ZbornÃk digitálna architektúra 2010 - Fakulta architektúry STU
ZbornÃk digitálna architektúra 2010 - Fakulta architektúry STU
ZbornÃk digitálna architektúra 2010 - Fakulta architektúry STU
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
dou či jako polštáře nafouknuté vzduchem, které<br />
vytvářejí interakce, přenášejí lokální deformace<br />
a jsou schopny vyvinout vysoký tlak. Tentýž mechanismus<br />
se používá v tkáni listu, ve které průduchy<br />
regulují dýchání rostliny. Průduchy se otevírají,<br />
když je vzduch vlhký, a zavírají se, když je<br />
suchý. Mechanismus funguje díky odlišnému tlaku<br />
v asymetrickém uspořádání buněk. Asymetrie<br />
struktury buňky a síly stěn směruje pohyb způsobený<br />
změnami tlaku. Existují dva řídící cykly:<br />
cyklus vody a oxidu uhličitého, které si někdy<br />
mohou konkurovat, protože oxid uhličitý může<br />
omezovat fotosyntézu. Světlo podněcuje průduchy,<br />
aby se otevíraly, a v noci se průduchy zavírají.<br />
Kromě období velmi suchého klimatu, kde je cyklus<br />
obrácený, aby se zabránilo ztrátám vody.<br />
Dalším příkladem je systém zabalování maximální<br />
hmoty povrchu do pupenu. Rychlost a<br />
účinnost je v tomto případě výsledkem velmi<br />
chytré svinovací geometrie, vnitřního tlaku v buňce<br />
a růstu. Lze nalézt mnoho příkladů technických<br />
principů, v rámci nichž by materiály a<br />
struktury s proměnlivou pevností byly přínosné<br />
při plánování konstrukcí, jež by mohly být znovu<br />
opraveny při změně namáhání nebo podmínek, a<br />
přenosných konstrukcí, které by mohly být měkké<br />
během dopravy, pevné při rozestavění a opět<br />
měkké při přemísťování. Opět existuje několik<br />
modelů v biologii: nejzajímavější je proměnlivě<br />
tuhý kolagen vyskytující se u mnoha mořských<br />
živočichů. Kolagenová vlákna mohou být uložena<br />
v matrici, která se může měnit z pevné na téměř<br />
tekutou. V tekutém stavu s nízkou pevností a vysokou<br />
ohebností působí kolagenová vlákna jako<br />
nespojité prvky, jež nemají ztužující účinek.<br />
Studium biodynamiky objevuje modely pro dynamické<br />
materiálové systémy, protože již dnes je<br />
možno odstupňovat geometrické uspořádání organizace<br />
vláken, tkanin membrán, doplnit je pohybem<br />
bez svalů a díky proměnné pevnosti aplikovat<br />
i v rámci pokročilých technologií. Struktury<br />
se vyznačují minimem materiálů a maximální<br />
účinností.<br />
Struktura. Na základě zmíněných poznatků<br />
nacházejí vyvíjené pokročilé materiály v podobě<br />
extrémních tkanin stále více aplikací. Ukazují se<br />
jako atraktivní stavební materiály i v projektech<br />
naší přítomnosti. Stavby z těchto materiálů mají<br />
celou řadu výhod, protože jsou tuhé, pevné, lehké<br />
a tvarovatelné. Při plánování budov a dalších<br />
staveb vede jejich aplikace k jinému přístupu, než<br />
jak je dosud většinou navrhováno u tradičních<br />
konstrukčních principů.<br />
Například projekt výškové budovy může být<br />
plánován jako struktura membrány na principu<br />
nepravidelné kompozitní sítě vytvořené ze spojitých<br />
pultrusních pneu-sekcí, jež jsou členěny<br />
shluky rozmanitě formovaných klima-aktivních<br />
pipet. Vnější síť obsahuje mimo jiné i z důvodu<br />
protipožární ochrany i kevlarové kabely a slouží<br />
v rámci pneu-membrány jako podpěra stropních<br />
pneu-panelů, které vznikají laminováním na bázi<br />
pryskyřice s kompozitní sítí spojenou s vnějším<br />
roztažitelným obalem. Jednotlivé podlažní desky<br />
sestavené z pneu-panelů se chovají vůči obalu<br />
budovy jako natahovače. Veškeré spoje mezi<br />
jednotlivými komponenty jsou zajištěny vysoce<br />
pevnými lepidly. Výsledkem je hybridní pneustruktura,<br />
jež je zcela odolná vůči klimatickým<br />
i mechanickým vlivům, jež umožňuje otevřený<br />
vnitřní plán kombinovaný s variabilními sekcemi<br />
uspořádání interiéru<br />
Koncept konstrukce není založen na tradičním<br />
řešení v podobě pevného vnitřního jádra obklopeného<br />
z důvodu stability řadou sloupů. V tomto<br />
případě je klíčovým konceptem pneu-systém v<br />
podobě aplikace roztažitelné sítě a tkané membránové<br />
pneu-struktury dlouhé stovky metrů. Za<br />
tím účelem se vyvíjí nová pultrusní a robotická<br />
technologie, aby bylo možno struktury stavby<br />
tkát přímo na místě stavby. Předpokládá se, že<br />
membránová pneu-struktura v tomto projektu je<br />
konstruována robotickými zařízeními pracujícími<br />
v tandemu, tj. pultruder je těsně následován<br />
řadou pletacích zařízení. Tato zařízení například<br />
tvarují vlákna nejen z důvodu tepelně izolační<br />
ochrany a akumulace dohromady s PCM-materiály,<br />
ale i z hlediska osvětlení s pásky organických<br />
diod, do rozmanitých forem pneu-struktur podlažích<br />
a obalu. Do vrstvy budou zapuštěny malinké<br />
samočisticí papily v podobě materiálu Mincor, jež<br />
je charakterizován nesčetným množstvím částic o<br />
průměru méně než sto nanometrů, které odpuzují<br />
vodu i nečistoty. Roboti tkají simultánně a pohybují<br />
se podlaží za podlažím stále nahoru.<br />
Na některých místech budovy takto upletený<br />
systém umožňuje při aplikaci transparentní<br />
pryskyřice a silikonové membrány hladký a spektrální<br />
přechod mezi transparentním, netransparentním,<br />
translucentním a reflexním, aniž by<br />
to mělo nějaký dopad na konstrukční vlastnosti<br />
pláště. Vrstvení vnějších obalů může být vyvíjeno<br />
jako série ventilačních komor podporujících přirozenou<br />
ventilaci.<br />
Obal budovy je brán jako integrální systém<br />
konstrukce a pneu-panelů opatřených shluky pi-<br />
14
Change language