«Вивчення природи приводить до роздумів про конструкції. Біологія пропонує невичерпні запаси форм, структур і процесів. Вони ставлять під сумнів вкорінені підходи в будівельних технологіях і пропонують кардинально різні варіанти дизайну », - говорить професор Ахім Менегес, маючи на увазі, зокрема, павільйони під назвою BUGA Fiber та BUGA Wood.
ICD та ITKE розробили павільйони для виставки садівництва Bundesgartenschau 2019. Обидва павільйони черпають натхнення в біології, і кожен із них ґрунтується на ретельних дослідженнях.
Легкі конструкції спроектовані завдяки обчислювальній оптимізації конструкції та виготовляються роботами. За допомогою двох дуже різних матеріалів, деревини та композитних волокон, вони показують, наскільки цифрові технології вплинуть на майбутнє архітектури.
Дерев’яний павільйон BUGA
Дерев’яний павільйон випробовує новий підхід до цифрового дерев’яного будівництва. Його сегментована дерев’яна черепашка черпає натхнення в скелетах морських їжаків. ICD та ITKE досліджували цих морських безхребетних більше десяти років. Метою проекту було мінімізувати вагу використовуваного матеріалу.
Для досягнення мети автори досягли біоміметичного принципу «менше матеріалу - більше структури». Павільйон складається з 376 сегментів. Кожен був зроблений на міру. Цей виробничий процес гарантує, що всі сегменти збігаються з точністю до частки міліметра, як великі тривимірні головоломки.
В рамках проекту вони розробили роботизовану виробничу платформу для автоматизованого складання та фрезерування. Кожен дерев'яний сегмент виготовлений з двох тонких пластин, які покривають кільце крайових балок, слугуючи дуже точним стиком. Це створює великі порожнисті дерев'яні футляри з багатокутними формами.
Нижня плита містить великий отвір, який є характерним архітектурним елементом і забезпечує доступ до прихованих стиків під час складання. Збірка зайняла двох людей десять робочих днів і не вимагала жодної несучої конструкції.
Приголомшливий подвійний кривий дерев'яний дах простягається на 30 метрів над однією з головних сцен виставкового центру. Використовуючи мінімальну кількість матеріалу, він створює унікальний архітектурний простір.
BUGA Wood надихнув скелет морського їжака. На задньому плані павільйон BUGA Fiber. |
Волоконний павільйон BUGA
Павільйон BUGA розташований у хвилястому ландшафті виставкового центру Бундесгартеншау. Він пропонує відвідувачам поглянути на одну з можливостей майбутнього. Як і його дерев'яний брат, він спирається на багаторічні біоміметичні дослідження.
У природі більшість несучих конструкцій виготовляються з волокон (наприклад, целюлози або колагену). Павільйон передає цей біологічний принцип волоконно-композитних систем архітектурі. Він складається з більш ніж 150 000 м просторово розташованих скляних та вуглецевих волокон.
Кожне волокно потрібно було спроектувати та розмістити окремо, що було б майже неможливо за стандартними методами. Тому університет запропонував процедуру, при якій архітектурне проектування, статика та робототехнічне виробництво були замкнені в обчислювальний цикл.
Окремі компоненти, з яких складається павільйон, були розроблені та автоматично оптимізовані щодо всіх інших. На виготовлення одного компонента спеціальної намоточної машини пішло від 4 до 6 годин.
Він першим зробив матрицю зі скляних волокон, а потім зміцнив її вуглецевими волокнами у напрямку найбільшого навантаження. Унікальна структура не тільки є високоефективною та надзвичайно легкою, але й не створює зайвих відходів під час її виробництва. Завдяки інноваційному технологічному процесу павільйон має справжнє архітектурне вираження.
Деталі порожнисті і були створені без допоміжної матриці. |
Стаття була опублікована в журналі ASB 6-7/2019.