Представлена набирающая популярность в экономически развитых странах концепция так называемого «открытого строительства», позаимствованная строительной отраслью из машиностроения: сооружение строительного объекта осуществляется путём его сборки на платформе со встроенными инженерно-техническими системами, на которую монтируются стандартизированные элементы промышленного изготовления — несущие и ограждающие конструкции, заполнения проёмов, а также осветительные, электрические, санитарно-технические и прочие бытовые и промышленные приборы и оборудование. Вкратце рассмотрена идея «открытой архитектуры», позволяющая проектировщикам использовать готовые модульные проектные решения других разработчиков, выпущенные в общественное достояние или распространяющиеся по свободной лицензии. Интеграция этих технологий и внедрение в практику проектных, строительных, монтажных и надзорно-контролирующих организаций сулит большие преимущества в части сокращения трудозатрат и  сроков проектирования, строительства и приёмки зданий и сооружений.

Дилемма обитателя жилища

В жизненном цикле обитателя жилища рано или поздно наступают изменения. Рождение ребенка, изменение стиля жизни при переходе в другую социальную или возрастную группу, временная или постоянная потеря мобильности, инвалидность и т. д. — любое из этих событий заставляет человека переосмыслить свои нужды, потребности, вкусы и предпочтения, касающиеся жилой среды. Потребитель, в жизненном цикле которого произошли существенные изменения, может решить свою жилищную проблему одним из следующих способов:

1. реконструировать старое жилище или
2. переехать в другое жилище.

Реализация первого варианта сопряжена, как правило, с частичным или полным сносом морально или физически устаревших конструкций, возведением новых конструкций и модернизацией оборудования с целью получения жилища, приспособленного к текущим нуждам потребителя. Второй вариант — это кошмарное дежавю, включающее поиск или строительство нового жилья, упаковку, погрузку, разгрузку, переноску и расстановку мебели и домашнего имущества. Оба варианта предполагают значительные затраты финансовых, материальных, человеческих и временных ресурсов.

Неадекватность обоих вариантов решения дилеммы обитателя жилища обусловлена системной неспособностью современного жилого пространства безболезненно трансформироваться в ответ на изменение условий обитания. Современное жилище — это застывшее в своей законченности  изделие. Внесение изменений в него неминуемо вызывает необходимость в данном изделии что-нибудь выломать, оторвать, отрезать, продырявить, приклеить, прибить, надстроить, пристроить или перестроить. Для сравнения, чтобы модернизировать настольный компьютер, ничего ломать, отрывать, склеивать и т. п. не требуется, поскольку все элементы компьютерного аппаратного устройства — от процессора до клавиатуры — легко друг c другом соединяются и при необходимости могут быть заменены на более современные.

Для того, чтобы жилище стало обладать способностью легко трансформироваться, приспосабливаясь к новым требованиям его обитателей, оно должно быть построено как модульное аппаратное устройство.

Открытое здание

Мысль о том, что жилье должно приспосабливаться к текущим нуждам и потребностям его обитателей, лежит в основе идеологии «открытого здания» (англ. Open Building), сформулированной в начале 1960-х годов голландским архитектором и мыслителем Дж. Хабракеном [1, 2, 3]:

• жилой фонд должен обеспечивать разнообразие жилья, а его архитектура не должна быть монотонной;
• жилье, как часть искусственной среды, находящейся в состоянии перманентной трансформации и изменений, должно быть изменяемым и трансформируемым;
• потребитель конечной продукции жилищного строительства должен быть вовлечен в процесс принятия проектно-строительных решений.

Хабракен предложил поделить искусственную среду обитания на три сферы влияния между лицами, принимающими решения. Эти сферы влияния — «среда», «инфраструктура» и «содержание» — структурно и функционально взаимосвязаны, однако физически независимы и могут быть изменены/трансформированы независимо друг от друга или с минимальными друг для друга неудобствами.

Среда высшего уровня — это населенные пункты, представляющие собой совокупность инфраструктуры (дорожно-уличная сеть и внешние инженерные сети) и содержания (район, микрорайон, квартал, комплекс зданий). Каждый элемент содержания городской среды — это среда более низкого уровня, которая в свою очередь также является совокупностью содержания (здания и сооружения) и уличной/внутриквартальной инфраструктуры. Элемент низшего уровня в этой многоуровневой  системе сред — здание или сооружение — также расчленяется на две логические части:

1. инфраструктура — это «базис» (англ. base building), которая охватывает то, что находится вне контроля обитателя помещения (владельца или арендатора), включая несущие и ограждающие конструкции, общественные пространства, общие пути эвакуации из здания, общую часть внутренних инженерно-технических систем, а также процессы их проектирования, строительства, монтажа, ремонта, модернизации и т. д; и
2. содержание — это «надстройка» (англ. fit-out), охватывающая то, что подконтрольно обитателю помещения и может быть им изменено по собственному усмотрению.

Под «надстройкой» в философии Open Building понимается не только право обитателя помещения передвинуть перегородки, наклеить новые обои или заменить отечественную сантехнику на импортную в рамках отведенного обитателю пространства. Диапазон полномочий любого лица в системе координат Open Building определяется, в первую очередь, его правовым статусом по отношению к пространству, в котором он обитает. Очевидно, что в отношении находящихся в помещении несущих конструкций, полномочия квартиросъемщика в многоквартирном доме значительно отличаются от полномочий владельца индивидуального жилого дома. В первом случае несущие конструкции являются коллективной собственностью товарищества жильцов, а во втором — личной собственность владельца дома. Соответственно возможности влияния на проектно-строительные решения, затрагивающие данные несущие конструкции, у этих лиц разные. У одного этих возможностей меньше (либо они отсутствуют вовсе), у другого — больше.

Тот же принцип применяется ко всем другим участникам искусственной среды обитания. К примеру, муниципальный орган, отвечающий за дорожно-уличную сеть, имеет право проложить новую улицу или расширить существующую; данный орган является «владельцем» подобных решений в сфере городской инфраструктуры, а вот собственник комплекса зданий не может принять решения о расширении улицы, поскольку уличная сеть не входит в сферу его влияния. И наоборот, градостроитель не может диктовать владельцу здания, как тому оборудовать свое здание, поскольку такие решения выходят за рамки  сферы влияния градостроителя, а находятся в сфере влияния «содержание», где владельцем процессов принятия решений является собственник здания.

Изначально идеи Хабракена касались только жилого сектора (в частности, крупных жилых комплексов социального жилья), однако сформулированные им принципы разделения искусственной среды на сферы влияния универсальны и имеют практическое применение для индивидуальной жилой застройки, административных, торговых, промышленных, рекреационных зон и т. д.

Взгляды Хабракена неоднократно подвергались критике консервативными политиками, которые считали их марксистскими за то, что в системе принятия решений в жилищной политике центральной фигурой становится простой человек, потребитель жилья. А левые критиковали Хабракена за то, что тот настаивал на индустриализации жилищного строительства, что по их мнению дает капиталистам строительной индустрии слишком много власти и влияния на жилищную политику.

Несмотря на критику, идеология Open Building приобрела большую популярность на Западе, а в Японии и некоторых странах Скандинавии стала частью государственной жилищной политики. Вместе с тем, широкой адаптации принципов открытого здания не произошло. На сегодняшний день движение Open Building охватывает небольшое число экспериментальных проектов и патентованных строительных систем, применяющихся в рамках отдельных предприятий строительной индустрии.

От открытого здания к открытому строительству

Дж. Хабракен, основоположник идеологии Open Building, справедливо настаивал на том, что индустриализация строительства невозможна без стандартизации интерфейса между техническими компонентами строительного объекта. Унификация и единые стандарты сочленения строительных конструкций, инженерно-технических систем, оборудования и мебели могли бы позволить владельцам соответствующего логического компонента здания или сооружения заменять один элемент на другой, функционально аналогичный элемент, обладающий теми же или лучшими эксплуатационными характеристиками. Причем делать это независимо от других элементов строительного объекта и без необходимости что-то сносить, ломать, отрывать, или перестраивать.

Постулаты Open Building о модульности, совместимости и взаимозаменяемости компонентов строительного объекта легли в основу концепции Open Source Building, которую три десятилетия спустя сформулировала группа  «Дом N» под руководством американского архитектора К. Ларсона. Согласно авторам концепции Open Source Building, здание должно быть расчленено на два взаимосвязанных компонента  [4, 5]:

1. «шасси» (англ. chassis) — ядро здания, в состав которого входят несущие конструкции и инженерно-технические сети здания со стандартизированными интерфейсами для пристыковки к ним строительных конструкций, оборудования и мебели; и
2. «начинка» (англ. infill) — все остальные элементы строительного объекта, которые также должны быть стандартизированы для того, чтобы легко подключаться к шасси, быть функционально интегрированы с ним и подвергаться индивидуализации по требованию обитателя здания.

Такая «открытая» архитектура строительного объекта делает его гибким во многих отношениях. К примеру, по желанию заказчика можно сделать перепланировку пространства — удалить или переместить перегородки, добавить новые перегородки, передвинуть или изменить размеры дверных проемов, заменить стационарную перегородку на раздвижную, заменить обычную перегородку на санитарно-техническую и т. д.

Поскольку шасси здания опутано развитой сетью инженерно-технических систем со стандартными вводами/выводами, встроенное в стеновые, половые и потолочные панели оборудование можно подключать к сетям в любом месте шасси, а к вводам/выводам перегородок, полов и потолков подключать электрические розетки, светильники, электротехнические приборы, вентиляционное, сантехническое, телекоммуникационное, сетевое, компьютерное, телевизионное и другое оборудование, а также приборы, инструменты и устройства домашней автоматики.

Используя санитарно-технические секции перегородок можно оборудовать ванную комнату в спальне или гостевой туалет в прихожей, подключив сантехническую перегородку к системе канализации, водоснабжения и вентиляции здания. Высокотехнологичные панели перегородок, потолков и полов могут совмещать функции ограждающих конструкций, осветительных приборов, телевизионных экранов и пультов управления системами автоматизации здания.

Приобретая объемно-планировочную и функциональную гибкость и возможность изменения архитектурного облика и отделки, открытое здание перестает быть статическим памятником архитектуры и инжиниринга. Вместо этого оно становится адаптивной системой, которая по мере необходимости приспосабливается к изменяющимся во времени нуждам, потребностям и вкусам его обитателей, изменяется вместе с ними, легко обновляется и модернизируется по мере появления новых технологий.

Задачи участников открытого строительства

Для реализации принципов открытого строительства в практике проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений, заинтересованные участники строительной отрасли должны кардинально изменить характер своей деятельности и взаимоотношений с другими участниками. Руководящими принципами работы должны быть отраслевое и межотраслевое сотрудничество и координация усилий проектировщиков, строителей, застройщиков, предприятий строительной индустрии, органов надзора и контроля, а также конечных пользователей продукции строительства — обитателей зданий и сооружений.

Во-первых, предприятия строительной индустрии в лице производителей строительных материалов, изделий, конструкций и оборудования должны договориться о единых стандартах для своей продукции. Эти стандарты должны охватывать как физические, так и функциональные характеристики продукции, обеспечивая взаимоувязку ее размеров, сочленений, стыков и разъемов, а также взаимозаменяемость, простоту и удобство монтажа/демонтажа для перемещения в другое место обитаемого пространства (в случае перепланировки) или замены (в случае ремонта, обновления, изменения отделки или модернизации). Также должна быть стандартизирована информация, идентифицирующая и описывающая продукцию для того, чтобы ее смогли использовать компьютерные программы, в том числе BIM.

Во-вторых, весь массив информации о продукции должен быть доступен проектировщикам, которые в свою очередь должны изменить практику проектирования для нужд индустриального строительства. А именно, проектировщики должны совместными усилиями разрабатывать и обновлять библиотеку типовых проектных решений с использованием стандартизированной продукции строительной индустрии. Эта библиотека должна быть широко доступна остальным участникам для использования и, при необходимости, модификации — так, как это допускается в программном обеспечении с открытым исходным кодом — с условием обязательного поступления модифицированных проектных решений в общую библиотеку.

Деятельность архитектора в рамках открытого строительства меняет характер — она становится менее элитарной, но не перестает быть творческой. Архитектор становится изобретателем новых, более эффективных и выразительных объемно-планировочных решений, учитывающих текущий уровень развития строительной индустрии. Архитектор также является генератором новых творческий идей, подстегивающих производителей к улучшению качества и технических характеристик существующей продукции и изобретению новой продукции, посредством которой творческие идеи архитектора могут быть реализованы и сделаны доступны массовому потребителю посредством их индустриализации.

Такой подход к архитектурной деятельности в рамках открытого строительства естественно потребует пересмотра механизма оплаты услуг архитектора, производящего интеллектуальную собственность для использования в открытом строительстве. Может быть более приемлемой формой вознаграждения архитектора была бы выплата авторского вознаграждения за каждое использование типового проектного решения, разработанного данным архитектором, или творческим коллективом проектировщиков, либо едино разовая лицензионная плата за право использования проектного решения в проектных, расчетных и сметных компьютерных программах.

В-третьих, подрядчики должны взять на себя функции интеграторов проектно-строительных решений и продукции строительной индустрии. Интегратор должен помогать заказчику подобрать с помощью специализированного программного обеспечения и консультантов архитектурных и инженерных специальностей подходящий для заказчика дизайн, оборудование и отделку. На основе одобренного заказчиком дизайна, материалов и оборудования, интегратор должен формировать заказ. В соответствии с заказом сборочный завод осуществляет закупку у поставщиков товаров, необходимых для изготовления укрупненных элементов, узлов и заготовок с их  последующей доставкой и сборкой на строительной площадке.

В-четвертых, предприятия строительной индустрии и сопутствующих производств должны организовать цепи поставок, основанные на кооперации и координации действий всех участников производственного процесса по изготовлению сборных элементов на заводах. При этом производители строительных материалов, изделий и оборудования должны стать поставщиками своей продукции для сборочных заводов, которые специализируются на изготовлении отдельных видов продукции — перегородок, потолков, полов, наружных ограждающих конструкций, окон, дверей, световых фонарей, кухонь, ванных комнат, гаражей, кладовых, офисов, мастерских и т. д. Специализированные сборочные заводы поставляют свою продукцию на сборочные заводы модульных конструкций для заводского изготовления укрупненных строительных элементов, пригодных для сборки здания подрядчиками на строительной площадке.

В-пятых, проектировщики, производители, подрядчики, ученые строительных наук, испытательные лаборатории, специалисты в области оценки соответствия должны объединить усилия для улучшения существующей продукции строительной индустрии и проектных решений, в которых она используются, а также для разработки новых, более эффективных, качественных и безопасных материалов, изделий, конструкций и оборудования для нужд открытого строительства.

Несомненно, оптимизация процессов разработки, оценки и одобрения инновационных проектно-строительных решений в рамках открытого строительства должна привести к сокращению сроков их внедрения, а индустриализация проектно-строительных решений — к снижению стоимости их практической реализации и, как следствие, к сокращению сроков и стоимости строительства.

В-шестых, учебные заведения должны разрабатывать, внедрять и регулярно обновлять учебные программы, направленные на подготовку и переподготовку кадров для открытого строительства.

И последнее, ключевое условие реализации идей открытого строительства — это разработка программного обеспечения, которое

а) помогает заказчику — обитателю открытого здания — идентифицировать свои нужды, потребности и предпочтения;

б) используя данные опроса заказчика формулирует критерии оценки соответствия дизайна требованиям заказчика, и генерирует базовый дизайн путем комбинирования соответствующих типовых проектных решений, почерпнутых из общей библиотеки, с информированием заказчика о необходимости разработки нового проектного решения в случае отсутствия в библиотеке готового решения;

в) позволяет исследовать и оценивать альтернативные проектные решения на соответствие требованиям заказчика; и

 г) автоматизирует выявление коллизий и осуществляет оценку проектных решений на соответствие строительным нормам  [11] и требованиями смежных отраслей законодательства, включая пожарную безопасность, охрану природы, энергосбережение и т. д.

В философии открытого строительства, программное обеспечение отводит заказчику — потребителю строительных объектов — центральное место, наделяет его творческими функциями, делает его личные требования определяющими при выборе оптимального дизайна, подходящей продукции, надежных поставщиков и квалифицированных исполнителей творческого замысла.

Реализация концепции открытого строительства

Для объединения усилий ученых, проектировщиков, строителей и предприятий строительной индустрии, заинтересованных в развитии открытого строительства, под эгидой Массачусетского технологического института была создана общественная организация, Open Source Building Alliance (OSBA). С целью проверки дееспособности концепции открытого строительства, силами участников OSBA во второй половине 2000-х годов было построено несколько экспериментальных зданий.

Предполагалось, что на основе опыта экспериментального строительства организация сформулирует общие критерии унификации, модульности, совместимости и взаимозаменяемости для проектных решений, конструкций, инженерных систем, устройств, оборудования, приборов и иных элементов, задействованных в строительных объектах заводского изготовления. Эти критерии легли бы в основу нормативной базы открытого строительства. Также планировалось в рамках OSBA провести научные исследования и разработать технологии промышленного производства строительных элементов и начинки зданий и сооружений, внедрение которых позволило бы ориентировать строительную индустрию и сопутствующие отрасли на выпуск продукции для открытого строительства. Однако без широкого участия предприятий строительной индустрии, проектировщиков и строителей в работе организации, деятельность OSBA вскоре прекратилась, и до разработки единых отраслевых стандартов открытого строительства дело не дошло.

В настоящее время некоторые идеи открытого строительства материализуются в деятельности и продукции отдельных организаций. К примеру, на основе опыта, полученного в процессе участия в строительстве экспериментальных домов в рамках OSBA, американская домостроительная компания Bensonwood разработала линейку индивидуальных жилых домов высокой заводской готовности Unity Homes, в которых реализованы принципы модульности, совместимости и взаимозаменяемости конструкций. Британская некоммерческая организация Open Building Institute (OBI) разрабатывает открытую библиотеку модулей для строительных конструкций и инженерных систем зданий с технологией их изготовления. Ресурсы библиотеки доступны для бесплатного применения, модификации и обмена между лицами, заинтересованными в сотрудничестве при проектировании и строительстве объектов. [6] Той же философии объединения творческих ресурсов разработчиков и производителей придерживаются проекты OpenStructures, WikiHouse и Open Source Architecture [7, 8, 9 10]. В настоящее время все эти проекты слишком малы для того, чтобы оказывать существенное влияние на индустриальное и традиционное строительство, а усилия их участников далеки от масштабного видения авторов идеологии открытого строительства.

Заключение

У архитекторов периодически появляются интересные идеи и предложения о том, как наделить продукцию строительного производства достоинствами, которых традиционное жилище лишено — относительно низкой стоимостью, гибкостью, способностью трансформироваться и изменяться вместе с изменениями в жизненном цикле населяющих его обитателей. Концепции Open Building и Open Source Building являются примерами таких светлых идей. Идеология Open Building сформулировала принципы, согласно которым жилье приобретает способность изменяться и трансформироваться по желанию его обитателей и в соответствии с их полномочиями в иерархии отношений «среда—инфраструктура—содержание». А концепция Open Source Building конкретизировала эти отношения  на уровне здания и предложила рецепт их реализации посредством интеграции проектирования, строительства и строительной индустрии.

Для реализации открытого строительства, специалисты строительной отрасли должны объединить усилия для формирования единой отраслевой платформы промышленного производства строительных объектов. Этого, к сожалению, до сих пор не случилось, и концепция Open Source Building остается многообещающей, но нереализованной фантазией ее разработчиков.

Идеи открытого здания и открытого строительства на первый взгляд утопичны. Для их реализации требуется революционная перестройка деятельности всех без исключения участников строительной отрасли и неслыханный доселе уровень сотрудничества, кооперации и координации, к чему те в настоящее время скорее всего не готовы. Однако эти идеи будут казаться утопичными только до того момента, когда все участники процессов создания, оценки соответствия, эксплуатации и использования зданий и сооружений не осознают необходимость масштабных перемен для решения хронических проблем со стоимостью, сроками,  и качеством строительства и системной неспособностью строительных объектов легко изменяться и трансформироваться вместе с изменениями в жизненном цикле их обитателей.

Автор:
А. Р. Серых
Snip Register Inc, США

ЛИТЕРАТУРА

1. Habraken N.J. Supports: An Alternative to Mass Housing. London: Architectural Press, 1972.
2. Cuperus Y. An Introduction to Open Building // OBOM Research Group. 2001. URL: http://www.obom.org/DOWNLOADS2/IntroToOB.pdf
3. Kendall S. Open Building Concepts // International Council for Research and Innovation in Building and Construction. CIB W104: Open Building Implementation. URL: http://www.open-building.org/ob/concepts.html
4. House_n // Massachusetts Institute of Technology. URL: http://web.mit.edu/cron/group/house_n/index.html
5. Larson K., Intille S., McLeish T.J., Beaudin J., Williams R.E. Open Source Building — Reinventing Places of Living // BT Technology Journal. Vol. 22, No. 4. 2004, October.
6. Open Building Institute. URL: http://openbuildinginstitute.org/
7. OpenStructures. URL: http://beta.openstructures.net/
8. WikiHouse. URL: https://wikihouse.cc/
9. Ratti, C. et al. Open Source Architecture (OSArc) // Domus. No. 948. 2011, June. C. 3-4.
10. Ratti, C., Claudel, M. Open Source Architecture / London: Thames & Hudson, 2015.
11. Нисбет, Н., Серых, А. Эффективная автоматизация проверки строительных решений на соответствие строительным нормам = Efficient code checking automation: пер. с англ. // Экспресс-информ. Алматы: KAZGOR, 2010. № 11(89). C. 30-35.