ОСОБЕННОСТИ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ В КИНЕТИЧЕСКОЙ АРХИТЕКТУРЕ

УДК 725.1:656

ОСОБЕННОСТИ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ В КИНЕТИЧЕСКОЙ

АРХИТЕКТУРЕ

Хиценко Е.В., кандидат архитектуры, доцент Рыбалкина В.И., магистрант

Новосибирский государственный университет архитектуры, дизайна и искусств имени А.Д. Крячкова

Аннотация. Кинетическая архитектура-это направление архитектуры, основанное на проектировании зданий с двигающимися относительно друг друга частями, не нарушающими при этом общую целостность формы. С помощью кинетической архитектуры можно создавать подвижные системы, которые будут решать широкий спектр задачи. В статье исследуются особенности формообразования в кинетической архитектуре ХХ-ХХI веков. Из рассмотренных примеров определено, что предпочтительным является поверхностное движение, используемое на фасаде, а наиболее распространенным типом движения является открывающее-закрывающее движение.

Ключевые слова: кинетика, движение, формообразование, динамика, кинетическая архитектура, изменение формы, трансформация.

Стремительное развитие нашей цивилизации влияет на изменение образа жизни, повседневной деятельности и потребностей общества. Реагируя на вызовы времени, архитекторы стали использовать новые методы и технологии проектирования. Внешние факторы, такие как время, погода и потребности человека оказывают большое влияние на формирование зданий. Эти факторы не статичные и постоянные, а скорее динамичные и преходящие. В результате возникает необходимость разработки зданий как сложных систем, приспособленных к климатической и энергетической оптимизации [1].

Кинетическая архитектура - это искусство и наука строить здания таким образом, чтобы элементы конструкции могли двигаться относительно друг друга, не нарушая общую целостность постройки. Подвижные архитектурные элементы были известны ещё со времён Средневековья. Например, попасть в замок, окружённый рвом, было возможно только с помощью подъёмного моста. Однако, в том, что касается зданий со сложной инженерной кинетической системой, первые разработки появились в XX веке. Сформировалось понимание, что движение в архитектуре может быть произведено механическим путём с помощью двигателей, или посредством использования воздуха, воды и других кинетических сил [2].

Основная цель статьи заключается в исследовании особенностей формообразования в кинетической архитектуре и в выявлении наиболее распространенных характеристик рассматриваемых объектов. Изучаются примеры, разработанные и реализованные с 1920-х годов и применяемые в них типы движения.

При исследовании данного вопроса были найдены самые характерные примеры из отечественной и мировой практики строительства зданий и сооружений, в которых используются кинетические элементы. Для каждого примера приводится его название, год постройки, местонахождение, авторы, а также определяется его типология.

Кинетические структуры могут быть дифференцированы по типам движения на: скользящие, складные, вращательные и открывающие-закрывающие (рис.1) [3].

Сп у ¥

Рис.1.Основные типы движения

Материалы и элементы движения связаны между собой. Кинетические элементы, благодаря которым происходит движение, изменяются в зависимости от материала. Материалы подразделяются на твердые и деформируемые, а кинетические формы - на поверхностные и объемные.

Поверхностные формы - это двигающиеся элементы фасадов и крыш, которые могут быть как плоскими, так и криволинейными. Назначение этих элементов может быть различным. Объемные формы представляют собой объемно-пространственные элементы зданий - этажи, движение которых в зависимости от функции может менять даже форму всего здания [4].

В таблице 1 представлены объекты кинетической архитектуры в хронологическом порядке: с начала ХХ века до наших дней. В изучаемых проектах можно увидеть использование различных строительных технологий, применение которых зависело от типологии зданий и их местонахождения в мире. Примеры включают полностью или частично трансформируемые здания (части зданий) с различными функциями: жилыми, общественными и промышленными. На этих примерах изучается взаимозависимость характеристик кинетической архитектуры и назначения элементов движения.

В этом исследовании рассматриваются такие особенности кинетической архитектуры как:

1) физические характеристики (кинетическая форма, элемент движения, тип движения);

2) назначение элемента движения.

Таблица 1. Систематизация объектов кинетической архитектуры

Название объекта, год постройки, Изображение Физические характеристики Назначение элемента движения

местоположение, автор, тип объекта Кинетичес кая форма Элемент движения Тип движени я

1. Вилла «Подсолнух» (1929-1935) Местоположение: Верона-Италия ¡qtjVt 1 S^íi^ísLa L ILIJIhh Объем Этаж е о н л л е ета а е ия £ о к аг о s в К S (U б к «

Архитектор: Angelo Invernizzi Тип объекта: Дом а р В е Р

2. Останкинская телебашня (19601967) Местоположение: Россия, Москва Архитектор: Л.И.Баталов, Д.И.Бурдин, М.А.Шкуд, Объем Этаж Вращательное [ечение разнообразных видов из окон

Л.Н.Щипакин Тип объекта: Ресторан п с е б О

3. Сивик-арена (1961-2010) Местоположение: Ш mu л т -ее ее а р т

Питтсбург Архитектор: с о н х р е в о П а а з р щщ 2 2 аа вв 8 ä £ § ад

Mitchell и Ritchey Тип объекта: Спортивное сооружение « рр кк та О IS К щ а СП

4. Хоупвелл-центр

Ме стоположение: Гонконг, Китай Архитектор: WMKY Limited и Гордон Ву Тип объекта: Ресторан_

шщ

lis;: ;::= il _

lisMlli&ïi;;;;!

»g

(U

tQ Ю

О

eö H

О

(U

о X л ч

(U

IS 3

eö Л

m

m й

S л

щ M

<5 S

HH ТО

S .¡^

с ю

<3 о

(U Ю

О

X

s

о

со S m

о «

S m

5. Института арабское мира

Ме стоположение: Париж

Архитектор: Жан Нувель Тип объекта: Здание института

«

eö О cö

е

<и <и

<и <и

3 3

2 2

cö cö

ю ю

3 3 sP а

и и

Н eö

О

« S

ig * S M

и $

ш n О

к

s к

к

к и

CD D

4 Он И

5 SP

с

eö

S S

Л ¡2 eö

S о £ & s

6. Sky-dome

Ме стоположение:

Канада, Торонто

Архитектор: Rod

Robbie

Тип объекта:

Бейсбольный

стадион

eö

а з

sP «

(U (U

(U (U

а а

2 2

eö eö

И И

3 3

(р (Р

и и

Н eö

О

eö

SP

H

(U 1 m Я

H :

° i О

eö 1 ч

IS 1 s

a

eö

СП

7. Павильон Кувейта

Местоположение:

Испания

Архитектор:

Сантьяго

Калатрава

Тип объекта:

Выставочный

павильон

л H о о X X SP <и и о

с

eö

а з

SP «

(U (U

(U (U

а а

2 2

eö eö

S s

3 3

SP л

и и

Н eö

О

(U S X <u F (U 4 m s

л m С

8.Gucklhupf

Ме стоположение : Австрия

Архитектор: Hans Peter Worndl Тип объекта: Дом

л H о о X X SP <и и о

с

«

eö О eö

е

(U (U

(U (U

а а

2 2

eö eö

S s

3 3

SP SP

и и

H eö

О

(U О X л ч

eö X О

s а и

х

^

е

9. Houselife

Местоположение:

Франция

Архитектор:

Сантьяго

Калатрава

Тип объекта: Дом

* CÖ

Н

О

<и

(U

3 «

СО Л

4 §

о

(U

о X л ч

CÖ

X о к э и

X

е

10. Pfalzkeller Центр экстренной помощи

Местоположение:

Швейцария

Архитектор:

Сантьяго

Калатрава

Тип объекта:

Здравоохранение

CÖ

а з

(U

о X

ч

eö

ч и О

eö Л Н (U

и

ё eö

н К

а

CÖ

СП

О

ч

11.

Художественный музей Милуоки

Местоположение: США

Архитектор: Сантьяго Калатрава Тип объекта: Музей_

ч

eö О eö

е

е е

е е

а а

2 2

а а

и и

3 3

р р

к к

т а

О СО

ч

ч *

о ч

К eö

а х ч о о

н о

eö

н К

& а

М CÖ М СП

12. Уотер Вилла

Местоположение: Нидерланды Архитектор: Герман Герцбергер Тип объекта: Дом

* CÖ

Н

О

(U

о X л ч

(U й а

eö Л

m

(U К X <и К (U

S К

X

I

О

ч о с о н о

(U

13. Фолкеркское колесо

Местоположение: Великобритания Архитектор: Tony Kettle

Тип объекта: Судоподъемник

е ъ б

О

ж а т О

е о н

л

л е

та

а

а р

В

е о н

Л

л а н о и а к

н

у

е

14. Метро Сен-Лазар

Ме стоположение : Франция

Архитектор: Sarte Charpentier Тип объекта: Входная дверь станции

д

а с а аФ

е е

а

я

СО

ь

л

ок

О

а р

т е в

то а ти

3 а

СП

о

д

и

15. ЧасовняLeaf

Местоположение: Япония

Архитектор: Klein Dytham Тип объекта: Церковь_

д

а с а

аФ

ее ее 3 3 2 2 аа вв

3 3 рр

кк та

о

я

д

дж

о

д

то а т и

3 а

со

16.

Скручивающий мост

Местоположение:

Великобритания

Архитектор:

Thomas

Heatherwick

Тип объекта: Мост

е ъ б

О

ж а т О

е о

н

д

а л к

О

я и н а

s

и н в е и н е

F

е

л

s ° р

С

е о н ь

л а н о и CT S M со ни

е и н е н е

17. Стадион University of Phoenix Stadium

Местоположение: США

Архитектор: Peter Eisenman Тип объекта: Спортивное сооружение_

а

a з

р

«

е е

a

я

CO

ь

л

лок

С

а р

т е в

то а т и

a

а

СП

18.Magnolia Stadium

Местоположение:

Китай

Архитектор:

Mitsuru Senda

Тип объекта:

Спортивное

сооружение

г/ЗЙИ

ь т с о н

х р

е в о

С

а

a

3

р К

е е

a

я

CO

ь

л

лок

С

а

р

т

е в я

т

о о

а =1

ти s

a

а

СП

19. Выставочный Зал Kiefer Technic Showroom

Местоположение: Австрия

Архитектор: Ernst

Giselbrecht

Тип объекта: Офис

д

а с а

е

е о

н

д

а л к С

еа ит

а

к к

X

<и

К 5 О Ч ё S & 2

н

яа ив

ч

в

и р

с

и л

о р

у е

20.Кафе-ресторан OPEN

Местоположение: Нидерланды Архитектор: DeArchitektenCie Тип объекта: Ресторан_

д

а с а

е

е о

н

д

а л к С

я и

¡SS

ина нам

И g К F U й

Ь <5 S ч съ S в

и р

_Е_

21.

PradaTransformer

Местоположение: Южная Корея, Сеул

Архитектор: Рем

Колхас

Тип объекта:

Выставочный

павильон

ж а т О

е о н

Л

л е

та 3

а р

В

Привлечение

внимания, Функциональ ное изменение, Изменение местоположен ия

22. Скользящий дом

Местоположение: Америка Архитектор: DRMM

Тип объекта: Дом

а

а з

р

«

е е

а

я

з ь л

лок

С

еа ит а

н

ам ви ол рк ио лр ук I— ы е

с^ 2

23. «Вращающая башня»

Местоположение: ОАЭ, Дубай Архитектор: Дэвид Фишер Тип объекта: Небоскреб

ж а т О

е о н ь л е

та

а

а р

В

ь т с о н ч и

U

о

л

лок

о

8 о X tr

<D

X

ч

о _ с

а р

т е в

и к кто

\

ер

' 3 ! в

я

л д

о

24. Выставочный павильон OneOcean

Местоположение: Южная Корея Архитектор: Soma architecture Тип объекта: Павильон

д

а с а

аФ

е о

н

д

а л к С

е и

н

CÖ 2

И S ол рк ио лр ук

U s

е

РМ 2

25. Matharoo Associates House

Местоположение:

Индия;

Архитектор:

Matharoo

Associates

Тип объекта: Дом

д

а с а

аФ

е е 3 я

СО

ь

л

ок С

е и

н

ам И S ол рк ио лр ук

U s

е

РМ 2

26. Башни Аль-Бахар

Местонахождение: Абу-Даби, ОАЭ Архитектор: AHR Тип объекта: Офис

д

а с а

Ф

е о

н

д

а л к С

а

Й

s «

ии лн ка ом ри

S i

и и

и

р

е н

m

о р

ее

S ч m

и н а в о

ри

^ С п

е

Р^

о н

ро рк

27. Sharifi-Ha House

Местоположение: Иран

Архитектор: Alireza Taghaboni Тип объекта: Дом

ж а т О

е о н ь л е

та 3

а р

В

е и

н

ам m s ол рк ио лр ук и s е

р^ 2

28. Бунд. Финансовый центр

Местоположение: Китай Архитектор: Норман Фостер и Хетервик Студио Тип объекта: Культурный центр

д

а с а

Ф

е е 3 я

СО

ь

л

лок

С

е и н е

F

е л в и

рв рП

29. Олимпийский стадион «Фишт»

Местоположение: Сочи

Архитектор: Populous Тип объекта: Спортивное сооружение

Л

т с о н

х р

е в о

С

а

В 3

р

е е

в «

СО

л

л

лок

С

а р

т е в

т о а т и

В а

СП

30.Кампус университета Кольдинг

Местоположение: Дания; Архитектор: Henning Larsen Architects Тип объекта: Учебный корпус

Л

т с о н

х р

е в о

С

а с а

О

ее ее В В

2 2 аа вв

ыы рр

кк та О

а

Й §

ии нл

о

и н в е и н е ч

р

к и

е и н

ча ев ло вр ии рл С ^ е

Рч

31. Культурный центр The Shed

Местоположение: Нью-Йорк Архитекгор^Шег Scofidio + Renfro Тип объекта: Культурный центр

ь т с о н

х р

е в о

С

а

а

ы р

К

е е

а

я

СО

ь

л

лок

С

е и н е н е

S

S

я и н а

s

и н в

е о н ь л а н о

и ц

к

н

у

е

е и н е ч е л в

и р

В качестве кинетической формы может выступать либо поверхность, либо объем. Элементом движения является крыша, фасад или этаж. Типы движения классифицируются на: скользящие, складные, вращательные и открывающие-закрывающие.

Элементы движения могут иметь различное назначение. Это регулирование дневного освещения, привлечение внимания людей, защита от ветра, солнца и дождя, обеспечение разнообразных видов из окон, регулирование микроклимата, функциональное изменение, изменение

местоположения, использование ветра и солнечного света для выработки энергии, экономия электроэнергии.

Проанализировав объекты кинетической архитектуры, можно выявить их соотношение по каждой из характеристик, представленных в таблице.

1) По характеристике кинетической формы:

58%- движение поверхности,

42%- движение объема.

Объекты кинетической архитектуры, двигающимися формами которых выступают поверхности стен и крыш, имеют более широкое распространение в мировой практике, чем те, у которых двигаются объемные части зданий. Это объяснимо конструктивно-технической сложностью и высокой стоимостью последних. Проектирование кинетических объемных элементов требует более широкого круга исследований.

2) По характеристике элемента движения:

29% - движение крыши,

42% - движение фасада,

29% - движение этажа.

Кинетические элементы на фасадах используются чаще, чем использование на крыше и на этаже. Это из-за того, что здание должно реагировать на внешний фактор окружающей среды. Кроме того, кинетические фасады способствуют созданию визуального архитектурно-художественного образа. Движение, предусмотренное на этаже, обеспечивает функциональную перестройку пространства. Трансформация крыши, в основном, встречается в спортивных сооружениях для использования от непогодных явлений.

3) По характеристике типа движения:

- 29% открывающие-закрывающие,

- 25% скользящие,

- 23% складные,

- 23% вращательные.

В зависимости от функции здания и потребностей общества назначение элементов движения может быть различным. В рассмотренных примерах применение различных элементов движения (крыши, фасада и этажа) обеспечивает образное, функциональное и пространственное разнообразие. Движение фасадных поверхностей чаще используется, чем движение крыш и этажей. Наиболее распространенным видом движения, применяемым на фасаде, является открывающее-закрывающее движение. Использование различных типов движений в различных регионах для различных целей может обеспечить новые усовершенствования в конструкции кинетических структур.

Рассмотрев цель трансформации, можно определить, что механизмы движения часто используются для адаптации объекта к окружающей среде (65% примеров). Эта адаптация осуществляется за счет движения фасадных

поверхностей. В последние годы благодаря механизмам движения элементов стен можно легко регулировать естественное освещение и ветровые потоки даже в высотных сооружениях. Таким образом, экономится энергия и появляются новые решения для естественной вентиляции и освещения.

Кинетические структуры позволяют не только создать комфортный микроклимат внутри здания. Их использование дает архитекторам возможность для поиска оригинального образного решения, а также трансформации функциональной структуры здания. Функциональное изменение применяется в 19% примерах, а образное - в 35%. Трансформация функциональной структуры может происходить в любое время года и позволяет менять пространственные характеристики объекта. Образное изменение, с другой стороны, значительно повышает эстетическую ценность здания. Изменение местоположения объекта используется только в 7% примерах и позволяет обеспечить лучший обзор из окон, а также разнообразить ориентацию помещений по сторонам света. Такое движение используется в основном в архитектуре жилых зданий и в мелкомасштабных сооружениях.

Архитектура находится в постоянном поиске новых технологий, часто подражая природным явлениям. Кроме того, к зданиям предъявляются сегодня совершенно иные требования, в частности они, должны быть быстро монтируемыми, а иногда и сборно-разборными. Всё это плохо сочетается с традиционными фасадными решениями, поэтому появляются новые материалы и новые технологии, позволяющие с лёгкостью воплотить самые смелые архитектурные замыслы. А обилие нестандартных архитектурных решений повышает эстетическую и инвестиционную привлекательность современной застройки.

Выводы:

Кинетическая архитектура имеет огромный практический потенциал. Элементы движения - фасадные конструкции, крыши и этажи зданий, которые могут открываться-закрываться, поворачиваться, складываться и вращаться, -позволяют решать различные функциональные, климатические, экологические и эстетические задачи в архитектуре.

Благодаря технологическому прогрессу осуществимость архитектурных проектов, включающих элементы движения, значительно возросла, а также увеличилась их доля в мире относительно статических зданий.

Развитие методов проектирования объектов кинетической архитектуры привело к формированию зданий и сооружений, имеющих иные объемно-пространственные и образные характеристики. В этой статье было проведено исследование трех десятков примеров кинетической архитектуры. Определено, что наиболее распространенным принципом движения в настоящее время является открывающее-закрывающее движение элементов фасадов зданий.

Концептуальное проектирование, использующее принципы кинетической архитектуры, представляет архитекторам широкую творческую перспективу. Кроме того, для удовлетворения быстро меняющихся потребностей общества

необходимо постоянно разрабатывать новые технологии в строительстве такого рода объектов.

Библиографический список

1. Коркмаз К. К кинетической архитектуре // Эгейская архитектура. -2001. - № 37. С. 8-11.

2. Кинетическая архитектура [Электронный ресурс]. - URL: https://architime.ru/kinarch.htm (дата обращения 20.01.2020).

3. Сапрыкина Н.А. Основы динамического формообразования архитектуре / Сапрыкина Н.А. Учебник для вузов. - М.: «Архитектура-С», 2005. - 312 с.

4. Шумахер М., Шеффер, О., Фогт М. Движение: архитектура в движении-динамических компонентов и элементов -Basel: Birkhduser, 2010. -С. 20.

FEATURES OF FORMING IN KINETIC ARCHITECTURE

Khitsenko E.V., Candidate of Architecture, Associate Professor Rybalkina V. I., MA Student

Kryachkov Novosibirsk State University of Architecture, Design and Arts

Abstract. Kinetic architecture is a field of architecture based on the design of buildings with moving parts relative to each other, while not violating the overall integrity of the form. With the help of kinetic architecture, you can create mobile systems that will solve a wide range of tasks. The article examines the features of forming in the kinetic architecture of the XX-XXI centuries. From the examples considered, it is determined that the surface movement used on the facade is preferred, and the most common type of movement is the opening-closing movement.

Keywords: kinetics, motion, shaping, dynamics, kinetic architecture, shape change, transformation.