Астрей — ветер Балтики
Природа воздействия ветра и учет ее особенностей при регулировании климата в 21 веке.
Астрей — в греческой мифологии бог четырех ветров. Античные боги известны своим непостоянством, и поэтому данное имя как нельзя лучше подходит для обозначения ветра Балтики, которому свойственно появиться в любое время, с любой стороны и дуть с любой силой.
История человеческих построек — это своего рода история укрощения стихий, а борьба с ветром (или за ветер) занимала архитекторов во все эпохи.
Однако современные инженеры во многом пренебрегли этим опытом и знаниями и разработали механическую вентиляцию — послушный, рукотворный ветер. Их логика заключалась в том, что силы природы слишком непредсказуемы, а значит, их нельзя допускать внутрь здания, где следует использовать искусственные, но более надежные копии.
Конечно, они, отчасти, правы. Не зря говорят, что дикие лошади свободны как ветер — их невозможно запрячь в повозку, поскольку они неизбежно помчатся в противоположном направлении.
С другой стороны, это логика тех, кто сдается перед силами природы и не умеет объезжать лошадей. Более того, подобная позиция недальновидна, ведь «свободный как ветер» не просто хорошее выражение, оно наглядно демонстрирует, что используя силу ветра мы свободны от материальных затрат, в то время как механическая вентиляция требует больших расходов.
Однако не будем впадать в крайности. Безусловно, в определенных ситуациях для механической вентиляции нет замены. Только с ее помощью можно, к примеру, извлекать раскаленные пары из сварочного цеха, оберегая от ожогов легкие работающих там людей.
В то же время, мы в равной степени уверены в том, что применение систем механической вентиляции для жилых построек и других подобных сооружений необходимо только для поддержания благосостояния их продавцов.
Как же выбрать оптимальный баланс естественной и механической вентиляции для такого здания как Эрмитаж? Во-первых, необходимо понимать, что мы имеем дело со стихией, по своей непредсказуемости сравнимой с дикими лошадьми. Поэтому нам потребуется не один вид седла и уздечки, а несколько.
Как говорится в других разделах, например в главе «Форточка», ответом является создание элементов, имеющих возможность регулировки, делая гибкость ключевым свойством создаваемой конструкции. Необходимо отметить, что Растрелли предложил целый ряд решений, которые позволяли реагировать на проявления самых разных свойств балтийского ветра.
Так, например «Астрей» может обернуться приятным другом, приносящим желанную прохладу и аромат цветов в жаркий летний день. Правда лишь в том случае, если он не принесет с собой положительно заряженные ионы, как, например, мистраль и сирокко, ветра юга Европейского континента, нарушающие баланс серотонина и вызывающие депрессию и другие недомогания.
Однако пустыня Сахара, родина этих ветров, находится в тысячах километров от Санкт-Петербурга, а летние балтийские бризы, напротив, заряжены отрицательными ионами и приносят ощущение бодрости и здоровья. Поэтому необходимо создать все условия для того, чтобы почувствовать их благотворное влияние в музейных залах.
С другой стороны, в зимний период, сильные ветра оказывают негативное влияние на климат внутренних помещений, главным требованием для которого является стабильность, особенно в отношении показателей влажности воздуха. В результате воздействия этих ветров, влажность воздуха может значительным образом понизится.
Проблема очевидна. Перед нами стихия, которая может обернуться как другом, так и врагом, при этом друг может отсутствовать, когда он нужен, а враг способен напасть, когда его никто не ждет.
Каким образом Растрелли разрешал это противоречие при строительстве Зимнего дворца? Во-первых, с помощью выбора места для постройки и окружающего ландшафта, природного в виде Невы, и рукотворного, в виде окружающих зданий.
Что же касается самого здания, то Растрелли спроектировал серию внутренних дворов, что позволяло обитателям дворца открывать окна, выходящие в зону, свободную от ветров. Простое архитектурное решение сложной проблемы обеспечения безопасности, защиты от шума и притока свежего воздуха.
Конечно, Растрелли не мог предвидеть возникновения такой проблемы как негативное воздействие выхлопных газов, заполняющих окружающие дворец улицы. Однако внутренние дворы, предусмотренные его проектом, позволяют использовать их чистый воздух для вентиляции помещений. (Подробное изложение возможности использовать сад Большого парадного двора для обеспечения чистого и прохладного воздуха внутри музея см. в главе «Дагмара»).
Он также не мог предусмотреть, какой эффект окажет возведенное им здание на близлежащие кварталы, положительный или отрицательный.
Многие современные архитекторы, возводящие в городских условиях большие, новые здания, бывают очень удивлены, когда жители расположенных рядом домов жалуются на их постройку. Воздушная воронка, возникающая из-за неправильного расположения здания относительно соседних домов, бывает подчас настолько сильной, что не только затрудняет передвижение людей, многократно усиливая скорость ветра, но и приводит к повреждению самих строений.
Решение проблемы воздействия ветра, независимо от его направления, было найдено несколько тысяч лет назад, и заключалось в изобретении дымохода.
Обыкновенная труба, возвышающаяся над крышами, обеспечивает всасывание движущегося над ней воздуха. Этот эффект получил название «принцип Вентури», по имени Джованни Батиста Вентури (1746—1822), который установил зависимость между статическим и динамическим давлением.
Особое значение имеет тот факт, что труба должна быть расположена выше уровня крыш других домов. Архитекторы, проектирующие высотные здания рядом с другими, уже существующими домами, зачастую разрушают систему вентиляции этих построек.
Градостроители должны с большим вниманием и уважением относиться к таким вопросам как обеспечение достаточного количества света и воздуха для окружающих домов при строительстве новых объектов. При этом сами законодательные акты, регламентирующие максимальную высоту зданий в Санкт-Петербурге и Копенгагене, являются вполне разумными и демократичными.
Что касается Зимнего дворца, то проблема воздействия воздушных потоков разрешается благодаря прогрессивной конструкции его дымоходов (см. главу «Растрелли»), позволяющей регулировать поступление воздуха вплоть до полного его перекрытия.
Иногда существует возможность использования ландшафта для изменения направления ветрового коридора. Ряд авангардных архитекторов, главным образом в Германии, проектируют здания, крыши которых находятся вровень с окружающими земляными валами, создавая иллюзию открытого пространства и этим защищая свои постройки от зимних ветров.
В Петербурге для защиты от ветра широко используются зеленые насаждения, и это особенно заметно, глядя на город с высоты птичьего полета. В данном случае можно наблюдать, как учитываются не только особенности воздействия ветра, но также воздействие воды (см. главу «Дагмара»).
Однако вследствие того, что Зимний дворец расположен на берегу Невы, холодные зимние ветра могут беспрепятственно атаковать это здание. В качестве защитных средств Растрелли мог предложить только двойные, плотно прилегающие рамы, а также особую конструкцию здания, включающую серию внутренних дворов. С годами, плотность прилегания оконных рам значительно снизилась как благодаря износу, так и вследствие многократной покраски, что требует отдельного внимания технических служб и реставраторов.
Безусловно, в летнее время открытые окна создают прохладу и обеспечивают вентиляцию помещений, однако изначальная конструкция окон (названная нами «Форточка») давала возможность регулировки поступления свежего воздуха, как летом, так и зимой. К сожалению, в результате проведенной «модернизации» современные окна уже не располагают подобными возможностями.
Существует множество методов уплотнения окон, однако создание гибкой системы, позволяющей по выбору либо впускать ветер, либо защищаться от него, является действительно сложной задачей.
В Зимнем дворце было испробовано множество методов, однако потребуется серьезное исследование для того, чтобы обеспечить необходимый баланс между изначальным архитектурным замыслом и современными технологиями, баланс между старым и новым.
Конечно, реставрация 800 дымоходов поможет также восстановить «легкие» дворца, и его «дыхание» через окна станет более свободным.
Используйте силу Астрея — Балтийского ветра, укрощенного, но вольного.
Пусть окружающий ландшафт поможет ему долететь до здания, проникнуть в его комнаты и унести прочь душный и тяжелый воздух.
И самое главное: дайте возможность находящимся в здании людям самим регулировать работу окон и вентиляционных каналов, чтобы не впустить Астрея в его гневном порыве и, напротив, дать дорогу легкому бризу, приносящему свежесть и аромат северных цветов.
Серджио Фокс