Artur Iwański: Tensigrity w ogrodach wiszących

Tensigrity w ogrodach wiszących
Autor: Artur Iwański
Opiekun naukowy: prof. Janusz Rębielak
Strukturalne Koło Naukowe
Opiekun koła: Anna Drozd
Wydział Architektury
Politechnika Wrocławska
1. STRZESZCZENIE
W referacie pragnę przedstawić koncepcyjny projekt wiszących ogrodów na prętowociągnowym systemie konstrukcyjnym zwanym tensigrity. Założenie wiszących ogrodów polega na
wykorzystaniu
ściskanych,
masywnych
elementów
systemu
tensigrity
jako
podstawę
usytuowanego na nich zieleńca. Wynikiem tego rozwiązania będzie rozmieszczona przestrzennie
sieć platform z usytuowanymi na nich pokładami roślinnymi. Dodatkowo poszczególne platformy
będą ze sobą połączone komunikacją pieszą, co umożliwi poruszanie się człowieka po całości
założenia, a także wypoczynek czynny i bierny na poszczególnych poziomach.
2. WSTĘP
W tej prezentacji pragnę przedstawić możliwości współczesnych systemów w
zastosowaniu do projektowania przestrzeni zielonych. Efektem tej syntezy mają być wiszące
ogrody zaprojektowane w oparciu o systemy tensigrity. Celem jest stworzenie ogrodów
zawieszonych w powietrzu, a samo „zawieszenie” zieleni będzie dawać wrażenie antygrawitacji.
Wiszące ogrody królowej Semmiramidy w Babilonie stanowiło kilka schodkowo
ułożonych tarasów, na których wznosiły się partery kwiatowe. Przestrzenne usytuowanie zieleni
miało tak duży wpływ na wewnętrzne odczucia człowieka, iż zaliczył je do grupy „Siedmiu
Cudów Świata”. W tych ogrodach człowiek przechodząc na kolejne kondygnacje ogrodu
doświadczał nowych, głębszych wrażeń, gdyż w krainie, gdzie zieleń jest uboga, takie miejsce
dawało mu wrażenie zarówno potęgi, jak i raju, który swą potęgą stworzył.
Systemy tensigrity są to specyficzne systemy prętowo-cięgnowe, w którym rozmieszczone w
przestrzeni elementy są ze sobą powiązane, a przez to usztywnione za pomocą lin wykonanych ze
stali wysokogatunkowej lub elementów kompozytowych o nośności na rozciąganie kilkukrotnie
większej od stali. System ten tworzy zatem strukturę przestrzenną, w której powierzchnia
przeznaczona do zagospodarowania wg zamierzeń projektowych, a w tym przypadku do
stworzenia wiszących ogrodów, będzie znajdować się wokół odbiorcy, a przypadkowy widz będzie
czuć się częścią całości założenia. Ustawione w przestrzeni elementy nośne znajduję się pod
różnymi kontami oraz o różnych orientacjach względem słońca, co umożliwi zastosowanie
różnorodnej roślinności, w zależności od wymaganego natężenia światła.
Schemat konstrukcyjny oparty na systemie tensigrity będący konstrukcją nośną dla późniejszego
założenia ogrodowego.
2.1 Konstrukcja
Konstrukcja projektowanych przeze mnie wiszących ogrodów polega na zawieszeniu w
przestrzeni poszczególnych platform w postaci płyt lub prętów o przekroju rurowym oraz
znacznych wymiarach poprzecznych. Elementy te będą zarazem częścią systemu konstrukcyjnego
tensigrity. Na tych platformach znajduje się zieleń ogrodowa, która swobodnie się rozwijając,
stworzy bujną zieleń wiszących ogrodów. Poszczególne platformy połączone są ze sobą za pomocą
kładek, co umożliwi poruszanie się ludzi po poszczególnych zieleńcach. Całość założenia ma
tworzyć silnie ażurową budowlę, która stanie się podstawą do stworzenia wewnętrznego
mikroklimatu , w którym będzie rozwijać się zielona przestrzeń będąca miejscem rekreacji
człowieka we współczesnym mieście.
Elementy ściskane tej konstrukcji wykonane ze stali nierdzewnej lub materiałów
kompozytowych niekorodujących w zetknięciu z wodą, mają przekrój zazwyczaj rurowy, gdyż taki
przekrój jest najkorzystniejszy ze względu na ściskanie. Ponadto rury są perforowane, które po
wypełnieniu urodzajnym materiałem, staną się miejscem życia roślin. Dodatkowo w celu
zwiększenia nośności ściskanych elementów o małym przekroju a znacznej długości, pręty można
dodatkowo usztywnić poprzez sprężenie.
2.2 Okładzina i wentylacja
Schemat konstrukcyjny daje bardzo rozbudowany wielościan, którego poszczególne pola
można przekryć otrzymując w ten sposób zamknięte środowisko z własnym mikroklimatem. Jako
przekrycie zastosowałem tu tworzywo politetrafluoroetylenowe. Jest to materiał syntetyczny,
giętki o przepuszczalności światła sięgającej 94% (podczas gdy wartość ta dla szkła wynosi 80%).
Jest to zatem materiał korzystniejszy dla wzrostu roślin oraz w pełni bezpieczny w przypadku
odkształcania się konstrukcji pod wpływem sił zewnętrznych (jak wiatr, czy śnieg). Jednakże w
celu częściowej wymiany powietrza z otoczeniem wykorzystałem nieszczelności przekrycia w
węzłach, przez co uniknie się przegrzania wnętrza, dokona się wymiany powietrza z otoczeniem,
oraz odprowadzi się nadmiar wilgoci z wnętrza obiektu.
2.3 Komunikacja
Komunikacja w tym założeniu również będzie swobodnie umieszczona w przestrzeni. Będą
ją stanowić połączone ze sobą płyty podwieszone do całości konstrukcji. Tak więc zwiedzający
będzie miał dostęp do niemal każdego miejsca w ogrodzie, a poszczególne platformy będą mogły
również pełnić rolę miejsca wypoczynku czynnego.
Przestrzenne usytuowanie zieleni wraz z komunikacją.
2.4 Nawodnienie
System wiszących ogrodów wymaga dodatkowego nawodnienia. Jest to uwarunkowane
niewystarczającą higroskopijnością materiału irygacyjnego znajdującego się wewnątrz rur i płyt z
roślinnością, a także brakiem bezpośredniego kontaktu większości tych zieleńców z wodą lub
gruntem rodzimym. Za rozwiązanie przyjąłem tutaj instalację zraszaczową rozprowadzoną
przestrzennie w obiekcie. Dzięki kontrolowanemu systemowi zraszania uzyska się optymalne
warunki do rozwoju roślin.
3. WNIOSKI
Uważam, iż wiszące ogrody są najlepszą odpowiedzią na odczuwany szczególnie w Polsce
gród terenów zielonych w centrach miast. Cena terenu budowlanego we współczesnych
metropoliach osiąga horrendalne sumy, co staje się dominującym argumentem w wyborze
przeznaczenia terenu. Zastosowanie systemu wiszących ogrodów jest rozwiązaniem bardzo
ekonomicznym ze względu na oszczędność terenu, a unikatowość takiego rozwiązania
podniosłaby wartość sąsiednich parceli. W metropoliach takich jak Hongkong w niewielkich
parkach dokonuje się zróżnicowania hipsonometrycznego
terenu w celu osiągnięcia jak
największej powierzchni terenu. Jest to jednak zabieg nie do końca skuteczny ze względu na
problematykę biologicznie czynnego sposobu wykorzystania powierzchni znajdującej się pod
kątem zbliżonym do 90º. W prezentowanym przeze mnie rozwiązaniu osiągamy natomiast znaczną
powierzchnię o optymalnym nachyleniu i dobrym nasłonecznieniu.
System ten daje także większe możliwości komponowania ogrodu, co jest utrudnione w
tradycyjnym systemie komponowania przestrzeni zielonych. Otrzymujemy przestrzenie bardziej
złożone, przez co wrażenia estetyczne widza będą znacząco większe niż w ogrodach
konwencjonalnych. Przestrzenność założenia będzie także oddziaływać na fizjologię człowieka.
Poprawi się jego zdolność do regeneracji sił i wypoczynku, które w tempie życia mieszkańca
współczesnego miasta może stać się koniecznością.
4. WIDOKI
Rys 1. Widok z góry
Rys 2. Elewacja wschodnia
Rys 3. Elewacja zachodnia
Rys 4. Elewacja północna
rys 5. Elewacja południowa
5. WIZUALIZACJE