CC BY
39Деревянное строительство в параметрической архитектуре
Касулу Качана
магистр, Департамента архитектуры, Инженерной академии, Российский Университет Дружбы Народов, kasulukachana23@gmail.com
В данной статье рассматриваются способы использования древесины с учетом ее характеристик и природных свойств в качестве строительного материала для создания сложных конструкций и конструкций, как для безупречного дизайна интерьера, так и для публичного просмотра, будь то для декоративного просмотра или для сидения и установки павильона с помощью параметрических решений. Параметрические проекты-это парадигмы проектирования, основанные на алгоритмах, вызванных математическими оценками, которые приводят к точным геометрическим расчетам, способным манипулировать, изменять результат или проекты с помощью программного обеспечения для информационного моделирования зданий, такого как Grasshopper и Rhinoceros, производящих модели или проектные вставки зданий, которые характеризуются сложными фасадными конструкциями и геометрическими структурами. Попытка исследовать, как такой материал, как дерево, может быть замысловато скручен и спроектирован с помощью вычислительных аспектов параметрических уравнений, чтобы создать сложные модели и исследовать пространство проектирования такого типа материала.
Ключевые слова: параметрическое проектирование, дерево, деревянная конструкция, геометрические структуры, разработка концепции, математические расчеты
Введение
Древесина использовалась и модифицировалась людьми с самого раннего признания того, что они могут использовать материалы, которые они нашли вокруг себя, начиная от камней и заканчивая почвой и деревом. Используя эту разнообразную коллекцию материалов для удовлетворения меняющихся потребностей человека, в гармонии и во время войны, в земледелии и промышленности, люди постепенно приходили к пониманию свойств дерева. Его свойства были впервые восприняты опытом, тем более в последнее время сознательным исследованием и утонченным восприятием. Древесина была фундаментальной для человеческого существования, однако с течением веков она продвинулась от простого, быстро доступного характерного материала до ультрасовременного механического и конструкторского материала, обладающего новой способностью дополнять человеческое существование как в качестве материала для использования, так и в качестве критического компонента в нормальной вселенной деревянного строительства. [1]
Проектные аспекты ранних архитекторов часто использовали дерево, приспосабливая идеи, использованные в их более спекулятивном вовлечении материала, к социальному статусу типа конструкции и доступности материала. Древесина оставалась одним из основных материалов для развития на протяжении всего земного шара, поскольку поставки пиломатериалов обильны, а практика развития древесины фактически остается прочной, начиная с ранних веков и будет продолжаться до девятнадцатого века, и остается таковой для просторных конструкций и сооружений сегодня. [2]
Дерево было, пожалуй, самым гибким и полезным материалом для развития на протяжении тысячелетий и используется больше, чем любой другой материал для развития, начиная с раннего палеолита, как для строительства, так и для сборки инструментов, оружия и мебели. С самых ранних известных случаев стиль и прочность конструкций, над которыми работали в различных случаях и местах, зависели от сорта и качества, стоимости и доступности пиломатериалов и степени их использования. Дефицит значительного качества древесины побудил к осторожному и осмотрительному использованию материала из-за образа жизни и образа жизни, вызванного чрезмерным использованием этого предмета отдельными лицами. [3]
На мировой арене использование древесины стало широко известным возвращением в качестве материала для инновационных конструкций. Его преимущества в области устойчивого развития играют решающую роль в этом ренессансе. Столь же низкое экологическое впечатление и различные полезные нормальные эффекты улучшения развития на основе древесины (в отличие от стали и, особенно, бетона) расширили возможности ее использования в более тщательных конструкциях.[4] В то же время прогресс компьютеризированного создания, где параметрические уравнения могут быть изменены, чтобы передать точку за точкой повторно используемые
X X
о
го А с.
X
го m
о
ю
2 О
м
сч
0 сч
РО
01
о ш m
X
<
m О X X
вычисления без какого-либо недостатка в эффективности, позволил заранее выделить возраст сегментов и привести в движение сложный процесс геометрических конструкций и изменений дизайна.[5]
Преимущества этого параллельного развития заключаются в том, что у них возрос интерес к альтернативным методам использования древесины, точно так же, как совершенствуются современные методы создания и сборки, совершенствуется использование материала для строительных методик, а также способность точно и экономично работать с материалом с целью организации и с помощью манипулируемых математических уравнений генерировать принципиально сложные конструкции.
Дерево с давних времен было преобладающим материалом для внутренней планировки и дизайна, например, для разработки мебели. Украшения и стиль мебели продвинулись вперед как компонент творческого, социального и специализированного совершенствования современного общества. Планирование и сложность были необычайно улучшены благодаря продвижению квалифицированных рабочих, аппаратов и достижений переплетения материалов. Продуктивность и экономичное использование древесины стимулируется медленным истощением ценных мебельных пород и расширением глобального обмена как на мебель, так и на лесные массивы, из которых она производится.[6]
Заготовка древесины и характеристики для промышленного использования
Свойства древесины в значительной степени зависят от региона, где такие виды древесины выращиваются и заготавливаются, а также от того, Как переплетается надлежащий процесс заготовки древесины и ее переработки для коммерческого использования и диктует ее использование и долговечность в строительной отрасли и даже для более сложного развития с помощью параметрического анализа.
Древесина для такого типа использования обычно должна быть разрезана продольно в двух плоскостях: радиальной и тангенциальной. Радиальные секции обрамляются вдоль балок или стреловидности бревна и в правильных точках к годичным кольцам. Бревна нарезают на четверти, чтобы каркасные плоскости четверти распиливали натыкаясь. Кольца представляют собой равные группы, которые прочно разделены, а лучи напоминают рассеянные пятна. Тангенциальные сечения обрамляются тангенциально к годовым кольцам и торцу бревна и перпендикулярно лучам. Годовые кольца проявляются как волнистые и спорадические примеры.[7]
Свойства древесины обычно колеблются и обычно зависят от направления. Сила высока, когда она соответствует зерну, но она низка, когда она противоположна зерну. (Punmia, Jain and Jain, 2005). Прочность на растяжение в несколько раз выше, когда древесина соответствует зерну, чем по сравнению с тем, когда она противоположна зерну. Таким образом, проще разделить древесину вдоль ее зерен/прядей, чем напротив зерна. Древесина гигроскопична, и ее влажность отличается в зависимости от окружающей среды. На случай, если содержание влаги ниже 30%, усадка древесины противоположна зерну, однако усадка, испытываемая вдоль зерна, несущественна. Поперечные плоскости могут столкнуться с 7% - ной усадкой. Влажная субстанция древесины должна поддерживаться в равновесии,
как и у предмета. Кроме того, усадочные деформации приводят к деформации в плоскостях, противоположных зерну, и это представляет собой значительное разочарование. Выводимый из флуктуирующей усадки посторонними и спиральными путями, есть части, когда огромные плоскости пиломатериалов быстро высыхают. Сушка в печи ограничивает скорость расщепления.[8]
Процесс проектирования
Стандарты проектирования древесины также изменились, поскольку деревянные измерения, которые характеризуются как промышленные изделия, превосходят измерения блочной древесины. Инновационная древесина была использована в различных измерениях и конструкциях по мере развития перспектив параметрических конструкций. Деревянные материалы имеют довольно широкую область применения в параметрическом дизайне из-за таких основных моментов, как плетение, изгиб и складывание. Компоненты, составляющие конструкцию, могут быть расположены в различных формах в соответствии с характеристикой изгиба древесины. Новые материалы на основе древесины (конденсированная древесина, скорректированная древесина и уплотненная древесина) также используются в качестве достижений наряду с дополнительными возможностями для изображения и вычислительной поддержки.[9]
Древесина, используемая в архитектуре и дизайне интерьера, проходит несколько производственных стадий и процессов для модификации и совершенствования, пригодных для использования в строительстве или любом типе промышленного дизайна. Подобно тому, как дерево подвергается воздействию сильного ветра, древесина обладает собственной гибкостью и эластичностью и может быть изменена в ограниченной степени, прежде чем вернуться наполовину или полностью в свое уникальное состояние, когда энергия прекращается из-за ее характерной структуры волокон. Эта эластичность напрямую зависит от вида дерева и компонентов изделия, которое должно быть изогнуто. Это свойство может быть использовано при создании и конструировании форм, а также в больших количествах для создания сложных геометрических структур с помощью математических парадигм.[9]
Параметрические конструкции создаются поколением математических парадигм. Вычислительные технологии привели к тому, что появилась возможность использовать инструменты для анализа и моделирования сложности окружающей природы и применять эти наблюдения к структурным зданиям, их формам и моделям организации городского развития.[10]
По определению, параметрические конструкции создаются методом цифрового моделирования геометрических элементов, который объединяет входную информацию в ряд команд, описывающих математические операции, и из этого генерирует выходные данные для формирования сложной конструкции 3D-модели. Эти входы могут быть изменены и манипулированы в зависимости от свойств и пределов, которые могут быть изменены и произвести желаемые эффекты, эти операции могут быть выполнены снова и создать другой выход. В параметрической среде "форма, скажем, больше не рисуется, а скорее определяется процесс, который генерирует форму". Поскольку входные данные могут изменяться бесконечно и быстро, генерируя каждый раз разные результаты, за короткое время можно оценить множество различных итераций.[11]
Древесина, характеризующаяся своими эластичными возможностями и способностью удерживать непреодолимое напряжение, вызванное ее свойствами, может быть изогнута для достижения футуристического замысловатого дизайна, и в то время как скульптура древесины для достижения идеальных кривых будет постоянно оставаться выбором, эта стратегия создает много отходов и требует исключительно опытной рабочей силы с безупречной точностью, чтобы противостоять отходам. Производители лодок и мебели уже давно используют изогнутую древесину, чтобы приспособиться к гидродинамическим и эргономическим потребностям.
Однако в строительных конструкциях, в любом случае, эти методы не все, что способствует достижению желаемого конечного продукта. Таким образом, вводятся методологии и технологические аспекты параметрического проектирования.
Включив результаты анализа непосредственно в эту параметрическую среду, разработанная модель может быть немедленно проинформирована и улучшена результатом анализа. Оптимизационные двигатели также могут быть включены для поиска итерации, определенной как оптимальная из набора выраженных критериев к тому, каким может быть конечный продукт.
Как архитекторы, крайне важно понять, как сделать эти части и такие геометрические конструкции более легко в соответствии с численными изменениями, чтобы иметь возможность принести особенно дерево и его свойства, чтобы иметь возможность создавать управляемые сложные геометрические элементы и производить параметрические центрированные здания и технологии в больших масштабах.
По отношению к математическим уравнениям и по производственному аспекту такой конструкции строится структура. Оболочки ребер пиломатериалов используются для отслеживания упругих характеристик древесины. Они способны расширяться на каркасе из ребер, пересекающихся в пространстве, причем каждое ребро состоит из изогнутых или привинченных друг к другу листов. Изгибные конструкции, такие как дерево, развивают изгибные напряжения в основном под воздействием внешних нагрузок, которые помогают соответствовать его направленной форме и модели, Сдвиговые напряжения, связанные с изменением изгибающих моментов, также учитываются в общем процессе проектирования, включающем любую математическую геометрию.
По мере того как пробуждение и знание естественных и строительных преимуществ строительства из дерева растет, оно становится заманчивым для использования в более сложных предприятиях, где существует диктат о высоком производстве и производительности, которые требуют более заметной гибкости планирования, особенно на ранних стадиях. Это может быть достигнуто за счет более тесной координации архитектурных, инженерных, строительных и генерирующих потребностей в неиспользуемых рабочих потоках из концептуальной структуры проектов. Переход от массового производства к массовой кастомизации, от планирования личных структур к планированию вспомогательных структур возможен с помощью параметрического геометрического метода, когда модель проектирования всегда оценивается в соответствии с рядом стандартов чертежа.[12]
Древесина в целом считается, пожалуй, наиболее приемлемым строительным материалом. Это также связано с гигантским размахом различных методов обработки и соединения. Особенно важна способность эффективно работать с суставом прямо из фактического материала. Преимущества сегментов с расчетом координированных связей заключаются в том, что связи можно планировать и контролировать как особенность генеративного взаимодействия. Ввиду давнего обычая в произведениях искусства соединения дерево-дерево, особенно те, которые зависят от шлифования, как соединения ласточкиного хвоста, имеют точки интереса С помощью 3D-отображения программирования, таких как Rhinoceros and Grasshopper, это параметрический модуль, взаимодействие для представления параметрического рабочего потока, сопоставимого с использованием материала на основе древесины, описываемого его зернистыми и скручивающими свойствами, использование конкретного материала и создание таких инноваций не знает границ.
Вклад такого анализа в включение данных привел к самым экстремальным оценкам и потребовал длины диапазона или любых данных, поддающихся количественной оценке. Сопряжение различных периодов проектирования и свойств при создании модели зависит от базовых предпосылок, которые задаются для задачи и которые могут быть изменены при получении новых данных, что значительно уменьшает усилия по проектированию, растраченные впустую из-за отсутствия данных. Этот лучше связанный цикл имеет возможность расширить потенциал для проектирования, ориентированного на исполнение, и привести к более практичным устойчивым конструкциям по отношению к древесине.
Сегодня архитекторы и инженеры, связанные со сложными проектами, часто работают на разных стадиях и с различным расположением инструментов. Отсрочки в настоящее время, вызванные программными преобразованиями между независимыми моделями, так же как и ослаблением торговли данными, делают проекты жесткими и беззащитными перед изменениями и ложью. Чтобы достичь максимальной производительности сложных работ, включенные в них проектировщики и специалисты должны напряженно работать вместе. [12]
Литература
1. Forests And Forest Plants - Vol. Ii - History, Nature, And Products Of Wood - Youngs Robert L.
2. A Brief History Of The Wood As Building Material, Xavier Borràs 20/10/2010 [ Https7/WwwJnterempresas.Net/Madera/Articulos/44265-Breve-Historia-De-La-Madera-Como-Material-De-Construccion.Html ]
3. A Hand Book On Wood: Identity And Necessity By Dr. Vivek M. Sonde, Dr. Pravin P. Ashtankar, Mr. Vishal S. Ghutke. Pp 3-4
4. SP (2013) Hâllbart Träbyggande Minskar Byggsektorns Miljöpäverkan. Accessed October 4th, 2013. URL:
Http://Www.Sp.Se/Sv/Centres/Zeb/Material/Trabygg/Sidor/ Default.Aspx
5. Neumann, Oliver And Schmidt, Daniel (2007) Innovative CNC Timber Framing - Technology And Cultural Expression. International Journal Of Architectural Computing, 03(05), Pp 469-486.
X X
о го А с.
X
го m
о
ю
2 О M
6. Interior Design - Wikipedia [Https://En.Wikipedia.Org/Wiki/Interior_Design]
7. The Anatomy Of Wood ; Microscopic Structure & Grain Of Wood [ Https://Www2.Palomar.Edu/Users/Warmstrong/Trjuly99.Ht m ]
8. History Of Timber In Construction- Article- [ Https://Www.Uniassignment.Com/Essay-Samples/Biology/History-Of-Timber-In-Construction-Biology-Essay.Php ]
9. Wooden Structures Within The Context Of Parametric Design: Pavilions And Seatings In Urban Landscape- 2018, Journal Of Contemporary Education Research Journal Of Architectural Research And Development. Seyhan YARDIMLI, Aysel Tarim / 21 Pages.
10. Buri, Hani And Weinand, Yves (2011) The Tectonics Of Timber Architecture In The Digital Age. In: Building With Timber Paths Into The Future, Ed. 2011. Munich: Prestel Verlag, Pp 56-63.
11. Sehlstrom, Alexander (2013) Multi-Objective Topology Optimization: Tracing Of Pareto-Optimal Structures With Respect To Volume, Compliance And Fundamental Eigenvalue. Master's Thesis, Chalmers University Of Technology.
12. Design Of Timber Structures In A Parametric Environment
Exploration Of An Alternative Design Process,Master Of Science Thesis In The Master's Programme Architecture And Engineering.LUKAS NORDSTROM, AGNES ORSTADIUS
13. Shen, Weiming Et Al (2010), Systems Integration And Collaboration In Architecture, Engineering, Construction, And Facilities Management: A Review. Advanced Engineering Informatics, 24(2), Pp 196-207.
Wood construction in a parametric sphere Kasulu Kachana
Peoples Friendship University Of Russia JEL classification: L61, L74, R53
CN
0 CN
PO
01
This paper looks to explore ways in which wood with a regard to its characteristics and natural properties as a building material can be utilized in creating intricate designs and structures, both for immaculate interior design and a public viewing whether be for ornamental viewing or pavilion sitting and setting with the help of Parametric solutions. Parametric designs are design paradigms based on algorithms brought about by mathematical appraisals which bring about accurate geometric calculations able to manipulate, alter the result or designs through the help of building information modelling software such as Grasshopper and Rhinoceros producing models or design inlays of buildings that are characterized by intricate façade designs and geometrical structures.
Attempting to explore how a material such as wood can be intricately twisted and designed through the calculational facets of parametric equations to create complex models and explore the design space of such type of material.
Keywords: parametric design, wood, wooden structure, geometric structures, concept development, mathematical calculations
References
1. Forests And Forest Plants - Vol. li - History, Nature, And Products Of Wood - Youngs Robert L.
2. A Brief History Of The Wood As Building Material, Xavier Borràs 20/10/2010 [ Https://Www.Interempresas.Net/Madera/Articulos/44265-Breve-Historia-De-La-Madera-Como-Material-De-Construccion.Html ]
3. A Hand Book On Wood: Identity And Necessity By Dr. Vivek M. Sonde, Dr. Pravin P. Ashtankar, Mr. Vishal S. Ghutke. Pp 3-4
4. SP (2013) Hallbart Trabyggande Minskar Byggsektorns Miljopâverkan. Accessed October 4th, 2013. URL: Http://Www.Sp.Se/Sv/Centres/Zeb/Material/Trabygg/Sidor/ Default.Aspx
5. Neumann, Oliver And Schmidt, Daniel (2007) Innovative CNC Timber Framing - Technology And Cultural Expression. International Journal Of Architectural Computing, 03(05), Pp 469-486.
6. Interior Design - Wikipedia [Https://En.Wikipedia.Org/Wiki/Interior_Design]
7. The Anatomy Of Wood ; Microscopic Structure & Grain Of Wood [ Https://Www2.Palomar.Edu/Users/Warmstrong/Trjuly99.Htm ]
8. History Of Timber In Construction- Article- [ Https://Www.Uniassignment.Com/Essay-Samples/Biology/History-Of-Timber-In-Construction-Biology-Essay.Php ]
9. Wooden Structures Within The Context Of Parametric Design: Pavilions And Seatings In Urban Landscape- 2018, Journal Of Contemporary Education Research Journal Of Architectural Research And Development. Seyhan YARDIMLI, Aysel Tarim / 21 Pages.
10. Buri, Hani And Weinand, Yves (2011) The Tectonics Of Timber Architecture In The Digital Age. In: Building With Timber Paths Into The Future, Ed. 2011. Munich: Prestel Verlag, Pp 56-63.
11. Sehlstrom, Alexander (2013) Multi-Objective Topology Optimization: Tracing Of Pareto-Optimal Structures With Respect To Volume, Compliance And Fundamental Eigenvalue. Master's Thesis, Chalmers University Of Technology.
12. Design Of Timber Structures In A Parametric Environment Exploration Of An Alternative Design Process,Master Of Science Thesis In The Master's Programme Architecture And Engineering.LUKAS NORDSTROM, AGNES ORSTADIUS
13. Shen, Weiming Et Al (2010), Systems Integration And Collaboration In Architecture, Engineering, Construction, And Facilities Management: A Review. Advanced Engineering Informatics, 24(2), Pp 196-207.
o m m x
<
m o x
X
