Мобильные конструкции

Мобильность (от лат. mobilis - подвижный) - способность к быстрому передвижению,

действию.

Трансформация (от лат. transformatio - превращение) - метод изменения формы, опреде-

ляющийся динамикой, движением превращения или небольшого изменения формы.

Первыми мобильными конструкциями были окна и двери. В Европе приемы пространствен-

ной трансформации жилой среды слыли экстравагантностью и смелым экспериментом, хотя и

вызывали волны подражаний, для Китая и Японии - это обычная практика. Интерьер китайского

дома строится по принципу постоянного изменения внутреннего наполнения и взаимозамене-

мости внутреннего и внешнего пространства: легкие подвижные перегородки и экраны, ширмы

всевозможных форм и размеров позволяли постоянно преображать жилище. Решетки на окнах

придавали физическому пространству ритмический строй. Литератор XVIII в. Шэнь Фу совето-

вал создавать в доме неожиданные- зрительные эффекты: тропинка, кажущаяся тупиком, выво-

дит на открытый простор; отворив заднюю дверь на кухне, можно попасть в чудесный сад. В

японском доме вместо стен подвижные перегородки: они одновременно являются и архитектур-

ными деталями, и мебелью, движимым и недвижимым имуществом. Узкая галерея отделяет сад

или двор от жилой части дома своеобразными занавесками - рамами из тонких реек, оклеенных

полупрозрачной промасленной бумагой, или с матовым стеклом. Летом рамы раздвигают, и дом

превращается в открытую беседку. Подвижные щиты дают возможность менять внутреннюю

планировку - от одного большого светлого зала до нескольких комнат. Современные европей-

ские и американские архитекторы немало позаимствовали у японцев: именно под их влиянием в
западном зодчестве появились раздвижные двери, большие застекленные проемы и внутренние
перегородки. В настоящее время существуют мобильные элементы конструкции (раздвижные,
вращающиеся, комбинирующиеся, складные, рулонируемые, солнцезащитные устройства), ис­
пользуемые как перегородки, внутренние и наружные стены.

В 1982 г. архитектор Джон Лаутнер (1911-1994) в Швейцарии построил дом Тернера с ис­пользованием механических приспособлений для создания эффекта свободно перетекающего пространства. Одна из зон пола в гостиной с мебелью и частью остекленной стены поворачива­ется на 180° при простом нажатии кнопки. В одной из последних работ, в доме на побережье Ти­хого океана в Калифорнии (1979-99 гг.), зодчий создал пространство, кажущееся бесконечным, поскольку вода бассейна от самого края террасы сливается с простором океана и с горизонтом [Мир вещей, 2003]. Архитектор О. Неймер разработал проект жилого дома, в котором наружные солнцезащитные панели стен могут разворачиваться вокруг вертикальной оси. В Нигерии по­строена школа с поворотом панелей вокруг горизонтальной оси [Колейчук, 1984].

Мобильность формы, возможность ее видоизменения в зависимости от конкретных усло­вий эксплуатации является одним из важных моментов в современном проектировании, по­этому отдельные узлы общей конструкции должны быть подвижными, к ним предъявляются особые эргономические и конструктивные требования. В театрах, универсальных залах, цир­ках широко применяются вращающиеся, комбинирующиеся, убирающиеся сцены, места для зрителей, арены и перегородки. Подобные идеи получили практическое воплощение во вра­щающихся ресторанах, обзорных площадках.

Конструктивные особенности мгновенно-жестких систем, которым присуще предвари­тельное напряжение, создают возможность упрощенного их возведения. Конструкция, пред­ставляющая собой пучок стержней, обернутый тросами вант, после соответствующей трас­сировки растянутых элементов, воздвигнется как бы сама собой - из транспфтного (ком­пактного) положения развернется в проектное. Подобные системы могут быть использованы в спортивных сооружениях или зеленых театрах в качестве трансформирующихся перекры­тий, способных в течение нескольких часов перекрыть зал водонепроницаемой пленкой, обеспечив спортсменам и зрителям необходимый микроклимат.

С помощью мобильных конструкций решают задачу оптимизации статических элементов конструкции и параметров зданий (объем, площадь и т.д.). Архитектура обладает новой «размерностью» - движением в пространстве и во времени. Гибкость здания многоцелевого назначения осуществляется путем соединения объемов в пространстве, при этом они должны обладать кинетической автономностью.

В настоящее время экспериментаторы исследуют возможности создания самовозводя­щихся структур (в архитектуре - «синергетические»). Разрабатывается несколько направле­ний: на основе стержневых структур, плоскостных структур, с использованием центробеж­ных сил, сил упругости, электромагнитных сил и др.

К новым видам кинематических структур относятся пространственные кинематические структуры с вариантной трансформацией. Подобным преобразованиям подчиняются шести­угольник и группа составленных вместе шестиугольников с шарнирными узлами. Синтез не­скольких плоских кинематических структур привел к созданию трехмерной ячеистой транс­формирующейся структуры, которую можно использовать в различных целях, например как конструкцию самовозводящегося дома.

Направления разработки в космических радиотелескопах ориентированы на совершенст­вование механически саморазвертывающейся антенны на основе стержневых структур: кон­струкции с ломающимися стержнями и конструкции, в которых стержни заменены предва­рительно напряженными нитями. Раскрытие каркаса и натяжение гибких нитей происходит за счет пружин. О компактности таких конструкций можно судить по известным данным: зеркало антенны диаметром 10 м складывается в пакет диаметром и высотой менее метра. В будущем можно будет сооружать складные самораскрывающиеся антенны с диаметром зер­кала 100м.

Использование сил природы для раскрытия трансформирующихся самовозводящихся конструкций широко известно. Цепочная карусель раскручивается с использованием центро­бежных сил. Шатровое покрытие поддерживается баллоном с легким газом; создать повы­шенное давление под оболочкой можно с помощью воздухоприемных воронок, направлен­ных навстречу ветру. В гравитационных системах используется земное притяжение или соб-

ственная масса конструкции. Во время трансформации из плотной упаковки самовозводя­щейся ребристой структуры, состоящей из шестигранных ячеек, система сначала проходит стадию, при которой структура имеет наибольший размер и прямоугольную форму элемен­тов. При дальнейшей трансформации, благодаря собственной массе, она изменяет рисунок на триангуляционную систему, уменьшается по высоте и становится неизменяемой. Появление подобных систем не случайно. Современные материалы становятся все более прочными и выдерживают огромные растягивающие усилия при минимальных сечениях, появилась не­обходимость в разработке конструктивных систем, работающих в основном на растяжение, а не на сжатие. Вместо массивных железобетонных панелей перекрытий можно использовать тонкую сетку из любого прочного материала или тонкие металлические листы. Сетку соеди­няют с наклонными (падающими) стойками, шарнирно закрепленными у основания. Расхо­дясь в разные стороны, стойки натягивают сетку с большой силой.

Мобильная архитектура, сверхлегкие конструкции необходимы в экстремальных услови­ях Арктики и Антарктики, океанского шельфа, космоса. Законы конструирования и компо­зиции неразрывны, так как конструкции будущего должны быть красивы с точки зрения ме­ханики и идей формообразования. Сегодня наблюдается тенденция сближения искусствен­ных систем с «природными конструкциями» по принципам формообразования и конструи­рования.

Дата добавления: 2015-05-09