Chi tiết Kiến trúc: “Tòa vương miện” Elbphilharmonie | Herzog & de Meuron

2818

Thiết kế của Herzog & de Meuron đã đạt được thành công dựa trên sự hỗ trợ của các thuật toán tùy chỉnh với tỷ lệ lỗi chỉ ở mức 0,2% – một thành tựu lớn đối với quy mô và tính phức tạp của dự án.

Elbphilharmonie  là một dự án đa năng, thiết kế bởi Herzog & de Meuron. Công trình được xây dựng trên bờ sông Elbe tại thành phố cảng Bắc Hamburg, đi vào hoạt động từ tháng 1 năm 2017. Trải qua gần một thập kỷ thi công, dự án có diện tích 1.300.000 feet vuông, bao gồm ba phòng hòa nhạc, khách sạn, căn hộ, nhà hàng, nhà để xe và một khu vực quan sát công cộng.

Toàn bộ phần mái được thiết kế với tổng diện tích 7000 m2 , làm bằng khung thép chuyên dụng, nặng tới 40 và có khả năng phản xạ ánh sáng trắng rất tốt. Để gia cố chịu lực công trình, 1.111 cọc bê tông đã đóng xuống nền địa chất bờ sông Albe, ước tính tòa nhà có thể chứa tải trọng lên tới 2000 tấn.

Tâm điểm của dự án là phòng hòa nhạc lớn – Great Hall, được thiết kế bởi Herzog & de Meuron, hợp tác cùng nhà âm thanh nổi tiếng Yasuhisa Toyota và Ben Koren, công ty ONE TO ONE.  Phòng hòa nhạc có 2.150 ghế khán giả. Các bức tường, vách ngăn và trần của Great Hall bao gồm 10.000 tấm thạch cao và trang bị hệ thống cách âm chuyên dụng tránh âm thanh giải trí lan truyền ảnh hưởng đến cuộc sống sinh hoạt các căn hộ xung quanh. Để thực hiện được nhiệm vụ quan trọng này, Ben Koren của ONE TO ONE đã áp dụng vào quá trình th công hàng loạt các công nghệ tiên tiến.

Phòng hòa nhạc lớn của Elbphilharmonie đang được xây dựng; ảnh của M. Commentz

Herzog & de Meuron hợp tác cùng ONE TO ONE để tạo ra dữ liệu số cho khuôn mẫu khuếch tán âm thanh của Great Hall. Khuếch tán âm thanh là sự phân tán của năng lượng âm thanh trong phòng. Các bề mặt không khuếch tán, phản xạ trong phòng hòa nhạc có thể dẫn đến một số tính chất âm thanh không tốt. Vấn đề này có thể được cải thiện một phần bằng cách tăng cường khuyếch tán.

Sơ đồ giải thích sự khuếch tán âm thanh, sự tán xạ âm thanh; Hình ảnh của ONE TO ONE
Toàn cảnh của một trong những ban công trong Phòng Hòa nhạc Great Concert của Elbphilharmonie; Hình ảnh của Peuckert

 

Một không gian khuếch tán hoàn hảo là nơi có các thuộc tính âm thanh như tiếng vang giống nhau ở bất kể vị trí nào của người nghe. Trong quá khứ, âm thanh xấu có thể được xử lý ở giai đoạn sau bằng cách trang bị thêm bộ giảm xóc hoặc bộ khuyếch tán. Kết quả của phương pháp này là sự rời rạc giữa ý tưởng kiến ​​trúc ban đầu với những  sửa đổi trong giai đoạn sau. Đối với Elbphilharmonie, ý tưởng của kiến ​​trúc sư là tích hợp yêu cầu về  âm thanh ngay từ ban đầu.

Định nghĩa tham số của một trong một triệu tế bào khuếch tán âm thanh; Hình ảnh của ONE TO ONE
Lập trình tính toán một triệu tế bào khuếch đại âm thanh trên Rhino; Hình ảnh của ONE TO ONE

 

Các tế bào khuếch tán âm thanh được sử dụng cho các bức tường hội trường và lan can; Hình ảnh của ONE TO ONE

Koren và nhóm cộng sự đã tạo ra một triệu tế bào khuếch tán âm thanh có hình dạng riêng biệt, kích thước từ 2 đến 6 inch dựa trên các thông số kỹ thuật về âm thanh. Các tế bào này được đặt ngẫu nhiên ở các khu vực khác nhau của Great hall. Công việc này không thể thực hiện được bằng cách thức truyền thống mà bằng sự phát triển các thuật toán tùy chỉnh của ONE TO ONE, sử dụng các định nghĩa tham số cho các tế bào. Mỗi tế bào được đặt trên bề mặt tường của Great hall với kích thước, hình dạng , chiều sâu và vị trí được kiểm soát, tính toán dựa trên yêu cầu của các chuyên gia âm thanh.

Tệp tin kỹ thuật số của một trong 10000 tấm panel

 

Tấm panel được đang được cắt CNC

Koren phát triển thêm các chương trình phần mềm để tự động hóa sản xuất khối lượng 10000 tấm thạch cao được gia công bằng máy CNC. Các cạnh của mỗi tấm được tính toán để luôn được sắp đặt thẳng hàng và khớp với tấm bên cạnh. Kết quả là xuất hiện những mặt phẳng cong hay cạnh xoắn trong một vài trường hợp. Koren và nhóm nghiên cứu của ông đã sắp xếp hợp lý toàn bộ công việc thành một quy trình số hóa hoàn toàn tự động, sẵn sàng sản xuất 10000 tấm panel theo yêu cầu.

Sản xuất các tấm panel; Hình ảnh của Peuckert

Koren cung cấp 10.000 tệp tin kỹ thuật số, cho phép các máy CNC mài từng tấm panel riêng biệt. Mỗi panel thô được chuẩn bị theo kích thước nhất định và được gia công bằng máy CNC qua hai giai đoạn. Kết quả thu được là mặt phẳng với cấu trúc các đỉnh và đáy đặc trưng.

Nhìn cận cảnh của bốn tấm lắp ráp; Hình ảnh của ONE TO ONE
Nhìn cận cảnh các tấm trong suốt; Hình ảnh của Peuckert

Nhờ áp dụng phương pháp lập kế hoạch sản xuất dựa trên sự hỗ trợ của máy tính, các tấm panel được sản xuất hiệu quả với độ chính xác cao. Tất cả các bảng đều khớp với nhau một cách hoàn hảo. Số lượng các tấm bị lỗi được giữ ở mức tối thiểu. Chỉ có 20 trong số khoảng 10.000 tấm phải được thay thế, tỷ lệ lỗi  là 0.2 phần trăm. Tỷ lệ lỗi rất nhỏ này là một thành tựu, đặc biệt là đối với quy mô và tính phức tạp của dự án này.

Nhìn ra phòng hòa nhạc lớn của Elbphilharmonie; Hình ảnh của Peuckert

Nguồn: Architizer

Biên dịch: Hà Giang