Modelovanje modularnih paviljonskih struktura na osnovu praćenja insolacije u cilju ekološkog unapređenja građene sredine – III

Rezime

      Na našem podneblju karakteristično je da godišnje ima oko 200 sunčanih dana, od tih 200 dana, možemo računati polovinu kao dane kada temperatura, uz izuzetnu jačinu UV zračenja, otežava svakodnevni život. Zbog sve češćih intenzivnih sušnih perioda, život u gradskim sredinama nekada može da nam deluje i nehumano. Trotoari i betonski trgovi bez zelenila odbijaju toplotu, čineći ulicu i do nekoliko stepeni toplijom, u odnosu na to kada bi imala neki zaklon. U nastavku se nalazi finalni oblik rešenja, namenjen upravo ovakvim prostorima

      Odabir forme

      Organska forma, kao aluzija na drveće, je optimalna forma koja svojom geometrijom obezbeđuje stabilnost konstrukcije, dopuštajući joj da radi.

      1 . Odabran je kvadratni oblik osnove, zbog najlakšeg načina spajanja više modularnih jedinica konačnog paviljona, a unutar kog se nalazi krug iz kog su polaze izodnice.

      NURBS izvodnice su postavljene tako da daju formu „stabla i krošnje”.

      U toku rada isprobano je više varijanti formiranja mreže po kojoj bi se postavljali rotirajući paneli. Testirane su kvadratne i trougaone mreže, ali kao najbolja opcija, pokazala se voronoi metoda ćelija, koja je dopustila da se panelizacija ravnomerno rasporedi.

      • slika iznad – primer trougaone podele koja se ispostavila kao nepovoljna
      • slika iznad – primer voronoi strukture

      Šupljikave cevi voronoi strukture su ravnomerno rasporedjene po izvodnicama i omogućavaju panelima da se poostave centralno u njih.

      2 . Kangaroo packing metodom formirane su sfere unutar voronoi ćelija koje su primenjene u panelizaciji. Radi ispunjena kriterijuma estetike, odabran je kružni oblik panela – aludirajući na lišće, bez apsolutnog interpretiranja. Paneli su povezani u svom centru za cevastu konstrukciju tako da mehaničkim pokretima prate pomeranje sunca, uvek upravno gledaju u sunce, prateći njegovo pomeranje i obezbeđujući optimalnu hladovinu.

      • Slika iznad prikazuje presek postavljenih panela pod uglom tako da seku zamišljenu barijeru konstrukcije.

      3 . Ispitivanje bacanja senke – postavljena je lučna izvodnica po kojoj se 3D rotira zamišljeno sunce. Zrak sunca pada upravno na panele, koji formiraju senku uz minimalan prodor sunčevih zraka.

      • Slika iznad – kretanje sunca u toku dana

      Izvođenje, materijalizacija i održavanje

      Zglobno povezane šipke omogućavaju lako sklapanje i rasklapanje konstrukcije. Pokrovni paneli se uvezuju žičanim elementima za konstrukciju, omogućavajući time rotaciju u skladu sa sunčevim kretanjem. Zbog male težine paviljona moguć je lak transport.

      Aluminijumski elementi konstrukcije i panela, premazani titanium dioksidom koji služe za razgradnjau NOx i VOC zagađivača pod UV svetlom. Štetne materije se talože na konstrukciju, do pojave kiše, kada se spiraju. Lako održavanje konstrukcije, nije neophodna preterana nega, zbog dugog veka premaza.

      Ambijentalni uslovi i praktična primena

      Prodiranje po kojeg sunčevog zraka doprinosi osećaju lake i prirodne strukture koja formira hladovinu. Upad svetla je značajan faktor u koliko se poveže više paviljonskih jedinica, zauzimajući slobodnu površinu (trga ili ulice), kako ne bi bilo previše tamno. Široka primena i fleksibilan način postavljanja dopušta različitim ciljnim grupama da koriste paviljon: postavljanje po površini trga tokom bazara/festivala; tačkasto postavljanje – prilika za socijalizaciju i odmor kako starih tako i mladih; linijsko postavljanje – duž ulica koje ne mogu da imaju prirodan zaklon od sunca.

      Zaključak

      Paviljon nije zamena za prirodan hlad, već alternativni pristup rešavanju problema hladovine na mestima gde nije moguće imati prirodnu hladovinu. U ovom istraživanju su prikazna najbolja rešenja za odabranu formu, koja zadovoljavaju funkcionalne i estetske aspekte, doprinoseći ugodnijem boravku na otvorenim javnim prostorima tokom vrelih dana.

      Prilikom daljih istraživanja može se doći do različitih rešenja i varijacija na temu, ali sa istim ishodom, nekim više nekim manje uspešnim rešenjima.

      Published
      Categorized as Opšte Tagged

      Modelovanje modularnih paviljonskih struktura na osnovu praćenja insolacije u cilju ekološkog unapređenja građene sredine – II

      Prikladno rešenje konstrukcije jeste njeno sačinjavanje od primarnih i sekundarniuh šupljikavih cevi među kojima bi formirali organsku formu paviljona, čija bi obloga bila od zaklinjenih dodekaedarskih ploča ili drugih estetski prikladnih oblika, koji bi se rotirali oko dve ose, formirajući optimalnu hladovinu i time ostvarili mogućnost za modularno sklapanje više struktura.

      Korak 1 – forma konstrukcije

      Definisanje optimalne organske forme paviljona.

      Korak 2 – forma obloge

      Definisanje optimalne forme obloge – predlog: zaklinjeni dodekaedar, jer odabirom ovog oblika može da se obezbedi potpuna ispuna, ili neki drugi geometrijski oblik prikladan konačnom rešenju.

      Korak 3 – detalj spoja

      Analizirati zglobne sisteme radi omogućavanja rotacije zasebnih panela obloge.

      Korak 4 – materijalizacija

      opcija 1 – premaz od titanium dioksida koji služe za razgradnjau NOx i VOC zagađivača pod UV svetlom

      opcija 2 – radi energetske efikasnosti, postavljanje obloge od solarnih panelskih ploča koje bi same sebe napajanje tokom rotacije

      Korak 5 – upotreba

      Zbog svoje modulranosti moguće je formirati korisnički prostor kao tačkasti, linearni ili površinski skup, spajanjem više tipskih jedinica. Time se postiže prilagođavanje nameni, odnosno događajima koji bi se odvijali pod konstukcijom.

      https://discourse.mcneel.com/t/rotated-circle-parametric-facade/200125

      Published
      Categorized as Opšte

      Modelovanje modularnih paviljonskih struktura na osnovu praćenja insolacije u cilju ekološkog unapređenja građene sredine – I

      1. Uvod

      Problem nedovoljnog zelenila koja pružaju zaklon od sunca u gradskim sredinama sve više otežava zivot građanima tokom toplih letnjih dana. Zbog klimatskih promena koje sa sobom nose duge sušne periode, vegetacija sve teže opstaje i napreduje među betonskim kulama. Predlog rešenja ovog problema je definisanje generičnog modela koji bi doprineo kvalitetnijem boravku u gradskim sredinama, odnosno modela koji bi pored hladovine koju bi pružao praćenjem kretanja sunca, potencijalno mogao da samnjuje emisiju CO2, kolektujući ga iz neporednog okruženja.

      • Oblast istraživanja

      Analizom procenta zelenila na teritoriji gradova dobijamo uvid u kritične tačke na kojima je intervencija poželjna. Uporedo vođena analizu insolacije tokom jedne kalendarske godine, je neophodna kako bi izmodelovana struktura mogla da prati pomeranje sunca, te formira hladovinu, dok ujedno smanjuje zagađenje vazduha.

      Istraživanjem rotacije elemenata koji pokrivaju strukturu (tkanina ili panelska struktura), dobija se adekvatna forma koja zadovoljava korisnička iskustva. Uzori prilikom  oblikovanja forme, jesu principi iz prirode – fibonačijeva spirala, princip rotacije lišća biljaka itd.

      https://www.food4rhino.com/en/app/ladybug-tools

      Kombinacija materijala i tehničkih alata omogućila bi ekološki faktor ove strukture, odnosno funkciju prečišćavanja vazduka kroz kolektovanje CO2.

      Na linku ispod nalazi se primer rotirajućih elemenata fasade koji prate pomeranje sunca.

      https://www.researchgate.net/figure/Al-Bahar-Towers-as-a-responsive-facade-9_fig3_331474281

      • Realizacija

      Alati poput Rhino+Grasshopper+LadyBug tools su put ka modelovanju optimalne forme, kroz istraživanje sunčeve putanje i pada senke. Dostupni radovi na temu novih materijala i njihove upotrebe su potencijalna rešenja za oblogu koja bi ispunila estetsku i ekološku funkciju.

      Zaključak

      Istraživanje treba da pokaže koji je optimalan oblik konstrukcije i pokrovnih panela koji ispunjavaju estetske i funkcionalne vrednosti. Imajući u vidu moguće odabire konstrukcije i panelizacije, traga se za približno idelanom rešenju.