Домой Разное Что такое кинетическая архитектура

Что такое кинетическая архитектура

Башни Аль-Бахар.

a5701a529477332aeef62864542dd61b.jpg

Пожалуй, самый популярный и известный на сегодняшний день динамический фасад расположен на башнях Аль-Бахар в Абу-Даби. Там конструкция, напоминающая лепестки цветка, раскрывается, когда солнце стоит высоко и защищает внутренние помещения башен от перегрева.

Понятно, что в Объединенных Арабских Эмиратах охлаждение на 50% — это очень существенно, не только в плане самочувствия внутри помещения, но и с точки зрения экономии средств на электричество для кондиционеров (которые, кроме всего прочего, не слишком-то полезны для окружающей среды). Сама динамическая система питается не от общедомовой сети, а от солнечных панелей, установленных на крыше здания.

Выставочный павильон One Ocean

0335fbfb4ad64ab2656a862601c6e0f9.jpg

В южно-корейском городе Йосу архитектурная фирма SOMA Architecture’ построила выставочный павильон One Ocean, напоминающий исполинскую био-конструкцию, повторяющую элементы дыхательной системы китов (и другой морской живности).

Кинетический фасад этого здания является одной из сложнейших инженерных структур современности. Она составлена из 108 эластичных пластин-жабр из стеклопластика, усиленного пластиком, которые открываются и закрываются путем упругого изгиба. В действие систему приводит 216 сервоприводов, которые, например, при сильном ветре, могут привести большую часть пластин в закрытое положение.

Планировка внутренних помещений здания устроена таким образом, чтобы дующие ветра могли осуществлять естественное вентилирование. В регуляции воздушных потоков, а также количества и направления солнечного света помогают и «жабры».

Здание Q1

c7c159838d6e2d2944208170ea6ccc8f.jpg

Не остались в стороне от тренда и немецкие архитекторы: на здании Q1 — штаб-квартире компании ThyssenKrupp в Эссене — установлено 3 150 кинетических «перьев», которые в зависимости от показаний датчиков и команд, введенных вручную, поворачиваются вокруг своей оси, создавая различную степень затенения. Их поворот просчитывается с учетом достижения нормальной видимости, а также предотвращения появления солнечных бликов, усложняющих работу с компьютером внутри многих офисов, расположенных на солнечной стороне.

Успешность этой системы доказывает то, что здание вентилируется естественным образом, то есть без помощи кондиционеров.

Концептуальные проекты

Башни Эль-Бахр

28b610fed5b2c591dc68832c994d2fa3.jpg

Фирма AEDAS спроектировала здание штаб-квартиры инвестиционного совета Абу-Даби (ОАЭ). Архитекторы предложили построить две 25-этажные башни с элементами восточного стиля.

65c39f6c535fb2da8113bd6479303321.jpg

Самое интересное в этом концепте — динамический фасад. Часть фасада функционирует как гигантский зонтик, открываясь и закрываясь в ответ на движение солнца, уменьшая солнечную нагрузку на здания до 50%. Каждое затеняющее устройство приводится в движение линейным приводом.

На крыше установлены солнечные батареи, автоматически меняющие свой угол расположения в зависимости от местонахождения солнца.

Танец и вращение

42f247f9964dda5f968cb10f81287594.jpg

Захи Хадид — самая влиятельная женщина в мире архитектуры. Мы уже рассказывали о ней в статье «», но не упоминали ее проект «танцующих башен», представляющий собой три высотных здания, связанных общим, почти хореографическим «движением». Проект предлагался для делового квартала в Дубае, ставшего за последние годы испытательным полигоном архитектуры будущего.

da394f84c2c8a4913ec2d0e04035a31b.jpg

В том же районе Дэвид Фишер предложил построить вращающиеся башни, все 78 этажей которых смогут перемещаться независимо друг от друга. Благодаря вращению этажей, турбины, расположенные между ними, должны ловить ветер, вырабатывая электричество.

«Живой фасад»

В 2008 году берлинская дизайн-студия WHITEvoid представила свой первый прототип динамического фасада, который получил название «блик-фасад». Система, названная авторами «кинетической мембраной, отражающей окружение», подходит для любого здания или стены любой формы. Состоит такой фасад из множества блоков сложной формы, каждый из которых является зеркалом из полированной нержавеющей стали.

Каждый зеркальный блок установлен на оси и может отклоняться на небольшой угол при помощи пневматического привода, отражая естественный свет.

Будущее архитектуры

Кинетические элементы в строениях используются уже сотни лет — вспомните, как эффективно было поднимать мост через ров, отсекая стену замка от неприятеля. Сегодня мы научились строить раздвижные мосты, движущиеся крыши стадионов, меняющееся оформление стен на театральных сценах.

Следующий шаг — массовое внедрение концепции трансформирования в строительство. Дома смогут менять свой внешний вид в зависимости от условий окружающей среды. Кинетическая архитектура имеет не только функциональный аспект, но и соотносится с общим трендом на внедрение «зеленых» технологий. «Подвижные» здания экономят энергию и сами производят ее в достаточном количестве. Все эти факторы указывают на перспективу — в ближайшие десятилетия нас, вероятно, ждет бум строительства кинетических домов.

История кинетической архитектуры

Кинетическая архитектура — это искусство и наука строить здания таким образом, чтобы элементы конструкции могли двигаться относительно друг друга, не нарушая общую целостность постройки. Кинетические элементы влияют на то, как панели дома будут двигаться, складываться, вращаться и трансформироваться, решая различные климатические и эстетические задачи.

Визуальная трансформация в этом направлении архитектуры не скрыта между внутренними инженерными коммуникациями. Изменчивость кинетических зданий доступна для созерцания — если нужно скрыть комнату от солнца, то весь дом «примет» в этом участие.

В начале двадцатого века архитекторы начали исследовать возможность ввести в здания элементы кинетики (от греческого слова κίνησις — движение). Уже тогда сформировалось понимание, что движение в архитектуре может быть произведено механическим путем с помощью двигателей, либо путем использования людей, воздуха, воды и других кинетических сил.

f8befd5e036ada3dd1f62166b03ed64d.jpg

Ярким градостроительным событием первой половины века стало проникновение идей футуристов в архитектурную среду. В 1920 году архитектор Владимир Евграфович Татлин создал макет Башни III Интернационала, которая должна была стать символом будущего благодаря своим материалам (железо, стекло, металл, сталь), формам и функциям.

Проект башни состоял из трех геометрических структур, вращающихся вокруг своей оси. В основании здания находился куб (законодательная власть). В нем планировалось проводить заседания, съезды и конференции. В центральной части — пирамида (исполнительная власть). Наклон башни — такой же, как и у оси Земли. Вращающиеся конструкции соотнесены с оборотом нашей планеты. Высота башни — 400 метров, кратная земному меридиану (1: 100 000).

Построить башню не удалось. Двойная спираль и наклонная мачта очень сильно опередили свое время, а вращающиеся детали стали мечтой для архитекторов, подобно фантастике.

В 1924 году архитектор Константин Мельников принял участие в конкурсе проектов на строительство московского отделения газеты «Ленинградская правда». Под строительство выдали участок 6х6 м, определивший архитектурную форму всех конкурсных проектов — башня.

90704a72a1cdd302d5ef35df9f72ed08.jpg

Мельников предложил построить пятиэтажное здание, четыре этажа которого крутятся вокруг неподвижной сердцевины, где размещались лестница, лифт и инженерные коммуникации.

0b841c7f5ad19dcb3a89309efbfa736b.jpg

1685c206fa3f7f9831296195cfb5edd0.jpg

В наше время реальную модель башни создали в Техническом университете Дельфта (Нидерланды), а в университете Инсбрука (Австрия) сделали компьютерную модель.

5b3039af237911f694f8cbe6a20d0781.jpg

В 1929 году у Мельникова появился еще один кинетический проект — памятник Христофору Колумбу, приводимый в действие за счет сил ветра и воды. Памятник в Доминиканской республике должен был состоять из двух конусов, верхний из которых имел бы полость для сбора воды, турбину для выработки электроэнергии, а также крылья по сторонам, которые были бы окрашены в разные цвета, чтобы движении памятник менял цвет.

5b249206175b3f449167856ee7d021b5.jpg

Новаторское предложение было отклонено жюри международного конкурса, но о проекте узнал весь мир.

295ce81435798b489812ad66f924bf39.jpg

В 1933 году Яков Чернихов, которого многие знаменитые современные архитекторы открыто называют своим вдохновителем и заочным учителем, выпустил книгу «Архитектурные фантазии. 101 композиция». Во второй половине XX века издание, содержавшее помимо прочего и теоретические обоснования кинетической архитектуры, стало настольным для архитекторов Японии, Европы и Америки.

Идеи советских архитекторов, нашедших вдохновение в конструктивизме и футуризме, не часто воплощались в реальных постройках, но они заложили понимание того, что статические, постоянные формы традиционной архитектуры больше не могут отражать дух времени. Кинетическая архитектура должна была быть динамичной, адаптируемой, способной к быстрым изменениям.

Воздушные замки и реальные решения

Несмотря на зрелищность и технологичность, сегодня множество кинетических проектов остаются нереализованными. Причина — дороговизна и сложность воплощения по сравнению с теми же статичными зданиями. К зрелищным и пока что не реализованным проектам кинетической архитектуры относятся: штаб-квартира китайской машиностроительной компании и «динамический» дом, меняющий форму в зависимости от времени суток и сезона, принадлежащий руке британских архитекторов Дэвида Грюнберга и Дэниэля Вольсфсона.

Самыми обсуждаемыми проектами последнего времени стали вращающиеся небоскрёбы в Дубае, чьи фотографии постоянно становятся предметом обсуждения и споров на мировых архитектурных выставках. Например, итальянская компания Dynamic Architecture предложила проект 59-этажного небоскрёба в Дубае, чьи этажи приходят в движение за счёт турбин, превращающих силу ветра в электроэнергию.

Ещё одним зрелищным и пока что не реализованным проектом стали 400-метровые небоскрёбы Дэвида Фишера в Дубае. Планируется, что в разное время здания будут менять форму, за сутки поворачиваясь на 180°. Предложенный нефтяным шейхам в 2008 году проект так и не был воплощён в жизнь, время от времени им интересуются разные инвесторы, но до дела так до сих пор и не дошло.

Несмотря на то что сегодня кинетические проекты по большей части остаются на бумаге, будущее — за архитектурой, преобразующей энергию солнца, воды или света в городское зрелище.

А с учётом экспансии проектов, подобных электрокарам и домам, работающим на солнечной энергии Илона Маска, есть все шансы, что связь природы и архитектуры станет главным трендом в строительстве в ближайшие годы. Будущее кинетической архитектуры — за проектами, которые смогут соединить в себе интеллектуальные инженерные решения, грамотную проектировку и привлекательный внешний вид.

Кинетическая архитектура в России

Макет Башни Татлина, 1919

Кинетическая архитектура в России на данный момент не очень развита, но как ни странно именно русские архитекторы были одни из первых, кто попробовал себя в «архитектуре будущего».
В 1920 году архитектор Владимир Евграфович Татлин создал макет Башни III Интернационала, которая должна была стать символом будущего благодаря своим материалам (железо, стекло, металл, сталь), формам и функциям.

Башня Татлина задумывалась в форме двойной спирали, которая бы закручивалась до 400 метров в высоту. Особенностью Башни должны были стать три огромные вращающиеся геометрические структуры. Первая структура — это куб, который полный оборот вокруг своей оси должен был совершать в течение одного года. Центральную часть занимал бы конус (с оборотом вокруг своей оси в течение месяца). И на вершине — цилиндр (оборачивающийся за сутки).
Но Башня так и не была построена.

Мельников Константин Степанович

Ещё один русский архитектор, который работал в области кинетической архитектуры, — это Константин Мельников. В 1924 году он принял участие в конкурсе проектов на строительство московского отделения газеты «Ленинградская правда». Участок для постройки выделялся очень маленький, поэтому все участники проектировали здание вверх. Проект Мельникова представлял собой пятиэтажное здание, четыре этажа которого крутятся вокруг своей оси (вокруг недвижного ядра с лестницей, лифтом и коммуникациями) по часовой стрелке или против. Сам архитектор называл это «живой архитектурой».
Константин Мельников конкурс не выиграл, но через 5 лет он создает проект памятника . Памятник должен был состоять из двух конусов, верхний из которых имел бы полость для сбора воды, турбину для выработки электроэнергии, а также крылья по сторонам, которые были бы окрашены в разные цвета, и при движении памятник менял бы цвет.
Также реальное движение Мельников использовал в своем проекте московского театра МОСПС, где сцены могли бы горизонтально вращаться.

Сейчас в России развит только первый тип кинетической архитектуры — функциональные строения. Например, разводные мосты или проекты стадионов с раздвижным полем и крышей. Остальные же направления кинетической архитектуры в России на данный момент не представлены.

Современность

Современные архитекторы используют кинетические элементы по нескольким причинам. Первая — исследовать возможности природной энергии в строительстве. Преобразование солнечного света и воздушных потоков в движущую силу архитектуры в таких масштабах стало возможно только в последние 10 лет, и это тесно связано с развитием строительных технологий и дизайна.

Сегодня кинетика применяется не только в зрелищной архитектуре: подвижные элементы встречаются в меняющих уклон лестницах и полах, пандусах, солнечных батареях и ветряных мельницах. В этом году в Париже выиграл проект восьми подвижных экологических башен, которые будут преобразовывать солнечную энергию в электричество и подогревать воду для городских жителей.

cfc88caeedf16286cf0fb08ff9cdbc94.jpg

Вторая причина — это эстетическая потребность человека в постоянном изменении окружающей среды, которая заложена и в самой смене времён года (в частности, эту идею обыграл архитектор Роб Лей в своём здании «Май — Сентябрь»).

В третьих — и это, пожалуй, главная причина — помимо мощного экологического месседжа кинетическая архитектура неотделима от зрелищности. Недаром первыми по-настоящему большими проектами с использованием кинетики стали  Veltins-Arena с раздвижной крышей, построенный в начале двухтысячных в Германии, и знаменитый стадион «Уэмбли» в Лондоне, открытый в 2007 году. А синонимом кинетической архитектуры стал Музей искусств в Милуоки с раздвижной крышей на фотоэлементах по проекту легендарного Сантьяго Калатравы.

Ещё одним, правда, куда менее известным, зато не менее зрелищным зданием с элементами кинетической архитектуры стал дом, похожий на гигантскую картонную коробку с поднимающейся крышкой в Парагвае. Его авторство принадлежит руке Хавьера Корвалана, а построен он был в 2013 году. В доме два этажа, нет окон, а крыша-крышка приводится в движение с помощью специального троса.

ed50b41362cef925adf5d5e9e052bbfc.jpg

Примечательно, что в этом году дом с вращающимися стенами из мрамора был построен в Индии. Здание, напоминающее лучшие образцы архитектуры брутализма, за несколько минут превращается в павильон со стеклянными стенами.

804177316053d2e97137a2872649870e.gif

Кинетическая архитектура предполагает два типа зданий: с подвижным каркасом и подвижным фасадом. К последним относятся Университет Хеннинга Ларсена в Копенгагене и здание Института арабского мира в Париже, построенные по проекту Жана Нувеля. Фасады обоих зданий приходят в движение с помощью природной энергии тепла и света.

654523f585cbf5445a839667268391ce.jpg

История

Самые простые формы кинетической архитектуры, такие как подъёмный мост, были использованы ещё в Средневековье и даже раньше. Но только в начале двадцатого века среди архитекторов стали вестись широкие дискуссии о возможности движения наземной части здания. В первой трети двадцатого века впервые была выражена мысль о кинетической архитектуре благодаря футуристическому движению. Появились различные монографии и книги, включающие в себя планы и чертежи для передвижения зданий, самой яркой из которых является книга «Архитектурные фантазии. 101 композиция» (1933 год) Якова Чернихова. В первые десятилетия двадцатого века кинетическая архитектура носила в основном теоретический характер, но к сороковым годам новаторы, в числе которых был Бакминстер Фуллер, начали практические эксперименты, хоть и ранние его попытки в этом направлении не всегда были полностью успешными.[1]

В семидесятые годы инженер-строитель, архитектор Вильям Зук опубликовал свой труд «Кинетическая архитектура»[2], который вдохновил новое поколение на разработку широкого ряда действующих подвижных зданий.

Благодаря новым теориям, в частности теории Фуллера о понятии Тенсегрити, а также разработок в области роботехники, здания-трансформеры начали широко строиться по всему миру с восьмидесятых годов девятнадцатого века.

В 1989 году архитектором Хосе Леонидас Мехия была разработана концепция в данной области с упором на передвижные конструкции. Поэтому архитектор Мехия запускает свой экспериментальный проект «The Arkinetic house», в котором были возможны передвижения частей здания, а функционировало здание с помощью возобновляемых энергетических ресурсов.

Динамические фасады зданий

7bd42fcc843183f1b668b86fffb34e5e.jpgПроектирование: AHR, AedasПроект: Al Bahar (Аль-Бахар) Расположение: Абу-Даби, ОАЭ Год: 2012Как работает динамический фасад на башнях Аль-Бахар
Динамические фасады зданий, спроектированных компанией Aedas состоят из автоматических конструкций, которые в соответствии с движением солнца обеспечивают защиту от прямых солнечных лучей, одновременно оптимизируя поступление естественного рассеянного света.
Две 25-этажные башни башен Аль-Бахар создают выдающуюся местную достопримечательность, используя современные технологии в сочетании с архитектурным наследием региона, отражающим статус организации клиентов.
Дизайн основан на концепции адаптивных цветов и «машрабии» — деревянного решетчатого экрана, который традиционно используется для обеспечения конфиденциальности, уменьшая поступление солнечного света. Инженеры компании Aedas объединили принципы биомимикрии, региональной архитектуры и ориентированной на производительность технологии с основными критериями эффективности.
2098 элементов динамического фасада позволяют отказаться от необходимости применения стекла со специальным покрытием, тем самым уменьшая потребность в значительном искусственном освещении и кондиционировании воздуха.
89ef1ff6fb945f184e29cabbaf2129fd.jpg99fc67fe2b6d8e4b82fa73fe03899760.jpge8229b9e5a89cf33f8799c277fc28fc4.jpge1e0fec3750073a8b3bb4843240aff7d.jpg8a1e36af3ff262dff86a7385e6938aba.jpgab43f8618c40efcb2f3111a6d62f06f4.jpgea1ad1a0d7fc31b3a89a5341c8ba2bad.jpga8fc16d322601a58190ded95663dbbc1.jpg941c61374cc63980cedcc441e1ca26f0.jpg36afdedb35b74cf2e4adeda66165e1e5.jpg439f7ef175bcc703bcda3d31b4b2df66.jpg1f0d905ac57fe2930bd84c6fcfb2a170.jpgd6aeab3d395fc1226a004055e2ccd6f8.jpg

8b42415777e98490589c199bc6a8fd21.jpg
Команда проектировщиков динамического фасада

0502becc41b078eebceb8b1f8cf062d7.jpgc1f56cad6df0f4c2e0c24c144d13ec00.jpgbaaa3a488fe6a5410b40a73b35f3cc81.jpgbeb089692e46db0a1d2cef05eab2295e.jpg

33b423109ffed1e50818509fdacf9809.gif
Фасады автоматически закрываются и открыватся настолько медленно, что в реальном времени движение элементов незаметно.

Видео


Ссылки

Archdaily Architizer AHR Designboom Википедия 

Здание Media-ICT

f192a806bea168fcf5da940e7100f15d.jpg

Еще один динамический фасад, на этот раз из мембраны ETFE, красуется на здании Media-ICT в Барселоне. Действует он следующим образом: конструктивно фасад представляет собой своеобразные «подушки», изготовленные на основе термопластика ETFE (используемого для создания куполов ботанических садов, в силу отличных характеристики по части температурной изоляции).

Зимой, когда на улице по испанским меркам холодно, эти подушки «раскрываются» и создают, своего рода, воздушную прослойку, которая препятствует охлаждению помещений, и тем самым позволяет сэкономить на их обогреве. Летом же, когда приходит жара, они «сдуваются». В систему входят разнообразные датчики, замеряющие температуру воздуха, его влажность и атмосферное давление, помогают управлять поведением фасада и создать оптимальные условия при предельно экономном расходе энергии. Также есть возможность регулировать прозрачность элементов фасада.

Дополнительная помощь в борьбе с погодными условиями, как оказалось, не помешает не только в знойным южным странам, но и Австрии, с ее умеренным климатом.

Типы кинетической архитектурыправить править код

К началу 21 века сформировались несколько типов кинетической архитектуры.

Художественный музей Милуоки

  • К первому типу относятся функциональные строения, например мосты, в которых поднимается центральная часть, чтобы большие корабли могли проплыть. Другие примеры данного типа — это стадион Миллениум в Уэльсе и стадион Уэмбли в Англии с выдвижной крышей, а также стадион Фельтинс-Арена в немецком городе Гельзенкирхене ещё и с выдвижным полем.[3]
  • Второй тип — это здания-трансформеры, которые имеют красивый внешний вид и при этом могут менять форму. Ярким примером является постройка «Burke Brise soleil» в Художественном музее Милуоки Художественном музее Милуоки, которая сделана наподобие птицы. Помимо эстетической ценности данной конструкции, есть ещё и функциональный аспект: эта постройка укрывает людей от палящего солнца и от ненастной погоды.[1]
  • Следующий тип кинетической архитектуры отличается тем, что движение происходит на поверхности здания. Классическим примером является Институт Арабского мира[1] в Париже, в здании которого расположены металлические жалюзи, работающие по принципу диафрагмы: щели расширяются или сужаются в зависимости от солнечного света.
  • В последнем же типе сочетаются современные технологии с охраной окружающей среды. Кинетические здания этой группы способны производить энергию для автономного питания, благодаря энергии ветра. Небоскреб наглядно демонстрирует это сочетание: благодаря вращению этажей здания вокруг своей оси, турбины, расположенные между этажами, должны ловить ветер, преобразуя его энергию в электричество.

Офисное здание Kiefer Technic Showroom

9699917462b300f3879a036be52523ac.jpg

Офисное здание Kiefer Technic Showroom в австрийской провинции Штирмарк, тоже оборудовано динамическим фасадом, визуально более всего напоминающим горизонтально повернутые ставни.

Эти многослойные панели из перфорированного алюминия управляются при помощи электроники, которая заставляет их скользить вдоль вертикальных направляющих. Таким образом, они могут закрываться и открываться в зависимости от потребностей находящихся внутри соответствующих помещений людей, также создавая затемнение.

Возможно, это решение может показаться не самым удобным, в силу того что ставни совсем непрозрачны, но оно преследует не только удобство. Дело в том, что указанная компания специализируется на производстве современных фасадов для мебели, и разместить на фасаде аналог своей продукции — в сущности, интересный рекламный ход.

Здание BIQ House

c452483df966d21ec8cbb9951f1c23d4.jpg

И, если, все вышеописанные технологии во многом схожи, то динамический фасад здания BIQ House архитектурного бюро Arup, построенный опять же в Германии, но в городе Гамбурге, точно выделяется из этого ряда. Здесь затемнением помещений фасад «занимается» сугубо самостоятельно, потому что его панели заполнены живыми водорослями.

Эти фото-биореакторы выполнены в форме 129 плоских стеклянных панелей размерами 2,5 на 0,7 метра и имеют суммарную площадь 200 кв. м. Они установлены преимущественно на западной и юго-восточной стенах четырехэтажного дома, и когда на них падает солнечный свет, водоросли внутри панелей начинают активно размножаться, делая прозрачные панели зеленоватыми. Кроме динамического затенения, интенсивность которого изменяется с количеством падающего солнечного света, они в пассивном режиме генерируют электроэнергию и чистую горячую воду, так как автоматизированные системы занимаются сбором и сжиганием водорослей.

Таким образом, в наше время, когда высокотехнологичным становится не только «начинка», но и фасад, перед архитектурой открываются новые горизонты. Может быть, в скором времени, и в Украине появятся не только красивые, но и динамические фасады.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here