Преодоление дизайнерских вызовов с помощью технологий: музей будущего в Дубае

Имея высоту 78 метров, Музей будущего (MOTF) далек от знаменитого горизонта Дубая, где можно увидеть такие небоскребы, как непревзойденная Бурдж-Халифа — самая высокая башня в мире. Тем не менее, с его смелой формой и ярким фасадом, освещенным более чем 14 000 метрами арабской каллиграфии, ему, безусловно, удается занять свое место среди самых знаковых зданий города. Удостоенный наград проект Killa Design и Buro Happold, который многие называют «самым красивым зданием в мире», открылся в феврале 2022 года в финансовом районе Дубая. На общей застроенной площади 30 000 кв. м. он вмещает выставочные площади для инновационных идей, услуг и продуктов, а также театральные помещения, лабораторию и исследовательский центр.

Символизируя арабское наследие и будущий прогресс, MOTF состоит из трех основных частей: зеленого холма, здания и пустоты. Зеленый холм олицетворяет землю с корнями, время и историю. Он также служит для ненавязчивой приподнятости музея над прилегающей линией метро и создания надземного парка. Точно так же структура в форме тора символизирует способность человечества вводить новшества и расширять границы современного проектирования и строительства. Эллиптическая пустота, с другой стороны, является выражением «неизвестного», которое стремится вдохновить сегодняшних создателей на встречу с неписаным будущим человечества.

Благодаря своей величине, привлекательной форме и чрезвычайно сложной конструкции это архитектурное и инженерное чудо является одним из самых передовых сооружений, когда-либо построенных. В результате потребовался ряд новаторских технологий для решения сложных задач проектирования и воплощения видения в жизнь.

Проблемы, стоящие за революционным дизайном

Многие проблемы, с которыми столкнулись архитекторы и инженеры, возникли из-за сложности диасетки и фасада. Чтобы преодолеть их, в процессе проектирования потребовалось сочетание передовых материалов и новейших технологий в программном обеспечении для 3D-моделирования, совместного проектирования и параметрического конструирования. Эти цифровые инструменты в конечном итоге сыграли решающую роль в успехе проекта, который иначе был бы невозможен.

Одной из самых сложных в изготовлении деталей был изогнутый фасад здания, состоящий из 1024 панелей из армированного стеклопластика и нержавеющей стали. Интегрируя отлитую арабскую каллиграфию в четкие трехмерные формы, резные панели играют фундаментальную роль. Днем они функционируют как окна, пропускающие естественный свет сквозь внутреннее пространство без колонн; ночью они освещают город светодиодным освещением. А при глубине 1,3 метра окна достаточно широки, чтобы посетители могли стоять внутри, что функционирует как постоянное выставочное пространство. Однако для достижения этого конечного результата команде пришлось преодолеть множество сложностей.

Другие серьезные проблемы, связанные с выполнением, включали «координацию более 1000 уникальных структурных узлов и их базовых соединений, а также предотвращение столкновений со второстепенными опорными стальными конструкциями, отделкой и инженерными системами (механическими, электрическими и сантехническими).

Принципы инновационного дизайна

Чтобы решить все эти сложности, в проекте были приняты многочисленные инновационные принципы проектирования, касающиеся строительных технологий и материалов. Это включало, например, разработку инструментов параметрического проектирования с алгоритмами роста «для цифровой оптимизации эффективности основной несущей решетки, фасада и элементов остекления». Программное обеспечение включало Revit с Dynamo и Rhino с Grasshopper. Точно так же использование BIM сыграло ключевую роль в процессе создания точной цифровой модели с междисциплинарным сотрудничеством. Он также использовался для создания всех чертежей и для обнаружения коллизий виртуальной реальности, допусков на отклонение и последовательностей построения на месте в реальном времени.

Tekla Structures, структурное программное обеспечение BIM, разработанное Trimble, использовалось с учетом нетрадиционной геометрии музея и огромных объемов данных. Помимо предоставления мощных возможностей 3D-моделирования, эта технология широко использовалась для выявления конфликтов с другими профессиями, такими как подрядчики по инженерным сетям, кровельным и фасадным работам. Кроме того, решение улучшило и упростило детали проектирования, обеспечило более плавный рабочий процесс и выполнило сложные требования к интерфейсу на этапах проектирования, изготовления и координации проекта. Это также позволило различным участникам изучить и разработать процедуры для точного моделирования и детализации за короткий период времени. В целом инновационное использование каждого инструмента цифрового дизайна привело к максимальной оптимизации.

Высокотехнологичные процедуры, такие как авиационное программное обеспечение и автоматические роботы-манипуляторы, были особенно необходимы для сборки каллиграфических панелей, покрывающих экстерьер. Во-первых, было использовано программное обеспечение для 3D-моделирования, чтобы нанести каллиграфию на поверхность здания и гарантировать, что 1000 узлов стальной диасетки не будут располагаться в центре окон. Для их строительства в процессе использовались роботизированные технологии с ЧПУ (числовое программное управление) и передовые системы формования и обработки, для производства которых требовался 16-этапный процесс. А для точного размещения панелей в конструкции и обеспечения их динамичного движения без каких-либо искажений команда использовала многоуровневые лазерные системы позиционирования, которые также использовались для точного размещения стальной диасетки.

Технологии на благо благополучия и устойчивого развития

Как утверждают архитекторы, экологичность была основной мотивацией при разработке, которая также была решена с помощью передовых технологий. Стремление состояло в том, чтобы сделать дизайн, производство и его эксплуатационные ресурсы максимально устойчивыми, используя самые передовые инновационные технологии. Это включало разработку 3D-модели энергии, инженерных решений с низким энергопотреблением и низким потреблением воды, стратегий рекуперации энергии и воды, проектирования пассивных солнечных батарей, систем фильтрации воздуха и интегрированных возобновляемых источников энергии из близлежащей солнечной фермы, расположенной на крышах зданий автостоянок. В целом это способствовало сокращению потребления воды на 45% и общей экономии энергии на 25%. Результатом стало низкоуглеродное здание с сертификацией LEED Platinum, призванное стать примером для всех будущих зданий в ОАЭ.

Музей будущего — это архитектурный и инженерный шедевр, в котором реализован новаторский подход к тому, что значит быть музеем. Без сомнения, большая часть его успеха заключается в междисциплинарном сотрудничестве и новаторском использовании новейших технологий; от робототехники до параметрического проектирования, от ЧПУ до авиационного программного обеспечения. Раздвигая границы инноваций, эта культовая достопримечательность прокладывает путь к многообещающему будущему, в котором технологии становятся частью искусственной среды в пользу творчества, благополучия и устойчивости.