Gian Hàng "nguồn Gốc Sinh Học"

2024 Tác giả: David Durham | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-09 06:38

Tại Triển lãm Vườn Liên bang (Bundesgartenschau - BUGA), hiện đang diễn ra ở Heilbronn, Đức (quy mô lớn về kiến trúc cảnh quan này đã được tổ chức hai năm một lần ở các thành phố khác nhau của đất nước từ năm 1993), trong số các cuộc triển lãm khác, các gian hàng của sinh vật xuất xứ”đã xuất hiện. Một chiếc được làm bằng gỗ, chiếc còn lại được làm bằng sợi composite. Các kết cấu nhẹ có thể chịu được tải trọng lớn được thiết kế và xây dựng bởi các khoa của Đại học Stuttgart - Viện Thiết kế Tính toán (ICD) và Viện Thiết kế Kết cấu và Xây dựng Công trình (ITKE). Sử dụng ví dụ về hai cấu trúc này, các nhà khoa học đã chứng minh tác động của công nghệ kỹ thuật số đối với việc xây dựng và kiến trúc trong tương lai.

Gian nhà gỗ là một tán cây cao 7 mét, được xếp theo nguyên tắc của một bức tranh ghép ba chiều. Thiết kế được lấy cảm hứng từ vỏ của một con nhím biển, có hình thái học đã được một nhóm đa ngành nghiên cứu trong hơn mười năm qua.

• 

  

  1/3 gian hàng bằng gỗ BUGA © ICD / ITKE Đại học Stuttgart

• 

  2/3 gian hàng bằng gỗ BUGA © ICD / ITKE Đại học Stuttgart

• 

  Gian hàng bằng gỗ 3/3 BUGA © ICD / ITKE Đại học Stuttgart

Vỏ được lắp ráp từ 376 đoạn đa giác làm bằng LVL. Mỗi phân đoạn như vậy là một loại "hộp" rỗng với một lỗ lớn ở thành dưới. Lỗ cho phép truy cập vào các kết nối ẩn bên trong "hộp" trong quá trình lắp ráp.

• 

  1/3 gian hàng bằng gỗ BUGA © ICD / ITKE Đại học Stuttgart

• 

  2/3 gian hàng bằng gỗ BUGA © ICD / ITKE Đại học Stuttgart

• 

  Gian hàng bằng gỗ 3/3 BUGA © ICD / ITKE Đại học Stuttgart

Các thành phần được giữ với nhau bằng một khớp ngón tay, giống như các tấm tạo thành vỏ của nhím biển. Chống thấm được cung cấp bởi một lớp cao su EPDM. Khả năng chịu lực của kết cấu như vậy là 36,8 kg / m².

Tất cả các công đoạn sản xuất - từ lắp ráp cấu trúc đến kiểm tra chất lượng - đều hoàn toàn tự động và được kiểm soát bởi hai triệu dòng mã máy tính. Một nền tảng robot đã được tạo ra đặc biệt cho dự án, sản xuất các bộ phận cho các cơ thể đa diện và lắp ráp chúng lại với nhau.

Phay một phân đoạn mất 20-40 phút và lắp ráp khoảng tám. Toàn bộ gian hàng được dựng lên trong 10 ngày làm việc. Tất cả các yếu tố của mái che được thiết kế để tái sử dụng, có nghĩa là gian hàng có thể được lấy từ BUGA và "triển khai" ở bất kỳ nơi nào khác.

Lều gỗ cung cấp âm thanh tốt, các buổi hòa nhạc và các sự kiện công cộng khác có thể được tổ chức tại đây. Nó trông đặc biệt khí quyển vào ban đêm, khi hàng ngàn đèn LED sáng lên trong các lỗ được cung cấp.

• 

  

  1/3 gian hàng bằng gỗ BUGA © Roland Halbe

• 

  2/3 gian hàng bằng gỗ BUGA © Roland Halbe

• 

  Gian hàng bằng gỗ 3/3 BUGA © Roland Halbe

Gian hàng thứ hai của ICD và ITKE, trang trí cho triển lãm Heilbronn, được làm bằng vật liệu tổng hợp sợi tổng hợp. Các nhà khoa học giải thích, trong giới động vật, hầu hết các cấu trúc hỗ trợ cũng bao gồm các chất tổng hợp sợi: cellulose, kitin, collagen. Một đặc điểm của các “cấu trúc” như vậy là “hiệu chuẩn” chính xác của chúng: trong các sinh vật sống, cấu trúc, hướng và mật độ của các cấu trúc được “tính toán” sao cho “mức tiêu thụ” của vật liệu được giảm thiểu và đúng mức.

• 

  Gian hàng sợi tổng hợp 1/3 BUGA © ICD / ITKE Đại học Stuttgart

• 

  2/3 gian hàng sợi tổng hợp BUGA © ICD / ITKE Đại học Stuttgart

• 

  Gian hàng sợi tổng hợp 3/3 BUGA © ICD / ITKE Đại học Stuttgart

Các nhà nghiên cứu đã chuyển nguyên lý sinh học này vào kiến trúc, và chọn sợi thủy tinh và sợi carbon làm vật liệu xây dựng. Hơn 150.000 mét sợi như vậy đã được sử dụng cho gian hàng.

• 

  Gian hàng sợi tổng hợp 1/3 BUGA © ICD / ITKE Đại học Stuttgart

• 

  2/3 gian hàng sợi tổng hợp BUGA © ICD / ITKE Đại học Stuttgart

• 

  Gian hàng sợi tổng hợp 3/3 BUGA © ICD / ITKE Đại học Stuttgart

Khung được tạo thành bởi 60 "chùm" làm bằng sợi composite; các robot đã dành từ 4 đến 6 giờ để tạo ra một chiếc. Mặt trên của lưới tản nhiệt được bao phủ hoàn toàn bằng một lớp màng ETFE trong suốt. Gian hàng có diện tích khoảng 400 m².

Cấu trúc thử nghiệm trông cực kỳ nhẹ, và thực tế là: nó nặng hơn một cấu trúc thép tương tự khoảng năm lần. Gian hàng có khả năng chịu tải trọng 7,6 kg / m².

Dự án chứng minh rằng nhiều năm nghiên cứu về các nguyên lý sinh học, kết hợp với công nghệ máy tính mới nhất, có thể dẫn đến một hệ thống tòa nhà thực sự hiện đại như thế nào. Chỉ một vài năm trước, một gian hàng như vậy không thể được thiết kế hoặc xây dựng.