Kineticka i medijska fasada | Dizajn panela u cilju kontrole osunčanosti – Faza III

Iz prethodne faze se može zaključiti da što se tiče slike na fasadi koju formiraju paneli, najbolje su se pokazali quad i triangle, koji su sitniji i ima ih više. Kada je u pitanju analiza osunčanosti sobe, situacija je obrnuta: najbolji su diamond ili hexagon paneli pošto su oni veći i zaklanjaju više sunca. Međutim, mora se uzeti u obzir da je izostavljena komparacija panela koji se rotiraju po horizontali (koji su analizirani) i panela koji se rotiraju po vertikali.

Pošto je najkritičnije osvetljenje zimi u podne, uporedićemo navedene dve vrste panela u ovo doba godine.

Može se primetiti da u slučaju po vertikali, horizontalipanela koji se rotiraju po ver-tikali, osunčanost sobe je do-nekle raspoređena jednako. I u ovom slučaju može se videti da diamond i hexagon paneli daju najbolji rezultat. U dru-gom slučaju se javljaju hori-zontalne senke u sobi (zeleni delovi – najmanje osunčani). U prvoj fazi je spomenuto da je cilj ovog istraživanja, pored formiranja slike na fasadi, stvaranje prijatnog prostora u enterijeru za boravak sa inte-resantnim senkama. Zbog ovoga, bolji su paneli koji se rotiraju po vertikali jer stvaraju zanimljivije senke od horizontalnih koje se mogu dobiti i klasičnim brisolejima.

Mora se uzeti u obzir da je do sada analizirana samo jedna soba tj. deo fasade. U ovom slučaju, ima previše panela na površini fasade samo jedne prostorije. Ako bi se analizirala cela fasada, ukupan broj panela bi se povećao, ali takođe i smanjio broj panela koji prekrivaju samo fasadu sobe, a ujedno se i sami paneli povećali na tom delu. Pošto je u prethodnoj fazi zaključeno da je za bolju sliku potrebno više panela, a za smanjenje osunčanosti u pojedinačnim prostorijama potrebni veći paneli, ovo daje veliku prednost. U toj fazi je takođe ustanovljeno da su se za prikazivanje slike na fasadi najbolje pokazali quad i triangle oblici panela. Uzimajući ovo u obzir, nastavlja se analiza izgleda slike na fasadi i osunčanosti jedne prostorije u objektu sa ovakvim oblicima panela:

fasada

 

 

 

 

osuncanostBroj panela na ovom delu fasade je smanjen na 100. Može se uočiti da su se bolje pokazali  quad paneli. Slika koji oni formiraju je prilično dobro prikazana, a u ovom periodu u godini uspevaju da zaklone dovoljno sunca, samim tim se stvara interesantna igra senki u prostoru. Što se tiče fabrikacije, quad paneli su zahvalniji jer su svi jednaki (na krajevima ne dolazi do njihovog skaliranja kao što je slučaj sa triangle panelima).

Isto tako, bitno je da se spomene i to da osunčanost u zimskim danima nije toliko štetna s obzirom da sunčevi zraci utiču i na povećanje temperature u objektu.

detalj2
Detalj quad panela na fasadi koji se rotiraju po vertikali

Pošto bi ovo bila medijska i kinetička fasada, slike na njoj bi se menjale tako što bi se paneli rotirali oko poluge u zavisnosti od slike.

rend
Konačni izgled celokupne fasade

Kineticka i medijska fasada | Dizajn panela u cilju kontrole osunčanosti – Faza II

Nakon prve analize, u drugoj fazi se treba baviti analiziranjem oblika panela koji je najbolji u zadovoljavanju, i interpretacije neke slike na samoj fasadi objekta (u ovom slučaju sobe) i kontrole upada sunčevih zraka u enterijer.

Pre svega, pošto je u pitanju parametrijsko modelovanje i upotreba Grasshopper-a, kreće se od pravljenja nekog volumena (sobe) i izdvajanjem njene fasade (I deo) i poda/podloge (II deo) pošto je to potrebno kako bi bila izvršena analiza.

1

 


I deo

Treba modelovati panele (oni mogu biti različitih oblika kao što su quad, diamond, triangle, hexagon paneli…) na fasadi i odrediti njihov broj u xz pravcu. Oni se mogu filtrirati i svaki ponaosob analizirati i tako odrediti koji oblik je najbolji.

2

 

 

 

 

 

Sledeće što bi trebalo uraditi jeste odrediti centar svakog panela kroz koji će prolaziti poluga oko koje će se oni rotirati (u ovom slučaju rotiraće se oko z ose). Zatim se ubacuje slika i cela fasada se povezuje sa njom (bilo bi bolje da je slika crno-bela). Onda se određuju uglovi pod kojima će se rotirati paneli. U ovom koraku – kako bi se slika lepse prikazala – povećan je broj panela na 50 i u z i u x pravcu. Kada se sve to remapira i poveže sa ‘rotiranjem oko ose’, rezultat je sledeći:

3

 

 

 

 

 

 

Ubacivanjem različitih slika (najbolje su se pokazale apstraktne geomterijske forme ili optičke varke) i upoređivanjem sa različitim oblicima panela, dobijeni su i različiti rezultati:

tabela

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Može se zaključiti da quad i triangle paneli najbolje prikazuju zadatu sliku, ali to je zato što su tako raspoređeni i manjih su dimenzija. Ako bismo povećali broj panela (na primerima ima 50 panela u oba pravca), svaki oblik bi prikazivao sliku na zadovoljavajućem nivou.


II deo

Sledeći korak je modelovanje sunca, njegove putanje i zraka koji baca na fasadu u određeno doba dana i godine.

8

 

 

 

 

 

Nakon toga na podu se postavlja grid. Dekonstruiše se taj grid na njegove delove i posmatra se svaki posebno. Ti delovi se povezuju sa alatkom ’osunčanost’ kao samples, zrake sunca kao rays (dodato je još zrakova, ima ih 11 ukupno), a rotirajuće panele na fasadi i okvir (plafon i zidovi) kao obstructions.

9

Nakon ovoga, jedino ostaje da se ubace boje na podu na osnovu kojih se jasno vidi koliko svetlosti prodire u sobu kroz panele.

10

1211Pomeranjem pozicije sunca u odnosu na doba dana i godine i rotiranjem panela, dobijaju se različite senke u enterijeru pa se može doći do zaključka da je je soba najviše osunčana zimi u podne. Dalje analize se rade u doba zime (ujutru, popodne i uveče), jer u proleće i leto nema puno problema osunčanosti. Sledeći cilj je da se istraži koji oblik panela na fasadi je najbolji u vezi ovog rešavanja problema osunčanosti.

vnkajklcms

Ova soba je najmanje osunčana ako su upotrebljeni diamond ili hexagon paneli. Suprotno od prethodne analize, ovde su se bolje pokazali veći paneli što ima i smisla.

Izrada: Podkonstrukcija bi činila horizontalne poluge koje su učvršćene u zidovima na krajevima fasade na koje se kače paneli i koji se oko njih okreću. Svaki panel ima određen broj zubaca na zupčaniku po kojima se rotira u odnosu na to pod kojim uglom stoji. Tako npr. paneli koji imaju veći ugao rotiranja (bela boja na slici) imaju više zubaca, i obrnuto.

Detalj rotirajućih panela sa polugom
Detalj rotirajućih panela sa polugom

Kineticka i medijska fasada | Dizajn panela u cilju kontrole osunčanosti – Faza I

Oblast: Kinetička fasada sastavljena od pomerajućih panela

Kinetičke fasade – Kako je, zbog globalnog zagrevanja, svaka godina toplija od prethodne, arhitekte se susreću sa problemom sunčevih zraka i kako se zaštititi od njih. Jedan od rešenja bi svakako bio kontrolisanje upada sunčevih zraka u objekat u zavisnosti od doba dana i godine i na taj način smanjenje potrošnje energije. Primarni cilj ovakvih inteligentnih kinetičkih sistema je da deluju kao moderator koji reaguje na promene između ljudskih potreba i uslova životne sredine.

Medija fasade – Ovakve fasade postaju reklamna površina za slanje poruka i turistička atrakcija i mogu probuditi razne emocije kod posmatrača. Nekada su se slike na fasadama postavljale nakon cele konstrukcije, dok se danas o tome razmišlja već u procesu planiranja. Većina ovakvih fasada koriste LED svetlo kako bi prikazale određenu sliku i privukle pažnju.

al-bahar-towers-_360-of-410_-edit.jpg__1160x800_q85_crop_upscale
Primer kinetičke fasade: Al Bahr Towers (Abu Dhabi)
RundleLantern
Primer medija fasade: Rundle Lantern (Adelejd)

 

Cilj ovog istraživanja je kombinovanje ove dve vrste fasada u jednu i na taj način obezbeđivanje prijatnog prostora unutar objekta sa interesantnim senkama i uštedom energije, kao i stvaranje neke slike pomoću rotirajućih panela, a na taj način se doprinosi atrakciji eksterijera strukture.

Aliasing
Inspiracija

Problemi: Pošto su ovakve fasade kompleksne i zahtevaju utrošak energije u njihovom montiranju i održavanju, bilo bi dobro da one budu ravanske i da paneli od kojih su sastavljene budu manji kako bi se slika lepše sagledala. Takođe bi poželjno bilo da paneli budu istog oblika kako ne bi došlo do komplikacija u proizvodnji. Problem kod ovakvih fasada je takođe i prisustvo velikog broja pokretača pa samim tim i veliki utrošak energije.

 

 

 

 

Strategija: Modelovanje bi se vršilo u RhinoCeros-u tj. Grasshopper-u. Početak bi bio u definisanju površine tj. ravni koja se posle deli na panele, a oni oblikuju. Sledi definisanje položaja sunca i analiza oblika panela zarad osunčanosti i slike na fasadi.

Izvori:

https://www.omicsonline.org/open-access/the-role-of-kinetic-envelopes-to-improve-energy-performance-inbuildings-2168–9717-1000149.php?aid=59139&view=mobile

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095263516300048?fbclid=IwAR2_XJlxl6iae7sE5YBqQwzmPk-wdA_WG5tPcTSO5RsWDZtzTWsJsCyKdlE

https://www.researchgate.net/figure/Advantages-and-disadvantages-of-changeable-facades_tbl1_330862377

https://www.architonic.com/en/story/susanne-fritz-media-facade/7000408