Komerční prezentace
Registrace uživatele

Přihlašte se k odběru informací, novinek, získejte přístup do diskuzního fóra.

Vesmír č. 10
Vesmír č. 10
Toto číslo vychází
2. 10. 2017
Novinky
Zdarma jedno celé číslo Vesmíru v pdf.
• Říjnové číslo Vesmíru
reklama

Motýli a drony

experimentální architektura ve Stuttgartu

Publikováno: Vesmír 96, 370, 2017/6
Rubrika: Architektura

Univerzita ve Stuttgartu vstoupila do dějin architektury především převratným dílem architekta a inženýra Freie Otty. Autor velkolepých síťových struktur Olympijského stadionu v Mnichově a Expa 67 v Montrealu založil v roce 1964 na univerzitě Institut lehkých konstrukci (ILEK) a byl inspirací pro Institut výpočetního navrhování založený profesorem Achimem Mengesem v roce 2008. Práce Otty Freie v oblasti biomimetiky byla převratná jak v oblasti architektonických konstrukcí, tak i v oblasti urbanismu. V období, kdy výpočetní technika neměla dostatečný výkon ani flexibilitu, rozvíjel Otta Frei koncepci materiálových výpočtů (material computation) – testů, ve kterých forma byla tvořena rovnováhou všech působících sil.

Institut výpočetního navrhování ve spolupráci s Institutem stavebních konstrukcí a statiky (profesor Jan Knippers) na tuto tradici navazuje a každý rok obohacuje architektonickou scénu o realizaci experimentálního výzkumného pavilonu. Výzkum těchto dvou institutů se zabývá potenciálem biomimetiky a nových výrobních technologií v architektuře. Nově realizovaný pavilon je pokračováním dlouhodobého vývoje použití diferencovaných vláknových struktur inspirovaných biologickým vzorovým modelem.

Mnohé lehké a pevné biologické struktury, ať už jde o dřevo, některé druhy kostní tkáně, nebo krovky brouků, představují vláknové kompozitní materiály. Výborné performativní kvality vláknových kompozit využívá automobilový a letecký průmysl. Naproti tomu v architektuře má použití těchto materiálů značná omezení. I přes jejich výjimečné charakteristiky, zvlášť vhodné pro lehké nosné konstrukce, je předpokladem ekonomické efektivity současných metod výroby vláknových kompozitních materiálů jen velká standardizace a typizace prvků, což možnosti architekta značně omezuje. Předchozí výzkum Institutu výpočetního navrhování a Institutu stavebních konstrukcí a statiky nahradil tradiční metody výroby pomocí bednění či kopyta inovativním použitím robotického ramena, jehož dosah však limituje velikost stavby. Pavilon 2017 se zabývá možností kombinovat při tvorbě velkých atypických konstrukcí přesnost, sílu a flexibilitu průmyslových robotů s velkým dosahem a nízkou cenou malých bezpilotních dronů.

Autoři pavilonu, výzkumnici z Institutu výpočetního navrhování a Institutu stavebních konstrukcí a statiky a studenti programu integrativních technologií, zkoumali procesy tvorby vláknových kompozitních struktur s velkým rozpětím v přírodě a především v biologii. A neméně důležitou součástí vývoje byla práce na inovativních metodách robotické výroby. Analýza funkčních principů a konstrukční logiky biologických vláknových struktur, na které spolupracovali biologové s inženýry, se zaměřila na dva konkrétní druhy nočních motýlů, Lyonetia clerkella a Leucoptera erythrinella. Larvy těchto motýlů tvoří hedvábné kokony natažené mezi konci ohnutých listů stromu. Předpokládalo se, že tento vzorový model kombinace tažných prvků (hedvábná vlákna) a předpjetí způsobeného ohnutím listu má pro architektonické struktury velký potenciál. Abstrahování principů biologického modelu vedlo autory k celkové koncepci procesu, konstrukčních principů, ale i k tvaru pavilonu.

Výrobní proces zahrnoval dvě robotická ramena, která namotávala skelné a uhlíkové vlákno na předem připravené rámy, a dron, jenž předával vlákno z jednoho ramena na druhé, a tím tvořil kontinuitu vláknové struktury. Celá fabrikace probíhala jako autonomní proces, který nevyžadoval, aby byl bezprostředně řízen operátory. Kombinace adaptability a dosahu dronů s precizností a spolehlivostí průmyslových robotů otevírá nové možnosti pro vláknové struktury v architektuře.

Výsledný pavilon tvoří 184 km skelného a uhlíkového vlákna impregnovaného pryskyřicí. Struktura představuje konzolový nosník o délce dvanácti metrů a celkové hmotnosti 1000 kg. Velikost pavilonu je dána potřebami dopravy, avšak samotné výrobní metody nepředpokládají prakticky žádné velikostní omezení. Pavilon opouští zavedenou typologii iglú a snaží se nejen o radikální přístup k materiálovému a výrobnímu řešení, ale i o expresivní prostorový a vizuální charakter. Zdá se, že podobně jako několik dalších projektů, mezi nimiž je pavilon Gillese Retsina pro Bienále v Tallinnu, překročilo výpočetní navrhování rámec prvních experimentů a začíná ovládat bohatý architektonický jazyk.

Soubory

článek ve formátu pdf: V201706_370-372.pdf (410 kB)

Diskuse

Žádné příspěvky