Arkkitehtuurilehti eVolo järjestää joka vuosi pilvenpiirtäjäkilpailun, jossa etsitään uusia tapoja käyttää tekniikkaa, materiaaleja ja kaupunkitilaa.
Tässä esittelemme tämän vuoden kilpailun satoa. Niissä huomio on erityisesti ympäristöongelmien ratkaisemisessa. Kilpailuehdotukset tuskin toteutuvat sellaisinaan, mutta ne voivat poikia uusia ideoita, joita ehkä käytetään tulevaisuuden pilvenpiirtäjissä.
Elävä tornitalo
Arkkitehtien visioissa muuntogeenisistä puista kasvaa pilvenpiirtäjän korkuisia puistoja. Pienessä mittakaavassa puita voidaan jo kasvattaa haluttuun muotoon.
Puista kasvaa pystysuora puisto
Toteutettavuus: suuri
Puiden rungot ja lehdet voivat olla New Yorkin uudenlaisten vihreiden pilvenpiirtäjien rakennusaineita. Living Skyscraper -nimiseen ehdotuksen ideana on tasapainottaa teräksen, lasin, betonin ja viheralueiden suhdetta maailman suurkaupungeissa.
Pilvenpiirtäjäpuiden on ajateltu toimivan ikään kuin pystysuorina puistoina. Hankkeen ukrainalaisen alullepanijan mukaan tarkoitus on käyttää muuntogeenisiä puita, jotka kasvavat nopeammin ja suoremmiksi kuin tavalliset puut ja joiden latvukset kasvavat haluttuun muotoon.
Pilvenpiirtäjät koostuisivat ehdotuksen mukaan useasta puusta, jotka yhdistettäisiin toisiinsa varttamalla eli leikkaamalla molemmista puista osa kuorta pois ja painamalla kuorettomat osat kiinni toisiinsa.
Elävien puiden käyttäminen rakennuksina ei ole uusi idea. Muun muassa Intiassa on vuosisatojen ajan kasvatettu puiden juuria yhteen silloiiksi. Saksassa Münchenin teknisessa yliopistossa tutkitaan parhaillaan, miten puut saataisiin kasvamaan haluttuihin muotoihin ja miten ne voitaisiin yhdistää muihin rakennusaineisiin.
Sadevesi talteen
Meksikon pääkaupunkiin kaavailtu pilvenpiirtäjä avaa sateella siivekkeet, jotka keräävät pisarat talteen. Miljoonakaupunki kärsii kovasta vesipulasta, ja sadevedenkeräimet ovat siellä jo tuttu näky katoilla.
Pilvenpiirtäjä kerää sadeveden
Toteutettavuus: keskitasoa
Meksikon pääkaupungissa on meneillään vakava vesikriisi. 21 miljoonan asukkaan Méxicon asukkaat kuluttavat pohjavesivarantoja nopeammin kuin ne ehtivät täyttyä.
Pohjavettä pumpataan niin kovaa tahtia, että maa kaupungin alla vajoaa noin metrin vuodessa. Maaperä 2 200 metriä merenpinnan yläpuolella sijaitsevan Méxicon alla muinaisten järvien ja jokien pohjaa. Lisäksi kaupungin riesana ovat monsuunisateet, jotka usein aiheuttavat tulvia.
Lluvioso on ehdotus 400 metriä korkeaksi pilvenpiirtäjäksi, joka keräisi sadevettä 600 metriä leveillä, sateella avattavilla siivekkeillä. 100 metrin korkeuteen kiinnitettävät vaijerien auki pitämät siivekkeet muodostavat ikään kuin väärin päin käännetyn sateenvarjon, johon sadevesi kertyy.
Laskelmien mukaan pilvenpiirtäjä voisi koota noin 332 000 kuutiometriä sadevettä vuodessa.
Méxicossa on jo käytössä pienempiä sadeveden keräinratkaisuja. Suunnitelmissa on rakentaa sateiden pahiten koettelemilla alueilla talojen katoille 100 000 sadevedenkeräintä vuoteen 2025 mennessä.
Pilvenpiirtäjä jäädyttää merta
Jäämerellä kelluva pilvenpiirtäjä jäädyttäisi merivettä jäälautoiksi korvaamaan sulaneita napajäitä. Siihen tarvitaan samaa tekniikkaa, jolla nyt tehdään merivedestä juomavettä.
Pilvenpiirtäjä korjaa napajäätikköä
Toteutettavuus: heikko
Pohjoisnapaa ympäröivän merialueen jääpeite hupenee. Nasan mukaan arktinen merijää on kutistunut 13,1 prosenttia vuosikymmenessä vuodesta 1981 alkaen. Jos jäiden sulamista voitaisiin jarruttaa, ilmastonmuutoskin hidastuisi.
Joukko kiinalaisia arkkitehtejä on ideoinut kelluvan pilvenpiirtäjän, joka korjaa Arktiksen merijäätä jäädyttämällä vettä.
Ennen kuin jäätä voidaan tuottaa kunnolla, merivedestä on poistettava suolaa. Suola nimittäin alentaa veden jäätymispistettä, eli suolainen vesi pysyy sulana pienessä pakkasessakin, koska suolan natrium- ja kloori-ionit vaikeuttavat jääkiteiden syntymistä vesimolekyyleissä. Siksi suolaa käytetään esimerkiksi teiden jäätymisen estämiseen.
Meriveden suolapitoisuutta vähennetään käänteiseksi osmoosiksi kutsutulla tekniikalla, jotta vesi jäätyy helpommin.
Käänteisessä osmoosissa merivettä puristetaan kovalla paineella päin puoliläpäisevää kalvoa, joka päästää läpi vesimolekyylit mutta ei suoloja ja esimerkiksi orgaanisia aineita.
Suolanpoistolaitteisto tarvitsee sähköä. Sitä varten pilvenpiirtäjiin on suunniteltu aurinkokennoja ja tuulimyllyjä. Jäähdytin tuottaa kuusikulmaisia jääpaloja, jotka sukellusrobotit asettelevat meressä jäälautoiksi.
1. Pinnan päällä valvomo ja tuulimylly
Pilvenpiirtäjän katto on 120 metriä veden pinnan yläpuolella. Katolla on tyylimylly. Valvomoa peittävä lasikupu on päällystetty aurinkopaneeleilla. Rakennuksen vedenalaisissa kerroksissa on havainnointilaitteita ja laboratorioita.
2. Jäädytin tuottaa uutta napajäätä
Käänteisen osmoosin avulla suolasta puhdistettu merivesi johdetaan kuusikulmaisiin muotteihin jäädytettäväksi. Jääpalat kootaan viiden metrin paksuisiksi lohkareiksi, jotka sukellusrobotit puskevat yhteen jäälautaksi.
3. Valolonkerot pitävät kalat loitolla
Veden alla on 500 metrin pituisia valaistuja lonkeroita, jotka hätistävät kalat ja muut eläimet pois. Pilvenpiirtäjän keskellä on putki, joka imee merivettä sisäänsä. Ennen kuin vesi menee käänteisosmoosilaitteeseen, se suodatetaan.
Käänteistä osmoosia käytetään jo nykyään monissa maissa vähäsateisilla alueilla isoissa suolanpoistolaitoksissa, joissa tuotetaan merivedestä juoma- ja kasteluvettä.
Asuntoja ilmassa
Urban Parasitic System -ehdotuksessa pilvenpiirtäjien väliseen ilmatilaan rakennetaan asuntoja teräsvaijerien varaan. Lontoossa on kahden tornitalon väliin rakennettu läpinäkyvä uima-allas.
Kaupunki nousee ilmaan pilvenpiirtäjien väliin
Toteutettavuus: hyvä
Suurkaupungeissa tilaa uudisrakentamiselle on niukasti, ainakin katutasolla. Sen sijaan ylhäällä pilvenpiirtäjien välissä tilaa riittää. Urban Parasitic System -ehdotus pyrkii ottamaan tämän urbaanin ilmatilan hyötykäyttöön, muun muassa asuntorakentamiseen.
Ehdotuksessa on hahmoteltu erilaisia rakennusmoduuleita, jonka ovat vahvoilla teräsvaijereilla kiinni naapuripilvenpiirtäjissä. Moduuleissa voi olla asuntoja sekä liike- ja vapaa-ajanviettotiloja. Kuutiomaisten moduulien sivujen pituus vaihtelee noin kuudesta metristä 15 metriin.
Erilaisilla liikkuvilla nivelosilla ja värähtelynvaimentimilla vähennetään tuulen vaikutusta moduulien asuinmukavuuteen. Moduulien sijoittelussa on otettu mallia limasienten leviämisestä.
Lontoossa on jo kokemusta tornitalojen välisistä rakennelmista. Vuonna 2021 valmistui Sky Pool eli 27 metriä pitkä läpinäkyvä uima-allas, joka ulottuu 35 metrin korkeudessa tornitalosta toiseen. Allas on tehty 20 senttiä paksusta akryylilasista.
Taloja 3D-tulostimesta
3D-tulostin tuottaa seiniä kerros kerrokselta. Toistaiseksi suurimmat tulostetut talot ovat kaksikerroksisia, mutta Printscraper-visiossa printteri tekee pilvenpiirtäjiä.
3D-tulostettuja ja kierrätettyjä kerrostaloja
Toteutettavuus: keskitasoa
Tulevaisuuden suurkaupungeissa rakentamisen kierron odotetaan kiihtyvän. Uuden rakentamisen ja vanhan purkamisen pitää olla nopeaa ja helppoa. Näin ajattelevat ainakin Printscraper-ehdotuksen taustajoukot.
Printscraper on isokokoinen liikuteltava 3D-tulostin, jonka tulostusmateriaaleja ovat betoni ja teräs.
Rakenteeltaan Printscraper on kaksiosainen torni, jonka osat erkaantuvat rakennustyömaalla. Sitten kumpikin osa jakaantuu vielä kahtia. Näin tulostin kattaa koko rakennusalan, johon uusi rakennus nousee. Kustakin kulmasta tulevat tulostinpäät tulostavat betonia ja terästä haluttuihin kohtiin.
Tulostimen osat asettuvat työmaalle
1. Tulostin saapuu rakennustyömaalle
Kiinalaisarkkitehtien visioima Printscraper on pyörivien päällä liikuteltava 3D-tulostin, jonka kaksi päätornia ovat yhteen kytkettyinä, kun tulostin tuodaan työmaalle. Työmaalla tornit erotetaan toisistaan.
2. Tornit muodostavat kuution
Torneista lähtee vaakasuora puomi ja sen päähän pienempi torni. Näin rakennuspaikalle syntyy kuutiomainen rakennelma, jonka keskelle uusi rakennus nousee. Tulostinpäät liikkuvat rakennuspaikan päällä.
3. Rakennus nousee verhojen takana
Rakennuspaikan ympärille lasketaan muoviset verhot suojaamaan ympäristöä melulta ja pölyltä. Tulostin laskee betonia ja terästä kerroksittain. Printscraperilla voidaan myös purkaa rakennuksia ja ottaa materiaalit talteen.
Ehdotuksen laatijoiden visioiden mukaan Printscraper toimisi aurinkopaneelien tuottamalla sähköllä. Sillä on tarkoitus voida myös kunnostaa olemassaolevia rakennuksia ja purkaa vanhoja taloja niin, että samalla vanhat rakennusainekset otetaan talteen ja kierrätetään.
3D-tulostimella tuotettuja taloja on jo muun muassa Kiinassa, Yhdysvalloissa ja Lähi-idässä. Tähän asti suurin on 640 neliömetrin kokoinen kaksikerroksinen toimistorakennus, joka valmistui Dubaihin vuonna 2020.
Asunnot vaihtavat kerrosta
Kiinalaisten visioimassa pilvenpiirtäjässä karanteeniin määrättyjen asunnot siirtyvät eristyksiin alakerroksiin. Terveeksi todettujen huoneistot taas nousevat yläkerroksiin.
Rakennus eristää tartunnan saaneet asukkaat
Toteutettavuus: heikko
Espanjantauti, SARS ja nyt korona. Tuntuu, että ihmiskuntaa koettelee tämän tästä jokin maailmanlaajuinen epidemia.
Kiinalaisarkkitehdit ovat ideoineet karanteenipilvenpiirtäjän tulevia epidemioita varten. Siinä on kolme vyöhykettä, joiden välillä asukkaita siirretään heidän terveydentilansa mukaan. Alimpana on karanteerivyöhyke tartunnan saaneille, keskellä ovat terveystarkastustilat ja asunnot niille, joiden terveydentila on epäselvä, ja ylimpänä on turvallinen vyöhyke niille, jotka on todettu terveiksi.
Asukkaat eivät muuta asunnosta toiseen, vaan koko asunto siirtyy uuteen vyöhykkeeseen, kun asukkaiden terveydentila muuttuu. Pilvenpiirtäjät asunnot ovat moduuleja, jotka liikkuvat kiskoilla magneettilevitaation avulla.
Magneettilevitaatiota ei ole käytetty rakennuksissa, mutta se on tuttu maglev-suurnopeusjunista. Maglev-junat leijuvat voimakkaiden magneettien varassa kiskojen yläpuolella, jolloin kitkaa ei synny. Maglev-junat voivat kulkea jopa 600 kilometriä tunnissa.
