Nevyužitý potenciál architektonického rušení

Na zahajovacím Bienále architektury v Chicagu v roce 2015 se návštěvníci setkali s kuriózní instalací sestávající především z nejstaršího stavebního materiálu na světě: skály. 12 stop vysoký monolit, s těžkou hmotou podepřenou na třech sloupech, se na první pohled zdálo, že je vyroben výhradně ze šedých oblázků. Bližší prohlídka odhalila přítomnost pletené šňůry rozptýlené mezi kameny. „Rock Print“ konstrukce, vyvinutý ETH Curych je Gramazio Kohler Výzkumu a MIT je Self-Assembly Lab, ukázal možnosti digitálně vyrobených kamenné stavby bez použití betonu.

K vybudování instalace vědci použili robotické rameno k položení cívek vlákna mezi vrstvy kameniva. Vazebné interakce řetězce a náhodně umístěny kameny vyústila v „poly-rozptýlené zaseknutý struktur,“ fyzikální jev, při kterém zrnité látky se chovat méně jako tekutin a více podobný jednotný pevných látek. Při absenci chemického pojiva se zdálo, že instalace vzdoruje gravitaci. Po skončení akce tým demontoval strukturu odstraněním řetězce-vrácením materiálů do původního, opakovaně použitelného stavu.

 

Přístup k rušení hornin je i nadále produktivní výzkumnou trajektorií. V roce 2018 rozšířil výzkum ETH Zurich Gramazio Kohler Research rozsah svých výzkumů výstavbou venkovního pavilonu ve švýcarském Winterthuru. V tomto případě, 30 metrické tuny štěrku a 75 míle řetězce byly použity ke konstrukci 11 různé 12-noha-vysoké sloupy, které podporovaly plochou ocelovou střechu. Na rozdíl od chicagské instalace, který byl uzavřen před veřejností, stavba Winterthur byla považována za dostatečně bezpečnou, aby umožnila návštěvníkům chodit dovnitř.

Švýcarské Federální Laboratoře pro materiálové Vědy a Technologie (EMPA) vědci Martin Arraigada a Saeed Abbasion nedávno prozkoumal rušení myšlenku dále v vozovka aplikací. Tradiční hot mix asfalt (HMA), který se používá k povrchu většiny silnic, přispívá asi 145 liber emisí CO2 na každých šest desetin míle jízdního pruhu vozidla. Bitumen v asfaltu se také sklízí z ropy a těžba přispívá k dalším formám znečištění ovzduší. Vědci EMPA použili robotické paže k položení řetězce v různých vzorcích, s pěti po sobě jdoucími vrstvami štěrku na silnici mezi nimi. Poté provedli mechanické zatěžovací zkoušky s rotující přítlačnou deskou a porovnali výkon vzorku vyztuženého řetězcem s nevyztuženým. Arraigada a Abbasion stanoveno, že zaseknutý vozovka by odolal půl tuna tlak, aniž by hodně štěrku hnutí, vzhledem k tomu, že přítlačná deska se potopila do méně soudržné, nevyztužené vzorku.

Zaseknuté struktury jsou součástí rostoucího zájmu o “ aleatory architectures.“Podle výzkumníků Sean Keller Illinois Institute of Technology a Heinrich Jaeger z Chicagské Univerzity, tyto jsou konstrukce složené z náhodně nakonfigurován prvky, které mohou kolektivně přizpůsobit se měnícím se okolnostem. Skládají se z jednoduchých jednotlivých prvků (štěrk, například), které vykazují komplexní vlastnosti v souhrnu. Ačkoli znalost chování těchto struktur byla dosud omezená, nový výzkum odhaluje nové příležitosti pro materiální kapacity. „Zjištění z návalu nedávných studiích s použitím složitější, nekulových částic tvarů a proto je možné začít s plánováním zrnité agregáty s cílovou vlastnosti již dříve mimo dosah—jako jsou agregáty, které jsou nejen silnější, nebo těžší, ale které kombinují vysoce porézní s vysokou pevností, nebo jsou self-posílení při zátěži,“ napsal Keller a Jaeger v časopise Granulované Hmoty.

Jako skála tisk, nejistý architektury patří různé hromady, lešení, a stratifications, které se skládají z self-podobné prvky, které vytvářejí robustní konstrukcí v kombinaci. Další příklady zahrnují Kentaro Tsubaki to „Omílání Jednotky“ projekt, stavební skládá ze vzájemně propojených keramických modulů vznikla jako hybrid, čtyřstěny; Yusuke Obuchi je pavilonů skládá z zaseknutý shluky jednorázové hůlky; a „Souhrnné Architektury“ instalace Karola Dierichs a Achim Mengesové, že funkce samonosné sestavy ve tvaru x jednotek. Keller a Jaeger tvrdí, že tato práce „ukazuje, že nejistý metody, s vhodně zvolené, self-omezující částice, mohou produkovat v podstatě všechny základní architektonické protostructures, včetně stěn, oblouky a kopule.”

Zaseknuté granulární konstrukce představují podivnou kombinaci primitivních a pokročilých materiálních znalostí. Na jedné straně, jsou založeny na prvních forem lidských struktur, z vrstvy z nalezených materiálů, na druhé straně, oni představují hranice vědeckého bádání, zvýraznění fascinující souhru mezi statika a dynamika tekutin. Jednoduše řečeno, aleatory architektury nabízejí významné potenciální výhody pro budoucí výstavbu. Jsou nekonečně opakovaně použitelné a rekonfigurovatelné, pokud jednotlivé komponenty zůstanou životaschopné. Tyto struktury eliminovat potřebu cementu, malty, lepidla, a další lepicí tmely—materiály, které přispívají k nadměrné procento zastavěného prostředí uhlíkové stopy. Zaseknutý konstrukcí také vykazují vlastní pórovitost, která může být ekologicky příznivý: například, pro použití v roadbeds, které jsou propustné pro dešťové. Ačkoli rozšířené přijetí takového experimentálního přístupu může být přitažené za vlasy, samotné přínosy pro životní prostředí znamenají, že bychom měli urychlit náš architektonický výzkum.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *