En nuestro entendimiento, una casa inteligente es un sistema computarizado que regula la temperatura, la luz, el consumo de energía y otras condiciones, integrando sistemas sensoriales, interactivos y de alta tecnología. Sin embargo, se puede crear un edificio automatizado que ahorre recursos para todos los residentes sin dispositivos electrónicos inteligentes.
Las casas autorreguladas construidas según los principios de la arquitectura cinética proporcionan el nivel de confort necesario con la ayuda de elementos estructurales móviles y transformadores. Este concepto se conoce desde hace al menos un siglo, pero solo en los últimos años las tecnologías de construcción han alcanzado el nivel en el que la instalación de elementos cinéticos en la arquitectura se vuelve económicamente factible.
Hoy hablamos de hogares inteligentes del pasado, sin computadoras y pantallas táctiles, cuyas innovaciones serán útiles para la humanidad en el futuro.
La historia de la arquitectura cinética.
La arquitectura cinética es el arte y la ciencia de construir edificios de tal manera que los elementos estructurales puedan moverse uno con respecto al otro sin violar la integridad general del edificio. Los elementos cinéticos influyen en cómo los paneles de una casa se moverán, doblarán, rotarán y transformarán, resolviendo varias tareas climáticas y estéticas.
La transformación visual en esta dirección de la arquitectura no está oculta entre las comunicaciones internas de ingeniería. La variabilidad de los edificios cinéticos está disponible para la contemplación: si necesita ocultar la habitación del sol, entonces toda la casa "participará" en esto.
A principios del siglo XX, los arquitectos comenzaron a explorar la posibilidad de introducir elementos de cinética en los edificios (de la palabra griega κίνησις - movimiento). Ya entonces se entendió que el movimiento en la arquitectura se puede producir mecánicamente usando motores, o usando personas, aire, agua y otras fuerzas cinéticas.
Un sorprendente evento de desarrollo urbano de la primera mitad del siglo fue la penetración de ideas futuristas en el entorno arquitectónico. En 1920, el arquitecto Vladimir Evgrafovich Tatlin creó el modelo de la Torre de la Tercera Internacional , que se convertiría en un símbolo del futuro gracias a sus materiales (hierro, vidrio, metal, acero), formas y funciones.
El diseño de la torre consistió en tres estructuras geométricas que giraban alrededor de su eje. En la base del edificio había un cubo (rama legislativa). Se planeó celebrar reuniones, congresos y conferencias. En la parte central hay una pirámide (rama ejecutiva). La inclinación de la torre es la misma que la del eje de la Tierra. Las estructuras giratorias están correlacionadas con la revolución de nuestro planeta. La altura de la torre es de 400 metros, un múltiplo del meridiano de la Tierra (1: 100 000).
Construir una torre falló. La doble hélice y el mástil inclinado estaban muy adelantados a su tiempo, y las partes giratorias se convirtieron en un sueño para los arquitectos, como la ciencia ficción.
En 1924, el arquitecto Konstantin Melnikov participó en un concurso de proyectos para la construcción de la sucursal de Moscú del periódico Leningradskaya Pravda. Se entregó una parcela de 6x6 m para la construcción, que determinó la forma arquitectónica de todos los proyectos competitivos: la torre.
Melnikov propuso la construcción de un edificio de cinco pisos, cuatro de los cuales giran en torno a un núcleo fijo, que albergaba una escalera, ascensor y servicios públicos.
Hoy en día, se creó un modelo real de la torre en la Universidad Técnica de Delft (Países Bajos), y se hizo un modelo de computadora en la Universidad de Innsbruck (Austria).
En 1929, Melnikov tuvo otro proyecto cinético: un monumento a Cristóbal Colón, impulsado por las fuerzas del viento y el agua. Se suponía que el monumento en la República Dominicana consistía en dos conos, cuya parte superior tendría una cavidad para recoger agua, una turbina para generar electricidad, así como alas en los lados que estarían pintadas en diferentes colores para que el monumento cambiara de color.
La propuesta innovadora de Melnikov fue rechazada por el jurado de la competencia internacional, pero todo el mundo sabía sobre el proyecto.
En 1933, Yakov Chernikhov, a quien muchos arquitectos modernos famosos llaman abiertamente su maestro de inspiración y correspondencia, publicó el libro "Fantasías arquitectónicas". 101 canciones ". En la segunda mitad del siglo XX, una publicación que contenía, entre otras cosas, fundamentos teóricos de la arquitectura cinética, se convirtió en un escritorio para arquitectos de Japón, Europa y América.
Las ideas de los arquitectos soviéticos, que encontraron inspiración en el constructivismo y el futurismo, a menudo no se plasmaban en edificios reales, pero entendieron que las formas estáticas y permanentes de la arquitectura tradicional ya no pueden reflejar el espíritu de los tiempos. Se suponía que la arquitectura cinética era dinámica, adaptable, capaz de cambios rápidos.
Proyectos implementados
Instituto del mundo árabe por Jean Nouvel
Una nueva ola de interés en la arquitectura cinética ocurrió en los años 80 del siglo XX. En Francia, surgió la idea de crear una organización científica para estudiar la cultura de Oriente Medio. El proyecto competitivo fue ganado por Jean Nouvel , quien se esforzó por crear una arquitectura que combinara la historia y la cultura de Oriente y Occidente, sin entrar en conflicto con el paisaje urbano circundante.
El muro sur del instituto imita elementos de motivos ornamentales árabes. Consiste en 240 paneles de aluminio con diafragmas de titanio, que con la ayuda de 25,000 sensores fotoeléctricos reaccionan a la luz cambiante del día. La iluminación se controla expandiendo y estrechando los diafragmas controlados por la computadora.
El edificio se ha vuelto único y demasiado complejo para su época. Las propiedades cinéticas de la fachada ya no se utilizan, pero por lo demás no ha habido cambios en el aspecto arquitectónico del instituto desde 1987.
Torre del río perla
La Torre Pearl River de 300 metros de altura, construida en 2009, es considerada el primer rascacielos verdaderamente verde en China y el edificio más respetuoso con el medio ambiente en China. Pearl River Tower puede producir más energía de la que consume. Entre sus características se encuentra un sistema de ventilación basado en flujos de viento, paneles solares y un sistema de recolección de agua de lluvia, parte del cual es calentado por el sol para proporcionar agua caliente al edificio. La torre también está parcialmente enfriada por radiadores y ventilación vertical.
La arquitectura cinética del proyecto se refleja en la forma de una fachada translúcida de dos capas y un sistema de control para persianas automatizadas que responde a la luz del día. El bajo requerimiento de energía de la torre se logra debido a la forma especial de la fachada, redirigiendo el viento en cuatro agujeros en los pisos técnicos del edificio. El viento, que pasa a través de una serie de turbinas, genera electricidad y también se envía a través de todos los sistemas de ventilación.
Irónicamente, la torre era demasiado innovadora y tuvo que abandonar la generación de energía. Una compañía local de energía en Guangzhou no permite que los productores independientes vendan energía a la red. Sin incentivos financieros para agregar microturbinas, los desarrolladores las eliminaron del proyecto.
"Casa con bolas"
Esta casa de campo fue construida en India para el dueño de una tienda de acuarios y está destinada para un descanso de fin de semana. Un sistema especial de persianas, hecho al estilo del brutalismo, se encuentra a ambos lados de la sala común alargada y le permite abrir una ventana con vista a un lado del jardín y, por el otro, un enorme acuario de piscina.
Las bolas de concreto sirven como contrapeso a los grandes paneles de metal que cubren las ventanas. El sistema está controlado electrónicamente, pero es lo suficientemente simple.
Pabellón Transpirable
SOMA Studio construyó el One Ocean Pavilion para EXPO 2012. La fachada está hecha de 108 paneles cinéticos, cada uno de los cuales está hecho de polímero de fibra de vidrio reforzado que puede deformarse sin romperse.
Las unidades síncronas responsables del movimiento de los paneles funcionan con paneles solares instalados en el techo del pabellón. La fachada de "respiración" le permite ajustar la cantidad de luz que ingresa a la habitación durante el día.
Universidad del sur de Dinamarca
Se ha desarrollado una fachada para la Universidad del Sur de Dinamarca, que consta de 1.600 paneles móviles triangulares perforados conectados a sensores de calor y luz. Cada panel se mueve de acuerdo con el programa incorporado de sensores para crear atenuación y regular la luz del día.
El panel se puede cerrar, abrir hasta la mitad o completamente con la ayuda de un motor eléctrico. En la posición cerrada, la luz aún puede penetrar a través de pequeñas aberturas: miles de pequeñas aberturas en la fachada se convierten en un filtro, proporcionando a las instalaciones la cantidad necesaria de luz natural.
Todas las estructuras de los edificios están diseñadas para minimizar el consumo de energía para iluminación, calefacción, refrigeración y ventilación. Un diseño bien pensado reduce la demanda de energía en un 50% en comparación con un edificio comparable.
Arquitectura de introvertidos y extrovertidos.
El estudio iraní NextOffice construyó una casa privada de ocho pisos en Teherán (incluidos dos niveles en el sótano). Las habitaciones en los pisos segundo, tercero y cuarto se pueden empujar hacia adelante, abriendo espacio para amplias terrazas sombreadas.
Cada habitación tiene dos puertas que se abren dependiendo de la ubicación del piso. Otra característica era el pozo de luz central, que pasaba por cuatro pisos.
Una solución similar se implementa en el edificio Suite Vollard de 11 pisos en Curitiba (Brasil). Los pisos giran independientemente uno del otro. Las comunicaciones de ingeniería, cocinas y baños se encuentran en una parte central fija.
Casa autoensamblada
La modularidad de la estructura de una casa de este tipo hace que sea fácil transportarla a cualquier lugar del camión y desplegarla de forma independiente después de presionar solo un botón.
Fachada como anuncio
No olvidemos que la arquitectura cinética se ve muy impresionante. Y todo lo que produce un efecto en el espectador se puede utilizar con fines publicitarios. En 2017, se abrió la tienda de Apple en la capital de los Emiratos Árabes Unidos, creada por la empresa de arquitectura con sede en Londres Foster + Partners.
Los arquitectos se inspiraron en elementos del estilo árabe de Mashrabiya (celosías de madera estampadas). Las pantallas de hidrocarburos protegen del sol abrasador durante el día y se abren por la noche.
Proyectos conceptuales
Torres Al Bahr
AEDAS diseñó el edificio de la sede del Consejo de Inversión de Abu Dhabi (EAU). Los arquitectos han propuesto construir dos torres de 25 pisos con elementos de estilo oriental.
Lo más interesante de este concepto es la fachada dinámica. Parte de la fachada funciona como un paraguas gigante, abriéndose y cerrándose en respuesta al movimiento del sol, reduciendo la carga solar en los edificios en un 50%. Cada dispositivo de sombreado es accionado por un actuador lineal.
Los paneles solares se instalan en el techo, cambiando automáticamente su ángulo de ubicación dependiendo de la ubicación del sol.
Baila y gira
Zahi Hadid es la mujer más influyente en el mundo de la arquitectura. Ya hablamos de ello en el artículo " Arquitectura paramétrica del futuro Zaha Hadid ", pero no mencionamos su proyecto de "torres danzantes", que son tres edificios de gran altura conectados por un "movimiento" común, casi coreográfico. El proyecto fue propuesto para el distrito comercial de Dubai, que se ha convertido en los últimos años en un campo de pruebas para la arquitectura del futuro.
En la misma área, David Fisher propuso la construcción de torres rotativas, cuyos 78 pisos podrán moverse independientemente uno del otro. Debido a la rotación de los pisos, las turbinas ubicadas entre ellas deben atrapar el viento y generar electricidad.
"Fachada viviente"
En 2008, el estudio de diseño de Berlín WHITEvoid presentó su primer prototipo de fachada dinámica, que se denominó "fachada de deslumbramiento". El sistema, llamado por los autores "membrana cinética que refleja el medio ambiente", es adecuado para cualquier edificio o pared de cualquier forma. Dicha fachada consta de muchos bloques de forma compleja, cada uno de los cuales es un espejo de acero inoxidable pulido.
Cada unidad de espejo está montada en un eje y puede desviarse en un ángulo pequeño utilizando un accionamiento neumático, que refleja la luz natural.
El futuro de la arquitectura.
Los elementos cinéticos se han utilizado en edificios durante cientos de años: recuerde cómo fue efectivo levantar un puente a través de un foso, cortando la pared del castillo del enemigo. Hoy aprendimos a construir puentes deslizantes, mover techos de estadios, cambiar diseños de paredes en escenarios de teatro.
El siguiente paso es la implementación masiva del concepto de transformación en la construcción. Las casas podrán cambiar su apariencia dependiendo de las condiciones ambientales. La arquitectura cinética no solo tiene un aspecto funcional, sino que también se correlaciona con la tendencia general de la introducción de tecnologías "verdes". Los edificios "en movimiento" ahorran energía y ellos mismos la producen en cantidades suficientes. Todos estos factores apuntan a la perspectiva: en las próximas décadas, probablemente estamos esperando un auge en la construcción de casas cinéticas.