منازل ذكية بدون إلكترونيات وعمارة حركية ومباني حية

في فهمنا ، المنزل الذكي هو نظام محوسب ينظم درجة الحرارة والضوء واستهلاك الطاقة وظروف أخرى ، ودمج الأنظمة الحسية والتفاعلية عالية التقنية. ومع ذلك ، يمكن إنشاء مبنى آلي يوفر توفير الموارد لجميع المقيمين بدون أجهزة إلكترونية ذكية على الإطلاق.

توفر المنازل ذاتية التنظيم المبنية على مبادئ العمارة الحركية المستوى الضروري من الراحة بمساعدة العناصر الهيكلية المتحولة والمتحولة فقط. هذا المفهوم معروف منذ قرن على الأقل ، ولكن في السنوات الأخيرة فقط وصلت تقنيات البناء إلى المستوى الذي يصبح فيه تركيب العناصر الحركية في الهندسة المعمارية مجديًا اقتصاديًا.

نخبر اليوم عن المنازل الذكية في الماضي ، بدون أجهزة كمبيوتر وشاشات تعمل باللمس ، والتي ستكون ابتكاراتها مفيدة للإنسانية في المستقبل.

تاريخ العمارة الحركية

العمارة الحركية هي فن وعلم بناء المباني بطريقة يمكن أن تتحرك فيها العناصر الهيكلية بالنسبة لبعضها البعض دون انتهاك السلامة العامة للمبنى. تؤثر العناصر الحركية على كيفية تحرك ألواح المنزل وطويها وتدويرها وتحويلها ، وحل مختلف المهام المناخية والجمالية.

لا يتم إخفاء التحول البصري في هذا الاتجاه للهندسة المعمارية بين الاتصالات الهندسية الداخلية. إن تنوع المباني الحركية متاح للتأمل - إذا كنت بحاجة إلى إخفاء الغرفة من الشمس ، فإن المنزل بأكمله "سيشارك" في ذلك.

في بداية القرن العشرين ، بدأ المهندسون المعماريون في استكشاف إمكانية إدخال عناصر الحركية في المباني (من الكلمة اليونانية κίνησις - الحركة). بالفعل ، تم تكوين فهم بأن الحركة في الهندسة المعمارية يمكن إنتاجها ميكانيكيًا باستخدام المحركات ، أو باستخدام الناس والهواء والماء والقوى الحركية الأخرى.

كان حدث التنمية الحضرية المدهش في النصف الأول من القرن هو اختراق الأفكار المستقبلية في البيئة المعمارية. في عام 1920 ، ابتكر المهندس المعماري فلاديمير إفغرافوفيتش تاتلين نموذج برج الأممية الثالثة ، والذي كان سيصبح رمزًا للمستقبل بفضل مواده (الحديد والزجاج والمعادن والصلب) والأشكال والوظائف.

يتألف تصميم البرج من ثلاثة هياكل هندسية تدور حول محوره. في قاعدة المبنى كان هناك مكعب (فرع تشريعي). تم التخطيط لعقد الاجتماعات والمؤتمرات والمؤتمرات. يوجد في الجزء المركزي هرم (الفرع التنفيذي). ميل البرج هو نفسه محور البرج. ترتبط الهياكل الدوارة مع ثورة كوكبنا. يبلغ ارتفاع البرج 400 متر ، وهو مضاعف لخط الطول الأرضي (100000: 1).

فشل بناء برج. كان اللولب المزدوج والصاري المائل متقدمًا جدًا على وقتهم ، وأصبحت الأجزاء الدوارة حلمًا للمهندسين المعماريين ، مثل الخيال العلمي.

في عام 1924 ، شارك المهندس المعماري كونستانتين ميلنيكوف في مسابقة لمشاريع لبناء فرع موسكو من صحيفة لينينغرادسكايا برافدا. تم منح قطعة أرض 6 × 6 م للبناء ، والتي حددت الشكل المعماري لجميع المشاريع التنافسية - البرج.

اقترح ميلنيكوف بناء مبنى من خمسة طوابق ، تدور أربعة طوابق حول قلب ثابت ، والذي يضم درجًا ومصعدًا ومرافق.

في الوقت الحاضر ، تم إنشاء نموذج حقيقي للبرج في جامعة دلفت التقنية (هولندا) ، وتم صنع نموذج كمبيوتر في جامعة إنسبروك (النمسا).

في عام 1929 ، كان لدى ميلنيكوف مشروع حركي آخر - نصب تذكاري لكريستوفر كولومبوس ، مدفوعًا بقوى الرياح والمياه. كان النصب التذكاري في جمهورية الدومينيكان يتكون من اثنين من المخاريط ، سيكون أعلىها تجويفًا لجمع المياه ، وتوربين لتوليد الكهرباء ، وأيضًا أجنحة على الجانبين سيتم رسمها بألوان مختلفة حتى يتغير النصب اللون.

رفضت هيئة المحلفين في المسابقة الدولية عرض Melnikov المبتكر ، لكن العالم كله كان على علم بالمشروع.

في عام 1933 ، نشر ياكوف تشيرنيخوف ، الذي يطلق عليه العديد من المهندسين المعماريين المشهورين علنا ​​معلم الإلهام والمراسلات ، كتاب "التخيلات المعمارية". 101 أغنية ". في النصف الثاني من القرن العشرين ، أصبح منشور يحتوي ، من بين أمور أخرى ، على الأدلة النظرية للهندسة الحركية ، سطح مكتب للمهندسين المعماريين في اليابان وأوروبا وأمريكا.

لم يتم تجسيد أفكار المهندسين المعماريين السوفييت ، الذين وجدوا الإلهام في البنائية والمستقبلية ، في المباني الحقيقية ، لكنهم وضعوا الفهم بأن الأشكال الثابتة والدائمة للهندسة المعمارية التقليدية لم تعد قادرة على عكس روح العصر. كان من المفترض أن تكون الهندسة الحركية ديناميكية وقابلة للتكيف وقادرة على التغيير السريع.

المشاريع المنفذة

معهد العالم العربي جان نوفيل

حدثت موجة جديدة من الاهتمام بالعمارة الحركية في الثمانينيات من القرن العشرين. في فرنسا ، ظهرت الفكرة لإنشاء منظمة علمية لدراسة ثقافة الشرق الأوسط. وفاز بالمشروع التنافسي جان نوفيل ، الذي سعى إلى إنشاء عمارة تجمع بين تاريخ وثقافة الشرق والغرب ، بينما لا تتعارض مع المشهد الحضري المحيط.

يقلد الجدار الجنوبي للمعهد عناصر من الزخارف العربية. يتكون من 240 لوح ألومنيوم مع أغشية من التيتانيوم ، والتي بمساعدة 25000 مستشعر كهروضوئي تتفاعل مع تغيير ضوء النهار. يتم التحكم في الإضاءة عن طريق توسيع وتضييق الأغشية التي يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر.

أصبح المبنى فريدًا ومعقدًا للغاية في وقته. لم تعد الخصائص الحركية للواجهة تستخدم ، ولكن بخلاف ذلك لم تكن هناك تغييرات في المظهر المعماري للمعهد منذ عام 1987.

برج نهر اللؤلؤ

يعتبر برج بيرل ريفر ، الذي يبلغ ارتفاعه 300 متر ، والذي تم بناؤه في عام 2009 ، أول ناطحة سحاب خضراء حقيقية في الصين والمبنى الأكثر صداقة للبيئة في الصين. يمكن أن ينتج برج نهر اللؤلؤ طاقة أكثر مما يستهلك. من بين ميزاته نظام تهوية يعتمد على تدفقات الرياح والألواح الشمسية ونظام جمع مياه الأمطار ، يتم تسخين جزء منه بواسطة الشمس لتزويد المبنى بالمياه الساخنة. كما يتم تبريد البرج جزئيًا بواسطة المشعات والتهوية العمودية.

تنعكس الهندسة الحركية للمشروع في شكل واجهة شفافة من طبقتين ونظام تحكم للستائر الآلية التي تستجيب لضوء النهار. يتم تحقيق متطلبات الطاقة المنخفضة للبرج بسبب الشكل الخاص للواجهة ، وإعادة توجيه الرياح إلى أربعة ثقوب في الطوابق الفنية للمبنى. الريح ، التي تمر عبر سلسلة من التوربينات ، تولد الكهرباء ، ويتم إرسالها أيضًا عبر جميع أنظمة التهوية.

ومن المفارقات أن البرج كان مبتكرًا للغاية وكان عليه التخلي عن توليد الطاقة. لا تسمح شركة الطاقة المحلية في قوانغتشو للمنتجين المستقلين ببيع الطاقة مرة أخرى إلى الشبكة. بدون حافز مالي لإضافة التوربينات الدقيقة ، قام المطورون بإزالتها من المشروع.

"منزل به كرات"

تم بناء هذا المنزل الريفي في الهند لصاحب متجر أحواض السمك وهو مخصص لقضاء عطلة نهاية الأسبوع. يوجد نظام خاص للستائر ، مصنوع على طراز الوحشية ، على جانبي الغرفة المشتركة الممتدة ويسمح لك بفتح نافذة مع إطلالة على جانب واحد من الحديقة ، وعلى الجانب الآخر - حوض سباحة ضخم.

تعمل الكرات الخرسانية كثقل موازن للألواح المعدنية الكبيرة التي تغطي النوافذ. يتم التحكم في النظام إلكترونيًا ، ولكنه بسيط بما فيه الكفاية.

جناح تنفس

قام SOMA Studio ببناء One Ocean Pavilion لـ EXPO 2012. وتتكون الواجهة من 108 لوحات حركية ، كل منها مصنوع من بوليمر الألياف الزجاجية المقواة التي يمكن تشوهها دون كسر.

يتم تشغيل محركات الأقراص المتزامنة المسؤولة عن حركة الألواح بواسطة الألواح الشمسية المثبتة على سطح الجناح. تتيح لك واجهة "التنفس" ضبط كمية الضوء التي تدخل الغرفة خلال النهار.

جامعة جنوب الدنمارك

تم تطوير واجهة لجامعة جنوب الدنمارك ، والتي تتكون من 1600 لوحة متحركة مثقبة مثلثة متصلة بأجهزة استشعار الحرارة والضوء. تتحرك كل لوحة وفقًا لبرنامج المستشعرات المدمج لإنشاء تعتيم وتنظيم ضوء النهار.

يمكن إغلاق اللوحة أو فتحها في منتصف الطريق أو بالكامل بمساعدة محرك كهربائي. في الوضع المغلق ، يمكن للضوء أن يخترق الفتحات الصغيرة - الآلاف من الفتحات الصغيرة في الواجهة تصبح مرشحًا ، مما يوفر للمباني الكمية اللازمة من ضوء النهار.

تم تصميم جميع هياكل المباني لتقليل استهلاك الطاقة للإضاءة والتدفئة والتبريد والتهوية. يقلل التصميم المدروس جيدًا من الطلب على الطاقة بنسبة 50٪ مقارنة بمبنى مماثل.

عمارة الانطوائيين والانبساطيين

NextOffice استديو إيراني شيد مبنى خاص من ثمانية طوابق في طهران (بما في ذلك طابقين في الطابق السفلي). يمكن دفع الغرف في الطوابق الثانية والثالثة والرابعة إلى الأمام ، مما يفتح مساحة لتراسات مظللة واسعة.

تحتوي كل غرفة على بابين يتم فتحهما اعتمادًا على موقع الأرضية. ميزة أخرى هي البئر المركزي ، تمر عبر أربعة طوابق.

تم تنفيذ حل مماثل في مبنى Suite Vollard المكون من 11 طابقًا في كوريتيبا (البرازيل). تدور الأرضيات بشكل مستقل عن بعضها البعض. تقع الاتصالات الهندسية والمطابخ والحمامات في جزء ثابت مركزي.

منزل تم تجميعه ذاتيًا

إن هيكلية هذا المنزل تجعل من السهل نقله إلى أي مكان في الشاحنة ونشره بشكل مستقل بعد الضغط على زر واحد فقط.

الواجهة كإعلان

دعونا لا ننسى أن العمارة الحركية تبدو رائعة للغاية. ويمكن استخدام كل ما ينتج عنه تأثير على العارض لأغراض الدعاية. في عام 2017 ، تم افتتاح متجر Apple في عاصمة الإمارات العربية المتحدة ، وتم إنشاؤه من قبل شركة الهندسة المعمارية Foster + Partners ومقرها لندن.

استلهم المهندسون المعماريون من عناصر الطراز العربي المشربية (المشابك الخشبية المنقوشة). تحمي شاشات الهيدروكربونات من أشعة الشمس الحارقة خلال النهار ، وتفتح في المساء.

المشاريع المفاهيمية

أبراج البحر

صمم مكتب الإمارات العربية المتحدة (SARAS) المبنى الرئيسي لمجلس أبوظبي للاستثمار (الإمارات العربية المتحدة). اقترح المهندسون المعماريون بناء برجين من 25 طابقًا مع عناصر من الطراز الشرقي.

الشيء الأكثر إثارة للاهتمام حول هذا المفهوم هو الواجهة الديناميكية. يعمل جزء من الواجهة كمظلة عملاقة ، تفتح وتغلق استجابة لحركة الشمس ، مما يقلل من الحمل الشمسي على المباني بنسبة 50٪. يتم تشغيل كل جهاز تظليل بواسطة مشغل خطي.

يتم تثبيت الألواح الشمسية على السطح ، وتغيير زاوية موقعها تلقائيًا اعتمادًا على موقع الشمس.

الرقص والتدوير

زاهي حديد هي المرأة الأكثر نفوذاً في عالم الهندسة المعمارية. لقد تحدثنا بالفعل عن ذلك في مقالة " العمارة البارامترية للمستقبل زها حديد " ، لكننا لم نذكر مشروعها "أبراج الرقص" ، وهو عبارة عن ثلاثة مبان شاهقة متصلة بـ "حركة" مشتركة تقريبًا. تم اقتراح المشروع لمنطقة الأعمال في دبي ، والتي أصبحت في السنوات الأخيرة ساحة اختبار لهندسة المستقبل.

في نفس المنطقة ، اقترح ديفيد فيشر بناء أبراج دوارة ، ستتمكن جميع الطوابق الـ 78 من التحرك بشكل مستقل عن بعضها البعض. بسبب دوران الأرضيات ، يجب أن تلتقط التوربينات التي تقع بينها الرياح ، لتوليد الكهرباء.

"الواجهة الحية"

في عام 2008 ، قدم استوديو تصميم WHITEvoid في برلين أول نموذج أولي للواجهة الديناميكية ، والذي كان يسمى "واجهة الوهج". هذا النظام ، الذي يطلق عليه المؤلفون "غشاء حركي يعكس البيئة" ، مناسب لأي مبنى أو جدار من أي شكل. تتكون هذه الواجهة من العديد من الكتل ذات الشكل المعقد ، كل منها عبارة عن مرآة من الفولاذ المقاوم للصدأ المصقول.

يتم تركيب كل وحدة مرآة على محور ويمكن انحرافها بزاوية صغيرة باستخدام محرك هوائي ، مما يعكس الضوء الطبيعي.

مستقبل العمارة

تم استخدام العناصر الحركية في المباني منذ مئات السنين - تذكر كيف كان من الفعال رفع جسر عبر الخندق ، وقطع جدار القلعة عن العدو. تعلمنا اليوم كيفية بناء جسور منزلقة ، وتحريك أسطح الملاعب ، وتغيير تصميمات الجدران في مراحل المسرح.

الخطوة التالية هي التنفيذ الشامل لمفهوم التحول في البناء. ستتمكن المنازل من تغيير مظهرها اعتمادًا على الظروف البيئية. العمارة الحركية ليس لها جانب وظيفي فحسب ، بل ترتبط أيضًا بالاتجاه العام لإدخال التقنيات "الخضراء". توفر المباني "المتحركة" الطاقة وتنتجها بنفسها بكميات كافية. تشير جميع هذه العوامل إلى الاحتمال - في العقود القادمة ، ربما ننتظر طفرة في بناء المنازل الحركية.