キネティック建築を理解する
キネティック建築は、制御された動きを建物に組み込むことで、構造物の特定の部分が状況に応じて位置、形状、または開口部を変化させられるようにします。機械工学と知覚・計算を組み合わせることで、動きが装飾的ではなく目的指向となるようにします。その目的は、建設時だけでなく、リアルタイムで光、空気の流れ、景観、収容人数、アクセスを調整することです。この意味で、キネティックは、インタラクティブまたはセンシティブな環境の物理的な半分であると言えます。
定義と基本概念
キネティックシステムには、空間を再構築する開閉式屋根、可動式ファサード、変換可能なパーティション、回転または傾斜可能な開口部などが含まれます。基本概念は、変化する条件下でコンポーネントが安全かつ予測可能な方法で動作することを可能にする、作動、感知、制御、フィードバックです。この分野では、動きを鋼鉄やガラスと同じくらい精密に設計できる素材として扱います。マイケル・フォックスやマイルズ・ケンプなどの著者は、これを、適応可能な空間構成を作成するための、組み込みの知性と具体的なキネティクスの組み合わせと定義しています。
デザインにおける動きの歴史的進化
動きは、20世紀初頭に行われた実験や、その後セドリック・プライスが無限に再構築可能な文化機械を構想した「ファン・パレス」のような先見的なプロジェクトを通じて、建築思想に取り入れられました。1960年代末から70年代にかけて、ニコラス・ネグロポンテは、ユーザーを感知し、それに適応する感受性のある環境という概念を発展させました。エレクトロニクス、ロボット工学、軽量素材が成熟するにつれて、運動の概念は、構想から構築された作品へと変化しました。今日のプロジェクトは、この伝統を受け継ぎながら、運動と環境パフォーマンスを融合させています。
静的および適応型アーキテクチャによる分離
静的建築は、完成時にその形態を固定し、性能は幾何学と材料に依存する。適応型または応答型建築は、時には目に見える動きを伴わずに、入力に応じてその挙動を変えることができる。動的建築は、変化が物理的に動きとして認識できるサブセットであるが、通常は応答型システムから知覚および制御の特性を借用している。実際には、これらの分野は互いに重なり合っていますが、キネティックは、構築された構造物に設計された動きによって定義されます。
現代デザインにおいて動きはなぜ重要なのか？
動きは、建物が同じ表面や開口部で気候、プログラム、パフォーマンスを調和させることを可能にします。アル・バハル・タワーズのファサードのような繊細なマスラビーヤは、景観と文化的表現を守りながら、日射負荷を軽減します。ゲーツヘッド・ミレニアム・ブリッジのような傾斜のある橋は、都市の流れを妨げることなく、川を船に通し、インフラを公共の劇場に変えます。ウィンブルドンのような開閉式屋根は、天候が許す限り、屋外としての特徴を保ちながら、試合と観客を保護します。
運動の類型とメカニズム
引き込み式屋根とファサード
引き込み式システムは、単一の建物が開放状態と閉鎖状態の間で切り替えられるようにすることで、光や空気の質を損なうことなく使用を維持します。ウィンブルドンのセンターコートは、この種のシステムの規模を拡大した例です：10本の鋼製梁、同期した電動アクチュエーター、および複数のPLC制御システムによって作動する半透明のテナラ膜が、数分で閉鎖されます。その結果、信頼性の高い試合、親しみやすい雰囲気、そして必要なときにだけ現れる屋根が実現しています。同様の気候調整ファサードとしては、太陽の光に合わせて開閉するアル・バハル・タワーズのコンピューター制御のマスラビヤのような操作可能なパネルがあります。
回転する構造物と回転構造物
回転運動により、空間を清掃したり、収容人数を変更したり、気候や景観に応じて部屋を再配置したりできます。ゲーツヘッド・ミレニアム橋は、油圧ピストンを使用して単一のバランスの取れた部品として曲がり、歩行者用デッキを持ち上げて川を渡ることができると同時に、インフラを公共の劇場に変えます。地域レベルでは、テヘランのシャリフィハ邸は、3つの部屋を電動回転プラットフォームに設置し、夏には開放感、冬には保護を確保するために90度回転します。スコットランドのフォークーク・ホイールのようなより大きな回転機械は、バランスのとれた負荷と精密な歯車システムが、巨大なサイズでも効率的な動きを維持できることを示しています。
感応性表面とスマートコーティング
スマートコーティングは、ファサードを感知装置として扱い、光、熱、またはプログラムを調整された動きに変換します。ジャン・ヌーヴェルのアラブ世界研究所は、日光を測定するために開閉するカメラのような絞りを使用し、マシュラビーヤの伝統を反映しています。バルセロナのMedia-TICは、ETFEクッションを膨らませて断熱性と太陽エネルギーの獲得量を変化させ、空気を制御可能なパフォーマンス層に変えます。これらの表面は気候を読み取り可能にし、建物の居住者は船乗りが風を読むように変化を読み取ることができます。
機械、空気圧、油圧システム
機械システムは、精密な制御と容易な同期化により、精密で再現性のある動作を実現するため、モーター、歯車、電動アクチュエーターに依存しています。ウィンブルドンの完全電動式屋根はその最良の例です。空気圧システムは、構造物や作動に空気圧を利用します。例えば、膨張ユニットは、ETFE 枕型ファサードのように、軽量で透明性、断熱性、遮光性を調整します。油圧システムは、ゲーツヘッド・ティルトからスタジアムのメカニズム、舞台用リフトまで、重い開口部や橋梁に最適なコンパクトなパッケージで高いパワーを発揮します。実際には、設計者は通常、これらのロジックをハイブリッド化し、規模、速度、安全性に適合するように、センサーとソフトウェアを適切な媒体（トルク、空気、液体）と組み合わせます。
キネティック建築の象徴的な例
ジャン・ヌーヴェルによって設計されたアラブ世界研究所
南側のファサードでは、アラブ世界研究所が、日光を測定するために開閉する数百のカメラのような絞りを使用し、マシュラビーヤの伝統を精密な機械的言語で再解釈しています。ファサードは気候を経験へと変換し、太陽の変化に応じて明るい格子から暗いスクリーンへと移行します。この建物は、景観と同様に文化的な対話を組み込み、パリと内部の展示との仲介役としての役割を果たしています。
Aedasによって設計されたアル・バハル・タワー
アブダビにあるこのツインタワーは、太陽の光に応じて開閉する動的なマシュラビヤで覆われています。これにより、外部の景観を保ちながら、まぶしさや熱を軽減します。各モジュールユニットはモーター駆動でコンピューター制御されており、ファサードは一日中、時間を追う生きている領域のように見えます。その結果、遺産と高性能の両方を兼ね備えた、Arup と共同で設計された、下部のガラスを覆うキネティックカバーが誕生しました。
エンリック・ルイス＝ゲリによって設計されたメディア・ティックビル
Media-TICは、空気をデザイン環境として捉え、ETFEクッションを膨らませたりしぼませたりすることで、バルセロナの22@地区の周辺における断熱、採光、太陽エネルギーの獲得を調整します。分散型センサーとマイクロコントローラーがファサードを調整するため、建物は固定された物体ではなく、穏やかで呼吸する生物のように振る舞います。空気圧式クラッディングは、その性能を可視化し、気象条件を柔らかく、読みやすい動きに変換します。
dRMM Architectsによって設計されたスライドハウス
サフォークの田園地帯では、黒松で覆われた外殻がレール上を移動し、ガラス張りの家を覆ったり現したりしながら、納屋のような閉鎖空間から開放的なパビリオンへと変貌を遂げます。この可動式シェルは、単一の連続的な動きで光、プライバシー、断熱性を変化させる、フルスケールの環境装置です。dRMM のメカニズムは、レールシステムと隠しモーターを使用して、20 トンの構造物を静かで劇的な効果とともに動かします。
課題、可能性、そして将来の方向性
エンジニアリングとメンテナンスの複雑性
可動部品は故障モードを追加するため、運動システムは最初の設計段階からライフサイクルの考え方を必要とします：点検のためのアクセス性、冗長性、安全な故障状態などです。適応型ファサードの検討では、常に同じ問題が浮上します：複雑な機械構造、断片的なシミュレーションガイドライン、信頼性に関する限られた現場データなどです。そのため、メンテナンスの容易さは、後付けの考えではなく、設計の第一原則であるべきです。欧州 COST TU1403 文書およびその後の調査では、各プロジェクトごとに特別に設計された単発的なソリューションではなく、より明確な性能基準と市場投入可能なコンポーネントが求められています。つまり、可動インフラは、長寿命の機械のように設計され、文書化されるべきであるということです。
エネルギー利用、持続可能性、および自動化
適切に設計されたキネティックシステムは、遮光、透明性、空気の流れを調整することで、熱獲得と冷却の必要性を低減できます。柔軟な冷却ロードマップは、高度な動的遮光を優先順位の高い項目に位置づけます。その反対は、制御の質です。不適切に調整された自動化や HVAC の故障は、建物のエネルギーの 5% から 30% を無駄にする可能性がありますが、故障の検出と診断は、通常、建物全体で約 9% の回収率をもたらします。持続可能な道は、可動部品だけでなく、検証済みの制御、継続的な調整、そして無駄になる前に逸脱を捉える分析です。運動的なハードウェアと信頼性の高いソフトウェアが、真の効率性の尺度なのです。
ユーザーインタラクションと行動的影響
可動式の外壁を持つ建物は、同時に社会的システムでもあります：人々は影を無効化し、景色を求め、まぶしさを日光と交換し、これが実際の性能を変えます。ユーザーと外壁の相互作用に関する研究は、自動ルールの適用が受け入れられ、満足度によって決定されることを示しており、多くの研究はまだユーザー体験を十分にサンプリングしていません。その結果として生まれた付録79の議題は、ユーザー中心の設計と運用を促進することで、インターフェース、データ、快適さを結びつけ、システムが人々に順応するようになり、人々がシステムに順応することを強いるのではなく、システムが人々に順応するようになります。キネティックは、ユーザーが動きを理解し、予測し、意味のある形で影響を与えることができる場合に、最も効果的に機能します。
都市と気候の文脈における運動学の未来
二つの軌道が接近している：気候防衛のための都市規模の動的構造と、より少ない部品で適合する低複雑性の建築外装。ヴェネツィアのMOSE防潮扉は、気候防護としての動的インフラを示す。78基の可動式バリアが、異常高潮を阻止するために繰り返し引き上げられる。建築側では、機械的負荷を軽減しながら適合性を維持し、努力をハードウェアから感知、モデル化、制御へと移行させる可変材料システムと、デジタルで制御されるツインが研究の対象となっています。さらなる革新、より明確な基準、そして単なる孤立したデモンストレーションではなく、持続可能な冷却政策に連動した動的要素が期待されます。
