемент показывает, как конкретный поток отходов может быть преобразован в функциональный строительный компонент.

Количественная оценка циркулярности: MCI и индекс разборности

Taisei оценивает эффективность решений с помощью количественных показателей.

1. Индикатор циркулярности материалов — MCI

Для таких материалов, как повторно используемая сталь, каштановые балки, алюминиевые рамы, деревянные элементы, пластиковые сейсмические стены и соединительные детали, итоговый показатель MCI достигает 97%.

Это означает, что практически вся конструкция состоит из переработанных материалов либо материалов, пригодных для повторного использования.

2. Индекс разборности — DI

Индекс DI показывает, насколько легко конструкцию можно разобрать на однородные материалы:

• общий показатель по объекту — 70%;

• несущая конструкция — 63%;

• ограждающие конструкции — 100%;

• пространственно-планировочная система — 89%.

Такие результаты достигаются благодаря:

• стандартизированным панелям размером 400 × 400 мм, изготовленным из одного материала;

• креплениям и соединениям, рассчитанным на многократный демонтаж и повторную установку.

Madaster: цифровые паспорта материалов

Для управления циркулярностью Taisei использует Madaster — разработанную в Нидерландах цифровую систему учёта материалов и объектов недвижимости.

Процесс включает:

• загрузку данных из Excel, BIM/CIM-моделей и показателей экологических характеристик материалов;

• автоматический расчёт и визуализацию показателей циркулярности;

• рассмотрение здания как банка ресурсов с информацией о потенциале повторного использования, степени износа и будущей остаточной стоимости материалов.

Таким образом, архитектура становится не только физическим активом, но также финансовым и материальным ресурсом.

Технические разработки: разборные соединения и повторное использование древесины

Taisei представила два ключевых направления разработок.

1. Методы соединения с высокой степенью разборности и возможностью повторной сборки

• разборные стеновые панели, изготовленные из одного материала;

• специальные соединения деревянных конструкций, способные передавать нагрузки без сложной механической обработки и при этом легко демонтироваться.

2. Системы крепления для повторного использования древесины

• сухие соединения, позволяющие повторно использовать историческую древесину из храмов и святилищ без утраты её культурной ценности;

• проектный подход, сочетающий возможность повторного монтажа и конструктивную надёжность.

Благодаря этим инновациям архитектура становится не только техническим решением, но и способом бережно продлевать жизнь культурного наследия в рамках новых строительных проектов.

Образование и вовлечение местных сообществ

Подход In-flow — Stock — Out-flow также показывает, как сами дети:

• собирают и сортируют отходы;

• помещают их в прозрачные демонстрационные панели;

• буквально ходят по «полу будущего», собранному из этих модулей.

В результате здание ZEB и Upcycle Cabin становятся не только инженерными объектами, но и площадками для образовательных программ и формирования новой культуры обращения с ресурсами.

Что важно для наших проектов

Для наших проектов в Узбекистане и Центральной Азии этот опыт является сильным практическим ориентиром по интеграции зелёной сертификации, концепций ZEB и ZCB, принципов циркулярной экономики и образования в рамках единого целостного пространства.

Посещение Технологического центра Taisei позволило получить концентрированный набор практических выводов:

• здание, сертифицированное по LEED Platinum, CASBEE S и 5-Star BELS, успешно функционирует в реальной городской среде, а не только существует на бумаге;

• нулевой энергетический баланс достигается не за счёт одного «волшебного решения», а благодаря системе согласованных мер: фасаду-электростанции, интеллектуальному управлению освещением, термоактивным плитам, персонализированной подаче воздуха, интеллектуальным системам управления и накоплению энергии;

• проект изначально интегрирован в городские стратегии климатической нейтральности и ресурсные циклы — от выбора материалов до их повторного использования и сценариев завершения жизненного цикла;

• небольшая Upcycle Cabin демонстрирует, как те же принципы могут быть масштабированы до уровня района, школы или местного сообщества.

Для Узбекистана и городов Центральной Азии этот опыт даёт несколько прямых и практических выводов:

1. Подход ZEB может и должен интегрироваться с международными стандартами LEED, BREEAM и EDGE, а также с национальными системами оценки.

2. Демонстрационные проекты, встроенные в научно-исследовательские кампусы, могут служить лабораториями городов будущего.

3. Без циркулярной стратегии обращения с материалами одного лишь нулевого эксплуатационного энергопотребления недостаточно для достижения подлинной устойчивости — необходим подход, охватывающий полный жизненный цикл объекта.

• Международная зеленая сертификация

• LEED Commissioning для жилого проекта в Исландии