Дайгрид-скульптура ArcelorMittal Orbit

Дайгрид-скульптура ArcelorMittal Orbit - почему технология В.Г.Шухова стала её основой. - Лондон, Олимпийский парк. Лето 2012 года. Взгляды зрителей, пришедших на Игры, то и дело обращаются не только к арене, но и к гигантской алой конструкции, которая, кажется, бросает вызов законам гравитации. Это ArcelorMittal Orbit — скульптура высотой 114,5 метра, созданная художником Анишем Капуром и инженером Сесилом Балмондом. Её часто сравнивают с Эйфелевой башней, но если парижская железная леди — это симметрия и порядок, то лондонская «Орбита» — это хаос, застывший в стали, петляющая лента, которая не имеет ни верха, ни низа в привычном понимании.

Однако за внешней художественной экспрессией скрывается сложнейшая инженерная работа, сердцем которой стала технология Diagrid — диагональная решётка. Именно она позволила превратить смелый эскиз в устойчивое сооружение, способное выдержать лондонские ветры и миллионы посетителей.

История «Орбиты» началась не с архитектурного конкурса, а со случайного разговора. В 2009 году на Всемирном экономическом форуме в Давосе мэр Лондона Борис Джонсон встретил Лакшми Миттала, главу сталелитейного гиганта ArcelorMittal. Джонсон предложил создать памятник к Олимпиаде, и Миттал, увидев в этом возможность увековечить и имя компании, и саму сталь как материал, согласился финансировать проект.

Был объявлен конкурс, в котором победил тандем Аниша Капура (лауреата Премии Тёрнера) и Сесила Балмонда (инженера, известного работой над штаб-квартирой CCTV в Пекине). Их концепция отрицала традиционную башню. Капур говорил, что башни почти всегда симметричны, а им хотелось создать нечто «неуютное» и «отказывающееся от единого образа». Балмонд, в свою очередь, искал форму, которая была бы «на грани стабильности»: петлю, которая касается земли лишь в нескольких точках, но при этом стоит прочно.

Результатом стала структура, напоминающая скомканную ленту или орбиту электрона. Она состоит из пяти основных петель, которые образуют трёхмерный узел и опираются на землю в трёх точках, словно гигантский треножник. Для реализации этой геометрии требовался материал, который был бы одновременно прочным, пластичным и позволял создавать сложные криволинейные формы. Выбор пал на сталь. Более того, проект должен был соответствовать олимпийским требованиям по устойчивости: более 60% стали было произведено из переработанного лома (включая старые стиральные машины и автомобили).

Дайгрид (diagrid) - сокращение от diagonal grid, обозначает структурную систему, состоящую из пересекающихся диагональных элементов, которые образуют жёсткую решётку. В отличие от традиционного каркаса, где вертикальные колонны несут нагрузку, а горизонтальные балки распределяют её, Diagrid заставляет диагонали работать на сжатие и растяжение одновременно, создавая эффект «трубы» или «оболочки». Эта технология позволяет достичь высокой жёсткости при минимальном расходе материала и, что критически важно для «Орбиты», обеспечивает устойчивость асимметричных форм.

В «Орбите» diagrid используется в двух ключевых элементах. Во-первых, это центральный ствол (trunk) диаметром около 8,5 метров, который поднимается вертикально и внутри которого расположены лифты и лестницы. Этот ствол представляет собой классическую диагональную решётку, где стальные трубы пересекаются под углом, образуя прочный цилиндр. Во-вторых, сама петлеобразная структура («ленты») выполнена как трубчатый diagrid. Это не сплошной литой элемент, а пространственная ферма, собранная из прямых стальных труб, которые соединяются в узлах под разными углами, создавая иллюзию плавной текучести.

Инженерная сложность заключалась в том, что, в отличие от типовых зданий, здесь не было ни одного идентичного фрагмента. Каждая труба, каждый узел и каждый угол были уникальными. Для проектирования использовалось сложное 3D-моделирование, а для изготовления — лазерная резка, чтобы обеспечить точность соединений. Общая длина стальных труб составила около 9 километров, а количество соединений — около 900 .

Ключевым элементом сборки diagrid стали так называемые «звёздные узлы» (star nodes). Это предварительно изготовленные стальные детали, которые имеют шесть «лучей» (arms). Каждый такой узел весит немало и достигает в длину около 4 метров. Всего было изготовлено боле 350 таких «звёзд».

Производство узлов было налажено в Болтоне (графство Ланкашир) командой из 100 человек. Там собирались целые секции решётки, чтобы проверить их совместимость, а затем разбирались и отправлялись на грузовиках в Лондон. На площадке же работала удивительно маленькая бригада: всего четыре-шесть монтажников и крановщик. Они соединяли «звёзды» болтами (всего использовано 35 000 болтов), постепенно наращивая конструкцию. Для подъёма тяжёлых элементов на высоту использовался кран грузоподъёмностью 450 тонн с 135-метровой стрелой.

Такая сборка требовала ювелирной точности. Если бы на каком-то этапе возникло смещение, выправить его на высоте было бы практически невозможно. Однако, по словам менеджера проекта, конструкция поднималась «в пределах допусков».

Помимо прочности самой решётки, перед инженерами стояла проблема динамики. «Орбита» — высокая и относительно лёгкая конструкция (2000 тонн стали), которая при ветре могла испытывать вибрации. Хотя максимальное отклонение вершины составляло всего 20–30 мм, этих колебаний было бы достаточно, чтобы посетители на смотровой площадке чувствовали дискомфорт.

Решение было элегантным: внутри башни установили 40-тонный маятниковый гаситель колебаний (Tuned Mass Damper). Это огромный маятник длиной 2,8 метра, который раскачивается в противофазе с колебаниями здания, гася вибрации. Он расположен в верхней части центрального ствола и работает как невидимый стабилизатор, позволяя конструкции оставаться неподвижной для посетителей даже при сильном ветре.

Кроме того, сама геометрия Diagrid играет роль в распределении ветровых нагрузок. Поскольку решётка не имеет сплошных стен, ветер проходит сквозь неё, снижая парусность. Однако для посетителей важно было обеспечить комфорт: при скорости ветра около 97 км/ч лифты закрываются, но конструкция остаётся безопасной.

Строительство началось в ноябре 2010 года, а последнее металлическое кольцо было установлено в октябре 2011-го. Официальное открытие состоялось в мае 2012 года, и за время Игр скульптуру посетили 130 000 человек . Стоимость проекта составила около 22,7 млн фунтов стерлингов, из которых 19,6 млн предоставил Лакшми Миттал .

Реакция публики была неоднозначной. Мэр Борис Джонсон назвал её «образцом поистине впечатляющего современного британского искусства», а критики — «Эйфелевой башней после ядерного взрыва» или «катастрофическим столкновением двух подъёмных кранов». Сам Аниш Капур признавался, что рад неоднозначности: «Эйфелеву башню все ненавидели лет пятьдесят. А сейчас это символ Парижа».

После Олимпиады «Орбита» не была заброшена. В 2016 году к ней добавили винтовую горку «Слайд» (The Slide) по проекту Карстена Хёллера — ещё один виток стали и нержавеющей трубы, который вписался в общую концепцию петляющей структуры . Сегодня это одна из главных достопримечательностей Парка Королевы Елизаветы, предлагающая посетителям 20-мильный обзор Лондона с высоты 80 метров.

«Орбита» — это редкий случай, когда скульптура и небоскрёб сливаются воедино. Технология Diagrid стала не просто техническим решением, а тем языком, на котором художник и инженер смогли «поговорить» со сталью. Технология дайгрид, изобретенная в конце 19 века русским инженером В.Г.Шуховым, позволила создать форму, ставшую Шедевром современного искусства и Архитектуры 21 века. Форма Орбит удивительна и неповторима, но даже самая смелая фантазия может стоять на земле, если у неё есть правильная несущая силовая основа. И эта основа — дайгрид Шухова.