Сталь – основа кинетической архитектуры

Многие скептики не раз высказывались, что современные города становятся однообразно скучными, и что архитектуру будущего вряд ли можно будет называть искусством. Но гений технической мысли уже в наши дни доказал обратное и поиск иных форм и содержаний увенчался созданием целого ряда уникальных архитектурных шедевров. Фонд Фосун, Институт Арабского мира, дом Sarifi-Ha – эти здания представляют собой яркий образец новой кинетической архитектуры и креативность данной тенденции заслуживает детального рассмотрения.

В ногу с эпохой

Сколько человечество не изобретает новых материалов, но в ближайшей перспективе наиболее популярными стройматериалами все равно останутся сталь и бетон. Причем сталь начинает активно доминировать, и в современной архитектуре она уже используется не только в качестве такого традиционного металлопроката, как арматура, швеллер и двутавр. Художники отвели ей несколько другое назначение, так как она:

• более технологична;
• позволяет создавать большепролетные конструкции;
• подходит для изготовления динамических и управляемых элементов зданий и сооружений.

Сталь позволяет воплощать всевозможные формы и структуры, создавать разные визуальные образы, трансформировать пространство и внешние стены строений. Посредством применения листовой стали, фасонного и сортового проката современные архитекторы могут:

• воплотить в жизнь любые творческие идеи;
• создать внутри полностью автономное пространство;
• использовать принципиально новый концепт фундаментов, несущих элементов и фасадов.

Сталь, как не один строительный материал, является наиболее индустриальной и легкой в обработке, прекрасно смотрится в качестве отделки. Только благодаря ей человечество смогло создать такие масштабные строения, как небоскребы, аэропорты, современные стадионы. И к тому же в отличие от бетона, стекловолокна, сталь можно использовать для вторичной переработки, что уже само по себе положительно отражается на экологии. Именно нетривиальное использование стали легло в основу кардинально нового витка развития нашей цивилизации и позволило создать инновационное искусство – кинетическую архитектуру.

Глобализация, массовые информационные потоки, ухудшение экологических показателей – все это негативно влияет на человека и практически исключило комфорт из нашей жизни и особенно в мегаполисах. И теперь задачей архитекторов является создание энергоэффективных строений и защита внутреннего пространства от негативного воздействия внешней антропогенной среды. И надо сказать, что с поставленной задачей архитекторы не только успешно справились, но и создали творения, внешний облик которых завораживает и напоминает фантасмагорические картинки из далекого будущего.

Новой эре – новый формат

Кинетическая архитектура – новое направление дизайна зданий. Ее концепция предполагает физические преобразования в строительных конструкциях посредством технических приложений с целью создания комфорта за счет использования энергии ветра или солнца, а также электрических, гидравлических и пневматических приводов.

Возможность практического применения кинетической архитектуры возникло уже в конце XX века. Но воплотить нестандартные и смелые архитектурные идеи в жизнь в XXI веке помогли:

• углеродистые и легированные стали;
• инновационные механизмы;
• цифровые технологии.

Стоит отметить, что именно стальной прокат в виде труб, арматуры, листа, проволоки, круглой и квадратной стали позволил воплотить в жизнь многочисленные проекты. На строительство каждого здания с кинетическими фрагментами используется несколько десятков, а то и сотен тонн различного стального проката, а также канатов и тросов, изготовленных из стальной катанки, которые удерживают статические конструкции и приводят в движение динамические элементы.

После разных теоретических расчетов и пробных проектов в кинетической архитектуре были выделены четыре ключевых направления. Назовем их и кратко обозначим отличия:

• функционал. К этой категории относятся строения, имеющие какие-либо поднимающиеся, опускающиеся или раздвижные элементы, как, например, разводные мосты;
• трансформации. Концепция их архитектуры предполагает наличие перемещаемых или трансформирующихся элементов здания;
• пространственная динамика. Изменения во внешнем облике строения обусловлены перемещением человека, то есть из разных пространственных точек фасад здания будет смотреться совершенно по-разному;
• динамичные фасады. Наиболее перспективное направление, позволяющее создавать красивые сооружения инфраструктуры с энергоэффективной системой обеспечения.

*Подразумевается возможное использование углеродистых, низколегированных и легированных сталей. Применение стали в качестве арматуры, балок перекрытия и материала для изготовления электрических и гидравлических приводов, насосов, подъемников и другого оборудования оговаривается по умолчанию.

Мост Миллениум (Гейтсхедский мост)

Но человечеству всегда были присущи амбиции и стремление обуздать силы природы. И уже сегодня самым смелым, эпатажным и дерзновенным проектом можно уверено назвать проект небоскреба Дэвида Фишера, который открывает эру кинетических зданий. Он предполагает создание башни из 68 этажей, где каждый уровень будет вращаться вокруг своей оси за счет энергии солнца и ветра. В центральной части планируется расположить лифты, технические лестницы и инженерные коммуникации.

Dynamic Architecture – компания, занимающаяся разработкой проекта Environmental Tower, не афиширует дату завершения строительства, так же как и использующиеся технологии. Из конференций и рекламных презентаций известно лишь, что большая часть конструкций будет изготовлена на итальянских заводах и за несколько дней смонтирована на месте. Но тот, кто знаком с азами инженерии, понимает, что такое грандиозное строительство возможно осуществить только с применением стали.

Интересный факт. Покупательский спрос на помещения во вращающемся небоскребе превысил все допустимые ожидания, даже несмотря на то, что он еще далек от фактической реализации. Такой ажиотаж позволяет судить о большой перспективности кинетических зданий и о стабильно высоком спросе на многочисленные виды листовой, сортовой и фасонной стали в качестве основного материала.

Лучше один раз увидеть

Как надолго кинетическая архитектура перепишет свод правил традиционного градостроения покажет время, а нам пока остается любоваться гениальными творениями рук человека. Давайте познакомимся с ними поближе.

Тайна «танцующих» фасадов башен Аль-Бахар

Избыточная инсоляция в жарких странах является негативным фактором и усложняет эксплуатацию многоэтажных зданий. Поэтому при проектировании Инвестиционного совета Абу-Даби было принято решение возвести две сужающиеся к верху башни-близнецы с динамичными 3D-фасадами, смонтированными на мощном стальном остове.

25-тиэтажные строения на ¾ покрыты кинетическими фасадами и только северная сторона оформлена панорамным остеклением. Такое решение – не только вопрос эстетики. Имитирующее соты обрамление создано по принципу машрабии – решетки, рассеивающей свет. Они управляются роботизированной системой, анализирующей активность солнечных лучей. В часы рассвета и заката 3D-блоки складываются и рассеивают естественный свет. С приближением к полудню восточная, южная и западная часть башен постепенно закрывается раскрывающимися, как зонты, сотами. Они обладают полупрозрачной текстурой и тонирующим эффектом и таким образом создают в помещении естественное затемнение и частично отражают солнечные лучи за счет оригинального угла наклона.

Башни Аль-Бахар

Использование динамических фасадов сделало дизайн башен-близнецов невероятно эффектным и обеспечило повышенный комфорт внутри высоток. А также позволило почти на 50 процентов снизить затраты на обслуживание зданий за счет снижения энергопотребления системой освещения и техникой климатконтроля.

Интересный факт. Машрабия башен состоит из 2099 блоков, каждый из которых включает 15 компонентов из стекловолокна, алюминия и нержавеющей стали. Они способны выдержать шквальный ветер со скоростью до 240 км/ч, нагрев до +93°С и масштабные землетрясения. Каждый отдельный блок весит без малого 600 кг и, чтобы конструкция фасада могла выдержать такую весовую нагрузку, она выполнена из высокопрочной стали и мощных опорных стоек, масса только каждой из них достигает 240 кг.

Оживая снова и снова

Каждый день возле тематического павильона One Ocean EXPO 2012 в Южной Корее прохаживаются толпы зевак. Они собираются, чтобы посмотреть на удивительное действо, как здание превращается в рыбу.

Нет, конечно же, это метафора. Тем не менее сложная система приводит в движение жалюзи, которые отрываются и закрываются. И такая динамика фасада в комплексе с очертаниями самого павильона создает полную иллюзию живой рыбы.

Подобной аллегорией творцы пытались заострить внимание общественности на проблеме экологического плачевного состояния океана. А архитекторы смогли воплотить свою идею опять-таки благодаря стали, ведь за фасадом из жалюзи, выполненных из стекловолокна, скрывается мощная крупногабаритная металлоконструкция и сложная система стальных рычагов и приводов.

Управляемые солнцем

Свойства теплопроводности стали искусно использовал Жан Нувель, когда создавал свой очередной шедевр – здание Института Арабского Мира. Исходя из того, что при нагреве, в том числе и от солнечных лучей, стальные элементы расширятся и сужаются при остывании, он создал великолепный вариант арабской машрабии.

Таким образом, светочувствительные многокомпонентные жалюзи в период солнечной активности без всякого приложения внешнего усилия сужают отверстие и создают естественное затемнение внутри помещения. С приближением вечера сталь остывает и увеличивает естественную инсоляцию здания. Кроме того, использование стали позволило придать фасаду поистине утонченный и великолепный вид.

Расправляя крылья

Иногда взрослые, как дети, могут радоваться чудесам. И таким современным чудом можно назвать птицу Burke Brise soleil, расправляющую свои крылья над частью павильона Квадриччи художественного музея Милуоки.

Ее «крылья» расправляются под воздействием ветра и мягко опускаются, когда он стихает. Идею автор черпал из природы и чтобы передать иллюзию легкого взмаха крыла, архитектор Сантьяго Калатрава выполнил 36 ребер, выступающих кинетическими элементами, из современных материалов. Но сталь, почти как позвоночник у птиц, является основой всей конструкции и также выполняет роль шарнирных соединений. А стальные канаты обеспечивают крепкую фиксацию кинетической скульптуры и безупречный баланс.

Скрытая правда

Некоторые творцы ищут в кинетической архитектуре свой путь. Так, гений Диллер Скофидио подарил нам очередной шедевр – здание арт-центра The Shed. Уникальным его делает выдвижная оболочка, созданная из сложной стальной металлоконструкции весом 3 600 тонн и оформленная светоотражающими пластиковыми фасадами.

Интересный факт. Динамическая конструкция арт-центра The Shed всего за 5 минут приводится в открытое или закрытое состояния. А чтобы сдвинуть эту гигантскую конструкцию, используется 8-колесный привод на 6 электродвигателях. Каждое колесо смонтировано на одной тележке и диаметр его выше среднего роста человека – 1,82 метра. Все колеса, элементы передвижных тележек и каркас выполнены из высокопрочной стали: поковок, листа, уголка, двутавра и другого проката. Ни один другой материал не смог бы использоваться для создания этого объекта и обеспечить его длительную и безопасную эксплуатацию.

Струящийся занавес

Постоянно движущийся каскад труб бронзового цвета Шанхайского Фонда Фосун завораживает и очаровывает. Специалисты и любители спорят что он больше напоминает – струящиеся ткани занавеса или струны арфы. Но все они едины во мнение, что бронзовые стебли бамбука делают его истинно китайским шедевром.

Фасад здания идеально передает сам принцип кинетической архитектуры и скрывает за плавным движением струящейся имитации бамбука мощный стальной каркас, усиленные балки нижнего и верхнего перекрытия, защитные ограждения балконов, а также нивелирует подземную часть здания, ведь там расположены полноценных четыре этажа. Для их создания также использовалась в большом количестве арматура и другой стальной прокат.

С каждым днем все больше талантливых архитекторов предлагают свои амбициозные проекты по воплощению в жизнь кинетической архитектуры. И это уже даже не завтрашний, а наш сегодняшний день. И мы рады, что такие гениальные творения, в том числе, созданы и благодаря металлургам.