Tensigrity w ogrodach wiszących Autor: Artur Iwański Strukturalne Koło Naukowe Wydział Architektury Politechnika Wrocławska Opiekun naukowy: prof. Janusz Rębielak Opiekun koła: Anna Drozd 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