ศาลาแห่ง "ต้นกำเนิดทางชีววิทยา"

2024 ผู้เขียน: David Durham | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-09 06:10

ในงาน Federal Garden Exhibition (Bundesgartenschau - BUGA) ซึ่งตอนนี้จัดขึ้นที่เมือง Heilbronn ประเทศเยอรมนี (งานภูมิสถาปัตยกรรมขนาดใหญ่สองปีนี้จัดขึ้นในเมืองต่างๆของประเทศตั้งแต่ปี 1993) ในบรรดานิทรรศการอื่น ๆ ศาลาของ "ทางชีววิทยา ต้นกำเนิด "ได้ปรากฏขึ้น อันหนึ่งทำจากไม้อีกอันทำจากเส้นใยคอมโพสิต โครงสร้างน้ำหนักเบาที่สามารถทนต่องานหนักได้รับการออกแบบและสร้างโดยหน่วยงานของ University of Stuttgart - Institute for Computational Design (ICD) และ Institute for Building Construction and Structural Design (ITKE) จากตัวอย่างของโครงสร้างทั้งสองนี้นักวิทยาศาสตร์ได้แสดงให้เห็นถึงผลกระทบของเทคโนโลยีดิจิทัลที่มีต่อการก่อสร้างและสถาปัตยกรรมในอนาคต

ศาลาไม้เป็นทรงพุ่มขนาด 7 เมตรพับตามหลักการของจิ๊กซอว์สามมิติ การออกแบบได้รับแรงบันดาลใจจากเปลือกหอยเม่นซึ่งมีการศึกษาสัณฐานวิทยาโดยทีมสหสาขาวิชาชีพในช่วงสิบปีที่ผ่านมา

• 

  

  ศาลาไม้ 1/3 BUGA © ICD / ITKE University of Stuttgart

• 

  ศาลาไม้ 2/3 BUGA © ICD / ITKE University of Stuttgart

• 

  ศาลาไม้ 3/3 BUGA © ICD / ITKE University of Stuttgart

ปลอกประกอบจากส่วนเหลี่ยม 376 ที่ทำจาก LVL แต่ละส่วนดังกล่าวเป็น "กล่อง" กลวงชนิดหนึ่งที่มีรูขนาดใหญ่ที่ผนังด้านล่าง รูช่วยให้เข้าถึงการเชื่อมต่อที่ซ่อนอยู่ภายใน "กล่อง" ระหว่างการประกอบ

• 

  ศาลาไม้ 1/3 BUGA © ICD / ITKE University of Stuttgart

• 

  ศาลาไม้ 2/3 BUGA © ICD / ITKE University of Stuttgart

• 

  ศาลาไม้ 3/3 BUGA © ICD / ITKE University of Stuttgart

ส่วนประกอบจะถูกยึดเข้าด้วยกันโดยใช้ข้อต่อนิ้วเหมือนกับแผ่นเปลือกหอยที่เป็นเปลือกหอยเม่น มีการป้องกันการรั่วซึมโดยชั้นของยาง EPDM ความสามารถในการรับน้ำหนักของโครงสร้างดังกล่าวคือ 36.8 กก. / ม².

ทุกขั้นตอนของการผลิตตั้งแต่การประกอบโครงสร้างไปจนถึงการควบคุมคุณภาพเป็นระบบอัตโนมัติทั้งหมดและควบคุมด้วยรหัสคอมพิวเตอร์สองล้านบรรทัด แพลตฟอร์มหุ่นยนต์ถูกสร้างขึ้นโดยเฉพาะสำหรับโครงการซึ่งผลิตชิ้นส่วนสำหรับตัวถังทรงหลายเหลี่ยมและประกอบเข้าด้วยกัน

การกัดส่วนหนึ่งใช้เวลา 20-40 นาทีและประกอบประมาณแปดส่วน ศาลาทั้งหมดถูกสร้างขึ้นใน 10 วันทำการ องค์ประกอบทั้งหมดของหลังคาได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้ซ้ำซึ่งหมายความว่าสามารถหยิบศาลาจาก BUGA และ "นำไปใช้งาน" ที่อื่นได้

เต็นท์ไม้ให้เสียงที่ดีคอนเสิร์ตและกิจกรรมสาธารณะอื่น ๆ สามารถจัดขึ้นได้ที่นี่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งบรรยากาศในเวลากลางคืนเมื่อหลอด LED หลายพันดวงสว่างขึ้นในรูที่จัดเตรียมไว้ให้

• 

  

  ศาลาไม้ 1/3 BUGA © Roland Halbe

• 

  2/3 ศาลาไม้ BUGA © Roland Halbe

• 

  3/3 ศาลาไม้ BUGA © Roland Halbe

ศาลาหลังที่สองจาก ICD และ ITKE ซึ่งประดับประดานิทรรศการ Heilbronn ทำจากวัสดุผสมใยสังเคราะห์ ในอาณาจักรสัตว์นักวิทยาศาสตร์อธิบายว่าโครงสร้างรองรับส่วนใหญ่ประกอบด้วยเส้นใยคอมโพสิตเช่นเซลลูโลสไคตินคอลลาเจน คุณลักษณะของ "โครงสร้าง" ดังกล่าวคือ "การสอบเทียบ" ที่แม่นยำ: ในสิ่งมีชีวิตโครงสร้างทิศทางและความหนาแน่นของโครงสร้างจะถูก "คำนวณ" เพื่อให้ "ปริมาณการใช้" ของวัสดุลดลงและมีเหตุผลอย่างเคร่งครัด

• 

  1/3 ศาลาไฟเบอร์คอมโพสิต BUGA © ICD / ITKE University of Stuttgart

• 

  2/3 BUGA Composite Fiber Pavilion © ICD / ITKE University of Stuttgart

• 

  3/3 BUGA Composite Fiber Pavilion © ICD / ITKE University of Stuttgart

นักวิจัยได้ถ่ายทอดหลักการทางชีววิทยานี้ไปยังสถาปัตยกรรมและเลือกใช้ไฟเบอร์กลาสและคาร์บอนไฟเบอร์เป็นวัสดุก่อสร้าง มากกว่า 150,000 เมตรของเส้นใยดังกล่าวถูกใช้สำหรับศาลา

• 

  1/3 ศาลาไฟเบอร์คอมโพสิต BUGA © ICD / ITKE University of Stuttgart

• 

  2/3 BUGA Composite Fiber Pavilion © ICD / ITKE University of Stuttgart

• 

  3/3 BUGA Composite Fiber Pavilion © ICD / ITKE University of Stuttgart

เฟรมประกอบขึ้นด้วย "คาน" 60 "ที่ทำจากไฟเบอร์คอมโพสิตหุ่นยนต์ใช้เวลาสี่ถึงหกชั่วโมงในการสร้าง ด้านบนของตะแกรงถูกปิดด้วยเมมเบรน ETFE แบบโปร่งใสศาลาครอบคลุมพื้นที่ประมาณ 400 ม².

โครงสร้างทดลองดูเบามากและในความเป็นจริงมันมีน้ำหนักน้อยกว่าโครงสร้างเหล็กที่คล้ายกันประมาณห้าเท่า ศาลาสามารถรับน้ำหนักได้ 7.6 กก. / ม².

โครงการนี้แสดงให้เห็นว่าการวิจัยเกี่ยวกับหลักการทางชีววิทยารวมกับเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ล่าสุดสามารถนำไปสู่ระบบอาคารที่ทันสมัยอย่างแท้จริงได้อย่างไร เพียงไม่กี่ปีที่ผ่านมาศาลาดังกล่าวไม่สามารถออกแบบหรือสร้างได้