Размещено на портале Архи.ру (www.archi.ru)

16.05.2019

Павильоны «биологического происхождения»

Новые биомиметические павильоны от Штутгартского университета: один из дерева, другой – из композитного волокна.

На Федеральной садовой выставке (Bundesgartenschau – BUGA), которая проходит сейчас в немецком Хайльбронне (эта масштабная биеннале ландшафтной архитектуры проводится в разных городах страны с 1993), среди прочих экспонатов появились павильоны «биологического происхождения». Один изготовлен из дерева, другой – из композитного волокна. Легкие конструкции, способные выдерживать большую нагрузку, спроектированы и построены подразделениями Штутгартского университета – Институтом вычислительного проектирования (ICD) и Институтом строительной конструкции и конструктивного проектирования (ITKE). На примере этих двух сооружений ученые продемонстрировали влияние цифровых технологий на строительство и архитектуру будущего.

Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart

Деревянный павильон представляет собой 7-метровый навес, сложенный по принципу трехмерной головоломки. Прообразом конструкции послужил панцирь морского ежа, морфологию которого мультидисциплинарная команда изучала в течение последних десяти лет.
Деревянный павильон BUGA © ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA © ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA © ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart

Оболочка собрана из 376 многоугольных сегментов, изготовленных из ЛВЛ-бруса. Каждый такой сегмент – своего рода полый «ящик» с большим отверстием в нижней стенке. Отверстие дает доступ к скрытым соединениям внутри «ящика» во время сборки.
Деревянный павильон BUGA © ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA © ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA © ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart

Компоненты скрепляются между собой пальцевым соединением – примерно как пластины, формирующие панцирь морского ежа. Гидроизоляцию обеспечивает слой из EPDM-каучука. Несущая способность такой конструкции составляет 36,8 кг/м2.
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart

Все этапы производства – начиная от сборки конструкции и заканчивая проверкой ее качества – полностью автоматизированы и контролируются двумя миллионами строк компьютерного кода. Специально для проекта была создана роботизированная платформа, которая изготовляла детали для корпусов-многогранников и собирала их воедино.
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart

Фрезеровка одного сегмента заняла 20-40 минут, а сборка – около восьми. Полностью павильон возвели за 10 рабочих дней. Все элементы навеса предназначены для повторного использования – это значит, что павильон можно забрать с BUGA и «развернуть» в любом другом месте.
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart

Деревянный шатер обеспечивает хорошую акустику, здесь можно проводить концерты и другие публичные мероприятия. Особенно атмосферно он смотрится ночью, когда в предусмотренных отверстиях загораются тысячи светодиодных ламп.
Деревянный павильон BUGA © Roland Halbe
Деревянный павильон BUGA
© Roland Halbe
Деревянный павильон BUGA © Roland Halbe
Деревянный павильон BUGA
© Roland Halbe
Деревянный павильон BUGA © Roland Halbe
Деревянный павильон BUGA
© Roland Halbe

Второй павильон от ICD и ITKE, украшающий выставку в Хайльбронне, сделан из искусственных волоконных композитов. В животном мире, поясняют ученые, большинство несущих конструкций тоже состоят из волоконных композитов: целлюлозы, хитина, коллагена. Особенностью таких «строений» является их точная «калибровка»: в живых организмах структура, направленность и плотность конструктивов «просчитаны» так, чтобы «расход» материала был сведен к минимуму и был строго обоснован.
Павильон из композитного волокна BUGA © ICD/ITKE University of Stuttgart
Павильон из композитного волокна BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Павильон из композитного волокна BUGA © ICD/ITKE University of Stuttgart
Павильон из композитного волокна BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Павильон из композитного волокна BUGA © ICD/ITKE University of Stuttgart
Павильон из композитного волокна BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart

Исследователи перенесли этот биологический принцип в архитектуру, а в качестве строительного материала выбрали стеклопластик и углепластик. На павильон ушло более 150 000 метров таких волокон.
Павильон из композитного волокна BUGA © ICD/ITKE University of Stuttgart
Павильон из композитного волокна BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Павильон из композитного волокна BUGA © ICD/ITKE University of Stuttgart
Павильон из композитного волокна BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Павильон из композитного волокна BUGA © ICD/ITKE University of Stuttgart
Павильон из композитного волокна BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart

Каркас образуют 60 «брусов» из композитного волокна, на изготовление одного роботы потратили от четырех до шести часов. Сверху решетка полностью закрыта прозрачной мембраной из ETFE-пленки. Павильон занимает площадь около 400 м2.
Павильон из композитного волокна BUGA
Павильон из композитного волокна BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart

Экспериментальное сооружение и выглядит чрезвычайно легким, и на деле является таковым: оно весит примерно в пять раз меньше, чем аналогичная конструкция из стали. Павильон способен выдержать нагрузку в 7,6 кг/м2.
Павильон из композитного волокна BUGA
Павильон из композитного волокна BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart

Проект демонстрирует, как многолетнее исследование биологических принципов в сочетании с новейшими вычислительными технологиями может привести к созданию действительно современной строительной системы. Всего несколько лет назад такой павильон невозможно было ни спроектировать, ни построить.
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© BUGA Heilbronn 2019 GmbH
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© Roland Halbe
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© BUGA Heilbronn 2019 GmbH
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© BUGA Heilbronn 2019 GmbH
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© BUGA Heilbronn 2019 GmbH
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Деревянный павильон BUGA
Деревянный павильон BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Павильон из композитного волокна BUGA
Павильон из композитного волокна BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Павильон из композитного волокна BUGA
Павильон из композитного волокна BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Павильон из композитного волокна BUGA
Павильон из композитного волокна BUGA
© BUGA Heilbronn 2019 GmbH
Павильон из композитного волокна BUGA
Павильон из композитного волокна BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Павильон из композитного волокна BUGA
Павильон из композитного волокна BUGA
© Roland Halbe
Павильон из композитного волокна BUGA
Павильон из композитного волокна BUGA
© Roland Halbe
Павильон из композитного волокна BUGA
Павильон из композитного волокна BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Павильон из композитного волокна BUGA
Павильон из композитного волокна BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Павильон из композитного волокна BUGA
Павильон из композитного волокна BUGA
© Roland Halbe
Павильон из композитного волокна BUGA
Павильон из композитного волокна BUGA
© Roland Halbe
Павильон из композитного волокна BUGA
Павильон из композитного волокна BUGA
© Roland Halbe
Павильон из композитного волокна BUGA
Павильон из композитного волокна BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Павильон из композитного волокна BUGA
Павильон из композитного волокна BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Павильон из композитного волокна BUGA
Павильон из композитного волокна BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Павильон из композитного волокна BUGA
Павильон из композитного волокна BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Павильон из композитного волокна BUGA
Павильон из композитного волокна BUGA
© BUGA Heilbronn 2019 GmbH
Павильон из композитного волокна BUGA
Павильон из композитного волокна BUGA
© BUGA Heilbronn 2019 GmbH
Павильон из композитного волокна BUGA
Павильон из композитного волокна BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Павильон из композитного волокна BUGA
Павильон из композитного волокна BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Павильон из композитного волокна BUGA
Павильон из композитного волокна BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Павильон из композитного волокна BUGA
Павильон из композитного волокна BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Павильон из композитного волокна BUGA
Павильон из композитного волокна BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Павильон из композитного волокна BUGA
Павильон из композитного волокна BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart
Павильон из композитного волокна BUGA
Павильон из композитного волокна BUGA
© ICD/ITKE University of Stuttgart