Это необычный стиль, лежащий на грани между архитектурой и математикой
Это необычный стиль, лежащий на границе между архитектурой и математикой
Для начала вспомним, как развивалась архитектурная мысль на протяжении веков. Каждая эпоха предлагала свое видение прекрасного и полезного, – конечно, исходя из технических возможностей своего времени. Менялись взгляды, менялись условия, и новый век диктовал свои правила, превращая что-то в традицию, а что-то – отметая напрочь. Впрочем, одно оставалось неизменным – на первом плане всегда стояла функциональность и экономичность здания, и лишь затем – его эстетические достоинства.
Стремительное развитие науки в наши дни возвело критерий полезности в абсолют, благо появились инструменты, позволяющие создавать действительно практичные здания – практичные не на взгляд архитектора, а практичные беспристрастно. Все дело в том, что на помощь архитектуре пришла не просто математика, а ее новые цифровые технологии, призванные не предполагать, а точно рассчитывать любой компонент здания, учитывать его отношения с окружающим миром и человеком.
Патрик Шумахер, возглавляющий бюро Захи Хадид, впрочем, придает параметризму особое, философское значение, считая его стилем, продолжающим модернизм. Но так или иначе, архитекторы во всем мире просто не могут обходить параметрику стороной, независимо от того, насколько им близка ее внешняя составляющая. Это не мода, которая быстро пройдет, – это будущее архитектуры, нравится оно нам или нет.
Рассмотрим несколько основополагающих элементов параметрической архитектуры:
Параметрика – это совершенно особый внешний вид зданий. Сегодня, как правило, это обтекаемые линии, плавные формы, «подсмотренные» у природы. Впрочем, если математика скажет, что какое-то здание будет наиболее функционально в том случае, если его воплотить в строгом параллелепипеде, это не будет нарушением правил параметрической архитектуры.
Форма зависит от того, что происходит внутри нее. То есть форма здания возникает по принципу «необходимо и достаточно». Так, например, Заха Хадид создала передвижной павильон, где несущая конструкция буквально отвечает за все, становясь то стенами, то крышей, то элементом направления. К сожалению, иногда архитекторы чрезмерно увлекаются игрой в то, чтобы заставить пространство работать с максимальным эффектом, и забывают о создании благоприятной атмосферы для посетителей.
Параметрика заставляет объект реагировать на новые условия. Как шишка может сжимать и растопыривать свои чешуйки в зависимости от влажности воздуха, так и параметрическое здание способно подстраиваться под внешние изменения. Это гораздо больше, чем просто умный дом, который управляется программами, – архитекторы озабочены тем, чтобы здание «думало» само: например, нагретый термопар способен изменять конфигурацию элемента.
Параметризм основан на анализе огромного числа компонентов, который в итоге превращается в чистый алгоритм. Это сложнейшее уравнение, куда можно подставлять разные данные, формулируя на его основе будущую концепцию здания. По сути, архитектор предлагает машине набор данных, и она выдает оптимальное решение, будь то павильон автобусной остановки или огромное здание. Более того, сейчас – пока на уровне проектов – архитекторы пытаются создавать даже планы городов с использованием параметрики, когда «цифра» сама строит концепцию квартала, количество домов, их этажность и т.д. в зависимости от сформированности городской среды, численности населения, транспортной загруженности и пр.
Чтобы наглядно представить сказанное выше, обратим внимание на несколько проектов, наиболее полно воплощающих параметрические позиции.
Передвижной павильон Chanel Mobile Art от Zaha Hadid Architects
Практически идеальный пример параметрической архитектуры от Zaha Hadid Architects. Мэтр архитектуры взяла за основу модель сумочки Карла Лагерфельда, которая складывается из большого количества арок. Несмотря на сложность конструкции, собрать павильон можно всего за месяц, а разобрать и вовсе за пару недель.
В середине павильона находится пространство, где проходят показы и приемы. Снаружи галерея перерастает в террасу, расположенную на метр выше поверхности земли. Такая концепция в форме петли очень удобна для посетителей: они входят и выходят из одной точки. В качестве покрытия был использован особый пластик со стекловолокном, напоминающий кожу. Павильон оказался столь удобен, что дом моды Chanel в течение нескольких лет возил его по всему миру.Офисное здание Media-ICT от Enric Ruiz-Geli/Cloud 9
Команда Enric Ruiz-Geli/Cloud 9 спроектировала в Барселоне настоящее здание будущего. Достаточно сказать, что у этого офиса… надувной фасад! Внешнюю его оболочку составляет термопластик – множество воздушных камер с датчиками освещенности. Они реагируют на солнечный свет, изменяясь в размерах и тем самым меняя микроклимат и уровень освещенности внутри здания. Если какая-то часть здания долго находится под воздействием солнечных лучей, там формируется азотное облако, задерживающее солнечный свет.
Добавим, что каркас здания состоит из металлических реек. Точность математических расчетов позволило сделать их вес минимально возможным, и конечная конструкция оказалась легче на 70 процентов, чем планировалось изначально (и, что немаловажно, на полтора миллиона долларов дешевле).
Павильон Великобритании от Heatherwick
Совершенно фантастическая конструкция от Heatherwick представляла Великобританию на Экспо в Шанхае в 2010 году. Павильон выглядел как огромная коробка 15х10 метров, из стен которой торчали 60 тысяч 7,5-метровых стержней из серебристого акрила.
На их концах закреплялись семена из Китайского института ботаники Куньмин, партнёра Королевского ботанического сада в Кью. Причем часть стержней прикреплялась к полу павильона, тем самым приподнимая его над землей, а расположены стержни были так, чтобы с любого угла можно было увидеть в их массе очертания флага Юнион Джек. Будучи освещен солнцем, павильон представлял собой поистине поразительное зрелище.
Научно-исследовательская лаборатория при университете Гронинген.от UNStudio
На первый взгляд лаконичное и мрачноватое здание из тёмного алюминия, созданное голландской студией UNStudio, таит в себе огромное количество секретов. Так, панели могут в зависимости от угла зрения демонстрировать яркие цветные элементы: от светло-желтого до ярко-зеленого. Свет попадает внутрь через два вертикальных колодца в форме усеченных конусов, которые симметричны по вертикали. Причем снаружи их абсолютно не видно. Внутри же пустот смонтированы лестницы, по которым можно попасть в лаборатории. Интерьер здания отличается яркостью и динамизмом – коридоры и стены здесь выкрашены в позитивные сочные цвета.
Как видим, параметрическая архитектура – совершенно особое современное явление. Конечно, никакая машина не заменит живой человеческой мысли и творческого полета. Однако их содружество способно дать результаты, значимость которых мы пока даже не можем представить…Фото
umods.ru, baugrafik.it, machined.house, w.brandlifemag.com, angloitalianfollowus.com, imgs.6sqft.com, architectsjournal.co.uk, static1.squarespace.com, archinect.imgix.net, everipedia-storage.s3.amazonaws.com, architectsjournal.co.uk, 3.bp.blogspot.com, archello.s3.eu-central-1.amazonaws.comarchidom.ru
Параметрическая мебель
Параметрическая мебель начинает набирать обороты, в разрезе популярности у потребителя.
Что такое параметрическая мебель
Параметрической мебелью называют многослойную конструкцию из фанеры. Фанера, в производстве параметрической мебели используется различная. Порода дерева, из которой состоит фанера, может быть абсолютно разной. Это береза, осина, клен, липа и другие породы деревьев.
Зачем нужна параметрическая мебель
Мебель необычной конструкции призвана сложить в себе основные требования экодизайна. Экодизайн в дизайне интерьеров выделяется основными элементами. Такими как:
- Экологичность
- Безотходное использование материалов
- Натуральность
- Легкость
- Простота
- Лаконичность
Необычные формы мебели из обычной, самой простой фанеры, с лихвой компенсируют простоту материала.
Почему экодизайн на пике популярности
Мы не будем распыляться на определение экодизайна. Его определение очень четко дано в Википедии
Лучше мы объясним, почему экодизайн набирает все большие обороты среди дизайнов интерьеров.
Все дело в экономии ресурсов, в том числе и лесных, весьма ценных ресурсов. Вырубка леса-беспощадная экологическая катастрофа. С целью получить экологичный, красивый, необычный дизайн, сэкономив, при этом природные ресурсы, принцип современного мира дизайна.
Виды параметрической мебели
Мебель, которую называют параметрической, как мы уже говорили состоит из фанеры. Между собой, куски фанеры определенной формы, крепятся между собой. Крепления между собой бывают различные. Самые используемые виды крепления фанеры -стальные стержни и специальные нити.
Специальные нити или стержни – мебель может быть абсолютно разной. От кресла и стула, до дивана и шкафа. Есть даже помещения, оформленные в параметрическом дизайне. Но это тема другой, отдельной статьи.
В нашей стране вопрос экологичности и экономии природных ресурсов, к сожалению, не приоритетный. Поэтому популярность параметрической мебели активно растет за рубежом. Надеемся, что и наши производители примут “на вооружение” опыт заграничных коллег.
Для наглядного представления, какой именно может быть параметрическая мебель, представлена фотоподборка
Оцените вид, изящность и гениальность задумки авторов, которые придумали такую мебель. И хвала производителям, которые за экодизайн в интерьере помещений
Поделитесь в комментариях вашим мнением о параметрической мебели.
Вам будет интересно
drevologia.ru
Параметрическая архитектура: что это такое
История архитектуры и дизайна — история стилей. Стиль — это нечто большее, чем просто набор художественных приемов, техник или технологий. Барокко, классицизм, ампир, модернизм, рационализм, минимализм и прочие стили повлияли не только на то, как в эти эпохи выглядели здания, интерьеры, одежда и даже оружие. Они полностью определили представления общества о прекрасном. Параметрическая, или алгоритмическая, архитектура уже более десятилетия существует в рамках авангардного дизайна, но в последнее время развитие компьютерных технологий позволило ей претендовать на роль ведущего стиля новой цифровой эпохи. Это определенно не сиюминутная мода.
Параметрическое проектирование, возникшее из вполне технологических соображений, настолько проникло во все сферы нашей жизни, что породило новую эстетику. Промышленный дизайнер Патрик Шумахер из знаменитого архитектурного бюро Захи Хадид, один из ведущих идеологов параметризма, уверен, что уже в ближайшем будущем нас будут окружать вещи и произведения искусства, соавторами которых наравне с людьми выступили компьютеры. Потому что это естественно.
Алгоритмы вокруг нас
Выражения «алгоритмический дизайн», «цифровое проектирование» у большинства людей вызывают ассоциации с чем-то неживым, искусственным, противоречащим человеческой природе, да и природе вообще. Это заблуждение, однако, развеивается без следа, стоит хоть разок увидеть работы дизайнеров, использующих параметризм. Порой даже не верится, что живые, как будто дышащие здания или напоминающие сложный коралл ювелирные украшения созданы при помощи бездушных компьютеров. Но суть в том, что именно они и позволили нам создавать столь естественные формы.
Красота правосудия Архитектурное бюро Захи Хадид считается самым авторитетным в мире параметрического дизайна. Одна из самых знаменитых работ бюро — здание гражданского суда «Кампус правосудия» в Мадриде. Его поэтажные планы и разрезы ныне изучают студенты всего мира.
Чтобы объяснить суть параметрического дизайна, придется сделать небольшое математическое отступление. Начнем с того, что практически все природные процессы — особенно живые — в той или иной степени случайны. Или, что почти одно и то же, зависят от такого большого числа внешних и внутренних факторов, что могут рассматриваться как случайные. Поиск зависимостей при построении алгоритмизированных систем, отталкивающихся от хаотического набора первичных условий, породил целое направление в топологии — разделе математики, изучающей, в частности, свойства пространств, которые остаются неизменными при непрерывных деформациях. Важнейшие труды в этой области принадлежат русским и советским математикам — Георгию Вороному (1868−1908) и его ученику Борису Делоне (1890−1989).
Один из самых визуально ярких способов использования параметрического дизайна основан на диаграмме Вороного (посвященный ей ежегодный Международный симпозиум пройдет в этом году уже в 15-й раз!). Для конечного множества точек диаграмма Вороного представляет такое разбиение пространства или плоскости, при котором каждая область этого разбиения образует множество точек, более близких к одному из элементов множества, чем к любому другому элементу множества.
В переводе на бытовой язык речь идет вот о чем. Представим лежащие в лабораторной чашке зерна кристалла, которые растут с постоянной скоростью во всех направлениях. Допустим, что их рост продолжается до тех пор, пока два или более зерна не встретятся. Через некоторое время каждое выросшее зерно будет представлять собой ячейку кристаллической мозаики, полностью покрывшей дно чашки. Эта мозаика и есть диаграмма Вороного. Ее мы видим в прожилках листьев или крыльев бабочки, растрескавшейся автомобильной эмали, растекшемуся по столу кофе.
В 1930-х Делоне развил идеи Вороного, введя понятие триангуляции Делоне для заданного множества точек на плоскости, при которой для любого треугольника все точки множества, за исключением его вершин, лежат вне окружности, описанной вокруг треугольника. С помощью триангуляции Делоне можно описать практически любой «естественный» алгоритм, например знаменитое «евклидово минимальное остовное дерево». Это такое построение, которое соединяет «ветками» все точки определенного множества таким образом, что сумма «весов» этих веток минимальна. «Остовное дерево» строят, в частности, решая популярную «задачу коммивояжера», которому требуется с наименьшими затратами объехать всех своих клиентов в разных городах. Перечислять области применения диаграммы Вороного и триангуляции Делоне можно бесконечно. Антропологи строят карты влияния различных этнических групп, биологи и физиологи изучают рост живых тканей, эпидемиологи ищут очаги распространения болезней, строители проектируют расположение детских домов и школ, металлурги изучают влияние примесей в сплавах. И даже производители спецэффектов в кино отдают должное трудам наших соотечественников, без которых волны в цифровых морях вряд ли выглядели бы настолько натурально.
Возможно, и вам, читатель, доводилось сталкиваться с диаграммой Вороного. Некоторое время назад в соцсетях было популярно приложение, позволяющее превращать фотографии в мозаичное изображение. Причем в качестве элементов мозаики можно было выбрать любой рисунок. Если вы развлекались этой штукой, то считайте, что вы косвенно тоже прикоснулись к миру параметрического дизайна.
Создавать, не повторяя
Последние несколько лет топологическая оптимизация весьма активно применяется конструкторами и инженерами. Мощность современных компьютеров уже достаточна для использования так называемых генетических алгоритмов, когда варьируются миллионы возможных комбинаций параметров с заданным конечным результатом, например — минимальным весом при достаточной жесткости. Получающиеся конструкции не похожи ни на что ранее созданное человеком, зато напоминают приятные глазу творения природы.
Несмотря на то что параметрический дизайн имеет в каком-то смысле российское происхождение, в нашей стране пока маловато объектов, созданных на его основе. В пример можно привести разве что скамейки, установленные на Новом Арбате, да интерьеры небольшого офисного комплекса Dominion Tower на Дубровке, спроектированного Захой Хадид. Но ничем, подобным величественному зданию гражданского суда в Мадриде авторства той же Хадид или поразительной красоты Музею современного искусства Гуггенхайма в Абу-Даби, ни Москва, ни другие российские города пока похвастать не могут.
Зато кое-какие достижения наметились в области искусства. Молодая российская ювелирная компания «i-o-u design & research. lab» решила сделать параметрический дизайн основным мотивом для создания своих коллекций. «Прежде чем создать первые украшения, мы около года изучали работы лучших специалистов, читали научные статьи о диаграмме Вороного. Мы были поражены, какие невероятные формы и линии помогает создавать компьютер, выступая полноценным соавтором креативного решения», — рассказывает Александра Гришина, дизайнер и ювелир бренда «i-o-u». Для воплощения особенно ярких проектов и материал подобрали соответствующий — титан, который при электрохимической обработке способен без всяких напылений покрываться узорами, переливающимися всеми оттенками радуги.
Первое российское здание Захи Хадид — Dominion Tower на Дубровке — не слишком бросается в глаза со стороны, зато поражает внутренними пространствами.
«Новая эстетика, о которой в своем программном заявлении говорит Шумахер, идеально подходит для создателей ювелирных изделий и других объектов искусства, — говорит соавтор бренда «i-o-u design & research. lab» Татьяна Бортник. — В отличие от промышленного дизайна, искусство сильно отстает от прогресса. Классическое ювелирное искусство, по сути, использует те же представления, которые были еще у древних египтян».
На протяжении всей истории человечества, продолжает Бортник, художники использовали два вида объектов — «чистые» геометрические фигуры и, в меньшей степени, порождения живой и неживой природы. В последнем случае речь шла о простом копировании. «Сегодня развитие информационных технологий дало в руки художнику два новых великолепных инструмента. Во‑первых, компьютеры позволяют генерировать случайные числа, на что не способен человеческий ум. Во‑вторых, вычислительная мощность современных компьютеров достаточна, чтобы моделировать действительно сложные процессы, не отличающиеся от естественных», — поясняет Татьяна.
Новая эстетика Ювелирные украшения от «i-o-u design & research. lab», созданные с использованием алгоритмов Вороного, не только приятно рассматривать, к ним еще и приятно прикасаться. Даже на шее или руке они выглядят совершенно по‑новому, как будто «подстраиваясь» под человеческое тело.
«Это новая, но естественная реальность. Параметрический дизайн дает возможность симулировать логику мышления природы. Художник может создать свой собственный листок березы, не копируя существующий, но устроенный так же, как настоящий. Подобные объекты будоражат воображение. Их не только приятно рассматривать, к ним приятно прикасаться. Даже на шее или руке они выглядят совершенно по‑другому, как будто «подстраиваясь» под ваше тело», — поддерживает коллегу Александра Гришина.
Сейчас «i-o-u design & research. lab» готовит совместный проект с одним из самых популярных дизайнеров, работающих в стиле параметризма, Хамидом Хасанзадеем. Он уверен, что новая эстетика войдет в нашу жизнь на куда большее время, чем, например, минимализм. «Я думаю, что в ближайшем будущем одной из тем, которая в значительной степени подвергнется влиянию параметрического дизайна, будет бытовой дизайн. Мы увидим изменения в таких вещах, как ювелирные изделия, часы, автомобили, мобильные телефоны, одежда. К примеру, представьте браслет, способный легко изменить свою форму в соответствии с вашим настроением, погодой или цветом одежды. Сегодняшние технологии этого пока не позволяют, но в будущем это непременно произойдет», — говорит он.
Беспрецедентная свобода для творчества — одно из самых приятных свойств параметрического дизайна. Этот подход замечательно реагирует на критерии или множество критериев, влияющих друг на друга. Он просто незаменим для быстрого создания сверхкомплексных форм, что нелегко сделать с помощью стандартных методов проектирования.
Разработчики параметрических плагинов к различным графическим пакетам для моделирования — таким как 3D Max, Autodesk или Rhinoceros — работают в тесном сотрудничестве с дизайнерами. Порой новые программы появляются на рынке без какой-либо сопроводительной и обучающей документации — настолько авторы спешат поделиться новыми идеями. «Все это напоминает студенческий митинг, на котором молодежь обсуждает, как перевернуть мир, — улыбается Гришина. — Сетевые форумы, посвященные параметрическому дизайну и программам для параметрического проектирования, просто фонтанируют изобретениями и предложениями».
Культурный центр им. Гейдара Алиева в Баку, построенный в 2012 году, сама Заха Хадид назвала «опытом чистого творчества». В здании нет ни единой прямой линии.
Патрик Шумахер в своей статье «Параметризм» предсказал нашему обществу «войну стилей», победителем в которой станет новый естественный стиль. Практически исчез постмодерн, то же самое произошло с деконструктивизмом. И это не случайно — ведь в них было слишком мало случайного.
Статья «Что естественно, то прекрасно» опубликована в журнале «Популярная механика» (№5, Май 2017).www.popmech.ru
Параметрическая архитектура — machined HOUSE
Представляете ли вы волнистые и плавные линии зданий, фрактальные структуры или строения футуристичных форм, когда слышите слова “современная архитектура” ? Если такие образы всплывают в вашем воображении, то наверняка вы уже встречали примеры параметрической архитектуры на страницах интернета, архитектурных журналов или в физическом мире.
Модель здания в форме яйца
Абстрактная структура
Пример параметрического дизайна и архитектуры
Придорожная церковь в Германии, открыта 365 дней в году
Наверное самыми известными адептами параметрического дизайна являются ASYMPTOTE и Zaha Hadid Architects. Проекты компаний основаны на использовании программного обеспечения для создания взаимосвязей между различными элементами проекта: его формы, конструкции, и как результат воплощение инженерной мысли в целостную структуру эффектных и эффективных сооружений.
Философия параметризма от Патрика Шумахера.
Каждый период в архитектуре основан на предыдущем стиле: готика, барокко, рококо, модернизм, конструктивизм и другие. Каждый стиль зависит от технологии строительной индустрии того времени.
В процессе развития архитектуры, человек стремится создавать объекты, которые обладают многофункциональными свойствами. Предпочтения отдаются проектам, которые не эстетичны и эксклюзивны, но экономичны и практичны.
Патрик Шумахер, нынешний глава ZHA, продвигает параметризм не только как метод дизайна, но и как философский и стилистический преемник модернизма. Как и принципы Шумахера, принципы параметрического проектирования становятся обычным явлением в практической архитектуре. Функции систем автоматизированного проектирования, таких как Revit или Archicad, позволяют контролировать элементы проекта, посредством связи переменных и учитывать рациональные изменения в качестве ответной реакции на перемены в разных частях проекта.
Независимо от мнения о параметризме как стиле, архитекторы во всем мире должны принимать параметрический дизайн именно за его рациональность.
Зачастую архитекторы применяют параметрику как стилистическое направление, вместо рационализации строительства и производства. Эстетическая известность иногда является одним из требований клиента и часто является аспектом именно дизайна, в который архитекторы вносят больший вклад. Архитекторы, такие как Сантьяго Калатрава часто выбираются прежде всего из-за, поразительного характера его работ.
Калатрава Сантьяго, архитектор
Калатрава Сантьяго, архитектор
Калатрава Сантьяго, архитектор
Калатрава Сантьяго, архитектор
Кривые таких зданий соответствуют программе и назначению этих сооружений, которые практически невозможно создать не прибегая к параметрическому программному моделированию. В этом смысле эстетика связана с философией дизайна.
Тем не менее, связь обеспечиваемая параметрическим проектированием, также присуща более качественному дизайну. Взаимная изменчивость всех элементов дизайна позволяет использовать параметрические инструменты для визуализации того, как изменения в таких параметрах как размер и расположение комнат, будут влиять на такие аспекты, как построение оболочки и внутренняя циркуляция воздуха. Эти аспекты проекта могут быть учтены на раннем этапе в процессе проектирования, чтобы устранить потенциальные проблемы в любой части проекта, как только они появятся.
Параметрическая архитектура – это вовсе не мимолётный тренд, а устойчивое развивающееся направление в современной цифровой, или как пишут в журналах, дигитальной архитектуре.
Одним из наиболее очевидных преимуществ параметрической архитектуры является экономия. Процесс параметрического проектирования имеет огромный потенциал для экономии времени и денег, благодаря его способности автоматизировать изменения в модели здания и рабочей документации. Такие программы как Revit уже включили такую автоматизацию, позволяя изменять несколько элементов (например, типы дверей и окон), изменяя переменную, контролирующую высоту, ширину или материал.
Параметрическая архитектура в индивидуальном строительстве каркасных домов.
Применительно к индивидуальному строительству, параметризм предлагает интересные решения. Например взаимосвязь несущей способности опорных элементов конструкции, в зависимости от размеров здания, географии строительства, формы здания и их расположения в конструкции, позволяет этим элементам менять свою форму, размеры и размещение. Основываясь на рациональности использования ресурсов, стойки элементов каркаса на втором этаже могут быть меньшего сечения, что снизит общий вес конструкции. Конечно, эти изменения не рассчитываются в ручную, а генерируются программами проектирования по заданным алгоритмам. Это экономит время проектировщика, в результате и деньги. Но здесь возникает проблема типовых размеров используемых материалов, если мы не говорим о бетонных монолитных конструкциях. Поэтому практическая реализация параметрической архитектуры тесно взаимосвязана с цифровым производством. Здесь главным претендентом на самого рационального строителя, конечно же, выступает 3D-печать домов, и примеров таких проектов достаточно много. Но 3D печать, не смотря на всю перспективность, пока не может обеспечить полного цикла и очень требовательна к материаловедению, сложности оборудования, размерам 3D-принтеров и дизайнерам способным мыслить “3D печатью”.
Мы же предлагаем обратить внимание на параметрические каркасные дома сделанные на станках с ЧПУ из листовых материалов.
Наша работа сводится к созданию математической модели. Набору параметров для различных типов каркасных домов. Эта модель позволит реализовать параметрический проект каркаса, который можно будет гибко и без труда адаптировать под требуемые функции с последующим цифровым производством на фрезерном или лазерном станке с ЧПУ.
machined.house
Параметрический потолок. Процесс проектирования и изготовления.
В предыдущем посте я опубликовал только лишь красивые фотографии результата и тайм-лапс процесса монтажа без каких либо подробных комментариев. Исправляюсь, теперь расскажу более подробно о самом процессе проектирования, изготовления и монтажа самой большой в России параметрической конструкции.
Предварительные пожелания к дизайну потолка заключались в использовании структуры на основе образа снежинки. Поэтому в качестве базовой структуры потолка был выбран шестиугольник. Было разработано несколько вариантов дизайна, каждый из них был создан и проанализирован в 3D.
В итоге был выбран вариант, где отверстия в виде снежинок образуют между собой триангулярную сеть. Получили сочетание сетки из шестиугольников и треугольников. Сами снежинки постоянно меняются в размерах, что дает возможность делать потолок в необходимых местах более проницаемым и наоборот.
Так как поверхность потолка должна быть изогнутой в двух измерениях, то встала проблема как расположить шестиугольники таким образом, чтобы все грани идеально совпадали между собой. Как известно на двояковыпуклой поверхности невозможно расположить структуру из плоских шестиугольников без их деформации. Понятно, что каждая панель будет изогнутой, в то время как выкройка панели должна быть в одной плоскости.
Выход нашелся такой: каждый шестиугольник разбивается на 4 плоских треугольника, которые легко можно разогнуть для выкройки каждой детали.
Каждая панель имеет «ушки», которые придают жесткость тонкому листу алюминия и служат креплением панелей между собой посредством заклепок. Чтобы гиб «ушей» был аккуратным, в листе алюминия прорезается пунктирная линия.
Чтобы понять оптимальное количество отверстий для заклепок, их расположение, частоту пунктирной линии, размер «ушек» и прочее, мы изготовили несколько пробных образцов. После подбора оптимальных решений был закончен алгоритм, который генерирует чертеж каждой панели. Нужно понимать, что каждая панель имеет уникальную геометрию, а их общее количество около тысячи. Если бы пришлось чертить каждую панель вручную, то потребовалось бы в сотни раз больше времени.
Общая картина скрипта. Отношение времени, затраченного на алгоритм геометрии и алгоритм создания чертежей примерно 50 на 50. О сложности написания алгоритма в среде Grasshopper я рассказывать не буду, так как это может быть темой отдельного поста.
Так выглядит чертеж отдельно взятой панели. Маркеры каждой панели расположены везде с одной стороны, что позволит правильно ориентировать панели в пространстве при сборке.
А это фрагмент общего чертежа всех панелей:
Среднестатистическия панель:
План потолка. Вдоль дорожек ось паттерна остается прямой, в то время как остальные оси искривляются как угодно. Увеличение снежинок и растворение потолка происходит по мере приближения к краю поверхности.
Что касается подвесов потолка, то здесь конструкция проста: в бетонное перекрытие анкерятся крючки, за которые цепляются тросы. Размер каждого троса также высчитан на основе алгоритма.
Также перед монтажом был подготовлен чертеж очередности сборки, который так и не пригодился. Зеленым цветом отмечены длина каждого троса и его координаты.
Итак, панели нарезали, привезли. Осталась исключительно ручная работа. Необходимо было отсортировать сотни панелей и подготовить их перед монтажем. «Ушки» каждой панели загибали вручную в том числе и мы, проектировщики. Сортировали панели по рядам. Каждая «гора» алюминия на фото — это один ряд или часть его.
Распечатали большую схему потолка с номером каждой панели, чтобы фиксировать уже использованные панели. Первый большой сегмент из 14 панелей соединили на земле и повесили на 5 тросов для пространственной устойчивости. Остальные сегменты шли по 3 штуки и монтировались на весу. В итоге удобнее всего оказалось монтировать каждую отдельную панель уже на весу.
Процесс монтажа достаточно трудоемкий и занял более недели. Ошибки порядка расположения панелей были исключены, так как все панели разные и каждая подходит только лишь к своей соседке. Параллельно шел процесс разводки электрики таким образом, чтобы светильники попадали точно в центр снежинок. Пара деталей крупным планом:
Плавно перехожу к тому, ради чего затевался данный пост. Несмотря на то, что у меня это первый опыт конструкции такой сложности, я попытался сформулировать несколько практических советов. Если читатель решил ввязаться в подобную авантюру, будь то строительство сложного объекта их уникальных элементов или любую другую задачу, основанной на генеративном проектировании, то эти советы для вас.
1.Время
Учтите, что задачи подобной сложности займут у вас в 2 а то и в 3 раза больше времени чем обычно. Производство не повторяющихся сегментов даже при помощи станков и техники также увеличивают время в разы. Планируйте свое время с большим запасом.
2.Mock-up
Любое техническое решение которое вы применяете впервые — опробуйте сначала в реальности. Спроектируйте тестовый фрагмент (mock-up) вручную, без применения параметрических инструментов, постройте его, проанализируйте все ли работает и только после этого приступайте к созданию мега-скриптов или алгоритмов. Поместите тестовый фрагмент в те условия, в которых он будет эксплуатироваться. К примеру, если фрагмент должен висеть, то обязательно подвесьте его, чтобы отработать возможные решения по монтажу.
3.Смежники
Если ваша инсталляция тесно связана, к примеру, с освещением, то проектировать разводку, расположение светильников и саму инсталляцию должен один человек. Это исключит всю несогласованность, которая неизбежно возникает на объектах подобной сложности.
4.Рабочая сила.
В силу национальной специфики, монтажем вашей конструкции будет заниматься низкоквалифицированная рабочая сила. Даже если ваш объект небольшой, где хватит исключительно ваших сил и сил друзей, то обратите внимание что вы сами и ваши друзья являются низкоквалифицированными строителями. Проектируйте так, чтобы максимально исключить ошибки при монтаже в силу криворукости людей.
Ремарка. В нашем случае монтажем занимались граждане узбекистана. Маркеры панелей состояли из латинских букв. Проблема оказалось в том, что наши строители не знали латинского алфавита, поэтому не могли в правильном порядке скомпоновать панели. Для этих целей пришлось нанять человека (нашего друга), который правильно располагал панели и вообще вел авторский надзор.
5.Семь раз проверь чертеж, один раз отправь на производство.
6.Сортировка компонентов
Чем больше времени вы потратите на сортировку компонентов, тем в разы меньше времени уйдет монтаж. Маркеры изделий должны быть отчетливо понятны и иметь общую закономерность расположения на каждом компоненте.
7.Материал
Для больших партий изделий не редки случаи, когда в одной одной и той же партии производитель использует незначительно отличающийся по свойствам материал. Проконтролируйте, чтобы вся партия была из одной марки или сорта, одной толщины, фактуры, цвета.
Спасибо за внимание!
ru-architect.livejournal.com