Даже в таком быстром и масштабном городском строительстве, как Дубай, Музей будущего известен как один из самых сложных строительных проектов, когда-либо предпринимавшихся.
Дубае, где небоскребы, кажется, появляются почти за одну ночь, жители привыкли отводить глаза от строительных площадок. Но один проект строительства привлек всеобщее внимание: Музей Будущего, который спроектирован по алгоритму.
Каркас музея, состоящий из 2400 диагонально пересекающихся стальных элементов, был завершен в ноябре 2018 года; в настоящее время фасадные панели поднимаются на место. Музей должен открыться через год-знаменательное время для Дубая, так как он будет принимать всемирную выставку с 20 октября 2020 года.
Архитектурный мир определяет футуристическую форму музея как Тор с эллиптической пустотой, но гигантский хула-хуп может быть более доступной точкой отсчета. Лэйт Карлсон, исполнительный директор Музея Будущего, предпочитает уподоблять его глазу. “Мы немного боремся, чтобы описать здание людям, которые его не видели”, - признается он. “Нет ничего, что полностью вызывало бы эту форму."
Местная архитектурная фирма Killa Design, которая выиграла конкурс на проектирование музея в 2015 году, придумала форму. По словам архитектора, твердая часть конструкции представляет собой знания, которые мы имеем сегодня. Пустота представляет собой все то, что мы еще не знаем – другими словами, будущее.
Это не просто необычный профиль, который выделяет здание из сотен других строительных площадок по всему эмирату. Поскольку каждая панель фасада закреплена на своем месте, в поле зрения появляется все больше арабской каллиграфии, которая украсит внешний вид музея высотой 78 метров.
Директора музея пока не раскрывают, что означают эти слова, но известно, что это поэтические фразы, написанные правителем Дубая шейхом Мухаммедом бен Рашидом Аль-Мактумом, который также является вице-президентом и премьер-министром Объединенных Арабских Эмиратов. Рукописные надписи удваиваются как окна музея. Днем они отбрасывают пятнистый свет по всему свободному от колонн интерьеру; ночью они будут освещены до драматического эффекта 14 километрами светодиодного освещения.
Сложная конструкция
Вместе, каллиграфия и нетрадиционная форма здания сделали этот проект одним из самых сложных строительных проектов, когда-либо предпринимавшихся.
Ведущий консультант по проекту, BuroHappold Engineering Великобритании, говорит, что это было бы невозможное предприятие без параметрического проектирования и информационного моделирования зданий (Bim). Параметрическое проектирование-это процесс, основанный на алгоритмическом мышлении, который позволяет манипулировать конкретными переменными или параметрами для изменения результата уравнения.
Bim-это трехмерная технология на основе моделей для профессионалов в области строительства, которые совместно разрабатывают и документируют проекты. Хотя Bim существует уже много лет, промышленность была медленной, чтобы охватить его..
“Мы знали, что нам нужно иметь все в цифровой среде, потому что геометрически вы не могли определить все”, - говорит Тобиас Баули, директор проекта BuroHappold для Музея Будущего. - Вероятно, он стал бы чем-то другим; форма была бы притуплена, и его было бы гораздо труднее построить. Технология действительно была активатором для этого проекта.”
Это потребовало от директора проекта и его команды, привыкшей работать с 2D-чертежами, быстрого подъема. “Все должны были узнать Bim полностью и радикально изменить, как они работают изо дня в день,” говорит он.
Первая вычислительная задача состояла в том, чтобы точно настроить теоретическую форму здания, чтобы искоренить как можно больше сложных кривизн. Эти миллиметровые изменения, которые требовали много времени для завершения.
Затем появились конструкции стального каркаса, известного как диагрид, потому что, он сделан из диагонально пересекающихся балок, и легкий фасад. Они были выбраны над стальной или бетонной оболочкой как наиболее практичное решение для здания такой формы и сложности.
С бесконечными возможными перестановками для диагриды, BuroHappold написал свой собственный алгоритм роста, чтобы прийти к оптимальному расположению.
Создание параметрического скриптинга было длительным процессом, но он позволил BuroHappold диктовать результаты – такие как наличие стальных элементов одного размера диаметра и возможность заказа с рынка. “Это было совершенно новое для того, что мы делаем”, - говорит Баули.
В результате была получена диагрида, которая была оптимизирована с точки зрения количества точек подключения, диаметра стальных труб и даже общего веса используемой стали, что, по мнению BuroHappold, привело к экономии затрат и времени для клиента, подрядчиков и изготовителей. Подрядчик Bam Higgs & Hill и производитель конструкционной стали Eversendai Engineering затем провели анализ последовательности строительства и проектирование соединения для структуры, принимая во внимание смещение напряжений и нагрузок во время процесса монтажа, Прежде чем двигаться вперед со строительством.
"Анализ последовательности строительства всегда является большим риском для проекта, и вы обычно получаете много изменений членов из-за этого”, - объясняет Баули. Но в этом проекте, по его словам, ни один из стальных элементов не был изменен из-за усилий, которые ранее пошли на оптимизацию и моделирование диагрида. “Мы применили уроки предыдущих проектов и, используя новые технологии, разработали инструменты для решения проблем, которые, как мы знаем, существуют, чтобы нам не пришлось сталкиваться с ними снова.”
Построив железобетонную кольцевую балку и башню, которые поддерживают диагрид, потребовалось 14 месяцев, чтобы завершить стальные работы. На протяжении всего процесса строительства лазерное сканирование использовалось для сравнения встроенных позиций с 3D-моделью.
Исчерпывающее 3D-моделирование также устранило типичные проблемы, связанные с механической, электрической и сантехнической установкой (MEP). "MEP обычно запускает проект на более поздних стадиях фазы строительства. Мы думали, что это будет один из самых больших рисков, но этого просто не произошло. Все прошло так хорошо, - говорит Баули. “Вы прошли через всю сердечную боль в цифровой модели, так что пока вы придерживаетесь того, что вы рисуете, вы в конечном итоге с тем, что у вас было в модели. Это почти не становится очень захватывающим из-за того, сколько работы вкладывается в модельную сторону этого.”
Реальное изменение игры в переходе от работы с 2D-чертежами к 3D-моделям заключается в том, что координация проектирования MEP началась гораздо раньше в проекте, и поэтому проблемы были решены задолго до того, как работа переместилась на место. Лазерные проекции моделей Bim также помогли.
Около 60-70% фасада музея сейчас находится на месте. Относительно немногие рабочие на строительной площадке опровергают сложную инженерную работу, идущую за кулисами, чтобы сделать каждую панель. Из-за геометрии семиэтажного здания и каллиграфических вырезов нет двух одинаковых стеклопластиковых панелей. Каждая из 1024 панелей должна быть индивидуально отлита в форму и изготовлена перед добавлением отделки нержавеющей стали и застеклять. Это чрезвычайно трудоемкий процесс-настолько, что только до шести панелей могут быть изготовлены в день. Bauly говорит, что потребовался год экспериментов для поставщика фасадов Affan для разработки структуры и дизайна панелей, а также для прототипирования производственных процессов, которые включают в себя управляемые компьютером механические инструменты.
Я не могу передать вам радость, когда мы установили первую ступеньку панелей, и все это совпало - Тобиас Баули
Как и в случае со стальными работами, огромное усилие было вложено в Программирование последовательности установки панели. Некоторые из более сложных частей могут занять два или три дня, чтобы установить.
“Я не могу передать вам радость, когда мы установили первую ступеньку панелей, и все это совпало”, - говорит Баули. “Как и история с MEP, моделирование было очень точным. Это просто подходит.
“У нас еще не было такой панели, которая бы не подходила или была неправильной формы, или слово было написано с ошибкой.”
Более зеленое будущее
С самого начала было решено, что Музей будущего будет стремиться к платиновому рейтингу LEED. Здание будет оснащено передовыми решениями по управлению зданием, системами рециркуляции серой воды и регенеративными приводными лифтами, а его потребности в электроэнергии будут удовлетворяться с помощью фотовольтаических солнечных батарей, расположенных за пределами объекта. Посетители смогут заряжать свои электромобили во время посещения музея, а количество парковочных мест ограничено, чтобы стимулировать использование общественного транспорта.
Сам музей ограничит одноразовое использование пластика, в то время как Карлсон говорит, что альтернативные белки и культивированное мясо, скорее всего, будут в меню.
Выставки музея, также будут подчеркивать устойчивость. Там будут целые этажи, посвященные изменению климата, а также космическому пространству и будущему здравоохранения и оздоровления. Музей будет рассматривать влияние глобального потепления на критические экосистемы и способы их восстановления. Он будет смотреть на то, как сбор солнечной энергии в космосе и добыча астероидов могут быть использованы на благо человечества, и даже коснется темы духовности.
” Вместо гаджетов мы сосредоточены на человеческой истории будущего", - говорит Карлсон. “Мы смотрим на большие вызовы, которые будут стоять перед человечеством, и творческие решения, которые люди могут использовать для их преодоления.”
Вместо гаджетов мы ориентируемся на человеческую историю будущего-Lath Carlson
Широкий спектр технологий, включая дополненную реальность и виртуальную реальность, будет использоваться для проецирования посетителя вперед в будущее, чтобы создать захватывающий театральный опыт. “Это не тот музей, где вы увидите предметы в витринах с этикетками рядом с ними”, - говорит Карлсон. “Во многих главных галереях вообще не будет этикеток. Это будет полностью захватывающий опыт, который вовлекает посетителя как действительно важный вклад в опыт, а не как зрителя чужой работы.”
На одном из этажей будут представлены ожидаемые гаджеты в ближайшем будущем, но основное внимание по-прежнему будет уделяться технологиям, которые принесут пользу человечеству, помогая ли они накормить мир, удовлетворить наши потребности в воде или сделать транспорт более устойчивым.
Музей будущего надеется привлечь более миллиона посетителей в год, причем половина из них приезжает из-за пределов ОАЭ.