À notre avis, une maison intelligente est un système informatisé qui régule la température, la lumière, la consommation d'énergie et d'autres conditions, intégrant des systèmes sensoriels, interactifs et de haute technologie. Cependant, un bâtiment automatisé qui permet d'économiser des ressources pour tous les résidents peut être créé sans aucun appareil électronique intelligent.
Les maisons autorégulatrices construites sur les principes de l'architecture cinétique offrent le niveau de confort nécessaire à l'aide d'éléments structurels transformants et mobiles uniquement. Ce concept est connu depuis au moins un siècle, mais ce n'est qu'au cours des dernières années que les technologies de construction ont atteint le niveau auquel l'installation d'éléments cinétiques en architecture devient économiquement réalisable.
Aujourd'hui, nous parlons des maisons intelligentes du passé, sans ordinateurs ni écrans tactiles, dont les innovations seront utiles à l'humanité à l'avenir.
L'histoire de l'architecture cinétique
L'architecture cinétique est l'art et la science de la construction de bâtiments de telle manière que les éléments structurels peuvent se déplacer les uns par rapport aux autres sans violer l'intégrité globale du bâtiment. Les éléments cinétiques influencent la façon dont les panneaux d'une maison se déplaceront, se plieront, tourneront et se transformeront, résolvant diverses tâches climatiques et esthétiques.
La transformation visuelle dans cette direction de l'architecture n'est pas cachée entre les communications d'ingénierie internes. La variabilité des bâtiments cinétiques est disponible pour la contemplation - si vous avez besoin de cacher la pièce du soleil, alors toute la maison "participera" à cela.
Au début du XXe siècle, les architectes ont commencé à explorer la possibilité d'introduire des éléments de cinétique dans les bâtiments (du mot grec κίνησις - mouvement). Déjà alors, une compréhension s'est formée que le mouvement dans l'architecture peut être produit mécaniquement en utilisant des moteurs, ou en utilisant des personnes, de l'air, de l'eau et d'autres forces cinétiques.
Un événement de développement urbain marquant de la première moitié du siècle a été la pénétration d'idées futuristes dans l'environnement architectural. En 1920, l'architecte Vladimir Evgrafovich Tatlin a créé le modèle de la Tour de la Troisième Internationale , qui allait devenir un symbole de l'avenir grâce à ses matériaux (fer, verre, métal, acier), ses formes et ses fonctions.
La conception de la tour consistait en trois structures géométriques tournant autour de son axe. À la base du bâtiment se trouvait un cube (branche législative). Il était prévu de tenir des réunions, des congrès et des conférences. Dans la partie centrale, il y a une pyramide (branche exécutive). L'inclinaison de la tour est la même que celle de l'axe de la Terre. Les structures tournantes sont corrélées à la révolution de notre planète. La hauteur de la tour est de 400 mètres, un multiple du méridien terrestre (1: 100 000).
La construction d'une tour a échoué. La double hélice et le mât incliné étaient très en avance sur leur temps, et les pièces tournantes sont devenues un rêve pour les architectes, comme la science-fiction.
En 1924, l'architecte Konstantin Melnikov participe à un concours de projets pour la construction de la succursale de Moscou du journal Leningradskaya Pravda. Un terrain de 6x6 m a été donné pour la construction, qui a déterminé la forme architecturale de tous les projets compétitifs - la tour.
Melnikov a proposé la construction d'un bâtiment de cinq étages, dont quatre étages tournent autour d'un noyau fixe, qui abritait un escalier, un ascenseur et des services publics.
Aujourd'hui, un véritable modèle de la tour a été créé à l'Université technique de Delft (Pays-Bas), et un modèle informatique a été réalisé à l'Université d'Innsbruck (Autriche).
En 1929, Melnikov a eu un autre projet cinétique - un monument à Christophe Colomb, entraîné par les forces du vent et de l'eau. Le monument en République dominicaine devait se composer de deux cônes, dont le sommet aurait une cavité pour recueillir l'eau, une turbine pour produire de l'électricité et également des ailes sur les côtés qui seraient peintes de différentes couleurs afin que le monument change de couleur.
La proposition innovante de Melnikov a été rejetée par le jury du concours international, mais le monde entier était au courant du projet.
En 1933, Yakov Chernikhov, que de nombreux architectes modernes célèbres appellent ouvertement leur professeur d'inspiration et de correspondance, publie le livre «Fantasmes architecturaux. 101 chansons. " Dans la seconde moitié du 20e siècle, une publication contenant, entre autres, des justifications théoriques de l'architecture cinétique, est devenue un bureau pour les architectes du Japon, d'Europe et d'Amérique.
Les idées des architectes soviétiques, qui ont trouvé l'inspiration dans le constructivisme et le futurisme, n'étaient pas souvent incarnées dans de vrais bâtiments, mais ils ont compris que les formes statiques et permanentes de l'architecture traditionnelle ne peuvent plus refléter l'esprit de l'époque. L'architecture cinétique était censée être dynamique, adaptable, capable de changements rapides.
Projets mis en œuvre
Institut du monde arabe par Jean Nouvel
Une nouvelle vague d'intérêt pour l'architecture cinétique s'est produite dans les années 80 du 20e siècle. En France, l'idée est venue de créer une organisation scientifique pour étudier la culture du Moyen-Orient. Le projet compétitif a été remporté par Jean Nouvel , qui s'est efforcé de créer une architecture qui combine l'histoire et la culture de l'Est et de l'Ouest, sans entrer en conflit avec le paysage urbain environnant.
Le mur sud de l'institut imite des éléments de motifs ornementaux arabes. Il se compose de 240 panneaux en aluminium avec des diaphragmes en titane qui, à l'aide de 25 000 capteurs photoélectriques, réagissent à la lumière du jour. L'éclairage est contrôlé en élargissant et en rétrécissant les diaphragmes contrôlés par l'ordinateur.
Le bâtiment est devenu unique et trop complexe pour l'époque. Les propriétés cinétiques de la façade ne sont plus utilisées, mais sinon, il n'y a eu aucun changement dans l'aspect architectural de l'institut depuis 1987.
Tour de la rivière des perles
La tour de la rivière des Perles, haute de 300 mètres, construite en 2009, est considérée comme le premier gratte-ciel vraiment vert en Chine et le bâtiment le plus respectueux de l'environnement en Chine. La Pearl River Tower peut produire plus d'énergie qu'elle n'en consomme. Parmi ses caractéristiques figurent un système de ventilation basé sur les flux de vent, des panneaux solaires et un système de collecte des eaux pluviales, dont une partie est chauffée par le soleil pour alimenter le bâtiment en eau chaude. La tour est également partiellement refroidie par des radiateurs et une ventilation verticale.
L'architecture cinétique du projet se reflète sous la forme d'une façade translucide à deux couches et d'un système de commande pour stores automatisés qui réagit à la lumière du jour. La faible consommation d'énergie de la tour est obtenue grâce à la forme particulière de la façade, qui redirige le vent en quatre trous sur les étages techniques du bâtiment. Le vent, qui traverse une série d'éoliennes, produit de l'électricité et est également envoyé par tous les systèmes de ventilation.
Ironiquement, la tour était trop innovante et a dû abandonner la production d'énergie. Une entreprise énergétique locale de Guangzhou n'autorise pas les producteurs indépendants à revendre de l'énergie au réseau. Sans incitation financière à ajouter des microturbines, les développeurs les ont retirées du projet.
"Maison avec des boules"
Cette maison de campagne a été construite en Inde pour le propriétaire d'un magasin d'aquarium et est destinée à un week-end. Un système spécial de stores, fait dans le style de la brutalité, est situé des deux côtés de la salle commune allongée et vous permet d'ouvrir une fenêtre avec vue d'un côté du jardin et de l'autre - une immense piscine-aquarium.
Les billes de béton servent de contrepoids aux grands panneaux métalliques recouvrant les fenêtres. Le système est contrôlé électroniquement, mais assez simple.
Pavillon respirant
SOMA Studio a construit le One Ocean Pavilion pour EXPO 2012. La façade est composée de 108 panneaux cinétiques, chacun en polymère de fibre de verre renforcé qui peut être déformé sans se casser.
Les entraînements synchrones responsables du mouvement des panneaux sont alimentés par des panneaux solaires installés sur le toit du pavillon. La façade «respirante» vous permet de régler la quantité de lumière pénétrant dans la pièce pendant la journée.
Université du sud du Danemark
Une façade a été développée pour l'Université du sud du Danemark, qui se compose de 1 600 panneaux mobiles triangulaires perforés reliés à des capteurs de chaleur et de lumière. Chaque panneau se déplace conformément au programme intégré de capteurs pour créer une gradation et réguler la lumière du jour.
Le panneau peut être fermé, ouvert à mi-chemin ou complètement à l'aide d'un moteur électrique. En position fermée, la lumière peut toujours pénétrer à travers de petites ouvertures - des milliers de petites ouvertures dans la façade deviennent un filtre, fournissant aux locaux la quantité de lumière nécessaire.
Toutes les structures du bâtiment sont conçues pour minimiser la consommation d'énergie pour l'éclairage, le chauffage, le refroidissement et la ventilation. Une conception bien pensée réduit la demande d'énergie de 50% par rapport à un bâtiment comparable.
Architecture des introvertis et des extravertis
Le studio iranien NextOffice a construit une maison privée de huit étages à Téhéran (dont deux sous-sols). Les chambres des deuxième, troisième et quatrième étages peuvent être poussées vers l'avant, ouvrant de l'espace pour de spacieuses terrasses ombragées.
Chaque chambre a deux portes qui s'ouvrent selon l'emplacement du sol. Une autre caractéristique était le puits de lumière central, traversant quatre étages.
Une solution similaire est mise en œuvre dans le bâtiment Suite Vollard de 11 étages à Curitiba (Brésil). Les sols tournent indépendamment les uns des autres. Les communications techniques, les cuisines et les salles de bains sont situées dans une partie centrale fixe.
Maison auto-assemblée
La modularité de la structure d'une telle maison permet de la transporter facilement n'importe où sur le camion et de la déployer indépendamment après avoir appuyé sur un seul bouton.
Façade comme publicité
N'oublions pas que l'architecture cinétique est très impressionnante. Et tout ce qui produit un effet sur le spectateur peut être utilisé à des fins publicitaires. En 2017, l'Apple Store a été ouvert dans la capitale des Émirats arabes unis, créé par la firme d'architectes londonienne Foster + Partners.
Les architectes se sont inspirés d'éléments du style arabe de Mashrabiya (treillis en bois à motifs). Les écrans d'hydrocarbures protègent du soleil brûlant pendant la journée et s'ouvrent le soir.
Projets conceptuels
Tours d'Al Bahr
AEDAS a conçu le siège du Abu Dhabi Investment Council (UAE). Les architectes ont proposé de construire deux tours de 25 étages avec des éléments de style oriental.
La chose la plus intéressante de ce concept est la façade dynamique. Une partie de la façade fonctionne comme un parapluie géant, s'ouvrant et se fermant en réponse au mouvement du soleil, réduisant ainsi la charge solaire des bâtiments de 50%. Chaque dispositif d'ombrage est entraîné par un actionneur linéaire.
Des panneaux solaires sont installés sur le toit, changeant automatiquement leur angle de localisation en fonction de la position du soleil.
Danse et spin
Zahi Hadid est la femme la plus influente du monde de l'architecture. Nous en avons déjà parlé dans l'article « Architecture paramétrique du futur Zaha Hadid », mais ne mentionnons pas son projet de «tours dansantes», qui est trois immeubles de grande hauteur reliés par un «mouvement» commun, presque chorégraphique. Le projet a été proposé pour le quartier des affaires de Dubaï, qui est devenu ces dernières années un terrain d'essai pour l'architecture du futur.
Dans la même zone, David Fisher a proposé la construction de tours tournantes, dont les 78 étages pourront se déplacer indépendamment les uns des autres. En raison de la rotation des planchers, les turbines situées entre eux doivent capter le vent et produire de l'électricité.
"Façade vivante"
En 2008, le studio de design berlinois WHITEvoid a présenté son premier prototype de façade dynamique, appelée «façade éblouissante». Le système, appelé par les auteurs "membrane cinétique réfléchissant l'environnement", convient à tout bâtiment ou mur de toute forme. Une telle façade se compose de nombreux blocs de forme complexe, dont chacun est un miroir en acier inoxydable poli.
Chaque unité de miroir est montée sur un axe et peut être déviée d'un petit angle à l'aide d'un entraînement pneumatique, réfléchissant la lumière naturelle.
L'avenir de l'architecture
Les éléments cinétiques sont utilisés dans les bâtiments depuis des centaines d'années - rappelez-vous comment il était efficace de soulever un pont à travers un fossé, coupant le mur du château de l'ennemi. Aujourd'hui, nous avons appris à construire des ponts coulissants, à déplacer les toits des stades, à modifier les conceptions des murs sur les scènes de théâtre.
La prochaine étape est la mise en œuvre massive du concept de transformation dans la construction. Les maisons pourront changer d'apparence en fonction des conditions environnementales. L'architecture cinétique a non seulement un aspect fonctionnel, mais est également en corrélation avec la tendance générale à l'introduction de technologies «vertes». Les bâtiments "en mouvement" économisent de l'énergie et la produisent eux-mêmes en quantité suffisante. Tous ces facteurs laissent entrevoir la perspective - dans les prochaines décennies, nous attendons probablement un boom de la construction de maisons cinétiques.