Em nosso entendimento, uma casa inteligente é um sistema computadorizado que regula temperatura, luz, consumo de energia e outras condições, integrando sistemas sensoriais, interativos e de alta tecnologia. No entanto, um edifício automatizado que fornece economia de recursos para todos os residentes pode ser criado sem dispositivos eletrônicos inteligentes.
Casas auto-reguláveis construídas com base nos princípios da arquitetura cinética fornecem o nível necessário de conforto com a ajuda de apenas elementos estruturais móveis e transformadores. Esse conceito é conhecido há pelo menos um século, mas somente nos últimos anos as tecnologias de construção atingiram o nível em que a instalação de elementos cinéticos na arquitetura se torna economicamente viável.
Hoje falamos sobre casas inteligentes do passado, sem computadores e telas sensíveis ao toque, cujas inovações serão úteis para a humanidade no futuro.
A história da arquitetura cinética
A arquitetura cinética é a arte e a ciência da construção de edifícios, de maneira que os elementos estruturais possam se mover entre si sem violar a integridade geral do edifício. Os elementos cinéticos influenciam como os painéis de uma casa se moverão, dobrarão, girarão e se transformarão, resolvendo várias tarefas climáticas e estéticas.
A transformação visual nessa direção da arquitetura não está oculta entre as comunicações internas de engenharia. A variabilidade dos edifícios cinéticos está disponível para contemplação - se você precisar esconder a sala do sol, a casa inteira "participará" disso.
No início do século XX, os arquitetos começaram a explorar a possibilidade de introduzir elementos de cinética nos edifícios (da palavra grega κίνησις - movimento). Já se formou um entendimento de que o movimento na arquitetura pode ser produzido mecanicamente usando motores ou usando pessoas, ar, água e outras forças cinéticas.
Um evento marcante de desenvolvimento urbano da primeira metade do século foi a penetração de idéias futuristas no ambiente arquitetônico. Em 1920, o arquiteto Vladimir Evgrafovich Tatlin criou um modelo da Torre da Terceira Internacional , que se tornaria um símbolo do futuro graças aos seus materiais (ferro, vidro, metal, aço), formas e funções.
O design da torre consistia em três estruturas geométricas girando em torno de seu eixo. Na base do edifício havia um cubo (ramo legislativo). Foi planejado realizar reuniões, congressos e conferências. Na parte central, há uma pirâmide (ramo executivo). A inclinação da torre é a mesma que a do eixo da Terra. Estruturas rotativas estão correlacionadas com a revolução do nosso planeta. A altura da torre é de 400 metros, um múltiplo do meridiano da Terra (1: 100 000).
Falha na construção de uma torre. A dupla hélice e o mastro inclinado estavam muito à frente de seu tempo, e as peças rotativas se tornaram um sonho para os arquitetos, como a ficção científica.
Em 1924, o arquiteto Konstantin Melnikov participou de um concurso de projetos para a construção da filial de Moscou do jornal Leningradskaya Pravda. Um terreno de 6x6 m foi entregue para a construção, que determinou a forma arquitetônica de todos os projetos competitivos - a torre.
Melnikov propôs a construção de um edifício de cinco andares, quatro dos quais giram em torno de um núcleo fixo, que abrigava uma escada, elevador e serviços públicos.
Atualmente, um modelo real da torre foi criado na Universidade Técnica de Delft (Holanda) e um modelo de computador na Universidade de Innsbruck (Áustria).
Em 1929, Melnikov teve outro projeto cinético - um monumento a Cristóvão Colombo, impulsionado pelas forças do vento e da água. O monumento na República Dominicana consistia em dois cones, cujo topo teria uma cavidade para coletar água, uma turbina para gerar eletricidade e também asas nas laterais que seriam pintadas em cores diferentes para que o monumento mudasse de cor.
A proposta inovadora de Melnikov foi rejeitada pelo júri da competição internacional, mas o mundo inteiro sabia do projeto.
Em 1933, Yakov Chernikhov, a quem muitos famosos arquitetos modernos abertamente chamam de professor de inspiração e correspondência, publicou o livro “Fantasias arquitetônicas. 101 músicas ". Na segunda metade do século XX, uma publicação contendo, entre outras coisas, substanciações teóricas da arquitetura cinética, tornou-se uma área de trabalho para arquitetos do Japão, Europa e América.
As idéias dos arquitetos soviéticos, que encontraram inspiração no construtivismo e no futurismo, não eram muitas vezes incorporadas em edifícios reais, mas colocavam o entendimento de que formas estáticas e permanentes da arquitetura tradicional não podem mais refletir o espírito da época. A arquitetura cinética deveria ser dinâmica, adaptável, capaz de mudanças rápidas.
Projetos Implementados
Instituto do Mundo Árabe por Jean Nouvel
Uma nova onda de interesse na arquitetura cinética ocorreu nos anos 80 do século XX. Na França, surgiu a idéia de criar uma organização científica para estudar a cultura do Oriente Médio. O projeto competitivo foi ganho por Jean Nouvel , que se esforçou para criar uma arquitetura que combina a história e a cultura do Oriente e do Ocidente, sem entrar em conflito com a paisagem urbana circundante.
A parede sul do instituto imita elementos de motivos ornamentais árabes. Consiste em 240 painéis de alumínio com diafragmas de titânio, que com a ajuda de 25.000 sensores fotoelétricos reagem à mudança da luz do dia. A iluminação é controlada expandindo e estreitando os diafragmas controlados pelo computador.
O edifício tornou-se único e complexo demais para a época. As propriedades cinéticas da fachada não são mais usadas, mas, caso contrário, não houve mudanças na aparência arquitetônica do instituto desde 1987.
Torre do Rio das Pérolas
A Pearl River Tower, com 300 metros de altura, construída em 2009, é considerada o primeiro arranha-céu verdadeiramente verde da China e o edifício mais ecológico da China. A Pearl River Tower pode produzir mais energia do que consome. Entre suas características estão um sistema de ventilação baseado nos fluxos de vento, painéis solares e um sistema de coleta de água da chuva, parte do qual é aquecida pelo sol para fornecer água quente ao edifício. A torre também é parcialmente resfriada por radiadores e ventilação vertical.
A arquitetura cinética do projeto é refletida na forma de uma fachada translúcida de duas camadas e um sistema de controle para persianas automatizadas que respondem à luz do dia. O requisito de baixa energia da torre é alcançado devido ao formato especial da fachada, redirecionando o vento para quatro furos nos pisos técnicos do edifício. O vento, passando por uma série de turbinas, gera eletricidade e também é enviado por todos os sistemas de ventilação.
Ironicamente, a torre era muito inovadora e teve que abandonar a geração de energia. Uma empresa de energia local em Guangzhou não permite que produtores independentes vendam energia de volta à rede. Sem incentivo financeiro para adicionar microturbinas, os desenvolvedores as removeram do projeto.
"Casa com bolas"
Esta casa de campo foi construída na Índia para o proprietário de uma loja de aquários e destina-se a um fim de semana. Um sistema especial de persianas, feito no estilo do brutalismo, está localizado em ambos os lados da sala comum alongada e permite abrir uma janela com vista de um lado do jardim, do outro - um enorme aquário para piscina.
Bolas de concreto servem como contrapeso a grandes painéis de metal que cobrem as janelas. O sistema é controlado eletronicamente, mas bastante simples.
Pavilhão respirável
O SOMA Studio construiu o One Ocean Pavilion para a EXPO 2012. A fachada é feita de 108 painéis cinéticos, cada um dos quais é feito de polímero de fibra de vidro reforçado que pode ser deformado sem quebrar.
Os acionamentos síncronos responsáveis pelo movimento dos painéis são alimentados por painéis solares instalados no teto do pavilhão. A fachada de "respiração" permite ajustar a quantidade de luz que entra na sala durante o dia.
Universidade do Sul da Dinamarca
Uma fachada foi desenvolvida para a Universidade do Sul da Dinamarca, que consiste em 1.600 painéis móveis perfurados triangulares conectados a sensores de calor e luz. Cada painel se move de acordo com o programa interno de sensores para criar escurecimento e regular a luz do dia.
O painel pode ser fechado, aberto até a metade ou totalmente com a ajuda de um motor elétrico. Na posição fechada, a luz ainda pode penetrar através de pequenas aberturas - milhares de pequenas aberturas na fachada se tornam um filtro, fornecendo às instalações a quantidade necessária de luz do dia.
Todas as estruturas do edifício são projetadas para minimizar o consumo de energia para iluminação, aquecimento, refrigeração e ventilação. Um projeto bem pensado reduz a demanda de energia em 50% em comparação com um edifício comparável.
Arquitetura de introvertidos e extrovertidos
O estúdio iraniano do NextOffice construiu uma casa particular de oito andares em Teerã (incluindo dois níveis do porão). Os quartos no segundo, terceiro e quarto andares podem ser empurrados para a frente, abrindo espaço para amplos terraços sombreados.
Cada quarto tem duas portas que se abrem, dependendo da localização do piso. Outra característica foi o poço de luz central, passando por quatro andares.
Uma solução semelhante é implementada no edifício Suite Vollard, de 11 andares, em Curitiba (Brasil). Os pisos giram independentemente um do outro. As comunicações de engenharia, cozinhas e banheiros estão localizadas em uma parte fixa central.
Casa auto-montada
A modularidade da estrutura de uma casa facilita o transporte para qualquer lugar do caminhão e a implantação independentemente, depois de pressionar apenas um botão.
Fachada como propaganda
Não vamos esquecer que a arquitetura cinética parece muito impressionante. E tudo o que produz um efeito no visualizador pode ser usado para fins publicitários. Em 2017, a loja da Apple foi aberta na capital dos Emirados Árabes Unidos, criada pela empresa de arquitetura Foster + Partners, com sede em Londres.
Os arquitetos foram inspirados por elementos do estilo árabe de Mashrabiya (treliças de madeira estampadas). As telas de hidrocarboneto protegem do sol escaldante durante o dia e abrem à noite.
Projetos conceituais
Al Bahr Towers
A AEDAS projetou a sede do Conselho de Investimentos de Abu Dhabi (EAU). Os arquitetos propuseram a construção de duas torres de 25 andares com elementos de estilo oriental.
A coisa mais interessante sobre esse conceito é a fachada dinâmica. Parte da fachada funciona como um guarda-chuva gigante, abrindo e fechando em resposta ao movimento do sol, reduzindo a carga solar nos edifícios em 50%. Cada dispositivo de sombreamento é acionado por um atuador linear.
Os painéis solares são instalados no telhado, alterando automaticamente seu ângulo de localização, dependendo da localização do sol.
Dançar e girar
Zahi Hadid é a mulher mais influente do mundo da arquitetura. Já falamos sobre isso no artigo “ Arquitetura paramétrica do futuro Zaha Hadid ”, mas não mencionamos seu projeto de “torres dançantes”, que são três arranha-céus conectados por um “movimento” comum, quase coreográfico. O projeto foi proposto para o distrito comercial de Dubai, que se tornou nos últimos anos um campo de testes para a arquitetura do futuro.
Na mesma área, David Fisher propôs a construção de torres rotativas, cujos 78 andares serão capazes de se mover independentemente um do outro. Devido à rotação dos pisos, as turbinas localizadas entre eles devem captar o vento, gerando eletricidade.
"Fachada viva"
Em 2008, o estúdio de design de Berlim WHITEvoid apresentou seu primeiro protótipo de fachada dinâmica, chamada de “fachada brilhante”. O sistema, chamado pelos autores de "membrana cinética que reflete o ambiente", é adequado para qualquer edifício ou muro de qualquer forma. Essa fachada consiste em muitos blocos de formas complexas, cada um dos quais é um espelho de aço inoxidável polido.
Cada unidade de espelho é montada em um eixo e pode ser desviada por um pequeno ângulo usando um acionamento pneumático, refletindo a luz natural.
O futuro da arquitetura
Elementos cinéticos são usados em edifícios há centenas de anos - lembre-se de como era eficaz erguer uma ponte sobre um fosso, cortando a muralha do castelo do inimigo. Hoje nós aprendemos a construir pontes deslizantes, mover telhados de estádios, mudar o design das paredes nos palcos dos teatros.
O próximo passo é a implementação em massa do conceito de transformação na construção. As casas poderão mudar sua aparência dependendo das condições ambientais. A arquitetura cinética não possui apenas um aspecto funcional, mas também se correlaciona com a tendência geral para a introdução de tecnologias "verdes". Os edifícios em movimento economizam energia e eles próprios a produzem em quantidades suficientes. Todos esses fatores apontam para a perspectiva - nas próximas décadas, provavelmente estamos aguardando um boom na construção de casas cinéticas.