Fasady kinetyczne. TOP 7 najciekawszych realizacji

Rozwój ruchomych fasad, zwanych kinetycznymi, to trend silnie obserwowany od kilku dekad. Wchodzimy w erę, którą wiele lat temu przewidział architekt i konstruktor Buckminster Fuller – głosił on ideę, że powłoka budynku powinna działać jak skóra, a nie sztywna bariera, czyli ma być elastyczna, by lepiej reagować na otoczenie.

Spis treści

1. Fasady kinetyczne czym są
2. Pawilon One Ocean w Korei Południowej
3. Kampus uniwersytetu SDU w Kolding w Danii
4. Smocza skóra na fasadach kinetycznych
5. Warsaw UNIT z fasadą kinetyczną
6. Fasada kinetyczna na szynach
7. The Shed w Nowym Jorku

Fasady kinetyczne czym są

Fasady kinetyczne wykorzystywane są do zarządzania dopływem światła dziennego do wnętrza budynku, jego nasłonecznieniem, przepływem powietrza i wentylacją, a także do łapania energii cieplnej, nierzadko są też nośnikami informacji, budują poczucie bezpieczeństwa i intymności użytkowników obiektów, kreują również zmieniający się charakter architektury.

O fasadach kinetycznych zrobiło się głośno, kiedy Jean Nouvel w 1987 roku ukończył gmach Institut du Monde Arabe, czyli Instytut Świata Arabskiego w Paryżu. Skierowana na południe frontowa fasada budynku jest całkowicie przeszklona, ale za taflami szkła ustawiono kwadratowe pola stalowych soczewek, które przy dużym nasłonecznieniu zamykają się jak migawka aparatu. Mechanika fasad przypomina wnętrze zegarka lub misterny arabski ornament, co koresponduje z przeznaczeniem instytutu. Tradycja ubrana została tutaj w estetykę high-tech. Obecnie rozwojowi fasad kinetycznych sprzyja m.in. szybki rozwój technologii budowlanych, jak i nasycanie budynków systemami inteligentnymi, które pozwalają na automatyczne kontrolowanie np. przesłon na elewacjach.

Pawilon One Ocean w Korei Południowej

Obiekt projektu biura Soma inspirowany jest naturą, głównie fauną oceanów, stąd jego miękka bryła, niczym cielsko wieloryba, którego główną fasadę pokrywają ruchome lamele. Otwierają się i zamykają w sposób przypominający pracę skrzeli ryb. Odchylanie wysokich na kilkanaście metrów elementów to skomplikowany inżynierski mechanizm – za ruch odpowiadają siłowniki odginające lamele. One Ocean wpisuje się w nurt architektury bionicznej, w której działanie natury i jej organizmów przeniesiono do skali budynków.

Kampus uniwersytetu SDU w Kolding w Danii

Kinetyczność jest ważnym elementem trójkątnego budynku kampusu uniwersytetu SDU w Kolding w Danii. Geometryczna figura z rzutu powtarzana jest we wszystkich wymiarach w całym gmachu projektu pracowni Henning Larsen. Trójkątne jest również wewnętrzne atrium wysokie na pięć kondygnacji, jednak na każdym piętrze przesunięte jest wycięcie w stropie, co tworzy w efekcie dynamiczne tarasy. Przeszklone fasady osłania 1600 trójkątnych okiennic z perforowanej stali. Zamknięte – opakowują budynek w jednolitą, srebrzystą powłokę, otwarte – wyglądają na fasadach jak wyraziste żyletki, zmieniające charakter obiektu na bardziej zadziorny. Dynamiczne osłony przeciwsłoneczne podłączone są do systemu komputerowego, który analizuje nasłonecznienie i temperaturę wewnątrz budynku. Ich otwieranie dostosowane jest do warunków pogodowych, ale użytkownicy również mogą programować własne ustawienia, np. gdy potrzebują więcej światła dziennego w danej sali.

Smocza skóra na fasadach kinetycznych

Bardzo modnym i popularnym rozwiązaniem kinetycznym na fasadach jest dragon skin, czyli smocza skóra. System przeważnie składa się z podkonstrukcji (pewnego rodzaju stelażu), na której montowane są delikatne stalowe płytki, zwykle o podobnych wymiarach, zamocowane w taki sposób, by elementy mogły się poruszać, np. na skutek działania wiatru. Migoczące elementy przypominają połyskliwe łuski. To rozwiązanie szczególnie często wykorzystywane jest w ażurowych elewacjach parkingów, bywa też elementem budującym charakter architektury.

Tak jest w przypadku nowego pawilonu Ocean Wonders: Sharks!, powstałego na terenie New York Aquarium. To najstarsze działające akwarium w USA mieści się na Coney Island na Brooklynie. Nowy obiekt z akwariami i basenami dla rekinów otwarto w 2018 roku. Jego bryłę tworzą trzy dynamiczne wiry, których elewacje pokrywa smocza skóra. Wykonane z nierdzewnej stali i aluminium płytki praktycznie nieustannie falują, bo pawilon stoi tuż przy plaży, w pierwszej linii zabudowy od strony oceanu, gdzie zwykle jest bardzo wietrznie. W opracowaniu tej kinetycznej fasady autorów budynku – architektów z pracowni Portico Group – wsparł kalifornijski artysta Ned Kahn, który tworzy instalacje wchodzące w interakcje z otoczeniem i ulegające wypływom warunków atmosferycznych. Mieniące się elewacje akwarium raz wyglądają jak przepływające ławice ryb, raz odbijają chmury – ich odbiór zmienia się w zależności od pory dnia i pogody.

Warsaw UNIT z fasadą kinetyczną

Po raz pierwszy także w Polsce powstała tego typu kinetyczna fasada – smocza skóra pokryła dolną część wieżowca Warsaw UNIT, który wybudowany jest tuż przy rondzie Daszyńskiego. Biurowiec w maju 2021 uzyskał pozwolenie na użytkowanie. W okolicy wyrasta wiele nowych drapaczy chmur, być może dlatego inwestor i projektanci z pracowni PBPA postanowili wyróżnić Warsaw UNIT czymś specjalnym i efektownym. Architekci zaplanowali fasadę kinetyczną na powierzchni 3,5 tys. m2. To fasada złożona z kilku tysięcy ruchomych płytek aluminiowych, powleczonych specjalnym tworzywem, które w swobodny sposób reagują na każdy powiew wiatru i zmiany oświetlenia. W ten sposób na powierzchni fasady tworzyć się mają ciągle nowe, niepowtarzalne obrazy. Mogą się one kojarzyć się z lekką tkaniną lub taflą wody.

Fasada kinetyczna na szynach

Czasami fasada kinetyczna nie oznacza tylko zamontowania w niej mniejszych, ruchomych elementów, ale sama może być w pełni mobilna. W Polsce prekursorem takiego myślenia jest Robert Konieczny, założyciel pracowni KWK Promes, która odpowiada za projekt nowatorskiego Domu Bezpiecznego. Olbrzymie fragmenty fasad tego budynku poruszają się na szynach i przeobrażają się w ogrodzenie. Okiennice te, niczym dwa ramiona, zagarniają plac przedwejściowy i tworzą bezpieczny bufor separujący zielone otoczenie domu od ulicy (np. bawiące się w ogrodzie dzieci nie wybiegną na drogę). Kinetyczność architektury zmienia więc urbanistykę i funkcjonowanie działki. Ruchome elewacje to rodzaj gigantycznych okiennic o wysokości 2,2 m i długości 15 oraz 22 m. Choć wyglądają na bardzo solidne, mają lekką stalową konstrukcję i, jak reszta domu, pokryte są sklejką, a ich środek wypełnia gruba warstwa wełny mineralnej. Okiennice poruszają się po szynach, a w ruch wprawiają je ukryte w ścianach silniki elektryczne. Z kolei na piętrze zastosowano mniejsze mobilne elementy otwierające się na zawiasach i przekręcające o 180°. To okiennice o wymiarach 3,5 x 2,8 m, również poruszane elektrycznie.

Kinetyczne rozwiązania w Domu Bezpiecznym to mocna odpowiedź architekta na życzenie klienta, któremu zależało szczególnie na poczuciu intymności. Budynek po zamknięciu wszystkich ruchomych elementów przemienia się w monolityczny, nieprzezierny prostopadłościan. Wartością dodaną projektu jest bardzo dobra energooszczędność, która wynika z grubych warstw termoizolacji zastosowanych w okiennicach i przesuwnych ścianach. Po zamknięciu ograniczają one ucieczkę ciepła przez wielkie przeszklenia, budynek jest praktycznie całkowicie zaizolowany termicznie. Dom Bezpieczny dzięki ruchomym elementom fasad działa jak roślina, która na dzień rozchyla płatki, by łapać słońce, i zamyka się po jego zachodzie, by lepiej akumulować zebraną przez dzień energię.

The Shed w Nowym Jorku

Motyw przesuwnej powłoki, która ingeruje w otoczenie, zastosowano w gigantycznej skali w centrum kulturalnym The Shed, otwartym w 2019 roku w Nowym Jorku. To zaprojektowany przez pracownię Diller Scofidio + Renfro przy współpracy z Rockwell Group jeden z najbardziej innowacyjnych obiektów publicznych w USA ostatnich lat. Powstał jako część rewitalizacji Hudson Yards – terenu na Manhattanie jeszcze do niedawna zajętego przez olbrzymią bocznicę kolejową, którą w ostatnich latach przykryto platformą, dając miejsce pod budowę spektakularnej dzielnicy. Oprócz kilku drapaczy chmur wzniesiono tam także głośną wieżę widokową Vessel – to konstrukcja autorstwa Thomasa Heatherwicka, którą tworzą zmultiplikowane schody. Obok zaczyna się słynny podniebny park High Line, ciągnący się na odcinku 2,3 km na zaadaptowanym do tego celu dawnym wiadukcie kolejowym (za którego projekt również odpowiadała pracownia DS+R).

The Shed to wielofunkcyjne centrum kulturalne o niezwykle elastycznej strukturze zapewnionej przez ruchome elementy fasad i ścian, pozwalające na różnorodne wykorzystywanie obiektu. Składa się on z głównej bryły mieszczącej przestrzenie muzealne, wystawowe, edukacyjne, stanowiącej podium dla wieżowca 15 Hudson Yards (także autorstwa DS+R). Z kolei na najniższych piętrach tego apartamentowca ulokowano funkcje usługowe, takie jak garderoby, magazyny i pomieszczenia techniczne czy biura, dzięki czemu większa część podstawowego obiektu The Shed ma kondygnacje z otwartymi rzutami pozwalającymi na ich elastyczne użytkowanie. Najważniejsza jest jednak ruchoma i transparentna powłoka, która otacza główny budynek. Porusza się na szynach i może odsunąć się na bok, by zadaszyć pobliski plac – tym samym praktycznie podwajając kubaturę obiektu. Powstaje wówczas wysoka na 37 m hala o powierzchni ponad 1600 m2, kontrolowanym świetle i akustyce, którą można nawet ogrzewać – posadzka placu ma bowiem wmontowany promiennikowy system ogrzewania. Do tego strop powłoki wyposażony jest w pełne oprzyrządowanie sceniczne (opuszczane elektrycznie sztankiety, platformy), co pozwala na montaż reflektorów czy scenografii.

Ta efemeryczna wielofunkcyjna sala może pomieścić 1200 miejsc siedzących (służy do tego rozkładana amfiteatralnie widownia) lub 2700 widzów stojących, a po otwarciu fragmentu elewacji na piętrze właściwego budynku, gdzie powstaje rodzaj balkonu z dodatkowymi siedziskami, jej pojemność powiększa się do 3000 osób.

Przesuwna powłoka The Shed ma w przyziemiu niezależne ruchome okiennice, zadaszony plac może być więc zarazem całkowicie otwarty na otoczenie. Kinetyczna architektura The Shed wyraźnie inspirowana jest kontekstem miejsca, przemysłową przeszłością bocznicy West Side Railyard, nad którą zbudowano centrum kulturalne. Powłoka ma stalową konstrukcję i wielkie koła poruszające się po szynach, przypomina również wielką portową suwnicę. Sami architekci przyznają się chętnie do inspiracji niezrealizowaną utopią z lat 60. XX wieku – Fun Palace, słynną maszyną do rozrywki projektu brytyjskiego architekta Cedrica Price’a i reżysera teatralnego Joana Littlewooda. Wówczas również planowano w pełni elastyczną strukturę reagującą na zmieniające się potrzeby artystów. Jednak dopiero dziś ta idea mogła doczekać się kompleksowej realizacji dzięki postępowi technologicznemu. 

O innowacyjności The Shed świadczy przede wszystkim gigantyczna ruchoma powłoka, także ze względu na zastosowane materiały. Została ona wykonana z półprzeźroczystych poduszek ETFE, czyli mocnego i lekkiego tworzywa sztucznego, stanowiącego polimer na bazie teflonu, zwanego tetrafluoroetylenem etylenu. Materiał ten ma bardzo dobrą odporność na warunki atmosferyczne i promieniowanie słoneczne, do tego właściwości termiczne porównywalne do szkła izolacyjnego, ale przy ułamku jego masy. Panele ETFE zastosowane w The Shed są jednymi z największych, jakie kiedykolwiek wyprodukowano – niektóre elementy mają 21 m długości. ETFE działa trochę jak poduszka, która zwiększa izolacyjność termiczną obiektu, dzięki czemu uzyskał on certyfikat LEED na poziomie Silver.

Od czasu wybudowania Instytut Świata Arabskiego Nouvela minęło już wiele lat. Powstało sporo budynków z mobilnymi elewacjami. Obecnie trendowi fasad kinetycznych sprzyja szczególnie świadomość konieczności budowania zrównoważonych obiektów. Elewacje reagujące m.in. na zmienne warunki atmosferyczne pozwalają na mniejsze zużycie energii potrzebnej do chłodzenia lub ogrzewania budynków i mogą stać się jednym z ważnych elementów architektonicznych w walce z kryzysem klimatycznym.