Пажљивији поглед на затезну архитектуру

Затезна архитектура је структурални систем који претежно користи напетост уместо компресије. Затезање и напетост често се користе наизменично. Остала имена укључују архитектуру затезне мембране, архитектуру тканине, затезне структуре и лагане затезне структуре. Истражимо ову модерну, али древну технику градње.

Напетост и компресије су две силе о којима много чујете када студирате архитектуру. Већина грађевина које градимо су компресије - опека на цигли, даска на крову, гурајући се и гурајући доле до земље, где тежина зграде избалансира чврсту земљу. С друге стране, напетост се сматра супротном компресији. Напетост вуче и растеже грађевински материјал.

" Конструкција која је окарактерисана затезањем система од тканине или флексибилног материјала (обично жицом или каблом) да би пружила критичну конструкцијску подршку конструкцији."— Удружење структура тканина (ФСА)

Осврћући се на прве грађевине које је човјек створио (изван пећине), мислимо на Лаугиерове Примитивна колиба (грађевине углавном компримиране) и, чак и раније, структуре у облику шатора - тканина (нпр. животињска кожа) чврсто се вуче (напетост) око дрвеног или коштаног оквира. Затезни дизајн био је добар за номадске шаторе и мале тинејџерке, али не и за Пирамидс оф Египт. Чак су и Грци и Римљани утврдили да су велики колосеуми направљени од камена заштитни знак дуговечности и уљудности, а ми их називамо Класична. Кроз векове, тензијска архитектура се повлачила у циркуске шаторе, висеће мостове (нпр. Брооклин Бридге) и привремени павиљони малих димензија.

Целог живота немачки архитекта и лауреат Притзкер-а Фреи Отто проучавао је могућности лагане, затезне архитектуре - мукотрпно израчунавање висине стубова, огибљења каблова, кабловских мрежа и мембранских материјала који би се могли користити за израду шатора великих димензија структуре. Његов дизајн за Немачки павиљон на Екпу '67 у Монтреалу у Канади био би много лакши да се конструише да је имао ЦАД софтвер. Али, управо је овај павиљон из 1967. трасирао пут осталим архитектима да размотре могућности изградње напетости.

Најчешћи модели стварања напетости су модел балона и шатор. У моделу балона, ваздух у унутрашњости пнеуматично ствара напетост на зидовима и крову мембране гурајући ваздух у растезљиви материјал, попут балона. У моделу шатора, каблови причвршћени на фиксни стуб повлаче зидове мембране и кров, баш као што функционише кишобран.

Типични елементи за чешћи модел шатора укључују (1) "јарбол" или фиксни ступ или сетове стубова за подршку; (2) Каблови за вешање, идеја коју је у Америку донео Немац Јохн Роеблинг; и (3) "мембрана" у облику тканине (нпр. ЕТФЕ) или кабловске мреже.

Најтипичније употребе ове врсте архитектуре укључују кровиште, отворене павиљоне, спортске арене, транспортна чворишта и полу-стална кућишта после катастрофе.

^{Извор: Удружење структура тканина (ФСА) на ввв.фабрицструцтуресассоциатион.орг/вхат-аре-лигхтвеигхт-струцтурес/тенсиле}

Међународни аеродром Денвер је леп пример затезне архитектуре. Истегнути мембрански кров терминала из 1994. може поднијети температуре од минус 100 ° Ф (испод нуле) до плус 450 ° Ф. Материјал од фибергласа одражава сунчеву топлоту, али омогућава да се природна светлост филтрира у унутрашње просторе. Идеја дизајна је да се одрази окружење планинских врхова, јер се аеродром налази у близини Стеновитих планина у Денверу, Колорадо.

Архитекта: Ц. В. Фентресс Ј. Х. Брадбурн Ассоциатес, Денвер, ЦО
Завршено: 1994
Специјални извођач: Бирдаир, Инц.
Идеја дизајна: Слично врхој грађевине Фреи Отто која се налази у близини минхенских Алпа, Фентресс је одабрала кровни систем затезања мембрана који је опонашао врхове Роцки Моунтаин-а у Колораду
Величина: 1200 к 240 стопа
Број унутрашњих колона: 34
Количина челичног кабла 10 миља
Тип мембране: ПТФЕ фиберглас, тефлон^®- обложени ткани фибергласом
Количина тканине: 375.000 квадратних метара за кров терминала Јеппесен; 75.000 квадратних стопа додатна заштита од ивице

^{Извор: Међународни аеродром Денвер и ПТФЕ фиберглас у Бирдаир, Инц. [приступљено 15. марта 2015]}

Инспирисана немачким Алпама, ова структура у Минхену, Немачка, може вас подсетити на Денвер-ов међународни аеродром из 1994. године. Међутим, зграда у Минхену изграђена је двадесет година раније.

1967. немачки архитекта Гунтхер Бехнисцх (1922–2010) победио је на конкурсу за претварање депоније смећа у Минхену у међународни пејзаж за домаћин КСКС летњих олимпијских игара 1972. године. Бехнисцх & Партнер креирали су моделе од песка како би описали природне врхове које су желели за олимпијско село. Затим су се уписали немачки архитекта Фреи Отто да помогне у откривању детаља дизајна.

Без употребе ЦАД софтвер, архитекти и инжењери дизајнирали су ове врхове у Минхену како би приказали не само олимпијске спортисте, већ и немачку изнајдљивост и немачке Алпе.

Да ли је архитекта међународног аеродрома Денвер украо дизајн Минхена? Можда, али компанија из Јужне Африке Затезне конструкције истиче да су сви дизајни тензије изведени у три основна облика:

• "Конично - Конусни облик, који карактерише централни врх "
• "Барел свод - лучни облик, који се обично карактерише закривљеним лучним дизајном "
• "Хипар - Закривљени облик слободног облика"

^{Извори: Такмичења, Бехнисцх и партнер 1952-2005; Техничке информације, Затезне конструкције [приступљено 15. марта 2015]}

Гунтхер Бехнисцх и Фреи Отто сарађивали су како би оградили већину Олимпијског села 1972. године у Минхену, Немачка, један од првих великих пројеката тензијских структура. Олимпијски стадион у Минхену, Немачка, био је само једно од места где се користила затезна архитектура.

Предложена да буде већа и величанственија од Отто-овог павиљона од тканине Екпо '67, минхенска структура је била замршена мембрана кабловске мреже. Архитекти су изабрали акрилне плоче дебљине 4 мм како би довршили мембрану. Крути акрил не растеже се попут тканине, па су панели „флексибилно повезани“ са кабловском мрежицом. Резултат је била исклесана лакоћа и мекоћа широм олимпијског села.

Животни век структуре затезне мембране је променљив, зависно од врсте одабране мембране. Данашње напредне производне технике повећале су живот ових структура са мање од једне године на много деценија. Ране грађевине, попут Олимпијског парка из Минхена 1972. године, биле су заиста експерименталне и захтевају одржавање. 2009. немачка компанија Хигхтек пријављен је за постављање новог спуштеног мембранског крова над Олимпијском двораном.

^{Извор: Олимпијске игре 1972 (Минхен): Олимпијски стадион, ТенсиНет.цом [приступљено 15. марта 2015]}

Данашњи архитекта има низ Избор мембранских тканина од кога да одаберете - много више "тканина чуда" од архитеката који су дизајнирали кровиште Олимпијског села из 1972. године.

1980. године аутор Марио Салвадори овако је објаснио затезање архитектуре:

„Једном када мрежа каблова буде суспендирана са одговарајућих тачака подршке, чудесне тканине се могу обешати са ње и развући преко релативно малог растојања између каблова мреже. Немачки архитекта Фреи Отто покренуо је ову врсту крова, на коме мрежа танких каблова виси од тешких граничних каблова подржаних дугим челичним или алуминијумским моткама. Након подизања шатора за западноњемачки павиљон на Екпу '67 у Монтреалу, успео је да покрије трибине Олимпијски стадион у Минхену... 1972. године, са шатором који је заклонио осамнаест хектара, подржан од девет компресивних јарбола до 260 стопа и граничним напонским кабловима капацитета до 5.000 тона. (Паука, успут, није лако имитирати - за овај кров је било потребно 40 000 сати инжењерских прорачуна и цртежа.) "

^{Извор: Зашто зграде устају Марио Салвадори, МцГрав-Хилл Папербацк Едитион, 1982, стр. 263-264}

Често се назива првом лаком затезном конструкцијом великих димензија, немачким павиљоном Екпо из 1967. године - префабриковано у Немачкој и отпремљено у Канаду на склапање на лицу места - покривало је само 8.000 квадрата метара. Овај експеримент у затезној архитектури, који је трајао само 14 месеци за планирање и изградњу, постао је прототип, и апетит немачких архитеката, укључујући његовог дизајнера, будућег Притзкеровог лауреата Фреија Отто.

Исте године 1967. немачки архитекта Гунтхер Бехнисцх победио је у комисији за олимпијске локације у Минхену 1972. Његовој затезној кровној конструкцији било је потребно пет година да планира и изгради површину од 74 800 квадратних метара - што је далеко од његовог претходника у Монтреалу у Канади.

• Светлеће конструкције - конструкције светлости: уметност и инжењеринг затезне архитектуре илустроване делом Хорста Бергера аутор Хорст Бергер, 2005
• Затезне површинске конструкције: Практични водич за конструкцију каблова и мембрана Аутор: Мицхаел Сеидел, 2009
• Затезне мембранске структуре: АСЦЕ / СЕИ 55-10, Асце Стандард Америчког друштва грађевинских инжењера, 2010

^{Извори: Олимпијске игре 1972 (Минхен): Олимпијски стадион и Екпо 1967 (Монтреал): Немачки павиљон, база података пројекта ТенсиНет.цом [приступљено 15. марта 2015]}