Как будут выглядеть наши дома в ближайшем будущем? В первую очередь представляется футуристическая архитектура зданий, оснащенная системой «Умный дом» на основе искусственного интеллекта. Но данные современных исследований напоминают нам о следующих факторах, которые будут влиять на архитектуру наших жилищ. Первый фактор связан с сокращением всех видов ископаемого топлива в ближайшие десятилетия, что приведет к значительному увеличению стоимости энергоресурсов и электрической энергии. Второй фактор это проблема глобального потепления на нашей планете из-за сжигания ископаемого топлива и выброса значительного количества парниковых газов. Третий фактор это уменьшение ареала обитания диких животных и исчезновение многих видов животных и растений из-за человеческой деятельности. Поэтому очевидно, что архитекторы, инженеры и ученые должны стремиться создать дом будущего самодостаточного по выработке и потреблению электрической энергии, обладающего нулевым выбросом парниковых газов и минимальным влиянием на окружающую природу.
В данной работе мы представим на рассмотрение концепцию двухуровневой архитектуры дома будущего. По мнению автора, первый уровень (уровень поверхности земли) должен быть предоставлен для естественного существования и развития окружающей флоры и фауны с минимальным влиянием на них человека. Второй уровень (10 — 15 метров выше уровня земли) будет использоваться для жизни людей.
Для создания двухуровневой архитектуры было решено спроектировать дом будущего в форме цветка. На первом этапе проектирования был выполнен графический рисунок «Дом будущего» простым карандашом (Рис. 1). Жилое строение спроектировано в форме сферы с диаметром около 10 метров и расположенной на высоте 10 — 15 метров. Основанием строения будет служить железобетонный фундамент в котором будет закреплена центральная опорная труба и 4 боковые опорные трубы, поддерживающие жилое строение. Для эффективного использования солнечной энергии и превращению ее в электрическую энергию, на жилом строении будут использованы 12 солнечных панелей, выполненных в форме лепестков цветка и равномерно расположенных вокруг строения. Для превращения солнечной энергии в тепловую энергию в верхней части жилого строения будет расположена водонагревательная станция под стеклянным куполом.
Рис. 1. Графический рисунок простым карандашом «Дом будущего».
На основе графического рисунка простым карандашом был выполнен второй этап проектирования дома будущего в программе Solid Works (Рис. 2 и 3). Сферическое жилое строение будет иметь 2 этажа. Диаметр сферы составляет около 10 метров. На первом этаже с площадью около 33 м² будут размещены: кухня, душевая, туалет, помещение для стирки и сушки белья, система очистки дождевой воды и ее нагрева. На втором этаже (80 м²) — жилая часть дома. На крыше под стеклянным куполом будет размещена водонагревательная станция с площадью около 30 м².
Рис. 2. «Дом будущего» главный вид.
Рис. 3. «Дом будущего» вид сверху.
Все солнечные панели будут иметь электромеханические приводы с максимальным углом раскрытия солнечных панелей 160º. С помощью искусственного интеллекта все солнечные панели будут настроены на эффективный угол для получения максимального количества солнечной энергии. В случае наступления непогоды с сильным ветром, искусственный интеллект компактно сложит солнечные панели, по принципу закрывания лепестков цветка (Рис. 4), значительно уменьшая «парусность» и безопасность дома.
Рис. 4. «Дом будущего» со сложенными лепестками солнечных панелей.
Рис. 5. Планировка жилой части дома (площадь 80 м²).
По принципу базовой конструкции жилого строения было выполнено и строение с взлетно-посадочной площадкой (рис. 6 и 7). Строение с взлетно-посадочной площадкой предназначено для взлета и посадки летающего электротранспорта. Данное строение будет иметь два этажа. На первом этаже будет расположена автономная теплица для круглогодичного выращивания овощей и зелени. На втором этаже — взлетно-посадочная площадка. Строение с взлетно-посадочной площадкой будет связано переходом с жилым строением. Внутри опорной трубы будет расположен лифт для выхода жильцов на поверхность земли.
Рис. 6. «Дом будущего» с взлетно-посадочной площадкой.
Рис. 7. «Дом будущего» с взлетно-посадочной площадкой (вид сверху).
В результате проделанной работы мы спроектировали Дом будущего с двухуровневой архитектурой в форме цветка с общей площадью 113 м² (80 м² жилая площадь) и расположенный на высоте 10 метров. Для безопасного и комфортного проживания дом имеет прочную металлическую конструкцию в форме сферы с широкой площадью остекления всех помещений. Дом оснащен 12 подвижными солнечными панелями, выполненных в форме лепестков цветка, способных вырабатывать до 60 кВтч электроэнергии, а также имеет водонагревательную станцию, способную выработать до 90 кВтч тепловой энергии в течение солнечного дня. Дом имеет взлетно — посадочную площадку для летающего электротранспорта. Строение с взлетно — посадочной площадкой имеет 6 солнечных панелей, способных вырабатывать до 35 кВт*ч электроэнергии. Наш проект подразумевает использование системы «Умный дом» на основе искусственного интеллекта, следящего за энергопотреблением, микроклиматом, освещенностью в помещениях, экологичной утилизацией бытовых отходов, сбором и очисткой дождевой воды и выращиванием овощей в автономной теплице.
Рис. 8. Дом будущего с двухуровневой архитектурой в условиях природного ландшафта.
