auxetic – Geometrija i vizuelizacija slobodnih formi

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.

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.

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.

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

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.

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:

Lt=n*l(sin(θ) + cos(θ))

Uspešno je izvedeno pomeranje auxetic šablona.

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.

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.

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

,,Breathing facade’’-izlaganje auxetic materijala udaru vetra- I faza

Vetrovi mogu naneti velike štete objektima koji mu pružaju otpor, pogotovo višespratni. Veoma je teško kontrolisati količinu vazduha koja prodre u objekat. Zatvaranjem svih otvora na fasadi sprečava se prodor jakog vetra kroz objekat, ali i prirodna ventilacija, dok je njihovim otvaranjem nemoguće kontrolisati količinu protoka.
Auxetic material po svojim svojstvima i mogućnostima može biti rešenje gore navedenog problema, pa će biti i tema istraživanja.

Cilj istraživanja je omogućiti bogatiji i prirodniji prostor za život ljudi prepuštajući ih prirodnim uticajima primenom auxetic materijala na fasadnim otvorima umesto standardnih. Cilj je, takođe, doći do najizdržljivijih šablona auxetic materijala koji će dati najkvalitetnije rezultate.

maxresdefault