Logo nl.designideashome.com

Universiteit Van Stuttgart Maakt Biomimetische Paviljoens Op De Tuinbouwshow Van Bundesgartenschau

Inhoudsopgave:

Universiteit Van Stuttgart Maakt Biomimetische Paviljoens Op De Tuinbouwshow Van Bundesgartenschau
Universiteit Van Stuttgart Maakt Biomimetische Paviljoens Op De Tuinbouwshow Van Bundesgartenschau

Video: Universiteit Van Stuttgart Maakt Biomimetische Paviljoens Op De Tuinbouwshow Van Bundesgartenschau

Video: Universiteit Van Stuttgart Maakt Biomimetische Paviljoens Op De Tuinbouwshow Van Bundesgartenschau
Video: In de Spotlights: Zee-egel 2024, Maart
Anonim
Image
Image

Universiteit van Stuttgart creëert biomimetische paviljoens op basis van zee-egels en kevervleugels

De Universiteit van Stuttgart heeft zijn experimenten op het gebied van biomimicry en robotconstructie voortgezet met twee paviljoens op de tuinbouwtentoonstelling Bundesgartenschau in Duitsland.

Beide paviljoens worden gebouwd door robots en zijn ontworpen om de natuur na te bootsen - bekend als biomimicry. Een prachtig houten paviljoen heeft een vorm op basis van zee-egels, terwijl een paviljoen van vezelcomposiet zijn structuur heeft van kevervleugels.

Image
Image

Universiteit van Stuttgart creëerde twee biomimetische paviljoens, één uit vezelcomposiet, op de tuinbouwtentoonstelling Bundesgartenschau

Onderzoekers van de universiteit bouwden het BUGA Wood Pavilion uit 376 unieke plaatsegmenten die als een decoupeerzaag in elkaar passen, met sub-millimeter precisie.

De structuur is gebaseerd op de schaal van zee-egels - iets dat Stuttgart's Institute for Computational Design and Construction (ICD) en het Institute for Building Structures and Structural Design (ITKE) al bijna tien jaar bestuderen.

Image
Image

Het BUGA houten paviljoen heeft zijn vorm van de structuur van zee-egels

Urchins hebben een onderscheidend skelet dat bestaat uit nauw in elkaar grijpende platen, en de onderzoeksgroepen hebben hier herhaaldelijk gebruik van gemaakt om in 2011 een klein paviljoen te bouwen en een in elkaar genaaide versie in 2016.

Voor deze iteratie wilde het team een directe voorloper van dit project overtreffen - de Landesgartenschau Exhibition Hall uit 2014, waarin ze de egelmorfologie door vingergewrichten hadden geïnterpreteerd.

Het herbruikbare paviljoen beslaat 30 meter

Hun doel was om dezelfde kleine hoeveelheid hout per vierkante meter te gebruiken, † maar om de overspanning van het paviljoen te verdrievoudigen. Ze wilden het ook herbruikbaar maken.

Het nieuwste paviljoen, te zien in de Bundesgartenschau in Heilbronn, Duitsland, beslaat 30 meter kolomvrij. Hij weegt slechts 38 kilogram per vierkante meter - het resultaat van het gebruik van holle houten kisten, ontworpen door computers.

Image
Image

Het Buga Wood Pavilion werd gebouwd door twee robots

ITKE-hoofd Jan Knippers zei dat het op egels geïnspireerde ontwerp "resulteert in een aan de belasting aangepaste en daarom zeer efficiënte structuur".

"Een biomimetische benadering in architectuur maakt wetenschappelijk, interdisciplinair lateraal denken mogelijk, " voegde ICD's Achim Menges toe. "Bij de overlap met digitale technologieën kunnen verrassende nieuwe constructiemethoden ontstaan, zoals de door robots gemaakte, gesegmenteerde houten schaal van het paviljoen."

Het team ontwierp een op maat gemaakt robotproductieplatform voor het Buga Wood Pavilion, met twee industriële robots die platen aan elkaar lijmen en hun 17.000 vingergewrichten machinaal bewerken tot een nauwkeurigheid van 0, 3 millimeter. Vergadering op locatie kostte menselijke arbeid in de vorm van twee ambachtslieden die tien dagen werkten.

Image
Image

Het is te zien op de tentoonstelling in Bundesgartenschau in Heilbronn, Duitsland

"In plaats van eenvoudige maar massieve houten componenten, maakt het door ons ontwikkelde volledig geautomatiseerde productieproces de realisatie mogelijk van complexe maar zeer materiaalefficiënte en lichtgewicht houten cassettes, " zei Menges. "Ze geven het paviljoen ook zijn karakteristieke architecturale uiterlijk."

Het BUGA Wood Pavilion wordt naast een tweede paviljoen tentoongesteld - het BUGA Fiber Pavilion. Deze structuur zet het werk van ITKE en ICD voort op geweven vezelstructuren, zoals hun Elytra Filament Pavilion 2016 bij V&A in Londen.

Image
Image

Het tweede paviljoen van ITKE en ICD is gebouwd van kevervleugels

In plaats van de lichamen van zee-egels, laten deze structuren zich inspireren door een ander natuurlijk sterk dierlijk lichaamsdeel - kevervleugels.

Er is ook een tweede laag biomimicry in het gebruik van vezelcomposiet als bouwmateriaal - zoals het onderzoeksteam aangeeft, zijn de meeste dragende structuren in de biologie composieten van vezels zoals cellulose, chitine of collageen.

Voor het paviljoen Bundesgartenschau gebruikte het team glas- en koolstofvezelversterkte kunststoffen, waarvan ze zeggen dat ze belangrijke kenmerken delen met natuurlijke composieten.

Image
Image

Het BUGA Fiber Pavilion is gemaakt van met glas en koolstofvezel versterkte kunststoffen

Nogmaals, de paviljoensegmenten worden gebouwd door twee robots - in dit geval, door de Universiteit van Stuttgart ontwikkelde filamentwikkelrobots, die elk vezelige filamenten tussen twee roterende steigers plaatsen.

In deze benadering, die kan worden beschouwd als een vorm van additieve productie zoals 3D-printen, is er geen behoefte aan een mal of kern, en daarom geen productieafval of materiaalafval.

Image
Image

De structuur is gevormd met behulp van additive manufacturing

De doorschijnende vezels zijn glascomposieten, terwijl de zwarte koolstofvezel bevatten voor structureel voordeel, en het hele paviljoen is omgeven door een extra plastic membraan.

Per vierkante meter weegt de structuur slechts 7, 6 kilogram, terwijl hij nog steeds sterkte-testen doorstaat voor de bouw. De vrije overspanning is 23 meter.

Image
Image

Beide paviljoens zijn te zien tot 6 oktober 2019

"Deze zeer innovatieve bouwmethode loopt ver vooruit op bestaande bouwvoorschriften", aldus Knippers. "Het gewicht van de structuur van het paviljoen is vele malen lager dan dat van vergelijkbare stalen of houten structuren, " ging hij verder. "Dit maakt de montage veel eenvoudiger, omdat er geen zware transportmiddelen, steigers of hijsmiddelen nodig zijn."

Het BUGA Fiber Pavilion is te zien op het zomereiland van de Bundesgartenschau, samen met het BUGA Wood Pavilion, tot 6 oktober 2019.

Project credits voor BUGA Wood pavilion:

Instituut voor Computerontwerp en -bouw, Universiteit van Stuttgart: Prof. Achim Menges, Martin Alvarez, Monika Göbel, Abel Groenewolt, Oliver David Krieg, Ondrej Kyjanek, Hans Jakob Wagner

Instituut voor bouwconstructies en structuurontwerp, Universiteit van Stuttgart: Prof. Jan Knippers, Lotte Aldinger, Simon Bechert, Daniel Sonntag

Müllerblaustein Bauwerke GmbH, Blaustein: Reinhold Müller, Daniel Müller, Bernd Schmid

BEC GmbH, Reutlingen: Matthias Buck, Zied Bhiri

Bundesgartenschau Heilbronn 2019 GmbH: Hanspeter Faas, Oliver Toellner

Aanbevolen: