Z E S Z T Y T Y N A U K O W E P O L IT E C H N IK I Ś L Ą S K I E J Seria: A R C H IT E K T U R A z. 27
1995 N r kol. 1282
ADAM LISIK BEATA LISIK
INTELIGENTNE ST R U K T U R Y ARCH ITEKTO NICZNE11
Stre szcze nie . Tem atyka opracowania dotyczy struktur architektonicznych określonych mia
nem inteligentnych, skojarzonych z naturą poprzez swoje usytuowanie, techniczne w yposaże
nie i energetyczną samowystarczalność, struktur reagujących na zm iany klimatu.
Przedstawione w pracy przykłady ilustrują współczesne tendencje występujące w architektu
rze.
IN T E L L IG E N T A R C H IT E C T U R E S T R U C T U R E S 11
S u m m a ry. Subject matter of this study concerns architecture structures that are called intelligent, structures united with nature through their location, technical equipment and energy selfsufficiency, structures that react to climate changes.
Exam ples presented within this study show modem trends existing in aechitecture.
1. W S T Ę P
Człowiek zbyt często okalecza naturę. Usiłuje wprawdzie naprawić zło, ale jeszcze nie zna sposobu przywrócenia jej pierwotnego kształtu.
2. A R C H IT E K T O N IC Z N E S T R U K T U R Y P R O E K O L O G IC Z N E
Przestrzenne struktury architektoniczne o charakterze ekologicznym stanowią struktury inteligentne, skojarzone z naturą, [9]; [10], przez możliwość odbioru klimatu oraz środowiska naturalnego i kulturowego miejsca sw ego zlokalizowania (ryc. 1-a,b)^.
J8 __________________________________
3. IN T E L IG E N T N E S T R U K T U R Y A R C H IT E K T O N IC Z N E
A. Lisik, B. Lisik
Prof. dr techn.h.c. Kurt Ackerm an z Uniwersytetu w Stuttgarcie, twórca .radykalnych rozwiązań’
integrujących nowe technologie w architekturze, stwierdza: .Tylko inteligentna architektura jest dobrą architekturą, a dobra architektura jest zaw sze inteligentna, gdy jest konstruktywna* [1],
Architektura zm ienia się przez techniczne rozwiązania i możliwości nowych technik budowlanych, elektroniczne wyposażenie. Staje się architekturą zm ienną i architekturą zdolną do działania, aktywną.35
Zm iany specyfiki budowli i ich użyteczności, nazwane .Managem ent of Change", dotyczyć m ogą całych struktur jak i ich części.
Architektura obiektu przestaje być statyczna, zmienia swoje właściwości szybko, samodzielnie w zależności od zmieniających się wpływów środowiskowych.
Rozwój techniczny inteligentnej elewacji zaczynał się od .warstw* baterii słonecznych. Milowy krok w rozwoju stanowią elementy fotovoltaiczne [6] (ryc.5)51.
Nowe materiały i techniczne możliwości manifestują się w strukturze przestrzennej i użytkowej system ów fasadowych.
Inteligentne elewacje skupiają zadania, które w klasycznym rozumieniu problemu pełnił cały obiekt. [2]; [11]. Ich bazy technologiczne cechuje kompleksowość i wielość (ryc.4-a, b; ryc.4A-c, b)41
Inteligentna elewacja składa się z elementów sprzężonych mechanicznie, elektronicznie i infor
matycznie, sterowanych i koordynowanych za pom ocą agregatów.61
Poszczególne części elewacji m ogą między sobą .wymieniać’ informacje i .porozumiewać się*
(ryc.6).
Powłoka zewnętrzna spełnia rolę informacyjną, program komputerowy odbiera sygnały miejsca zlokalizowania, zm iany klimatyczne, koloryt otoczenia zewnętrznego, zm ieniającą się kolorystykę pór roku (ryc:2-a, b; 2-A-c-d).
Architektura klimatu jest więc strukturą na wskroś ekologiczną, integrującą środow isko przestrzen
nego zlokalizowania (ryc.3-a, b, c; ryc.3-A-c-d).
Jej architektoniczna struktura, jako rezultat współdziałania różnorakich elementów składowych, implozywnie wchłania przestrzeń zewnętrzną ale także emanuje wartości przestrzeni wnętrza.
W edług współczesnych koncepcji istotą przestrzeni jest jej wielostronność, nieskończoność możli
wości związków w jej wnętrzu.
2 tego powodu architekt jako projektant idei podstawowej, tematycznej, kontynuowanej w całym procesie twórczym powinien w większym niż dotychczas stopniu poznawać techniczne rozwiązania, by m óc tę architekturę tworzyć i kontrolować w procesie twórczym.71
4. P R Z Y K Ł A D O W E O B IE K T Y A R C H IT E K T O N IC Z N E
a) Ryc. 1.
Kościół katolicki zlokalizow any w K ónitz (Szw ajcaria), arch. A . Jurg — realizacja 1992 r.
a) elewacja frontow a, b) w idok dachu pokrytego traw ą.
Ryc. 2. Fabryka zegarków firmy C artier zlokalizow ana w Saint-Im ier (Szwajcaria)
(real. 1990-92), arch. Jean N ouvel, a) struktura dachu,
Rye. 3A.
Elewacja budynku biurowego firmy Ascom — B erno,
c) fragment elewacji,
d) detal ruchom ych przesłon— senso
rów.
Ryc. 4A.
Przesłony na elew acji budynku m ateriałów biurowych w Bolli- gen (Szw ajcaria),
c) w idok przesłon od strony w ewnętrznej
d) w idok przesłon od strony ze
w nętrznej
Ryc. 5.
Kościół katolicki w Steckborn (Szw ajcaria). Przykład zastosow ania m odułów fotovoltaicznych w części wieżowej obiektu, (poz. bibl. [6]).
Ryc. 6.
L aboratorium badaw cze pozyskiwania energii słonecznej w A thens — A tlan ta (U SA ),
w idok kom pleksu.
Inteligentne struktury architektoniczne 19
5. P O D S U M O W A N IE I W N IO S K I U O G Ó L N IA J Ą C E
W spółczesne tendencje w architekturze proekologicznej definiowane s ą dwom a zasadniczym i czynnikami: miejscem przestrzennego zlokalizowania i stanem technicznego w yposażenia obiektu.
Równocześnie, potrzeby energooszczędnej eksploatacji konfrontowane s ą z kryteriami sprawności funkcjonalnej w aspekcie ekonomicznym.
Architektura będzie strukturą na w skroś ekologiczną integrującą naturalne i kulturowe środowisko przestrzenne.
Techniczne wyposażenie sprawia, że powłoka zewnętrzna obiektu, pełniąc rolę informacyjną odbiera sygnały otoczenia, koloryt pór roku.
Interpretacja plastyczno-formalna obiektu ekologicznego, odpowiadająca jego funkcji I konstrukcji, stanowi nowy typ architektonicznej struktury przestrzennej, powstały na bazie koncepcji eksploata- cyjno-funkcjonalnych.
Zalążki nowej myśli eksploatacyjnej, znam ionujące pierwsze, w pełni współczesne dzieła, charak
teryzują się dążeniem do dematerializacji przestrzeni przy nowym sposobie pojmowania funkcji.
N ow ąjakość przestrzennych rozwiązań konstrukcyjnych określono mianem .inteligentnych struktur architektonicznych".
P R Z Y P IS Y
1) Zagadnienie przedstawione w artykule autor zaprezentował podczas seminarium nt. .En ergoosz
czędne budownictwo drewniane - doświadczenia amerykańskie i polskie perspektywy", zorganizo
wanego przez W ydział Architektury Politechniki Śląskiej w Gliwicach i A m erykańsko-Polski Insty
tut Budownictwa w G dańsku. Gliwice, czerwiec 1994 r.
2) Struktura przestrzenna kościoła wtapia się w istniejący m asyw ziemi, w naturalną konfigurację terenu. Ziem ia pokrywająca dach stanowi izolację termiczną (ryc.4b). Zwarta bryła obiektu mini
malizuje straty ciepła, spełnia wymogi energetyczne i ekologiczne ([7]).
3) Przykładem architektury klimatu, obiektem o strukturze zdolnej do działania, aktywnej, jest fabry
ka zegarków firmy Cartier.
Ściana fasadowa, odbierając zm iany klimatyczne pór roku, tworzy we wnętrzach zm ieniającą się kolorystykę ([4j).
Por. [1] ss. 18-20. W dobie obecnej szkło przeżywa prawdziwą rewolucję. Minimalizuje kon
strukcję i sprawia, iż pojedyncze elementy strukturalne, posiadając spodziewane właściwości techniczne i materiałowe, m ogą być prefabrykowane.
4) Sterowanie dopływem światła i redukcja nagrzewania elewacji za pom ocą ruchomych przesłon, sterowanych automatycznie, prezentuje budynek zespołu biurowego poczty i telefonów firmy
A scom , zlokalizowany w Bem ie (Szwajcaria), zrealizowany według projektu Biura Architektonicz
nego Atelier 5 (ryc.4-A). Obiekt cechuje wysoki stopień przeszklenia szkłem strukturalnym i zastosow anie sensorów. Ilustracje prezentują zm iany przesłonięcia elewacji (ryc.3 - a, b, ryc.3A-c, d).
- W budynku m agazynu materiałów biurowych inteligentna elewacja sprzężona z system em kon
trolnym i sterowniczymi stwarza wielostronne możliwości interpretacji architektonicznej. Każda zm iana klimatu zewnętrznego może być korygowana system em elektronicznym we wnętrzu.
Obiekt posiada zdolność przystosowania się do żądanych potrzeb użytkowników.
- Por. [2] ss. 18-20. Fa sad a będzie częścią technicznego wyposażenia (tłumaczenia autora) oraz w [111.
5) Zastosow anie modułów fotowoltaicznych w architekturze sakralnej prezentuje przykład kościoła katolickiego zlokalizowanego w Steckbom (Szwajcaria). Strukturę części wieżowej kościoła pokry
wają elementy fotowoltaiczne (ryc.5), ([BD.
6) Rozw iązanie struktury przestrzennej, energetycznie samowystarczalnej, w której dokonują się zaprogram ow ane zm iany klimatyczne potrzebne we wnętrzu, stanowi przykład laboratorium pozyskiwania energii słonecznej w Athens - Atlanta (U SA).
7) Architekt w wielu zakresach powinien orientować się na nowo, nie m oże bowiem jak dotychczas uwzględniać tylko rozwiązania konstrukcyjne. M u si o wiele głębiej wnikać w zagadnienia projek
towe i stosow ać takie techniczne rozwiązania, by tworzyć nowe, bardziej konstruktywne i komuni
katywne struktury przestrzenne, [1] ss. 18-20.
S P I S IL U S T R A C J I
1. K ościół katolicki w Kónitz (Szwajcaria), (foto autor)
2. Fabryka zegarków firmy Cartier w Saint Imier (Szwajcaria), (foto autor) 3. Obiekt biurowy poczty i telefonów A scom w Bem ie (Szwajcaria), (foto autor) 3A. Elewacje obiektu biurowego firmy A scom w Bem ie (Szwajcaria), (foto autor) 4. Obiekt m agazynu materiałów biurowych w Bolligen, Berno, (foto Dam ian Lisik)
4A. Przesłony elewacji budynku biurowego w Bolligen Berno - (Szwajcaria), (foto Dam ian Lisik) 5. Kościół katolicki w Stecbom (Szwajcaria), [6]
6. Laboratorium badawcze w Athens, Atlanta (U SA , (foto Beata Lisik)
Inteligentne struktury architektoniczne
21
LIST O F F IG U R E S
1. Catholic church in Könitz, Switzerland, /photo, author/
2. Cartier's watch factory in Saint Imier, Switzerland, /photo, author/
3. A s c o m 's post and telephone offices in Bern, Switzerland, /photo, author/
3A. Facade of A s c o m 's office building in Bern, Switzerland, /photo, author/
4. W arehouse building for office equipment in Bollingen Bern, /photo, Dam ian Lisik/
4A. Facade walls in an office building, Bollingen Bern, Switzerland, /photo, Dam ian Lisik/
5. Catholic church in Stecbom , Switzerland, 161
6. Testing laboratory in Athens, Atlanta, U S A , /photo, Beata Lisik/
L IT E R A T U R A
[1] Architektur Junenarchitektur Technischer A usbau A IT - Spezial - Supplem ent der A IT 4/1994 (17-20)
[2] Kloman J.: Klim awerkzeug Architektur, Solarenergieformen in der Architektur - Intelligent Buildings Architectural Projects University of Kaiserslauterm. Verlag, Frankturter 1993 (10) [3] Kolb B.: Son ne nklar solar, Die neue Generation von Sonnenhäusem , Blok - Verlag München
1990
[4] Nouvel J.: .Nouvel", Artem is V e rla gs A G , Zürich, München, London,
Institute of Contem porary Arts, London, arc en reve centre d'architecture, Bordeaux. 1992 r.
Wydawnictwo okazjonalne z ekspozycji prac Jean Nouwel - Fryburg 1992-93; Bordeux - 1993, Londyn - 1 9 9 3
C za so p ism a i in n e w yd a w n ic tw a
[1’] Baumeister, 9/1985; ss. 61-66 [2’] Baumeister, 6/1988; ss. 42-46
[3’] Baumeister, 12/1988; S ia Schw eizer Ingenieur und Architekt 13/91; ss. 292-307 (N oue photo- woltaische Zellen D a s Klima der Ende)
[4) Baum eister (Sonderheft Fassaden), 3/1993 (Konstruktive Informationen für photowoltaische Lösungen)
[5’] Baumeister, 3/1993; ss. 16-72 [61 Baum eister 9/1993; ss. 14-19
[71 Lisik A. z zespołem: .Zastosowanie odnawialnych źródeł energii i ich wpływ na kształtowanie obiektów architektonicznych’ - .W spółczesne tendencje w architekturze energooszczędnej’ - wybrane przykłady - m aszynopis (1993)
[81 The Architectural Review (Japan), 11/1987; s. 44
[91 The Architectural Review (Green Architecture), 9/1990; ss. 49-54; 90-93 [101 The Architectural R eview (Architecture and climate), 6/1991, ss. 35-41 [111 W e rk Baunen + W ohnen - 4/1991
A b stra c t
Subject matter of this concerns architecture structures that are called intelligent, structures united with nature through their location, technical equipment and energy self-sufficency, structures that react to climate changes.
Exem ples presented withain this study show m odem trends existing in architecture.
Spatial architecture structures of ecological character that are structures integrated with nature, structures that are intelligent because of their possibility to react to climate and natural environment, and to receive cultural place of their location (fig. 1-a, b).
Technical solutions and possibilities of new construction techniques, electronic equipment cause, that architecture is undergoing a change. It becom es changeable and active.
C h a n g e s of building specification and usability called .M anagem ent of C ha nge’ m ay concern whole structure or its part.
Ecological architecture ce ases to be static, rapidly changing independetly its features in response to changing influences of the environment.
Technical development of intelligent façade began with a layer of solar cells. Pfotowoltalc ele
ments are a tremendous step ahead in developmend (fig. 5).
New materials and technical possibilities show in spatial and usage structure of façade systems.
Intelligent façade encom passes tasks carried by the whole object In traditional classic understanding of the problem. Ther technological base s feature variety and complexity (fig. 4-a, b; fig.4A-c, b).
Intelligent façade consists of mechanically, electronically and informatically connected parts, which are co-ordinated and controlled with control units. Each part can communicate with others and interchange information (fig. 6). Outer cover plays inforative role, computer program receives signals of location, climatic changes, colours of surrounding changing with se a so n s (fig. 2-a, b; 2-A-c-d).
This climate architecture is totally ecological structure, Integrating spatial location environment (fig.3-a, b, c; fig.3-Ac, d).
Its architectonic structure, a s a result of co-operation of various parts implosively absorbs outer space at the sam e time emmitting inner space values.
