Пристальный взгляд на растяжимую архитектуру

Растяжимая архитектура - это структурная система, в которой преимущественно используется напряжение, а не сжатие. растяжимый а также напряженность часто используются взаимозаменяемо. Другие названия включают архитектуру натяжной мембраны, архитектуру ткани, конструкции натяжения и легкие конструкции натяжения. Давайте рассмотрим эту современную, но древнюю технику строительства.

напряжение а также компрессия две силы, о которых вы много слышите, когда изучаете архитектуру. Большинство конструкций, которые мы строим, находятся в сжатом состоянии - кирпичик на кирпиче, доска на борту, толкаясь и сдавливая вниз до земли, где вес здания уравновешивается твердой землей. Напротив, напряженность считается противоположностью сжатия. Натяжение тянет и растягивает строительные материалы.

" Конструкция, которая характеризуется натяжением системы из ткани или податливого материала (обычно с проволокой или кабелем) для обеспечения критической структурной опоры конструкции.

instagram viewer

"— Ассоциация тканевых конструкций (FSA)

Вспоминая первые человеческие сооружения, созданные человеком (за пределами пещеры), мы вспоминаем о Лаугье. Примитивная Хижина (структуры в основном в сжатии) и, даже раньше, подобные палатке конструкции - ткань (например, шкура животного), натянутая (натяжение) вокруг каркаса из дерева или кости. Растяжимый дизайн был хорош для кочевых палаток и маленьких вигвамов, но не для Египетские пирамиды. Даже греки и римляне определили, что большие колизеи, сделанные из камня, были торговой маркой долголетия и вежливости, и мы называем их классическая. На протяжении веков напряженная архитектура отводилась цирковым шатрам, подвесным мостам (например, Бруклинский мост) и небольшие временные павильоны.

Немецкий архитектор и лауреат Притцкера Фрей Отто всю свою жизнь изучал возможности легкой, растяжимой архитектуры - кропотливо вычисление высоты столбов, подвеса кабелей, кабельной сетки и мембранных материалов, которые могут быть использованы для создания крупногабаритной тентовой конструкции структур. Его дизайн для павильона Германии на Expo '67 в Монреале, Канада, было бы гораздо проще построить, если бы он CAD програмное обеспечение. Но именно этот павильон 1967 года проложил путь для других архитекторов, чтобы рассмотреть возможности строительства напряженности.

Наиболее распространенными моделями для создания натяжения являются модель воздушного шара и модель палатки. В модели с воздушным шаром воздух внутри помещения создает напряжение на стенках мембраны и крыше, выталкивая воздух в эластичный материал, такой как воздушный шар. В модели палатки кабели, прикрепленные к неподвижной колонне, натягивают мембранные стены и крышу, подобно зонтику.

Типичные элементы для более распространенной модели палатки включают в себя (1) «мачту» или фиксированный столб или наборы опор для поддержки; (2) Подвесные тросы, идея, принесенная в Америку немецкими по происхождению Джон Роблинг; и (3) «мембрана» в форме ткани (например, ETFE) или кабельная сетка.

Наиболее типичные области применения для этого типа архитектуры включают кровлю, наружные павильоны, спортивные арены, транспортные узлы и полупостоянное жилье после стихийного бедствия.

^{Источник: Ассоциация структур тканей (FSA) по адресу www.fabricstructuresassociation.org/what-are-lightweight-structures/tensile.}

Международный аэропорт Денвера - прекрасный пример растяжимой архитектуры. Натянутая мембранная крыша терминала 1994 года может выдерживать температуры от минус 100 ° F (ниже нуля) до плюс 450 ° F. Стекловолоконный материал отражает солнечное тепло, но позволяет естественному свету проникать во внутренние помещения. Идея дизайна состоит в том, чтобы отразить окружение горных вершин, поскольку аэропорт находится недалеко от Скалистых гор в Денвере, штат Колорадо.

Архитектор: C. W. Фентресс Дж. ЧАС. Брэдберн Ассошиэйтс, Денвер, Колорадо
Завершенный: 1994
Специальный подрядчик: Birdair, Inc.
Идея дизайнаПодобно пиковой конструкции Фрея Отто, расположенной недалеко от Мюнхенских Альп, Fentress выбрала кровельную систему с натяжной мембраной, которая имитировала пики Скалистых гор Колорадо
Размер: 1200 х 240 футов
Количество внутренних колонн: 34
Количество стального троса 10 миль
Тип мембраны: PTFE стекловолокноТефлон^®тканое стекловолокно
Количество ткани: 375 000 квадратных футов для крыши терминала Jeppesen; 75 000 квадратных футов дополнительная защита от обочины

^{Источник: Международный Аэропорт Денвер а также PTFE стекловолокно в Birdair, Inc. [доступно 15 марта 2015 г.]}

Вдохновленная немецкими Альпами, эта структура в Мюнхене, Германия, может напомнить вам о международном аэропорту Денвера 1994 года. Однако мюнхенское здание было построено двадцатью годами ранее.

В 1967 году немецкий архитектор Гюнтер Бениш (1922-2010) выиграл конкурс на превращение мюнхенской мусорной свалки в международный ландшафт для проведения XX летних Олимпийских игр в 1972 году. Behnisch & Partner создал модели в песке, чтобы описать природные пики, которые они хотели для олимпийской деревни. Затем они привлекли немецкого архитектора Фрея Отто, чтобы помочь выяснить детали дизайна.

Без использования CAD Программное обеспечение, архитекторы и инженеры спроектировали эти вершины в Мюнхене, чтобы продемонстрировать не только спортсменов-олимпийцев, но и немецкую изобретательность и немецкие Альпы.

Архитектор международного аэропорта Денвера украл дизайн Мюнхена? Возможно, но южноафриканская компания Натяжные конструкции указывает на то, что все конструкции натяжения являются производными трех основных форм:

• "конический - Конус формы, характеризующийся центральным пиком »
• "Баррель Хранилище - Арочная форма, обычно характеризующаяся изогнутой арочной конструкцией »
• "Hypar - Витая форма свободной формы"

^{Источники: Соревнования, Behnisch & Partner 1952-2005; Техническая информация, Напряженные структуры [по состоянию на 15 марта 2015]}

Гюнтер Бениш и Фрей Отто сотрудничал, чтобы охватить большую часть Олимпийской деревни 1972 года в Мюнхене, Германия, один из первых крупномасштабных проектов структуры напряжения. Олимпийский стадион в Мюнхене, Германия, был лишь одним из мест, где использовалась растяжимая архитектура.

Предполагается, что мюнхенская структура была более крупной и внушительной, чем тканевый павильон Otto Expo '67, представляла собой сложную мембрану из кабельной сети. Архитекторы выбрали акриловые панели толщиной 4 мм для отделки мембраны. Жесткий акрил не растягивается как ткань, поэтому панели были «гибко соединены» с сеткой кабеля. Результатом стала скульптурная легкость и мягкость по всей олимпийской деревне.

Срок службы растяжимой мембранной структуры варьируется в зависимости от типа выбранной мембраны. Современные передовые технологии производства увеличили срок службы этих конструкций с одного года до многих десятилетий. Ранние сооружения, такие как Олимпийский парк 1972 года в Мюнхене, были действительно экспериментальными и требуют технического обслуживания. В 2009 году немецкая компания Hightex был зачислен для установки новой подвесной мембранной кровли над олимпийским залом.

^{Источник: Олимпийские игры 1972 года (Мюнхен): Олимпийский стадион, TensiNet.com [по состоянию на 15 марта 2015 года]}

Сегодняшний архитектор имеет множество выбор тканевой мембраны Из чего выбирать - гораздо больше «чудесных тканей», чем архитекторы, спроектировавшие кровлю Олимпийской деревни 1972 года.

В 1980 году автор Марио Сальвадори объяснил растяжимую архитектуру следующим образом:

«Как только сеть кабелей подвешена к подходящим точкам опоры, чудодейственные ткани могут быть подвешены к ней и натянуты на относительно небольшое расстояние между кабелями сети. Немецкий архитектор Фрей Отто был пионером этого типа кровли, в которой сеть тонких кабелей свисает с толстых ограничительных кабелей, поддерживаемых длинными стальными или алюминиевыми опорами. После установки палатки для западногерманского павильона на Expo '67 в Монреале ему удалось покрыть стенды Мюнхенский олимпийский стадион... в 1972 году с палаткой, которая укрывает восемнадцать акров, опираясь на девять сжимающих мачт высотой до 260 футов и граничные преднапряженные кабели грузоподъемностью до 5000 тонн. (Кстати, пауку нелегко подражать - эта крыша требовала 40 000 часов инженерных расчетов и чертежей.) »

^{Источник: Почему здания стоят Марио Сальвадори, Издание в мягкой обложке McGraw-Hill, 1982, стр. 263-264}

Часто называемый первой крупномасштабной легкой растяжимой структурой, немецкий павильон Экспо 1967 года 1967 года - сборные в Германии и отправлены в Канаду для сборки на месте - покрыты только 8000 квадратных метров. Этот эксперимент в растяжимой архитектуре, занявший всего 14 месяцев для планирования и сборки, стал прототипом, и разжигали аппетит немецких архитекторов, включая его дизайнера, будущего лауреата Притцкера Фрея Отто.

В том же 1967 году немецкий архитектор Гюнтер Бениш выиграл комиссию для олимпийских объектов 1972 года в Мюнхене. Его натяжной конструкции крыши потребовалось пять лет, чтобы спланировать и построить, и его площадь составляла 74 800 квадратных метров, что очень далеко от его предшественника в Монреале, Канада.

• Легкие структуры - Структуры света: искусство и техника растяжимой архитектуры, иллюстрированная работами Хорста Бергера Хорст Бергер, 2005
• Структуры на растяжение поверхности: практическое руководство по строительству кабелей и мембран Майкл Зайдель, 2009
• Натяжные мембранные конструкции: ASCE / SEI 55-10, Стандарт Asce Американским обществом инженеров-строителей, 2010

^{Источники: Олимпийские игры 1972 года (Мюнхен): Олимпийский стадион и Экспо 1967 года (Монреаль): Немецкий павильон, база данных проекта TensiNet.com [по состоянию на 15 марта 2015 года]}