Tema ovog rada je istraživanje različitih metoda koje se koriste pri postupku oblaganja slobodnih formi ravnim panelima.
Cilj ovog istraživanja je prikaz metoda sa njihovim svojstvima važnim za dizajn, konstrukciju i fabrikaciju u polju arhitekture. Svaka od tehnika ima određene prednosti i nedostatke u pogledu transparentnosti, složenosti potkonstrukcije, cijene, odstupanja od originalne forme.
Izbor vrste podeone mreže, odnosno geometrije panela, ima velik uticaj na dizajn i primjerenost rješenja oblaganja određene forme:
Frankfurt Mall, Frankfurt, DE
1) Trougaona mreža
Tehnika triangulacije (triangulation) je najprije korištena i najčešća metoda panelizacije. Najlakši način segmentacije i ”ravnanja” dvostruko zakrivljene površi je putem mreže trouglova. Prednost trougla kao geometrijskog tijela je što je površ između tri tačke uvjek ravna. Prednosti ove metode su dobra strukturalna svojstva, mala odstupanja od izvornog oblika i mogućnost oblaganja složenih slobodnih formi.
Nedostaci ove metode su veliki broj elemenata-panela, a time veliki broj veza. Nedostaci se takođe ogledaju u smanjenoj transparentnosti i izraženoj potkonstrukciji što može da ometa izvornu zamisao arhitekte. Tehnika je primjenjena na objektima poput Frankfurt Mall, Milane Trade Fair i Zlote Tarasy Warsaw.
The Sage, Gateshead Quays, UK
2) Četvorougaona mreža
Mreža ravnih četvorougaonih panela (planar quadrilateral mesh) omogućuje manji broj korištenih elemenata i veza od triangulacije. Četvorouglovi djeluju nenametljivo u poređenju sa trouglovima i šestouglovima i ne izdvajaju se u odnosu na cjelinu. Četvorougaone strukture su transparentnije od trougaonih šema, time omogućavajući manje troškove konstrukcije, veću osvjetljenost, ravnomjernije sjenke potkonstrukcije, neometan pogled iznutra. Za proizvodnju, transport i gradnju ravni četvorougaoni paneli bi bili idealni. Programi za stvaranje ovakvih mreža panelizacije slobodnih formi su u razvoju. Ravni četvorougaoni paneli imaju navedene prednosti ali je nažalost njihova primjena na slobodne forme složena i ograničena jer se četiri tačke skoro nikada ne nalaze u jednoj ravni. Za prevazilaženje tog problema koriste se različite tehnike:
Aproksimacija konusnim segmentima
–Aproksimacija osnovnih formi
Ukoliko forma nije potpuno proizvoljna nego se može probližno rastaviti na osnovna geometrijska tijela poput cilindra, sfere, konusa ova metoda dolazi u obzir. Ukoliko je forma složena upotreba ove tehnike dovodi do velikih odstupanja od originalnog oblika.
Rotaciona površ sastavljena od planarnih četvorougaonih panela; odstupanje od originala
-Rotacione površi
Translacijom i rotacijom jednog elementa oko drugog moguće je postići rezultate koji nalikuju originalnoj formi.
Oblaganje ravnim četvorougaonim panelima metodom mreže zakrivljenosti
-Mreža zakrivljenja
Ova metoda zahtjeva da forma bude podjeljena na mreže zakrivljenja (conjugate curve networks) koja formiraju četvorougaona neplanarna polja. Suština ove tehnike panelizacije je pretvaranje graničnih tačaka neplanarnog polja u granične tačke planarnog polja. Ova tehnika se može primjenjivati kod složenih slobodnih formi i moguće je postići ravne četvorougaone panele sa izvjesnim odstupanjem od izvornog oblika.
3) Šestougaona mreža
Project Eden, Cornwall, UK
Sa ekonomskog aspekta šestougaone mreže su najpovoljnije rješenje. Obezbjeđuju relativno mali broj elemenata, veza i povoljna strukturalna svojstva. Najveći nedostatak ove tehnike je što šestouglovi imaju jak estetski efekat, suviše skreću pažnju na sastavne elemente, umanjuju doživljaj jedinstvene forme. Primjer ovih mreža je Eden Project sa geodezičnim kupolama.
Standardizacija, optimizacija
Yas Marina Hotel, Abu Dhabi, UAE
Istraživanja tehnika panelizacije pokazuju da sve metode zahtjevaju dodatni korak standardizacije-optimizacije. Time se podrazumjeva izbjegavanje specijalnih elemenata, odnosno ponavljanje određenih elemenata kroz cijelu formu.
Specializovani programi poput Evolute tools pomažu pri panelizaciji slobodnih formi, postizanju ravnih panela kao i minimalnih odstupanja od originalnog oblika.
Evolute tools - prikaz stepena planarnosti panela krova
