40
abc specjalisty
warsztat architekta
biomimetyka
techniki niezwykle ciekawym etapem cyklu życia budynku jest
utrzymanie go w kontekście minimalizacji zużycia energii przy
jednoczesnym zwiększeniu komfortu użytkowników. Jedną z cech
organizmów żywych, ale rownież obiektów architektonicznych
pozwalających na ograniczenie zużycia energii poprzez minimalne
wykorzystanie zasobów, jest adaptacja, czyli forma wiedzy o zmia-
nach otaczającego środowiska oraz wynikająca z tego modyfikacja
funkcjonowania obiektu. W świecie architektury adaptatywność
oznacza możliwość zmiany w celu poprawy komfortu użytkowni-
ków. Tutaj szczególną rolę stanowi granica pomiędzy otaczającym
środowiskiem a wnętrzem budynku, którą jest fasada. Według
danych CABS (
Climate Adaptive Building Shells
) w 2017 roku na
świecie istniało już ponad 500 obiektów wykorzystujących ada-
ptywne systemy fasadowe, pozwalające na spełnienie wymogów
w zakresie chłodzenia, ocieplania, wentylacji oraz stopnia oświe-
tlenia wnętrz przy minimalnym zużyciu energii.
Jedną z ikon współczesnej architektury w kontekście zrównowa-
żonego rozwoju są 24-kondygnacyjne bliźniacze wieże w stolicy
Zjednoczonych Emiratów Arabskich – Abu Zabi. Obiekt jest wyni-
kiem konkursu na nową siedzibę Abu Dhabi Investment Council
przeprowadzonego w 2018 roku. Wygrana przypadła duetowi
złożonemu z biura architektonicznego Aedas oraz międzyna-
rodowej firmie konsultingowej z zakresu budownictwa – Arup,
odpowiedzialnej m.in. za takie realizacje jak Sydney Opera House
(proj. Jorn Utzon), 30 St Mary Axe (proj. Foster + Partners) czy
Beijing National Stadium (proj. Herzog & de Meuron). Al Bahr
Towers jest obiektem, który z jednej strony wskazuje kierunek
architektury bazującej na doktrynie zrównoważonego rozwoju,
a z drugiej – nie spełnia jej kryteriów.
Elementami budynków mającymi wpływ na niezwykłą popu-
larność inwestycji, są charakterystyczne sześciokątne ruchome
panele fasady, inspirowane maszrabijją – tradycyjną islamską kratą
przycieniającą. Ze względu na krzywoliniową fasadę stworzono
22 typy modułów elewacyjnych o wadze 1500 kg i zamontowa-
no je w odległości 2,8 m od powierzchni fasady ponieważ ruch
elementów odbywa się częściowo do wewnątrz układu. Każdy
z modułów jest zbudowany z sześciu trójkątnych paneli wykona-
nych z włókna węglowego. Ruch odbywa się natomiast poprzez
zamontowany prostopadle do fasady siłownik, zmieniający pozycję
wspólnego wierzchołka każdego zestawu paneli, co umożliwia
kontrolę zacienienia przestrzeni biurowej wewnątrz obiektu.
Mobilne i zaprogramowane elementy fasad nie są nowym rozwią-
zaniem, jednak te w Al Bahr Towers zostały rozszerzone o zestaw
sensorów. Panele kontrolowane są niezależnie od siebie, co
w ramach której powstał już zestaw obiektów przestrzennych
w poprzednich latach. Powodem kontynuacji badań nad metodą
fabrykacji była skala obiektów. Pierwszy z serii pawilonów został
wytworzony w całości, a tym samym w małej skali. Kolejny
zestaw był tworzony na podstawie prefabrykowanych modułów,
co pozwoliło na zbudowanie pawilonów o większych wymiarach,
które jednak w pełni nie wykorzystywały metod cyfrowej fabrykacji
ze względu na połowiczną automatyzację procesu. W pawilonie
z 2017 roku zdecydowano się na uzupełnienie dwóch ramion
robotycznych dronem o małej ładowności, którego zadaniem
było przeciąganie włókna tworzącego powierzchnię. Z kolei
zadaniem ramion było precyzyjne zaplatanie włókna na ramach
na obu końcach obiektu. Wspólne działanie robota o dużej
mobilności i zasięgu oraz stacjonarnych ramion umożliwiło kon-
strukcję pawilonu jako jednego elementu, którego długość nie jest
ograniczona zasięgiem pracy urządzenia. Jednak dlaczego wymie-
nia się powyższy pawilon jako jeden z najlepszych przykładów
zastosowania biomimetyki w dziedzinie architektury? Powody
są dwa: metoda konstrukcji obiektu oraz sposób programowa-
nia robotów. W trakcie poszukiwań odpowiedniego systemu
fabrykacji odniesiono się do dwóch gatunków motyli –
Lyonetia
clerkella
oraz
Leucoptera erythrinella
, których larwy rozpościerają
włókno pomiędzy elementami zagiętych części liścia, tworząc
strukturę przypominającą hamak. Drugim elementem projektu
czerpiącego inspirację z procesów obserwowanych w naturze
jest sposób komunikacji pomiędzy robotami. Programowane
urządzenia w większości przypadków, zwłaszcza jeżeli mowa
o precyzyjnej fabrykacji, są zaprogramowane do wykonania
konkretnej sekwencji ruchów, uniemożliwiając modyfikację kodu
w trakcie pracy. W pawilonie z 2017 roku zdecydowano się na
wprowadzenie komunikacji pomiędzy ramionami a dronem.
Ze względu na sposób jego poruszania się w powietrzu dokładna
ścieżka jest trudna w utrzymaniu, dlatego uzupełnione systemem
czujników ramiona dopasowują się do aktualnej pozycji, odcho-
dząc od sztywno zaprogramowanego sposobu działania na rzecz
bliższej procesom naturalnym częściowej swobody ruchu w celu
osiągnięcia lepszego rezultatu.
Budynek adaptywny
We współczesnej praktyce architektonicznej projektant jest odpo-
wiedzialny za cały cykl życia budynku: od pozyskania surowców
poprzez produkcję, montaż, utrzymanie po rozbiórkę oraz
utylizację odpadów. Niewątpliwie proces ten przypomina cykl
życia organizmów obserwowany w naturze. Z punktu widzenia
