Razvijanje podesivog elementa fasade primenom auxetic metode – Faza III

U trećoj fazi istraživanja fokus će biti na kreiranju dinamičke fasade kao celine. Fasadna struktura predstavljaće planarnu kvadratnu mrežu koja se može transformisati po auxetic principima. Budući da smo u drugoj fazi istraživanja naišli na problem oko formiranja rama podesivog elementa, odustali smo od ideje da fasada bude modularna.

2016_Nano_Max_Eliza_1

Svojstvo ovakvog sistema je da geometrija ostaje konstantna, tako da primenom ovog ili nekog drugog auxetic šablona možemo stvarati dinamiku u unutrašnjem prostoru igrom svetlosti i senki, ali ne možemo kontrolisati količinu osvetljenosti u prostoru. Kada ubacimo ovaj sistem na neki fasadni panel, on će uvek 50% svetlosti blokirati, a 50% propuštati kada je otvoren.

Capture

Iako auksetični materijali mogu biti pronađeni u prirodi, njihovo postojanje se na molekularnom nivou uglavnom zasniva na njihovom svojstvu povezivanja u užad, tkanine i pene. Na makro planu prave se auxetic strukture ili modeli koje imitiraju ponašanje ovakvih materijala. Zahvaljujući savremenoj tehnologiji i 3D printerima velikih razmera moguće je na licu mesta štampati auxetic strukturu sličnu modelu našeg istraživanja.

U industriji preovladavaju različite vrste polimera, ali i metali i keramika mogu biti upotrebljeni u svrhe proizvodnje auxetic materijala.

Uzevši u obzir da smo u trećoj fazi istraživanja prešli sa planirane metode fabrikacije na metodu modelovanja nismo u potpunosti ispunili cilj istraživanja, međutim sam proces istraživanja je bio interesantan i može služiti kao podloga za dalje razmatranje.

 

 

 

Razvijanje podesivog elementa fasade primenom auxetic metode – Faza II

Druga faza istraživanja započinje u programima Rhinocerus i Grasshopper.

Prvi korak: Napravili smo mrežu  kvadrata koja predstavlja unutrašnji šablon elementa, i dodali smo joj mogućnost rotiranja do ugla od 45 stepeni. Takođe ono što je moguće menjati je broj kvadrata kao i njihova dužina.

Screenshot 2021-04-27 013208 Screenshot 2021-04-27 013345

Drugi korak: Celu geometriju smo pomerili iz ćoška u centar kako bi skaliranje bilo ravnomerno u svim pravcima a ne samo po dijagonali.

Screenshot 2021-04-27 014939

Treći korak: U ovom koraku izvršena je podela na redove i kolone pomoću Cull Nth i Flip komandi. Time smo formirali mrežu kvadrata koje je moguće rotirati i širiti po auxetic metodi.

Screenshot 2021-04-27 020338

Četvrti korak: Matematičkim pristupom odredili smo koliko je rotiranje tačaka, odnosno gde će one da se nalaze na gridu. Za faktor skaliranja grida primenjena je formula:

Screenshot 2021-04-27 022343

Lt=n*l(sin(θ) + cos(θ))

Uspešno je izvedeno pomeranje auxetic šablona.

Screenshot 2021-04-27 025245

Peti korak: U poslednjem koraku druge faze pokušali smo na osnovu maksimalnog i minimalnog obima prilikom širenja i skupljanja doći do oboda elementa, međutim pojavili su se problemi u spajanju stranica kvadrata sa unutrašnjom stranicom oboda. Prilikom fabrikacije, gde bismo radili sa realnim dimenzijama i materijalima verovatno bi se pojavili slični problemi u nastajanju ovakvog modula.

Screenshot 2021-04-27 030745

 

Reference:

Rotating Squares – Simulation on Rhino-Grashopper software part 1 – YouTube

 

Razvijanje podesivog elementa fasade primenom auxetic metode – Faza I

Tema istraživanja je upotreba auxetic materijala za kontrolisanje osvetljenosti unutar objekta. Ovo istraživanje se vrši  uzimajući u obzir posebnu unutrašnju strukturu auxetic materijala i načina na koji se deformišu prilikom skupljanja i rastezanja.

Cilj istraživanja je stvaranje fasadnog  modula koji se sastoji od rama i jezgra koje čini mreža elemenata sačinjena po auxetic strukturalnom šablonu. Kontrolisanjem rama i njegovim širenjem bi se kontrolisali otvori u jezgru elementa. Umnožavanjem ovih elemenata ispitala bi se mogućnost stvaranja parametarske fasade i mogućnost upravljanja količinom osvetljenosti unutar objekta.

Example of parametric wall obtained with auxetic kinetic pattern (students: Cananzi, Indrio, Ditaranto). Softwares: Rhinoceros and Grasshopper. 

Problemi koji će se pojaviti tokom istraživanja su mogućnosti širenja i skupljanja  različitih materijala, odnosno ispitivanje njihove izdržljivosti.

Realizacija istraživanja sprovodiće se u Rhinocerus-u i Grasshopper-u uz prethodno definisanje auxetic paterna.

Reference:

Auxetic structures research – Tamar – YouTube

https://www.youtube.com/watch?v=-miI3D2MAwM&ab_channel=PeiSHEN