Сталь – основа кінетичної архітектури

Багато скептиків не раз висловлювалися, що сучасні міста стають одноманітно нудними, й що архітектуру майбутнього навряд чи можна буде називати мистецтвом. Але геній технічної думки вже в наші дні довів зворотне й пошук інших форм та змістів увінчався створенням цілого ряду унікальних архітектурних шедеврів. Фонд Фосун, Інститут Арабського світу, будинок Sarifi-Ha – ці будівлі уявляють собою яскравий зразок нової кінетичної архітектури та креативність даної тенденції заслуговує детального розгляду.

У ногу з епохою

Скільки людство не винаходить нових матеріалів, але в найближчій перспективі найбільш популярними будматеріалами все одно залишаться сталь й бетон. Причому сталь починає активно домінувати, й в сучасній архітектурі вона вже використовується не тільки в якості такого традиційного металопрокату, як арматура, швелер та двотавр. Художники відвели їй дещо інше призначення, бо вона:

• більш технологічна;
• дозволяє створювати великопрольотні конструкції;
• підходить для виготовлення динамічних та керованих елементів будівель і споруд.

Сталь дозволяє втілювати всілякі форми та структури, створювати різні візуальні образи, трансформувати простір й зовнішні стіни будівель. За допомогою застосування листової сталі, фасонного та сортового прокату сучасні архітектори можуть:

• втілити в життя будь-які творчі ідеї;
• створити всередині повністю автономний простір;
• використовувати принципово новий концепт фундаментів, несучих елементів й фасадів.

Сталь, як не один будівельний матеріал, є найбільш індустріальною та легкої в обробці, прекрасно виглядає як обробка. Тільки завдяки їй людство змогло створити такі масштабні будови, як хмарочоси, аеропорти, сучасні стадіони. І до того ж на відміну від бетону, скловолокна, сталь можна використовувати для вторинної переробки, що вже само по собі позитивно відбивається на екології. Найбільш нетривіальне використання сталі лягло в основу кардинально нового витка розвитку нашої цивілізації й дозволило створити інноваційне мистецтво – кінетичну архітектуру.

Глобалізація, масові інформаційні потоки, погіршення екологічних показників – все це негативно впливає на людину та практично виключило комфорт з нашого життя й особливо в мегаполісах. І тепер завданням архітекторів є створення енергоефективних будівель та захист внутрішнього простору від негативного впливу зовнішнього антропогенного середовища. І треба сказати, що з поставленим завданням архітектори не тільки успішно впоралися, але і створили творіння, зовнішній вигляд яких заворожує й нагадує фантасмагоричні картинки з далекого майбутнього.

Новій ері – новий формат

Кінетична архітектура – новий напрямок дизайну будівель. Її концепція передбачає фізичні перетворення в будівельних конструкціях за допомогою технічних додатків з метою створення комфорту за рахунок використання енергії вітру чи сонця, а також електричних, гідравлічних й пневматичних приводів.

Можливість практичного застосування кінетичної архітектури виникла вже в кінці XX століття. Але втілити нестандартні й сміливі архітектурні ідеї в життя в XXI столітті допомогли:

• вуглецеві й леговані сталі;
• інноваційні механізми;
• цифрові технології.

Варто відзначити, що саме сталевий прокат у вигляді труб, арматури, листа, дроту, круглої й квадратної сталі дозволив втілити в життя численні проекти. На будівництво кожної будівлі з кінетичними фрагментами використовується кілька десятків, а то і сотень тон різного сталевого прокату, а також канатів та тросів, виготовлених зі сталевої катанки, які утримують статичні конструкції й приводять в рух динамічні елементи.

Після різних теоретичних розрахунків та пробних проектів в кінетичній архітектурі були виділені чотири ключові напрямки. Назвемо їх та коротко позначимо відмінності:

• функціонал. До цієї категорії відносяться будівлі, що мають будь-які підіймальні, опускаючі або розсувні елементи, як, наприклад, розвідні мости;
• трансформації. Концепція їх архітектури передбачає наявність переміщувальних або трансформуючих елементів будівлі;
• просторова динаміка. Зміни в зовнішньому вигляді будівлі обумовлені переміщенням людини, тобто з різних просторових точок фасад будівлі буде виглядати зовсім по-різному;
• динамічні фасади. Найбільш перспективний напрямок, що дозволяє створювати красиві споруди інфраструктури з енергоефективною системою забезпечення.

* Мається на увазі можливе використання вуглецевих, низьколегованих і легованих сталей. Застосування сталі в якості арматури, балок перекриття та матеріалу для виготовлення електричних й гідравлічних приводів, насосів, підйомників та іншого обладнання обмовляється за замовчуванням.

Міст Міленіум (Гейтсхедскій міст)

Але людству завжди були притаманні амбіції й прагнення приборкати сили природи. І вже сьогодні найсміливішим, епатажним та завзятим проектом можна впевнено назвати проект хмарочоса Девіда Фішера, який відкриває еру кінетичних будівель. Він передбачає створення вежі з 68 поверхів, де кожен рівень буде обертатися навколо осі за рахунок енергії сонця й вітру. У центральній частині планується розташувати ліфти, технічні сходи та інженерні комунікації.

Dynamic Architecture – компанія, що займається розробкою проекту Environmental Tower, не афішує дату завершення будівництва, так само як й використані технології. З конференцій і рекламних презентацій відомо лише, що велика частина конструкцій буде виготовлена ​​на італійських заводах та за кілька днів змонтована на місці. Але той, хто знайомий з азами інженерії, розуміє, що таке грандіозне будівництво можливо здійснити тільки із застосуванням сталі.

Цікавий факт. Купівельний попит на приміщення в обертовому хмарочосі перевищив всі допустимі очікування, навіть не дивлячись на те, що він ще далекий від фактичної реалізації. Такий ажіотаж дозволяє судити про велику перспективність кінетичних будівель та про стабільно високий попит на численні види листової, сортової та фасонної сталі в якості основного матеріалу.

Краще один раз побачити

Як надовго кінетична архітектура перепише правила традиційного містобудування покаже час, а нам поки залишається милуватися геніальними творіннями рук людини. Давайте познайомимося з ними ближче.

Таємниця «танцюючих» фасадів веж Аль-Бахар

Надлишкова інсоляція в жарких країнах є негативним фактором й ускладнює експлуатацію багатоповерхових будівель. Тому при проектуванні Інвестиційної ради Абу-Дабі було прийнято рішення звести дві звужуючих до верху башти-близнюки з динамічними 3D-фасадами, змонтованими на потужному сталевому кістяку.

25-типоверхові будинки на ¾ покриті кінетичними фасадами, й тільки північна сторона оформлена панорамним склінням. Таке рішення – не тільки питання естетики. Імітуюче стільники обрамлення створено за принципом машрабії – решітки, що розсіює світло. Вони управляються роботизованою системою, яка аналізує активність сонячних променів. У години світанку й заходу 3D-блоки складаються та розсіюють природне світло. З наближенням до полудня східна, південна та західна частина веж поступово закривається розкриваючимися, як парасольки, стільниками. Вони володіють напівпрозорою текстурою й тонувальним ефектом та таким чином створюють в приміщенні природне затемнення й частково відображають сонячні промені за рахунок оригінального кута нахилу.

Вежі Аль-Бахар

Використання динамічних фасадів зробило дизайн веж-близнюків неймовірно ефектним та забезпечило підвищений комфорт усередині висоток. А також дозволило майже на 50 відсотків знизити витрати на обслуговування будинків за рахунок зниження енергоспоживання системою освітлення та технікою климатконтролю.

Цікавий факт. Машрабія веж складається з 2099 блоків, кожен з яких включає 15 компонентів зі скловолокна, алюмінію та нержавіючої сталі. Вони здатні витримати шквальний вітер зі швидкістю до 240 км/год, нагрівання до +93°С та масштабні землетруси. Кожен окремий блок важить мало не 600 кг й, щоб конструкція фасаду могла витримати таку вагову навантаження, вона виконана з високоміцної сталі та потужних опорних стійок, маса тільки кожної з них досягає 240 кг.

Оживаючи знову і знову

Кожен день біля тематичного павільйону One Ocean EXPO 2012 у Південній Кореї походжають натовпи роззяв. Вони збираються, що подивитися на дивовижне дійство, як будівля перетворюється в рибу.

Ні, звичайно ж, це метафора. Тим не менш складна система приводить в рух жалюзі, які відриваються та закриваються. І така динаміка фасаду в комплексі з обрисами самого павільйону створює повну ілюзію живої риби.

Подібної алегорією творці намагалися загострити увагу громадськості до проблеми екологічного плачевного стану океану. А архітектори змогли втілити свою ідею знову-таки завдяки сталі, адже за фасадом з жалюзі, виконаних зі скловолокна, ховається потужна великогабаритна металоконструкція й складна система сталевих важелів та приводів.

Керовані сонцем

Властивості теплопровідності сталі майстерно використав Жан Нувель, коли створював свій черговий шедевр – будівлю Інституту Арабського Світу. Виходячи з того, що при нагріванні, в тому числі й від сонячних променів, сталеві елементи розширяться та звужуються при охолодженні, він створив чудовий варіант арабської машрабії.

Таким чином, світлочутливі багатокомпонентні жалюзі в період сонячної активності без всякого додатку зовнішнього зусилля звужують отвір й створюють природне затемнення всередині приміщення. З наближенням вечора сталь остигає та збільшує природну інсоляцію будівлі. Крім того, використання сталі дозволило надати фасаду воістину витончений та чудовий вид.

Розправляючи крила

Іноді дорослі, як діти, можуть радіти дивам. І таким сучасним дивом можна назвати птицю Burke Brise soleil, розправляє свої крила над частиною павільйону Квадріччі художнього музею Мілуокі.

Її «крила» розправляються під впливом вітру й м'яко опускаються, коли він стихає. Ідею автор черпав з природи та щоб передати ілюзію легкого помаху крила, архітектор Сантьяго Калатрава виконав 36 ребер, які виступають кінетичними елементами, з сучасних матеріалів. Але сталь, майже як хребет у птахів, є основою всієї конструкції та також виконує роль шарнірних з'єднань. А сталеві канати забезпечують міцну фіксацію кінетичної скульптури й бездоганний баланс.

Прихована правда

Деякі творці шукають в кінетичній архітектурі свій шлях. Так, геній Діллер Скофідіо подарував нам черговий шедевр – будівлю арт-центру The Shed. Унікальним його робить висувна оболонка, створена зі складної сталевої металоконструкції вагою 3 600 тон та оформлена світловідбиваючими пластиковими фасадами.

Цікавий факт. Динамічна конструкція арт-центру The Shed всього за 5 хвилин приводиться у відкритий або закритий стан. А щоб зрушити цю гігантську конструкцію, використовується 8 колісний привід на 6 електродвигунах. Кожне колесо змонтовано на одному візку й діаметр його вище середнього зросту людини – 1,82 метра. Всі колеса, елементи пересувних візків та каркас виконані з високоміцної сталі: поковок, листа, куточка, двутавра та іншого прокату. Жоден інший матеріал не зміг би використовуватися для створення цього об'єкта й забезпечити його тривалу та безпечну експлуатацію.

Струмуюча завіса

Постійно рухаючийся каскад труб бронзового кольору Шанхайського Фонду Фосун заворожує і чарує. Фахівці та любителі сперечаються, що він більше нагадує – хвилясті тканини завіси або струни арфи. Але всі вони єдині в думці, що бронзові стебла бамбука роблять його істинно китайським шедевром.

Фасад будівлі ідеально передає сам принцип кінетичної архітектури й приховує за плавним рухом струмуючої імітації бамбука потужний сталевий каркас, посилені балки нижнього та верхнього перекриття, захисні огородження балконів, а також нівелює підземну частину будівлі, адже там розташовано повноцінних чотири поверхи. Для їх створення також використовувалася у великій кількості арматура та інший сталевий прокат.

З кожним днем ​​все більше талановитих архітекторів пропонують свої амбітні проекти по втіленню в життя кінетичної архітектури. І це вже навіть не завтрашній, а наш сьогоднішній день. І ми раді, що такі геніальні творіння, в тому числі, створені й завдяки металургам.