„Изучаването на природата води до мислене за конструкциите. Биологията предлага неизчерпаем запас от форми, структури и процеси. Те поставят под въпрос вкоренените подходи в строителните технологии и предлагат коренно различни варианти на проектиране “, казва професор Ахим Менегес, позовавайки се по-специално на павилионите, наречени BUGA Fiber и BUGA Wood.
ICD и ITKE са проектирали павилиони за изложението за градинарско изкуство Bundesgartenschau 2019. И двата павилиона черпят вдъхновение от биологията и всеки от тях се основава на задълбочени изследвания.
Леките конструкции са проектирани благодарение на изчислителната оптимизация на конструкцията и се произвеждат от роботи. Чрез два много различни материала, дърво и композитни влакна, те показват колко цифровите технологии ще повлияят на бъдещето на архитектурата.
Павилион за дърво BUGA
Дървеният павилион тества нов подход към цифровото дървено строителство. Неговата сегментирана дървена обвивка черпи вдъхновение от скелетите на плочата на морски таралеж. ICD и ITKE изследват тези морски безгръбначни повече от десет години. Целта на проекта беше да сведе до минимум теглото на използвания материал.
За да постигнат целта, авторите са посегнали към биомиметичния принцип „по-малко материал - повече структура“. Павилионът се състои от 376 сегмента. Всеки е направен по мярка. Този производствен процес гарантира, че всички сегменти се напасват до най-близкия милиметър като големи триизмерни пъзели.
Като част от проекта те разработиха роботизирана производствена платформа за автоматизирано сглобяване и фрезоване. Всеки дървен сегмент е направен от две тънки плочи, които покриват пръстен от ръбови греди, служещи като много прецизно съединение. Това създава големи кухи дървени кутии с многоъгълни форми.
Долната плоча съдържа голям отвор, който е характерен архитектурен елемент и осигурява достъп до скрити фуги по време на сглобяването. Събранието отне двама души десет работни дни и не се нуждаеше от никаква поддържаща конструкция.
Зашеметяващият двойно извит дървен покрив се простира на 30 метра над една от основните сцени в изложбения център. Използвайки минимално количество материал, той създава уникално архитектурно пространство.
BUGA Wood е вдъхновен от скелета на морски таралеж. На заден план павилионът BUGA Fiber. |
BUGA Fiber Pavilion
Павилионът BUGA се намира в вълнообразния пейзаж на изложбения център Bundesgartenschau. Той предлага на посетителите поглед към една от възможностите на бъдещето. Подобно на дървения си брат, той се основава на дългогодишни биомиметични изследвания.
В природата повечето носещи конструкции са направени от влакна (като целулоза или колаген). Павилионът пренася този биологичен принцип на влакнести композитни системи в архитектурата. Изработен е от повече от 150 000 м пространствено подредени стъклени и въглеродни влакна.
Всяко влакно трябваше да бъде проектирано и поставено отделно, което би било почти невъзможно по стандартните методи. Поради това университетът предложи процедура, при която архитектурният дизайн, статиката и роботизираното производство бяха затворени в изчислителна верига.
Отделните компоненти, от които е съставен павилионът, са проектирани и автоматично оптимизирани по отношение на всички останали. Специалната машина за навиване отне 4 до 6 часа, за да произведе един компонент.
Той е първият, който образува матрица от стъклени влакна и след това я подсилва с въглеродни влакна в посока на най-голямо натоварване. Уникалната структура е не само високоефективна и изключително лека, но по време на нейното производство не се генерират ненужни отпадъци. Благодарение на иновативния технологичен процес, павилионът има автентичен архитектурен израз.
Частите са кухи и са създадени без помощна матрица. |
Статията е публикувана в списание ASB 6-7/2019.