Eden Project

Salah satu proyek yang dibiayai pemerintah, Eden Project, terletak di bekas penggalian tanah liat di Cornwall, Di semenanjung barat daya Inggris.
Rangkaian ketidak beraturan delapan buah setengah bola yang sangat besar dan saling berhubungan itu di berinama 'bioma' membentuk dua kelompok yang separu terbenam di dinding galian dan terhubung dengan sebuah restoran dan area pengurus perkebunan.

http://transitionculture.org/2006/06/14/5-great-things-about-the-eden-project-3-the-biomes/

Bangunan ini berupakan ligkungan perkebunan buatan terbesar di dunia, yang dapat menampung berbagai hal, dimulai dari pohon-pohon besar hingga tanaman gurun dalam zona lingkungan yang bervariasi, yang kemudian dipelihara, sedapat mungkin, dengan teknologi berkelanjutan. dengan maksud serupa, bagian atap pada bangunan penghubung yang memuat restoran itu ditutup dengan terpal.

Gambar Denah Eden Project. Master Of structure. Laurance Kings Publising.Ltd 2001

Sebelum dimulainya Eden Project, lahan tersebut digunakan sebagai lubang penggalian tanah liat. hal ini menumbulkan masalah pada lantai dasar struktur tersebut dan akhirnya diputuskan untunk menggunakan bentuk geodesik setengah lingkaran yang telah dipopulerkan oleh visioner Amerika, Buckminster Fuller.

http://www.edenproject.com/whats-it-all-about/behind-the-scenes/about-us/our-story

Permintaan klien yang sangat penting adalah bahwa apapun bentuk struktur penutupnya rancangan itu harus memiliki tingkat penyerapan cahaya yang sangat tinggi. Ini berarti bahwa dibutuhkan kaca, atau sesuatu yang mirip kaca, dan struktu penopangya harus dibuat setipis dan seringan mungkin. Para insiyur dan arsitek telah mempelajari berbagai bentuk yang mungkin dan pada akhirnya sepakat menggunakan sistem rangka ruang (space frame) tiga dimensi dengan lapisan tunggal dan tanpa penguat.

http://science.howstuffworks.com/environmental/conservation/conservationists/eden3.htm

Firma dari Jerman, Mero, memenangkan kontrak dengan menawarkan suatu sistem rangka trus dengan lapisan ganda yang lebih tradisional. Lapisan luar membentuk beberapa heksagon raksasa berdiameter 5 sampai 11 meter (16-36 kaki), sementara lapisan dalam dengan semi penguat merupakan kombinasi elemen heksagonal, pentagonal, dan segitiga yang dikenal dengan nama susunan hex-tri-hex. Kendati tidak terlalu berat, konfigurasi ini membutuhkan titik sambungan yang sangat banyak dan membuat proses prefabrikasi menjadi lebih kompleks sehingga lebih baik meminimalisasi jumlah titik-titik tersebut dengan memaksimalkan ukuran. Lapisan kaca akan membutuhkan heksagon yang lebih kecil serta beban yang sangat besar, dan juga menimbulkan masalah dalam hal perawatan dan penggantiannya. Tim desain akhirnya memutuskan untuk menggunakan sebuat struktur tiup dengan bantal yang dibentuk dari ETFE (ethyltetrafluoroethylene) berlapis-lapis.

ETFE merupakan ko-polimer yaitu hasil medifikasi yang dijejalkan ke dalam sebuah filim yang sangat tipis untuk menghasilkan tingkat penyerapan cahaya yang sangat tinggi, baik dalam rentang cahaya yang kasat mata maupun ultraviolet. Beratnya satu perseratus dari berat kaca, tetapi memliki kemampuan isolasi setara kaca berlapis dua. Karena permukaannya yang sangat halus dan bersifat tidak memiliki daya letak ETFE dapat dibersihkan sendiri. Tidak terpengaruh oleh cahaya ultrafiolet, polusi udara dan perubahan cuaca, ETFE dapat bertahan selama 40 tahun, seperti ditunjukan pada bangunan 'Burger Zoo' di Arnhem, Belanda. Selanjutnya bahan tersebut dapat diurakan dengan cara yang ramah lingkungan (biodegradable)

Gambar detail struktur titik sambungan. Master Of structure. Laurance Kings Publising.Ltd 2001

Bantal-bantal ETFE dikencangkan kedalam bingkai-bingkai alumunium, menggunakan sistem yang lebih mirip tali luff pada perahu layar, dan pada lapisan luarnya, sebagian besar mengikuti heksagon. Bantal-bantal tersebut umumnya berbentuk heksagon, tetapi di beberapa tempat, dibagian perubahan geometri bioma-bioma tersebut, bentunknya menjadi segitiga atau pentagon. Karena materialnya sangan ringan dan penampilan strukturnya baik, maka beberapa bantal heksagonal panjangnya dapat mencapai 11 meter sedangkan beratnya hanya 50 kilogram (110  pon), beberapa pompa udara menjaga bantal-bantal ETFE itu tetap mengembang, dapat saja bantal-bantal tersebut dibuat sebesar mungkin, tetapi jika ukuran panjangnya lebih dari sekitar 5,5 meter (18 kaki), bantal-bantal itu haris diberi penguat. Jadi, para insinyur harus membuat heksagon-heksagon yang cukup besar untuk meminimalisasi struktur, tetapi tidak terlalu besar sehingga akan membutuhkan penguat bantal yang rumit. Dalam perhitugan struktur akhir, hanya beberapa bantal yang sangat besar yang dikuatkan.

Gambar  desain dari samping. Master Of structure. Laurance Kings Publising.Ltd 2001

Gabungan beban mati pada struktur dan lapisan EFTE tersebut tentu saja sangat ringan, sekitar 40kg/m^2, oleh karena itu, beban-beban hidup yang terdiri dari salu, angin dan sebagainya justru penting. Beban salju menjadi penting karena ada kemungkinan timbunan salju akan terkumbul di lembah lembah antar bioma dan ruang antar bantal. beban ini dapat dihitung, tetapi beban angin mustahil dapat diperkirakan beradasarkan peraturan struktur bangunan. Rupanya karena bagian atas bioma terbesar berada 10 meter (33kaki) di bawah puncak lubang galian tanahliat, maka bangunan ini dapat dianggap sebagai sebuat strktur bawah tanah. Hasil uji coba terowongan angin mengatkan hal ini dan, syukurlah, para insinyur telah bersikap sangat konservatif dalam hal perkiraan mereka tentang pengaruh angin. 

Walaupun ukuran bantal-bantal untuk setiap setengah bola sudah dibuat dengan sebaik-baiknya hubungan antar bantal itu menuai masalah. Pada Akhirnya, digunakan penyelesaian yang sedernaha, yaitu dengan menempelkan busur kisi-kisi yang berbentuk tabung pada titik sambungan perimeter setengah bola yang berdekatan.

Dalam proyek ini, setiap keputusan mengenai material, beban dan bentuk berdampak pada berbagai hal, sehingga diperlukan kerja sama penuh antara arsitek, insinyur dan kontraktor utama. Perangkat terpenting untuk kerja sama ini adalah model digital  desain tiga dimensi yang dapat diteruskan melalui media elektronik di antara orang-orang penting dalam tim gabungan tersebut.