Отделка фасада имитацией бруса: как оформить фасад снаружи, размеры для внешней обшивки

designboom получил этот проект от нашей заявки. , где мы приглашаем наших читателей представить свои работы для публикации.Смотрите больше проектов, представленных нашими читателями здесь.

редактировал: myrto katsikopoulou | designboom

Границы | Телеодинамические деревянные фасады

Введение

Эта статья представляет собой попытку обрисовать начало новой «телеодинамической» теории архитектуры и инженерии. Телеодинамика – это недавняя гипотеза о том, как далекие от равновесия системы взаимодействуют и объединяются, чтобы создать новые паттерны. Реализуя эту теорию на практике, новый инструмент проектирования собирается из существующих частей программного обеспечения.Затем инструмент подвергается испытанию в ходе четырех экспериментов, направленных на подтверждение его концепции при оптимизации дизайна фасада павильона EnWoBio, прототипа конструкции, который планируется построить на территории кампуса Королевского технологического института KTH в Стокгольме и представить в 2019 году. В павильоне будут преимущественно использоваться материалы на биологической основе, и приведенное ниже упражнение направлено на повышение эффективности его внешней «кожи» за счет использования наилучших возможных компонентов материала в оптимальном положении по всему фасаду.

В первом эксперименте две разные сеточные системы обрабатываются и объединяются, чтобы определить оболочку здания. Следующие три эксперимента стремятся заполнить внешнюю поверхность этой оболочки четырьмя типами деревянных элементов, обладающих различными свойствами, в попытке разместить нужный материал в нужном месте и достичь набора предопределенных целей, уникальных для данного проекта. В заключительном обсуждении делается попытка разъяснить, как такая меняющая парадигму теоретическая основа и поддерживаемые ею операции проектирования позволяют влиять на итерации алгоритмического проектирования под влиянием прошлых и будущих событий, учитывая при этом возможности для будущих исследований.

Эта статья преследует две основные цели. Первый – очертить новую основу для альтернативной теории деревянной архитектуры и деревянной инженерии, основанной на недавних предположениях (в первую очередь в области нейроантропологии) о телеодинамических процессах (Deacon, 2012). Второй – показать, как инструмент телеодинамически упреждающего проектирования может быть специально использован для проектирования определенных аспектов деревянной конструкции.

Насколько известно авторам, настоящая статья является первой, в которой предполагается, что архитектура и инженерия могут извлечь выгоду из теоретической основы, основанной на телеодинамической парадигме.Принципиальный интерес представляет изложение первоначальной концептуальной основы такой новой теории. Хотя примеры результатов реализации системы телеодинамического проектирования цитируются ниже, чтобы проиллюстрировать задействованные процессы, результаты весьма обобщены. Получение более точных значений с помощью реальных операций оптимизации будет предметом будущих исследований.

Общая исследованная гипотеза состоит в следующем: (1) телеодинамическая стратегия может быть успешно и выгодно включена как часть общего архитектурно-инженерного процесса многоцелевой оптимизации, (2) она может информировать процесс принятия решений неожиданными и нетрадиционными способами. для получения творческих и значимых результатов, и (3) что такая процедура проектирования может открыть благодатную почву для будущих исследований.

Чтобы упростить экспериментальный процесс и анализ результатов, полученных на этапе подтверждения концепции, нижеприведенные испытания были спроектированы таким образом, чтобы их можно было повторить с использованием реальных процессов многоцелевой оптимизации (MOO), но без использования реальных процедур MOO. . (Вместо этого эксперименты проводятся «вручную» с использованием параметрических определений). Это откладывает трудоемкий процесс анализа существенно больших результатов альтернативных итераций проектирования, при этом достигая основной цели – доказательства концепции COW.

Исследование ограничено телеодинамическим дизайном оболочки здания и телеодинамической панелизацией фасада этой оболочки при моделировании и оптимизации для УФ-излучения, освещенности и ожидаемого увлажнения (из-за дождя). Несколько факторов, которые, очевидно, необходимо будет учесть в окончательном сценарии реальной жизни, были намеренно упущены, включая структурные соображения, потенциальные преимущества «зеленого строительства», такие как пассивное солнечное отопление, программные проблемы, эстетические намерения, юридические и финансовые ограничения и скоро.

Метод

Телеодинамическая архитектура

Создание авангардной методологической основы, основанной на междисциплинарном присвоении недавнего термина «телеодинамика» (Deacon, 2012), является одним из способов применения идей моделирования и оптимизации в области инженерии и архитектуры.

В своем обширном и формирующем исследовании биологический антрополог Терренс Дикон пытается объединить широкий спектр тем – от биосемиотики через философию до основных механизмов самой жизни – в великую теорию эмерджентной динамики.Тезис Дикона направлен на объяснение «интенциональных» феноменов: таких понятий, как цель, значение, функция и намерение, которые относятся («относятся к») к чему-то, что не присутствует . Критик Мэдс Сольберг описал модель как «трехуровневую иерархию процессов, описывающую, как динамические процессы, такие как значение, субъективность, самость и разумность, организованы по отношению к« нереализованным возможностям »(Solberg, 2014).

Телеодинамику можно визуализировать как процедурную иерархию, построенную из вложенных уровней термодинамических систем.На базовом уровне мы находим гомеодинамических систем, которые включают простое «уравновешивание и устранение ограничений» (Solberg, 2014). Эти системы объединяются, чтобы произвести более сложные морфодинамические процессы (на один уровень выше в иерархии), которые «усиливают и упорядочивают ограничения» (Solberg, 2014). Морфодинамические системы, в свою очередь, объединяются для создания телеодинамических систем, «динамической формы организации, которая способствует собственной устойчивости и поддержанию за счет изменения этой динамики для более эффективного использования поддерживающих внешних условий» (Дикон, 2012, стр.270).

Гомеодинамика, морфодинамика и телеодинамика – это «сдвиги в причинных тенденциях», охарактеризованные Диконом как «процессы организации, которые приводят к более высокоуровневым, стабильным и более сложным динамическим паттернам из низкоуровневой динамики (т. Е. Морфодинамика формируется из гомеодинамики; телеодинамика). формируется из морфодинамики) »(Прайор, 2015). Авторы намерены дополнительно исследовать философские / теоретические аспекты такой телеодинамической архитектуры в запланированной статье и сосредоточатся здесь в первую очередь на некоторых прагматических приложениях этой новой парадигмы.

МОО

Процессы проектирования – это процессы принятия решений по определению, а само принятие решений – это «процесс выбора возможного курса действий из всех доступных альтернатив» (Hwang and Masud, 1979). В большинстве ситуаций и, конечно, на протяжении всего процесса принятия решения, определяющего процесс архитектурного или инженерного проектирования, «множество критериев для оценки альтернатив является повсеместным», то есть лицо, принимающее решение, «хочет достичь более чем одной цели или задачи при выборе. образ действий при соблюдении ограничений, диктуемых окружающей средой, процессами и ресурсами »(Hwang and Masud, 1979).Оптимизация с несколькими целями (MOO) – это метод, используемый в области принятия решений по нескольким критериям в ответ на такие ситуации.

Важно отметить, что MOO не обязательно может предоставить единое решение, которое одновременно оптимизирует все цели, а скорее (возможно, бесконечное) количество компромиссов между конфликтующими целевыми функциями. Они называются оптимальными по Парето решениями и считаются одинаково хорошими до тех пор, пока в систему не будут добавлены субъективные предпочтения (например, пожелания разработчика или список заранее заданных целей) (Ehrgott, 2005).

КОРОВА

Наша система телеодинамического проектирования направлена ​​на улучшение архитектурных и инженерных схем с помощью MOO. Мы назвали эту систему COW (Contextual Optimization Workspace) и создали ее как прототип приложения на языке визуального программирования Grasshopper и в среде, являющейся неотъемлемой частью приложения автоматизированного проектирования (CAD) Rhinoceros 3D (Rutten, 2007; Robert McNeel). and Associates, 2014). Grasshopper в основном используется для создания генеративных алгоритмов путем перетаскивания компонентов (фрагментов кода) на холст и подключения их выходов к входам других компонентов.В процессе разработки прототип COW состоит из рабочего пространства в Grasshopper и набора «пользовательских объектов» – алгоритмических компонентов, написанных специально для использования в «приложении» COW.

В данной версии COW имеется восемь групп таких компонентов пользовательских объектов. Эти механизмы связаны (теоретически в любом порядке) в центральной фитнес-области рабочего пространства, где происходит многоцелевая оптимизация (рисунок 1). Хотя в конечном итоге любой компонент может быть присоединен к любому другому, на этой ранней стадии разработки COW работает с заранее заданной последовательной комбинацией компонентов из разных групп COW: создается фрейм, разграничиваются поля, определяются потоки, составляется форма, реализованы функции. , Примененные силы, Фасад построен, Будущие значения записываются и регистрируются.Кроме того, COW собирает три режима вывода: информация (данные), 2D-представления (чертежи) и 3D-представления (цифровые модели), а также обеспечивает поддержку для создания физических 3D-представлений (масштабных моделей). Теперь мы обсудим каждую группу более подробно.

Рисунок 1 . Система COW (Contextual Optimization Workflow).

Группа Frame включает компоненты, которые собирают соответствующие данные, чтобы установить основу для всех последующих комбинаций компонентов, обеспечивая структуру ограничений, которая определяет граничные условия, в которых эти компоненты могут работать.Такие данные могут, например, включать юридические ограничения, требования к планированию, бюджетные ограничения, определенные материальные системы, требования на основе анализа жизненного цикла (LCA), ограничения, связанные со временем и расписанием, цели устойчивости, спецификации анализа рынка и т. Д. Данные регистрируются в Excel (Microsoft., 1985) и передаются последующим компонентам через компонент прослушивателя Excel. Можно сказать, что Frame контролирует все данные, относящиеся к конкретному проекту, вплоть до момента, когда выбирается конкретный сайт.

Группа «Поле» предоставляет конкретный сайт, который закрепляет проект в физическом мире. Хотя все компоненты COW в значительной степени основаны на предыдущей работе (неформального) сообщества разработчиков Grasshopper, Филд широко заимствует компонент Elk Тимоти Логана, который генерирует топографии и карты улиц с использованием данных из OpenStreetMap.org, а также Shuttle Radar Topography Mission (SRTM). ) данные NASA / Jet Propulsion Laboratory (Logan, 2013). Результатом является широкий спектр специфичных для объекта данных, начиная от простых координат и сторон света и заканчивая следами строений и дорожными сетями.Компоненты этой группы также поддерживают различные методы анализа сайта, включая создание сеток, зон и векторных полей.

Группа «Поток» добавляет данные, которые соответствуют потокам, протекающим через разграниченный участок – потокам, таким как движение людей, движение транспортных средств, движение через различные инфраструктурные сети, а также прошлые и будущие местные погодные условия. Моделирование позволяет экспериментировать с различными потенциальными сценариями, а в модель добавляются точки и кривые с параметрическим управлением, которые будут использоваться в качестве ограничивающих аттракторов и репеллеров в последующем моделировании.

Неудивительно, что группа Form содержит компоненты, генерирующие форму. Модель компонентов группы формируется по-разному. Одна стратегия использует начальную объемную границу, такую ​​как максимально допустимая оболочка здания или солнечная оболочка конструкции (Knowles, 2003). Другой использует формальные «семена» (концепции создания формы, такие как штабелирование коробок или упаковка сфер) для конфигурирования форм. Компоненты, составляющие эту группу, вероятно, будут уникально составлены (написаны сценарием) для каждой отдельной схемы, поскольку формальные аспекты, добавленные на этом этапе, составляют основной архитектурный вклад в проект с точки зрения эстетического видения, формального направления и визуального воздействия.

Группа функций собирает компоненты, которые можно использовать для добавления программных функций в проект и настройки в соответствии с такими характеристиками. Здесь мы находим средства для управления структурой, чтобы она могла приспособиться к различным архитектурным программам (поддерживать события, происходящие внутри и вокруг конструкции), регулировать ее внутреннее вертикальное деление на этажи, оптимизировать доступность и т. Д.

Группа Force объединяет классические инженерные аспекты в набор компонентов, которые имеют дело с силами, действующими на конструкцию как снаружи, так и изнутри.Компоненты, которые оптимизируют конструктивную конструкцию конструкции и ее устойчивость к различным видам нагрузок и воздействий.

Группа Façade предоставляет компоненты, которые предназначены исключительно для проектирования и корректировки обшивки конструкции, включая ее фенестрацию. Некоторые компоненты в этом наборе пересекаются с компонентами группы Force, поскольку управление такими функциями, как вентиляция и освещение, в значительной степени зависит от характеристик кожи.

Группа Future состоит из компонентов, которые можно использовать для отслеживания производительности (виртуальной или актуализированной) структуры с течением времени.Это также позволяет создать своего рода коллекторную конструкцию, при которой окончательный физически построенный и / или смоделированный в цифровом виде проект можно рассматривать как эталонную конструкцию, созданную (посредством моделирования), чтобы не только выдерживать действительные силы, приложенные к построенной конструкции, но и выдерживать их. одинаково хорошо быть подверженным другим силам, другим сценариям, другим событиям.

Со временем такое одновременное построение как физической модели (самого окончательного здания, оснащенного устройствами отслеживания данных и датчиков), так и множества цифровых структур, «живущих» в разных условиях, приведет к созданию архива данных, на которые можно будет ссылаться и вызывается в будущих проектах, создавая, таким образом, своего рода внешнюю «память» или «опыт» для использования в будущих структурах COW.Представление о последнем здании как о «встроенной модели» (Ансари, 2013) с рядом сосуществующих «цифровых двойников» имеет еще один потенциал: анализ «шума» между симуляцией и структурой реального мира. Вероятно, в этой области будет легче найти дальнейшую оптимизацию.

COW соединяет механизмы, собранные в рамках восьми вышеуказанных групп, а затем выполняет многоцелевую оптимизацию – используя либо эволюционный решатель Дэвида Руттена, Galapagos (в комплекте с Grasshopper), либо плагин Octopus (Vierlinger, 2012) – для достижения конструктивного компромисса между противоречивые желания, с которыми команда дизайнеров хочет договориться.Эмоции, а также эффективность, воплощенная энергия, а также экономический потенциал – все это примеры желаний, некоторые из которых легче поддаются количественной оценке, чем другие, которые можно использовать для продвижения такой эволюционной системы к парето-эффективному подмножеству (один выделен таким образом, чтобы невозможно улучшить какой-либо критерий предпочтения без ухудшения хотя бы одного другого такого критерия), из которого можно сделать окончательный выбор.

Это не первый инструмент на основе MOO для архитектурного и инженерного проектирования и исследований.Существует множество предшественников, таких как приложения GENE_ARCH, Mobo и Opt-E-Plus. Хороший обзор методов вычислительной оптимизации в данной области см. В (Evins, 2013). Очень полезный обзор программ оптимизации, применяемых для оптимизации производительности зданий, показан в (Nguyen et al., 2014), статье, которая также содержит интересный график, показывающий увеличение количества исследований по оптимизации в строительной науке, тенденция, которая, кажется, приняла всерьез начали примерно в 2005 году. Однако, поскольку не существовало никакого существующего инструмента для поддержки телеодинамической методологии, которую мы имели в виду, мы решили создать свой собственный.

Одним из важных аспектов этой методологии является концепция, которая была частью трансдисциплинарной кибернетической традиции, по крайней мере, с момента публикации статьи «Поведение, цель и телеология» (Rosenblueth et al., 1943). Система должна «демонстрировать контроль» и, следовательно, быть «целенаправленной, телеологической или целенаправленной» – она ​​должна «иметь желаемое состояние, и акт контроля приближает [его] к этому состоянию» (Glanville, 2004). Однако, как указывает Гланвилл в своем историческом отчете (Glanville, 2004), примерно совпадающем с основополагающей статьей 1968 года Маргарет Мид Кибернетика кибернетики (Mead, 1968), произошел переход, когда кибернетика эволюционировала от кибернетики первого порядка (о наблюдаемых системах) к кибернетика второго порядка (о системах наблюдения).

В кибернетике второго порядка наблюдатель «понимается как находящийся внутри описываемой системы и находящийся под ее влиянием» (Glanville, 2004). В действительном описании системы COW слово «наблюдатель» следует заменить на «член проектной группы». У клиента, архитектора, инженера и консультанта по устойчивому развитию могут быть совершенно разные амбиции в отношении данного проекта. Такой инструмент, как COW, может позволить им найти точки соприкосновения в серии взвешенных целей, которые могут влиять друг на друга и обновляться в любой момент в процессе проектирования, тем самым создавая способность системы непрерывно адаптироваться с течением времени.

Результаты и анализ

Методические эксперименты и результаты

В качестве отправной точки для надвигающегося углубленного исследования возможностей телеодинамической архитектуры и инженерии, настоящее исследование сосредоточено на разработке первой версии системы COW и понимании ее теоретических разветвлений.

Используя COW, было проведено четыре эксперимента, которые вместе начали определять дизайн деревянного фасада нашего прототипа здания. Этот процесс позволил применить различные типы деревянных панелей к оболочке здания, например, лоскутное одеяло, чтобы максимизировать его материальный потенциал в данном контексте, используя операции, управляемые моделированием, которые используют данные с фактического рассматриваемого участка.

Первый эксперимент исследовал, как комбинация алгоритмов может создать разнообразную сетку, которая образует единую решетку, определяющую поверхность. Два различных метода разделения (регулярная ортогональная сетка и мозаичная сетка Вороного) объединяются, плавно преобразуя одну систему в другую.

Два следующих эксперимента были посвящены аспектам долговечности. Второй эксперимент исследовал стратегию того, как можно минимизировать фотохимическое разложение с помощью многоцелевой оптимизации системы COW.Моделирование солнечного излучения показало, какие ячейки в решетке ограждающей конструкции здания наиболее вероятно подвержены воздействию солнца, а затем превратило эту «проблему» в потенциальную, назначив на эти поверхности панели, способные собирать фотоэлектрическую энергию.

В качестве меры против намокания из-за проливного дождя, в третьем эксперименте вместо этого назначался особый материал панели для поверхностей в пределах определенного углового промежутка относительно наземной точки отсчета.

В четвертом эксперименте использовалось моделирование освещенности для управления оконными проемами при оптимизации коэффициента дневного света внутри здания.

Полученное окончательное разделение фасада из материала показано на (Рисунок 2). Стратегия создания панелей основана на использовании четырех материалов на основе поперечно-клееной древесины (CLT) с разными уровнями прочности. Все четыре типа панелей являются гипотетическими. Панель A – это стандартный элемент обшивки, которую мы проектируем: стандартная панель CLT с верхним слоем, обработанным под давлением консервирующим составом, чтобы лучше выдерживать атмосферное давление. Панель B добавляет фотоэлектрический поверхностный слой к CLT для нового гибридного элемента, который собирает солнечную энергию с поверхностей, наиболее подверженных фотохимическому излучению.Панель C добавляет поверхностный слой ацетилированной древесины к CLT для использования в частях фасада, где отвод воды является медленным. Панель D добавляет стеклянный лист, приклеенный к перфорированной панели CLT, чтобы создать элемент остекления, который позволяет свету проникать в здание и смотреть наружу, одновременно защищая лежащую под ним древесину. Типы панелей показаны на (Рисунок 3).

Рисунок 2 . Окончательная отделка фасада из материала.

Рисунок 3 . Четыре строительных элемента на основе CLT, использованные в экспериментах.

Эксперимент I: Том

Первый экспериментальный этап исследовал телеодинамический дизайн объемного массирования или «глобальной геометрии» павильона EnWoBio. В отличие от формы конструкции (ее очертания из одной точки перспективы), архитектурный объемный массив обозначает трехмерную форму конструкции (ее «оболочку»).

Пользовательские компоненты – это объекты Grasshopper, созданные сообществом пользователей. Они хранятся локально на компьютере каждого пользователя, но также могут распространяться.Пользовательские компоненты могут быть созданы прямо из среды Grasshopper, и их намного проще создать, чем фактические компоненты, которые требуют программирования с использованием таких языков, как Visual Basic, C # или Python.

Подключение такого пользовательского компонента (Field), разработанного специально для среды COW, к определению Grasshopper предоставило обзор сайта, который, как было установлено, охватывает примерно прямоугольную площадь 50 × 80 м. Беседы с отделом пространственной деятельности в кампусе KTH показали, что было бы разумно использовать эту зону охвата, чтобы оставаться в рамках разрешенных законом границ.Поскольку будущие симуляции вряд ли вернут идеально прямоугольный след, произвольная многоугольная граница здания была проведена в пределах заданной области. Отпечаток расположен под углом -23,56 ° для совмещения с осью первичного участка; его площадь составляет 339 м ² , а его окружность 80 м (рис. 4). Граница была выдвинута на высоту 15 м (примерно совпадая с линией крыши соседних зданий, но не поднимаясь над ней), чтобы получить начальный объем массирования 5081 м ³ и площадь поверхности 1538 м ² (Рисунок 5) .

Рисунок 4 . Произвольная многоугольная граница здания на участке.

Рисунок 5 . Начальный объем массирования на месте.

Разрешение подразделения геометрии оказывает очевидное влияние на его потенциал для оптимизации. Бесшовная оболочка, натянутая на фиксированной арматуре, фактически лишена каких-либо возможностей оптимизации, помимо изменений, затрагивающих сам материал оболочки. Можно было бы откалибровать внутреннюю тепловую массу материала в определенных точках.Относительную прозрачность кожи, возможно, можно изменить выборочно. Его толщину можно предположительно изменять по градиенту по длине поверхности или просто увеличивать на определенных участках. Возможно, можно создать карманы, в которые можно добавить другие материалы (для получения гибридного материала). Но возможности для дальнейшей оптимизации остаются весьма ограниченными.

Однако разделите эту единую оболочку на две оболочки, и, конечно же, она может состоять из двух разных листовых материалов с разными свойствами.С каждым дальнейшим увеличением количества граней накапливается перспектива улучшения характеристик ограждающей конструкции здания за счет стратегического применения различных материалов. Если подразделение не просто ограничено структурированной сеткой, но также позволяет реализовать неструктурированную, то есть если форма подразделения может влиять на потенциал оптимизации, шансы на достижение лучших результатов с помощью процессов оптимизации еще больше увеличиваются. .

В реальных сценариях стандартизованные размеры материалов и стоимость, вероятно, повлияют на результирующую разнородную (гибридную) сетку в сторону более структурированного состояния.Ожидается, что результаты моделирования и потенциальные преимущества оптимизации будут работать в противоположном направлении, в сторону более неструктурированного подразделения. С точки зрения телеодинамики, последняя траектория создает более «ортоградную» сетку (отклоняющуюся к стабильному организационному равновесию хаоса или максимальной энтропии), в то время как первая приводит к более «контрастной» сетке (отклоняющейся к традиционному архитектурному подразделению более симметричной структуры). сетка) (Прайор, 2015).

Такая ортоградная / контрастная сетка была достигнута за счет комбинации двух различных методов разделения: один основан на регулярной ортогональной сетке, другой – на случайной мозаике Вороного.Последнее представляет собой «разбиение плоскости с n точками на выпуклые многоугольники таким образом, что каждый многоугольник содержит ровно одну производящую точку, и каждая точка в данном многоугольнике находится ближе к своей производящей точке, чем к любой другой» (Voronoi, 1907; Weisstein, 2009 ) (Рисунок 6). Расширенный до трех измерений (как в используемой здесь ячеистой геометрии), аналогичная конструкция будет представлять собой сжатые мыльные пузыри: поместите облако точек внутри коробки и продолжайте надувать пузырь вокруг каждой точки, пока пузырьки не встретятся либо друг с другом, либо с край коробки.Получающаяся в результате мозаика, покрывающая пространство, образованная пересечением пузырей, образует трехмерный узор Вороного (Gold, 1989).

Рисунок 6 . Тесселяция Вороного.

Если облако точек, составляющее базовый набор ядер клеток тесселяции Вороного, будет симметрично упорядочено в так называемый набор Делоне (явно хорошо разнесенный набор точек), результирующие клетки Вороного станут очень регулярными. Эти заполняющие пространство многогранники называются плезиоэдрами (Grünbaum, Shephard, 1980) и включают такие хорошо известные кристаллические структуры, как куб, гексагональную призму и ромбический додекаэдр.Мы по-прежнему считаем плезиоэдрическую мозаику контрастной. Именно тогда, когда ядра клеток организованы случайным образом, Вороной становится ортоградной плиткой, поскольку тогда он управляется внутренней геометрией самой системы, а не «вынужден» взаимодействовать с внешней системой (Deacon, 2012, стр. 220). –227).

Brep («объект представления границы») – это локальное геометрическое представление, которое соединяет вершины, ребра и грани. Пользовательский компонент Voronoi Seed от COW принимает три входных данных: (1) ограничивающая геометрия brep, определяемая начальным объемом массирования, (2) количество точек (в данном случае 100), (3) случайное начальное значение (в данном случае 1) для вставки точек.Компонент выводит окончательную трехмерную геометрию Вороного вместе с данными о его площади поверхности и объеме. Brep сначала превращается в ограничивающую рамку, которая затем используется как виртуальный контейнер, внутри которого точки могут быть псевдослучайно рассредоточены. Вокруг этих точек формируется структура Вороного. Затем процедура отбраковывает те части клеток Вороного, которые лежат за пределами ограничивающего прямоугольника, создавая окончательную клеточную форму.

Этот пользовательский компонент COW был объединен с другим, пороговой кривой, в которой в качестве отправной точки используется граничная кривая участка (двухмерный контур массирующего объема в плоскости x / y – его отпечаток).Эта ломаная линия разбита на упорядоченный список сегментов. Значения ползунка позволяют параметрически управляемое подразделение этих сегментов, так что «пороговая кривая» может быть проведена между контрольными точками на противоположных краевых кривых.

Лофтинг двух поверхностей между этой пороговой кривой разделения и двумя краевыми кривыми на каждом конце контура, а затем выдавливание этих поверхностей до той же высоты, что и наш исходный объемный объем, создает объект, который плавно разделяется на две разные мозаики с каждой стороны. пороговой кривой.На «контрастной» стороне форма основана на регулярной кубической сотовой мозаике, а на «ортоградной» стороне форма повторяет трехмерную мозаику Вороного (рис. 7). Таким образом, пороговая кривая между двумя состояниями контролирует относительную степень контрастности по сравнению с ортоградусностью, демонстрируемую результирующим измененным объемом массирования.

Рисунок 7 . Модифицированный объем массирования и его бесшовная ортоградная / контрастная мозаика.

Хотя эта статья не сосредоточена на оценке биомиметических связей между используемыми методами и примерами, найденными в биологии, представляется разумным указать на теоретическое сходство между такой архитектурной системой кожи, способной переходить из ортоградного в противоположное состояние, и геометрией тела. биологическая система кожи, такая как переходный эпителий.

Из четырех основных типов тканей животных (три других – соединительная ткань, мышечная ткань и нервная ткань) ткань эпителия выстилает полости и поверхности органов и кровеносных сосудов. Переходный эпителий (иногда называемый уротелием, поскольку он почти исключительно выстилает мочевой пузырь, урету и мочеточники) имеет куполообразную форму и способен растягиваться.

В присутствии сил растяжения эти особые эпителиальные клетки могут изменять геометрию. В нерастянутом состоянии «сетка» ячеек устроена «противоположно», при этом ячейки большие, округлые и «регулярно» упорядочены в по существу стратифицированную кубоидальную структуру.В растянутом состоянии организация становится «ортоградной», при этом клетки принимают более плоскую, менее симметричную форму, которая создает многослойное плоское расположение (Hicks, 1965). Хотя это скорее криволинейное, чем угловое преобразование, это постепенное преобразование из одной системы в другую определенно имеет сходство с массирующим объемом, преобразованным посредством процесса, описанного выше.

Десять различных значений деления были использованы для исследования результатов различных положений пороговой кривой, как это схематически показано на (Рисунок 8).Было сочтено, что поверхность с высокой степенью сочленения, вероятно, предоставит больше возможностей для итераций в последующих экспериментах, и, в конце концов, значение 3 (подразделения краевых кривых для создания контрольных точек пороговой кривой) было выбрано как наиболее многообещающий вариант. Это решение было принято с помощью интуитивных, а не формальных стратегий или заранее заданных целевых значений. Поскольку обычно предполагается, что оптимальной ориентацией пассивного дома является юг (Wang et al., 2013), «ортоградное» сочленение было реализовано преимущественно по направлению к южной стороне фасада.В будущих экспериментах относительное положение этой пороговой кривой, конечно, можно и нужно оптимизировать, чтобы приблизиться к наиболее подходящей конфигурации результирующего объема. Площадь поверхности новой модели массирования составляет 2556 м2, ее объем 4933 м3 ³ .

Рисунок 8 . Десять различных значений подразделения, используемых для исследования результата различных положений пороговой кривой (выбранная альтернатива выделена красным).

Как это телеодинамическая форма ? Две сетки, которые организуют артикуляцию геометрии, можно рассматривать как самоупрощающиеся морфодинамические системы, поскольку они усиливают и упорядочивают ограничения, заданные алгоритмами и значениями, которые их контролируют.Одна сетка «пытается» «подтянуть» форму по ортоградной траектории к «естественной» («органической») геометрии случайной мозаики Вороного; другой работает в противоположном направлении, «пытаясь» привести его в соответствие с контрастной «упорядоченной» («искусственной») геометрией регулярной сетки. Взаимодействие между этими двумя системами, направляемое оптимизацией с несколькими целями, которая регулирует итеративный процесс проектирования в ответ на ограничения, зависящие от преднамеренного / упреждающего цифрового моделирования, добавляет к операции телеодинамическое измерение.

Эксперимент II: фотохимическое излучение

Внешняя оболочка здания является «одним из наиболее важных факторов, влияющих на потребление энергии и комфортные параметры любого здания» (Аксамия, 2015). В то время как фасад здания исторически рассматривался в основном как простой барьер между внутренним и внешним пространством, этот элемент все чаще рассматривается как строительная система, способная активно реагировать на внешнюю среду конструкции, чтобы значительно снизить энергопотребление здания.В большинстве случаев фасад будет влиять на энергетический бюджет проекта и комфорт жителей больше, чем любая другая система, и одно из предложенных определений высокоэффективных устойчивых фасадов гласит: «внешние ограждения, которые используют минимально возможное количество энергии для поддержания комфортного внутреннего пространства. окружающая среда, которая способствует здоровью и продуктивности жителей здания »(Аксамия, 2013).

Независимо от состава материалов, городские фасады постоянно подвергаются атакам со стороны широкого спектра физических, химических и биологических факторов.В то время как угроза пожара и риск заражения грибами и насекомыми, безусловно, являются наиболее серьезными структурными опасностями для долговечности деревянного фасада (Dinwoodie, 1981), эффекты фотохимической деградации и увлажнения из-за проливного дождя являются важными аспектами, связанными с использование дерева в качестве облицовочного материала, поэтому следующие два эксперимента были сосредоточены на этих двух аспектах.

Выветривание древесины в значительной степени является результатом присущей материалу нестабильности размеров. Воздействие на древесину ультрафиолетового (УФ) света вызывает образование летучих продуктов разложения, а также изменение химических свойств самого материала (U.С. Лесная служба, 1966). Солнечный свет осветлит сердцевину большинства видов древесины (таких как красное дерево и дуб), хотя он также затемняет другие породы (например, родезийский тик). Изменение цвета происходит очень быстро, за несколько месяцев, и рассматривается как первая стадия процесса выветривания (Dinwoodie, 1981).

Сочетание воздействия световой энергии с воздействием дождя и ветра приводит к разрушающему механизму, который делает древесину серебристо-серой. Однако этот эффект является не просто (не обязательно отрицательным) эстетическим аспектом, а проблемой, связанной с результирующей потерей целостности поверхности (Derbyshire and Miller, 1981; Derbyshire et al., 1995). Лишение материала приводит, во-первых, к разложению (в первую очередь УФ-светом) лигнина, вызывая хрупкость и снижение способности передачи напряжения, а во-вторых, к пагубному сокращению длины цепи целлюлозы (в первую очередь за счет энергии видимой части целлюлозы). спектр), что приводит к снижению прочности микрофибрилл. Комбинированный эффект представляет собой эрозию клеточной стенки и (в частности) отверстия ямки и тора (Dinwoodie, 1981, стр. 207). После атаки клеточные стенки действуют как «эффективный фильтр для клеток внизу, и скорость эрозии от комбинированного воздействия ультрафиолета, света и дождя действительно очень низкая» (Dinwoodie, 1981).

Тем не менее, по крайней мере две причины говорят в пользу использования тактики борьбы с погодными явлениями в отношении фотохимического излучения: (1) постоянная угроза биологической атаки по-прежнему делает надлежащую защиту от погодных условий разумной стратегией и (2) смягчающая стратегия против радиации можно легко превратить в прибыльную стратегию за счет применения фотоэлектрических деревянных панелей, способных не только уменьшить деградацию материала, но также собрать энергию и улучшить характеристики деревянного фасада.

На втором этапе эксперимента моделирование излучения показало, какие части оболочки здания (на его фактическом участке) с наибольшей вероятностью будут затронуты фотохимическим излучением. Это, конечно, также самые полезные области для получения фотоэлектрической энергии. Моделирование позволило выполнить первоначальную приоритизацию материалов и принять обоснованное решение о том, какие фасадные панели в идеале следует отнести к Панели B (Рисунок 9). Ультрафиолетовое и видимое солнечное излучение, достигающее поверхности Земли, ограничено диапазоном от 295 до 800 нм.Инфракрасное излучение охватывает длины волн от 800 до примерно 3000 нм, а излучение от 295 до 3000 нм «включает отдельные диапазоны, которые влияют на выветривание: УФ-излучение, видимый свет и инфракрасное излучение (ИК)» (Williams, 2005).

Рисунок 9 . Облицовочные поверхности здания определены как оптимально несущие элементы фасада панели B.

Моделирование проводилось с использованием плагина Ladybug для Grasshopper (Sadeghipour Roudsari and Pak, 2013a, b). Файл погоды в формате epw для Арланда (59.65 северной широты, 17,95 восточной долготы). Истинный север был создан на основе этого местоположения. В интересах скорости обработки параметр совокупной матрицы неба был настроен на создание простого неба Tregenza (145 участков неба), а не более точного неба Рейнхарта (580 участков неба). Период анализа был установлен с 09:00 до 17:00 с 1 января по 31 декабря. Затенение окружающих зданий игнорировалось. Размер сетки анализа был установлен на 0,1 м, как и расстояние смещения между сеткой контрольных точек и испытательной геометрией (чтобы гарантировать, что радиационный анализ проводился для внешней геометрии).

В результате моделирования было получено суммарное излучение (за один год) 756 061 кВтч. Используя компонент Ladybug Mesh Selector, пороговое значение использовалось для отбраковки любой поверхности ниже верхних 20% значений излучения, возвращая набор фасадных поверхностей панели B, которые получают от 700 до 1000 кВтч / м ² в течение указанного периода анализа . Суммарная радиация, падающая на эти поверхности, составила 398 950 кВтч. Общая площадь поверхностей Панели Б составила 474 м ² . Это зона, защищенная от фотохимической деградации, а также зона, используемая для получения фотоэлектрической энергии через фасадные элементы панели B.Добавление значений общего количества энергии, которое потенциально может быть собрано, а также других параметров, таких как, например, материальные затраты и затраты на реализацию, экономия на обслуживании и нормированная стоимость электроэнергии (Секретариат IRENA, 2012 г.), может дополнительно поддержать и сфокусировать оптимизацию. процесс в будущих реализациях. Первоначальная оптимизация может, например, стремиться к минимизации площади поверхности, выделенной для элементов панели B, при максимальном увеличении количества получаемой солнечной энергии.

При подключении к процессу создания объема, описанному выше, эта стратегия, основанная на моделировании излучения, является еще одним примером того, как сочетание нескольких взаимодействующих морфодинамических систем – геометрическое перетягивание каната между мозаикой Вороного и регулярной сеткой, интегрированной с анализ подверженности его конечных граней разложению и потенциал солнечного сбора – синтезировать, чтобы стать телеодинамической архитектурной системой.

Эксперимент III: Сток воды

Мы разделили объемный объем на составляющие его грани сетки и первоначально назначили основной обработанный консервацией материал панели А для всей оболочки. Было выбрано несколько ячеек сетки, чтобы выделить панель B, собирающую солнечную энергию, на выбранный набор поверхностей в зависимости от их воздействия фотохимического излучения. Теперь у нас осталась частичная оболочка здания, которую еще можно было материально оптимизировать, чтобы максимизировать ее производительность.

Значительная часть изменений размеров древесины в результате внутреннего набухания и усадки, а также гниение и ухудшение других свойств древесины, подвергающихся воздействию элементов, вызваны проникновением воды в кожу. На следующем этапе эксперимента были проанализированы оставшиеся части оболочки здания, чтобы найти области, в которых другой материал – панель C с ее водоотталкивающим ацетилированным поверхностным слоем – можно систематически отнести к фасетам кожи, особенно чувствительным к длительному увлажнению.

Было отмечено, что все здания, «какими бы недостатками они ни были, должны обладать двумя основными характеристиками. Они должны быть конструктивно прочными и не допускать попадания влаги »(Marsh, 1977). Деревянные фасады обычно имеют более широкий диапазон содержания влаги, чем принято: «Минимальное содержание влаги около 10%, по-видимому, одинаково для всех типов деревянной облицовки и всех пород. Максимум, по-видимому, варьируется между видами в зависимости от точки насыщения волокна и зависит от деталей конструкции и качества изготовления… было показано, что среднее содержание влаги практически не имеет значения »(Davies, 2011).

Геометрия поверхности конструкции (например, проектирование горизонтальных и вертикальных выступов или лепка отдельных фасадных панелей) является основным средством управления потоком сточных вод, а неконтролируемый сток приведет к неравномерному выветриванию фасада здания (Робинсон и Бейкер, 1975). Однако сток дождевой воды с фасадов зданий – это «сложный процесс, управляемый широким спектром городских, строительных, материальных и метеорологических параметров», и «несмотря на исследования, проводившиеся на протяжении почти столетия, ветровой дождь и сток дождевой воды все еще очень высок. активные субъекты исследования »(Blocken et al., 2013). Действительно, в процессе подготовки этой статьи авторы выявили заметный недостаток обсуждения и данных в литературе, чтобы помочь расчету стока дождевой воды для наклонных (не вертикальных и негоризонтальных относительно опорной точки) поверхностей, сделанных из дерева. .

Это немалый пробел: эволюция архитектуры как морфологической дисциплины, несомненно, зависит от достижений в архитектурной геометрии, и сегодняшние деревянные конструкции – спроектированные, реализованные и построенные с использованием передовых вычислительных технологий – вероятно, находятся на переднем крае. это развитие (Menges et al., 2016; Weinand, 2016). Это означает, что современные авангардные деревянные конструкции, вероятно, будут иметь сложную геометрию, которая отклоняется от ортогональной традиции, на которой основаны большинство стандартных расчетов стока дождевой воды. Если широкий диапазон параметров – это то, что делает стратегии оптимизации, основанные на (смоделированных) осадках, настолько сложными, мы могли бы сделать хуже для этого первоначального эксперимента, чем сосредоточиться на четырех ключевых факторах.

Первым фактором является расположение конструкции по отношению к другим строениям в ее непосредственной близости (которые могут защищать или усиливать деградацию материала из-за длительного смачивания), а также ее расположение на планете по отношению к характерным местным условиям. климат и погодные условия, которым он может подвергнуться.Более конкретно, они включают годовые суммы осадков и другие данные, которые можно использовать для статистического прогнозирования или определения количества, количества движения, интенсивности и траекторий конденсации атмосферного водяного пара, который может упасть на конструкцию под действием силы тяжести. То есть исторические записи условий дождя и снега для рассматриваемого уникального места.

Типичная погода на данном участке (на основе данных метеостанции в аэропорту Арланда, Стокгольм, Швеция, доступно по адресу https: // weatherspark.com / averages / 28951 / Stockholm-Sweden) является отражением влажного континентального климата города с теплым летом и отсутствием засушливого сезона. Вероятность выпадения осадков в теплое время года (28 мая – 1 сентября) составляет 50%, и в 53% этих дней они будут не хуже легкого дождя. Такие знания могут иметь прямое влияние на выбор элементов поверхности при оптимизации материала фасада.

Тесно связан с климатом второй фактор: влияние преобладающих ветров, особенно когда речь идет о рисках, связанных с ветровыми дождями (WDR).Это дождь, «учитывая горизонтальную составляющую скорости ветра и падающую под углом», явление, которое считается «наиболее важным источником влаги, влияющим на характеристики фасадов зданий» (Blocken and Carmeliet, 2004).

При расчете количества WDR, которое может попасть на фасад, необходимо учитывать несколько параметров. К ним относятся расположение и геометрия конструкции, топология среды, в которой она находится, и несколько конкретных переменных, связанных с климатом, включая скорость ветра, направление ветра, интенсивность турбулентности и дождя, распределение капель дождя по размеру и продолжительность дождя.Большое количество и изменчивый характер этих и других соответствующих параметров «делают количественную оценку WDR очень сложной проблемой. Неудивительно, что, несмотря на исследования, проводимые на протяжении почти столетия, WDR по-прежнему является активным объектом исследований в строительной науке, и предстоит еще много работы »(Blocken and Carmeliet, 2004, p. 1080).

Третий фактор – гистерезис угла смачивания (CAH) капли воды, ударяющейся о поверхность здания. Это явление можно интуитивно понять, если сосредоточить внимание на единственной капле воды, лежащей на одной из наших фасадных панелей.Дождевая капля тянется вниз под действием силы тяжести, в то время как противодействие CAH удерживает ее на месте, в результате чего капля становится асимметричной без движения: «верхняя часть капли становится тонкой с малым углом контакта, а нижняя – толстой с высокий угол смачивания »(Eral et al., 2013). Как только капля дождя достигает определенного размера, она будет скользить по панели асимметрично: CAH – это разница между ее передним и задним углами контакта в направлении движущей силы (в данном случае силы тяжести).Эти углы, конечно, будут меняться в зависимости от угла самого дождя, а также от угла наклона панели относительно наземной точки отсчета (Рисунок 10).

Рисунок 10 . Принцип гистерезиса краевого угла.

Четвертый и последний из основных факторов, рассматриваемых здесь, связан со свойствами материала. Шероховатость, диффузионный переход влаги и другие смачивающие свойства используемого материала поверхности, а также, возможно, его материально заложенная отзывчивость (Reichert et al., 2015), конечно, влияют на способность конструкции отводить дождевую воду. Необработанные элементы поверхности, сделанные из таких пород древесины, как клен, ольха и черная акация, например, вероятно, будут медленнее выветриваться и будут более долговечными после воздействия влаги (из-за меньшего уменьшения угла смачивания). С другой стороны, поверхности, изготовленные, например, из древесины хвойных пород, дуба и тополя, будут быстрее выветриваться из-за их более высокой гидрофильности и соответствующего уменьшения угла смачивания (Oberhofnerová and Panek, 2016).

Одним из эффектов процесса ацетилирования, который «заменяет некоторые гидроксильные группы на полимерах клеточной стенки на связанные ацетильные группы» (Rowell, 2005), является снижение гигроскопичности древесины и снижение точки насыщения ее волокон. Это противодействует пагубным последствиям воздействия влаги на древесину и благоприятным образом изменяет ее свойства, включая повышение стабильности размеров, долговечности и стойкости краски.

Учитывая вышеупомянутые четыре основных фактора, влияющих на способность конструкции отводить дождевую воду, представляется разумным предположить, что эксплуатационные характеристики ограждающей конструкции здания улучшатся, если какая-либо панель наклонена под углом ± 0–30 ° по отношению к опорной точке земли и которая еще не был назначен элемент панели B (из-за его воздействия радиации) должен был состоять из ацетилированного элемента панели C.Это предположение, конечно, является довольно обобщенным – значение степени, безусловно, может быть оптимизировано в будущих исследованиях – но оно составляет разумное число, которое можно использовать в качестве отправной точки для будущих обсуждений в предстоящих экспериментах. Применение этого значения к существующей конструкции определяет, что 11 поверхностных панелей попадают в указанный пролет с общей площадью поверхности 38 м ² (Рисунок 11).

Рисунок 11 . Облицовочные поверхности здания определены как оптимально несущие элементы фасада панели C.

Опять же, использование морфодинамической системы, которая контролирует этот интервал градусов в качестве граничного параметра в рамках многоцелевой оптимизации, объединяющей несколько таких морфодинамических систем, позволяет нам рассматривать алгоритмические «силы», которые «тянут» значения углов в противоположных направлениях, как составляющие части. телеодинамически управляемой конструкции. Фактор гистерезиса краевого угла, вероятно, является наиболее ярким примером этого, когда передний угол капли на наклонной поверхности (в перпендикулярном направлении к силе тяжести) и задний угол (в противоположном направлении, «тянущий» против силы тяжести) усилить и упорядочить ограничения, заданные их алгоритмами управления.

Эксперимент IV: Освещенность и фенестрация

Первые три стадии эксперимента, описанные выше, дали процесс, способный обеспечить материально оптимизированную оболочку здания в отношении объема, излучения и стока воды, но, возможно, они еще не предоставили нам архитектурную оболочку здания . Это требует, по крайней мере, одной дополнительной функциональности: компонента, который приносит свет и воздух во внутренние помещения и позволяет открывать вид на окружающий пейзаж, сохраняя при этом тепловые свойства полученного здания на приемлемом уровне.

Сохраняя метафору кожи, нам нужен ряд стратегически расположенных пор. Проемы, способные обеспечивать достаточное количество дневного света, ограничивая при этом приток солнечного тепла в здание, часто проблематичное повышение температуры в результате солнечного излучения. Четвертый и последний эксперимент вводит такую ​​контекстно-зависимую стратегию окон, которая оптимизирует перфорацию в оболочке здания и назначает четвертый материал, перфорированную панель CLT, покрытую слоем стеклянного листа, который составляет панель D, для создаваемых отверстий.

Основание архитектурного проекта на выравнивании строения с траекторией солнца по небу относительно рассматриваемого участка, конечно, не новая идея. Известно, что огромные камни и набережная авеню, составляющие основные черты доисторического памятника Стоунхендж в Великобритании, расположены так, что они совпадают с закатом зимнего солнцестояния и восходом солнца летнего солнцестояния на северо-востоке / юге. -Западная ось (Джонсон, 2008). Эксперты до сих пор спорят о преднамеренности этого дизайна, при этом некоторые утверждают, что памятник был построен на естественном рельефе ледникового периода, который случайно находится на оси солнцестояния (Alberge, 2013).История архитектуры полна построек на основе солнечной энергии: подобное выравнивание структур и городских планов с солнечными событиями и явлениями предполагает присутствие передовых культур в известных исторических местах, включая Мачу-Пикчу, Абу-Симбел и каньон Чако. В результате своих религиозных верований древние ацтеки ориентировали целые города в зависимости от направления восхода солнца (Aguilar-Moreno, 2007).

Есть несколько современных дополнений к этой традиции солнечных батарей, которые можно рассматривать как прецеденты к обсуждаемой здесь оптимизации освещенности.Схема жилищного строительства из блоков с нарезной пористостью Стивена Холла (Steven Holl, 2007) для Чэнду, Китай, обретает форму «благодаря распределению естественного света. Требуемое минимальное воздействие солнечного света на окружающую городскую ткань предписывает точные геометрические углы, которые разрезают экзоскелетный бетонный каркас конструкции »(Steven Holl Architects, 2012). Другие примеры архитектурных проектов, основанных на пути солнца по небу, включают несколько проектов Studio Gang Architects, таких как офисная башня Solar Carve, которая в настоящее время строится в Нью-Йорке.Жилая башня студии в Чикаго, Solstice on the Park (также находится в стадии строительства), имеет навесную стену из плетеного стекла, которая наклонена под углом 71 градус в соответствии с широтой города, чтобы обеспечить пассивное солнечное нагревание зимой при одновременном снижении потребности в кондиционировании воздуха в помещении. лето (Studio Gang Architects, 2017).

Солнце освещает интерьер естественным дневным светом – это распространенная стратегия улучшения условий визуального комфорта для жителей здания и снижения общего энергопотребления здания.Факторы, которые могут повлиять на попытки дизайнеров улучшить временную и пространственную доступность дневного света в архитектурной структуре, включают в себя массивность и ориентацию здания (и его фасадов), стратегию окон и свойства используемых материалов. Особые условия, характерные для данного участка, погодные условия, программа здания и более или менее четко определенные желания его пользователей также могут иметь влияние.

Усиление солнечного излучения и визуальный комфорт могут быть дополнительно улучшены и оптимизированы с помощью ряда широко доступных коммерческих продуктов, включая затеняющие устройства, уменьшающие блики светорассеивающие панели и элементы дневного света, которые отражают входящий дневной свет глубже в интерьер – помимо электрического освещения и системы управления затемнением.

Целевые показатели эффективности дневного света идеально определяются в начале проекта, чтобы руководить проектированием, позволяя при этом взвешенное сравнение различных вариантов дизайна дневного света с точки зрения, например, стоимости и прогнозируемых характеристик. Используемый здесь метод является упрощенной версией этой стратегии. Чтобы тщательно проанализировать возможности использования естественного дневного света в качестве рабочего параметра в многоцелевой методологии COW, основанной на оптимизации, нам необходимо сначала запустить моделирование, чтобы оценить физическое количество дневного света, доступного на площадке и в здании.Эти результаты затем могут быть преобразованы в показатели эффективности дневного света, которые в конечном итоге интерпретируются и используются для принятия и оценки автоматизированных проектных решений, которые контролируют окончательную геометрию конструкции.

Используя оставшиеся грани сетки, которая определяет оболочку здания в качестве нашей тестовой аналитической поверхности, мы смоделировали значения освещенности на поверхности для рабочих часов (с 09:00 до 17:00) в течение всего года (чтобы охватить как зимние, так и зимние часы). и летние сезоны). Программа моделирования дневного света может либо рассчитать количество дневного света «при выбранных условиях неба (статическое моделирование) или в течение всего года (динамическое моделирование)» (Reinhart, 2006).Используемые значения диапазона составляли 300–4000 лк (обычно рассматриваемые как минимальная величина, необходимая для видимости, и нижний порог для проблем ослепления, соответственно (Reinhart, 2006)), в результате чего площадь остекления составляла 678 м ² и оставшаяся «рамка» площадь 2842 м ² .

Анализ освещенности проводился с использованием Honeybee, родственного плагина Ladybug для Grasshopper (Sadeghipour Roudsari and Pak, 2013a). «Фоновый механизм», поддерживающий данные для подключаемого модуля, – это EnergyPlus, программное обеспечение с открытым исходным кодом от Министерства энергетики США (https: // energy.gov / eere / Buildings / downloads / energyplus-0). Лица, которые получают достаточное количество дневного света, чтобы попасть в верхние 20% диапазона значений (параметр, который, конечно, может быть изменен в пределах определения и используется в качестве ограничения во время предстоящих процедур оптимизации), используются для фенестрации (остальные отбираются и присвоил материал Панели А). Эти 20% связаны с компонентом Weaverbird Picture Frame (wbFrame) (Piacentino, 2009), который «вычисляет новую сетку с более высоким родом, где каждое лицо имеет новое отверстие в центре и напоминает рамку изображения.Получающаяся сетка всегда состоит из четырехугольников »(Пьячентино, 2009). Результирующая схема оконных проемов создает «проемы», которые повторяют две разные геометрические формы панелей из оптимизированной объемной сетки (треугольники и четырехугольники), равноудаленные от краев трех или четырех четырехугольных «обрамляющих панелей» соответственно (три окружают каждый треугольник, четыре окружают каждый четырехугольник) внутри каждой грани сетки (рис. 12). Скалярное значение, контролирующее толщину кадра (от внешних краев четырехугольной грани до краев внутренних вершин), было установлено на 20; это, конечно, также может быть оптимизировано в будущих исследованиях.

Рисунок 12 . Схема фенестрации (крупный план).

Фенестрация обычно рассматривается как функциональное требование. Однако по определению это также стратегия материалов, поскольку определенным частям оболочки здания назначается материал с более высокой относительной прозрачностью, чем другим. Обычные фасады проектируются с использованием окон стандартного размера (обычно прямоугольные стекла, удерживаемые в деревянных, пластиковых или металлических рамах), расположенных так, чтобы через равные промежутки времени выделять внешние поверхности здания.Менее ортодоксальные конструкции, такие как представленный здесь, могут использовать преимущества альтернативных материалов, поскольку элементы здания (включая застекленные зоны) обычно индивидуально отличаются друг от друга и в цифровом виде (предварительно) изготавливаются на заказ и / или массово. индивидуальный дизайн, уникальный для структуры, частью которой они являются.

Здесь мы используем этот потенциал, позволяя верхнему (внешнему) слою панели CLT быть листом стекла. Вместо того, чтобы использовать стандартное гибридное решение с листом остекления, удерживаемым на месте (деревянной) рамой, мы решили «расширить» материал остекления и сделать его тонкий верхний слой, покрывающий весь квадрат фасада от края до края (Рисунок 13 ).Таким образом, остекление не просто устанавливается внутри проема, но и расширяется по периметру элемента, чтобы защитить всю раму от давления окружающей среды. Это эффективно сочетает в себе внешний слой экрана от дождя с внутренней структурной панелью внутри того же гибридного элемента. Эта деталь устраняет традиционно жесткую дихотомию между (неструктурным) окном и (структурной) оконной рамой – за счет дополнительных затрат на большее количество остекления, чтобы компенсировать пониженную потребность в техническом обслуживании, которая должна следовать из этого вида защиты.Необходимы дальнейшие исследования для оценки актуальности этой стратегии.

Рисунок 13 . Концепция остекления CLT панели D.

На данном этапе было бы благоразумно подчеркнуть, что, как и все стратегии, основанные на многоцелевом анализе, идея архитектурной «производительности» не обязательно ограничивается такими легко поддающимися количественной оценке показателями, как освещенность. Настоящее исследование сосредоточено на этом конкретном параметре, поскольку оно поддерживает краткое изложение прототипа здания, для которого проводится исследование: здание, которое необходимо должным образом освещать, предпочтительно с использованием естественного дневного света, как по причинам теплового комфорта, так и по причинам энергетического сознания.

Конфликтующие цели морфодинамических систем предыдущих экспериментов (которые эффективно определяют панели, способные нести фенестрацию) вместе с новой морфодинамической системой, параметрически контролируемым ограничением на то, насколько велик процент тех граней, которым назначается остекление (опять же на основе на упреждающем моделировании вероятных будущих сценариев), объедините, чтобы превратить это в стратегию телеодинамической фенестрации. Прозрачные (контрастные) отверстия «вскрывают» непрозрачную (ортоградную) обшивку, пропуская свет в здание и позволяя ему достичь своих целевых показателей дневного света.Окончательная комбинация типов элементов показана в разобранном виде на (Рисунок 14). Визуализированная модель окончательной телеодинамически спроектированной оболочки здания показана на (Рисунок 15).

Рисунок 14 . Разобранная диаграмма, показывающая окончательную комбинацию типов элементов.

Рисунок 15 . Визуализирована 3d модель окончательной телеодинамически спроектированной оболочки здания.

Обсуждение

Этапы эксперимента I-IV, описанные выше, оптимизировали ограждающую конструкцию здания на прочность на том самом месте, где она должна быть построена.С помощью процедур оптимизации COW оболочка здания подразделяется на набор фасадных элементов, которым можно назначить заранее определенное количество определенных свойств / возможностей долговечности. Эти различные элементы можно оптимально комбинировать для достижения наилучших экологических / долговечных характеристик в конкретных условиях объекта, одновременно учитывая оптимальные условия освещения для внутренней среды. В экспериментах, описанных выше, были заранее определены четыре различных типа элементов в ответ на погодные условия и погодные условия, характерные для конкретного участка, с целью создания фасадной системы на основе древесины, адаптированной на местном уровне к различным уровням нынешнего атмосферного воздействия и будущему риску деградации.Типы элементов также могут быть определены с учетом других аспектов / характеристик производительности.

В то время как еще менее развитая версия системы COW ранее использовалась и была представлена ​​в документе конференции (Larsson, 2016), текущая итерация все еще является альфа-версией в самом зачаточном состоянии: предстоит еще многое разработать, чтобы продвиньте его дальше по жизненному циклу выпуска программного обеспечения и превратите его в полнофункциональный инструмент, который можно правильно использовать в реальных процессах проектирования.

Можно перечислить широкий спектр потенциальных приложений для будущих версий прототипной системы проектирования. В контексте материаловедения, применяемого практически к проектированию и архитектуре деревянных конструкций, Святой Грааль призван облегчить переход между новыми знаниями о поведении материалов в микромасштабе и фактическими изменениями в дизайне архитектурной геометрии на макроуровне. шкала.

Система COW, кажется, предоставляет один из способов облегчить такой процесс перевода, но необходимо провести много исследований, прежде чем можно будет достичь твердого понимания задействованных механизмов.Рассмотрим вопрос «Какая геометрическая реконфигурация структуры x будет результатом изменения свойства материала y?». То, как малейшие из «локальных» изменений в каком-либо аспекте композиции конструкции могут привести к гораздо большим изменениям в «глобальном» масштабе, – это анализ, который может позволить провести обратный инжиниринг процесса проектирования, от применения материалов до заданного геометрия для создания и спецификации геометрии на основе свойств материала.

Выводы

Как указано, это исследование преследовало две цели.Его основная цель, создать первую итерацию упреждающего инструмента для генеративного проектирования инновационных деревянных конструкций, которые могут быть в дальнейшем развиты и исследованы в ходе предстоящих исследований, привела к созданию системы COW. Затем эта система была использована для теоретической дискуссии о том, как традиционный взгляд на архитектуру и инженерию как преимущественно гомеодинамические процессы может уступить место тому, который рассматривает процесс проектирования как телеодинамическую систему, способную изменять свою динамику, чтобы более эффективно поддерживаться внешними условиями. .

Добавление механизмов моделирования и прогнозирования к процессу проектирования может повысить его полезность за счет добавления преимуществ, связанных с использованием потоков данных, зависящих от места и времени. Такие потоки эффективно «приостанавливают» управляемую алгоритмом итерацию проектирования во времени и пространстве, чтобы позволить параметрическое влияние на нее прошлых или будущих событий, таких как уникальные условия объекта и проекта, включая будущие местные прогнозы погоды или изменения политического контекста схемы. экономика или юридические обстоятельства.

Исследования будущего

Хотя вышеприведенное обсуждение обеспечивает зарождающуюся теоретическую схему того, как использовать телеодинамическую парадигму в областях архитектуры и инженерии, в этой области еще предстоит проделать большую работу. Ниже предпринята попытка перечислить некоторые очевидные вопросительные знаки, которые необходимо решить на нынешнем, зарождающемся уровне.

Первоначальные исследования могут быть сосредоточены на том, как определить «конкретное пространство возможностей с определенной структурой» (ДеЛанда, 2011), и как это пространство может быть эффективно исследовано с помощью многоцелевых операций оптимизации в рамках алгоритмической / параметрической структуры, как « соединение »морфодинамических процессов в такой системе может быть разработано таким образом, чтобы создать телеодинамические итерации дизайна, и как фронт Парето таких итераций может быть лучше всего проанализирован и оценен.

Какие «преднамеренные» качества можно и нужно считать «драйверами» процессов оптимизации? Каков полный объем возможностей, которые приходят с методологическим сдвигом проектирования не (только) для существующих сценариев, но (также) для возможностей, которые (еще) не реализованы?

Как упоминалось выше, механизмы, представленные в COW, теоретически могут быть подключены в любом порядке, но разные последовательности конфигурации, скорее всего, приведут к другим конечным результатам.Как контролировать это и уйти от заранее продуманной последовательной комбинации компонентов – это еще одна область, заслуживающая дальнейшего изучения.

После таких начальных исследований относительное взвешивание индивидуальных желаний и движущих сил внутри системы, которые производят более или менее оптимизированные итерации дизайна, будет важным вкладом в создание полностью функциональной методологии. Как можно присвоить входным значениям относительные уровни релевантности и важности? Компонент пользовательского объекта может быть создан для использования всякий раз, когда системе необходимо «наказать» решения, которые не попадают в предварительно заданные значения ссылки группы кадров.Могут быть созданы методы, которые позволят членам проектной группы объединить результаты нескольких задач и наказывать их коллективно (так, чтобы, например, учитывались общие выбросы CO ₂ материала, а не пиковые значения для отдельных материалов).

Еще один шаг может включать оптимизацию самой системы оптимизации: компоненты пользовательских объектов могут быть сконструированы для упрощения создания новых компонентов COW, а формальный набор правил разработан, чтобы гарантировать, что они действуют аналогичным и предсказуемым образом, на основе общая логика ввода / вывода.Также можно предпринять шаги, чтобы упростить и ускорить выполнение многоцелевых процессов оптимизации, поскольку они, как известно, являются медленными операциями, требующими тяжелой компьютерной обработки.

Авторские взносы

ML: Существенный вклад в концепцию и дизайн работы; а также сбор, анализ или интерпретация данных для работы; составление проекта работы и ее критическая проверка на предмет важного интеллектуального содержания; окончательное одобрение публикуемой версии; и согласие нести ответственность за все аспекты работы в обеспечении того, чтобы вопросы, связанные с точностью или целостностью любой части работы, были надлежащим образом исследованы и решены.AF, MW: Существенный вклад в интерпретацию данных для работы; критическая доработка; окончательное утверждение публикуемой версии; и согласие нести ответственность за все аспекты работы, чтобы вопросы, связанные с точностью или целостностью любой части работы, должным образом исследовались и решались.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Авторы выражают искреннюю признательность за финансовую поддержку Svenska Träskyddsföreningen (Шведская ассоциация производителей древесины). Это исследование было проведено в рамках EnWoBio: лаборатории инженерных материалов из древесины и биологических материалов и продуктов в KTH Building Materials, финансируемой Шведским исследовательским советом Formas (проект 2014-172).

Мы в долгу перед основными разработчиками программных приложений и плагинов, которые в основном используются для сборки альфа-версии COW: Дэвидом Руттеном, Тимоти Логаном, Робертом Вирлингером, Мостафа Садегипуром Роудсари, Мишель Пак, Крисом Макки и Джулио Пьячентино, а также полезным членам кузнечика3d.com, форум веб-сайта: Андерс Холден Делёран, Питер Фотиадис, Том Янковски и Хёнсу Ким. Благодарим Бартелеми Апетита и Алекса Кайзера за помощь в создании фигур. Мы очень благодарны рецензентам, которые внимательно изучили рукопись и внесли много ценных предложений, которые помогли нам улучшить ее качество.

Сердечная благодарность Эммету Ларссону Леви (который продолжал подвергать сомнению рассуждения на логическом уровне намного дольше своих четырех лет) и Мадлен Леви (которая не только применяла свое замечательное фирменное терпение на протяжении всего процесса, но и родила Астор, поскольку эта статья была написано).

Сноски

Список литературы

Аксамия А. (2013). Устойчивые фасады: методы проектирования ограждающих конструкций высокопроизводительных зданий . Хобокен, Нью-Джерси: Джон Уайли и сыновья.

Аксамия А. (2015). «Высокоэффективные ограждающие конструкции: методы проектирования энергоэффективных фасадов», Труды конференции по науке и технологиям ограждения зданий (BEST) 4 , 12–15 апреля (Канзас-Сити, Миссури: Национальный институт строительных наук).

Google Scholar

Альберге, Д. (2013). Стоунхендж был построен на оси солнцестояния, подтверждают раскопки. Хранитель .

Google Scholar

Ансари И. (2013). Архитектура, синтаксис и появление новой субъективности: Иман Ансари в разговоре с Питером Эйзенманом. Architectural Review, Специальный выпуск по архитектуре и представлению, май 2013 г. . 94–99.

Блокен Б. и Кармелиет Дж. (2004). Обзор исследований дождя, вызванного ветром, в строительной науке. J. Wind. Англ. Ind. Aerod. 92, 1079–1130. DOI: 10.1016 / j.jweia.2004.06.003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Блокен, Б., Дером, Д., и Кармелиет, Дж. (2013). Сток дождевой воды с фасадов зданий: обзор. Сборка. Environ. 60: 339e361. DOI: 10.1016 / j.buildenv.2012.10.008

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дэвис, И. П. (2011). Условия влажности в наружной деревянной облицовке: полевые испытания и их значение для проектирования .Докторская диссертация, Эдинбургский университет инженерии Нэпиера и искусственная среда, Эдинбург).

Google Scholar

Дьякон, Т. (2012). Неполная природа: как разум возник из материи , Нью-Йорк, Нью-Йорк: Нортон.

Google Scholar

ДеЛанда, М. (2011). Философия и моделирование: появление синтетического разума , Лондон: Блумсбери.

Google Scholar

Дербишир, Х., Миллер, Э. Р. (1981).Фотодеградация древесины под воздействием солнечного излучения. Holz als Roh Werkstoff 39, 341–350.

Google Scholar

Дербишир Х., Миллер Э. Р., Селл Дж. И Туркулин Х. (1995). Оценка фотодеградации древесины с помощью испытания на микропрочность. Drvna Ind . 46, 123–132.

Динвуди, Дж. М. (1981). Древесина: ее природа и поведение. Лондон; Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: E & FN Spon (2000). Первое издание 1981 г., Van Nostrand Reinhold Co. Ltd), 206.

Эрготт, М.(2005). Многокритериальная оптимизация . Берлин; Нью-Йорк, Нью-Йорк: Биркхойзер).

Google Scholar

Эрал, Х. Б., ‘т Маннетье, Д. Дж. С. М. и О, Дж. М. (2013). Гистерезис краевого угла: обзор основ и приложений. Colloid Polym. Sci. 291, 247–260. DOI: 10.1007 / s00396-012-2796-6

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Эвинс Р. (2013). Обзор методов вычислительной оптимизации, применяемых к экологичному проектированию зданий. Возобновляемые источники энергии. Energy Rev. 22, 230–245. DOI: 10.1016 / j.rser.2013.02.004

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Голд, К. М. (1989). «Диаграммы Вороного и пространственная смежность», Труды G.I.S. – Challenge for the 1990s (Ottawa, ON: Canada), 1309–1316.

Google Scholar

Грюнбаум Б. и Шепард Г. К. (1980). Плитки с конгруэнтными плитками. Bull. Амер. Математика. Soc. 3, 951–973.

Google Scholar

Хикс, Р.М. (1965). Тонкая структура переходного эпителия мочеточника крысы. J. Cell Biol. 26, 25–48.

PubMed Аннотация | Google Scholar

Хван, К.-Л., и Масуд, А.С.М. (1979). Принятие решений с множественными объектами – методы и приложения: современный обзор . Берлин; Гейдельберг: Springer.

Google Scholar

Секретариат IRENA. (2012). Технологии возобновляемой энергии: Серия «Анализ затрат», Vol. 1. Бонн: Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (IRENA), 3.

Джонсон, А. (2008). Решение Стоунхенджа: новый ключ к древней загадке. Лондон: Темза и Гудзон.

Ноулз Р. Л. (2003). «Солнечная оболочка», в Стандарты экономии времени для городского дизайна , редакторы Д. Уотсон, А. Платтус и Р. Шибли (Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: МакГроу-Хилл), 4.6.1–4.6.18.

Ларссон, М. (2016). «Параметры за пределами параметризма», в материалах 12-го заседания Северо-Европейской сети науки и техники по древесине (WSE): Наука и инженерия древесины – ключевой фактор перехода к биоэкономике , ред.Андерсонс и А. Кокоревич (Рига).

Логан Т. (2013). Лось 0.3.1. Подключаемый модуль Grasshopper для создания карт и топографических поверхностей . Доступно в Интернете по адресу: www.food4rhino.com/app/elk

Марш, П. Х. (1977). Проникновение воздуха и дождя в здания . Ланкастер: Строительная пресса, ООО

Мид, М. (1968). «Кибернетика кибернетики», в Целевые системы. Труды Первого ежегодного симпозиума Американского общества кибернетики , ред.фон Ферстер, Л. Дж. Петерсон и Дж. К. Рассел (Нью-Йорк, Нью-Йорк; Вашингтон, Округ Колумбия: Spartan Books).

Google Scholar

Менгес А., Швинн Т. и Криг О. Д. (2016). Развитие деревянной архитектуры: вычислительный подход (Лондон: Routledge).

Google Scholar

Microsoft. (1985). Microsoft Excel, программное обеспечение для работы с электронными таблицами Microsoft .

PubMed Аннотация

Нгуен А., Рейтера С. и Ригоб П. (2014). Обзор методов оптимизации на основе моделирования, применяемых для анализа производительности зданий. Заявл. Энергия 113, 1043–1058. DOI: 10.1016 / j.apenergy.2013.08.061

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Оберхофнерова, Э., Панек, М. (2016). Смачивание водой отдельных пород древесины на начальных стадиях выветривания. Wood Res. 61, 545–552.

Google Scholar

Прайор, А. (2015). Ограниченная динамика как ортоградная, так и контраградная. Religion Brain Behav. 5, 65–71. DOI: 10.1080 / 2153599X.2013.826721

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Райхерт С., Менгес А. и Корреа Д. (2015). Метеочувствительная архитектура: биомиметические оболочки зданий, основанные на материально встроенной и гигроскопической чувствительности. Компьютерное проектирование 60, 50–69. DOI: 10.1016 / j.cad.2014.02.010

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рейнхарт, К. Ф. (2006). Учебное пособие по использованию моделирования DayDaysim для устойчивого проектирования .Кембридж, Массачусетс: Высшая школа дизайна Гарвардского университета.

Роберт Макнил и партнеры (2014). Rhinoceros 5 SR9 64-бит, 5.9.40617.14345 (июнь 2014 г.). Grasshopper 0.9.0075 (апрель 2014 г.).

Робинсон Г. и Бейкер М. С. (1975). Wind-Driven Rain and Buildings , Technical Paper No. 445, Division of Building Research, National Research Council, Ottawa, Canada.

Розенблют А., Винер Н. и Бигелоу Дж. (1943). Поведение, цель и телеология. Phil. Sci. 10, 18–24.

Google Scholar

Роуэлл Р. М. (2005). «Химическая модификация древесины», в справочнике по химии древесины и древесным композитам , ред Р. М. Роуэлл (Бока-Ратон, Флорида: CRC Press), 397.

Google Scholar

Руттен, Д. (2007). Кузнечик (Роберт Макнил и партнеры) . Доступно в Интернете по адресу: www.grasshopper3d.com

Садегипур Роудсари, М., и Пак, М. (2013b). Пчела. (Плагин для моделирования энергии здания и дневного света, подключающий Grasshopper к EnergyPlus, Radiance, DayDaysim и OpenStudio.) Доступно в Интернете по адресу: www.grasshopper3d.com/group/ladybug

Сольберг, М. (2014). Неполная природа Терренса Дикона (онлайн-обзор, Somatosphere), 1–5 . Доступно в Интернете по адресу: www.somatosphere.net/2014/06/terrence-deacons-incomplete-nature.html

Лесная служба США (1966 год). «Характеристики поверхности древесины, поскольку они влияют на долговечность отделки», в исследовательском документе Лесной службы США FPL 57 (Мэдисон, Висконсин: Министерство сельского хозяйства США, март 1966 г.).

Фирлингер Р. (2012). Octopus (серия инструментов Grasshopper, разработанная Робертом Верлингером в Университете прикладных искусств . Вена: Bollinger + Grohmann Engineers.

Вороной Г. (1907). Новые приложения непрерывных параметров в теории квадратичных форм. Премьер-воспоминание: sur quelques propriétées des formes quadritiques positives parfaites. J. Reine Angew. Математика . 133, 97–178.

Google Scholar

Ван, З. ,., Тиан, З., Дин, Ю. (2013). Исследование влияющих факторов энергопотребления и теплового комфорта для пассивного солнечного дома со стеной аккумулирования воды. Energy Build. 64, 218–223. DOI: 10.1016 / j.enbuild.2013.05.007

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вайнанд Ю. (2016). Современные деревянные конструкции: архитектурное проектирование и цифровые размеры . Базель: Биркхойзер.

Google Scholar

Уильямс, Р.С. (2005). «Выветривание древесины», Справочник по химии древесины и древесным композитам, ред. Роуэлл, Р. М. (Лондон: Тейлор и Фрэнсис), 149–150.

Google Scholar

Морфологический подход к процессу кинетического проектирования фасада для улучшения визуального и теплового комфорта: Обзор

Визуальный и тепловой комфорт для пассажиров в значительной степени зависят от внешних климатических условий окружающей среды, которые постоянно меняются. В частности, одновременная оптимизация визуального и теплового комфорта является сложной темой из-за взаимных конфликтов между ними.В этой обзорной статье изучается фасад как сложный интерфейс между внутренней и внешней частью зданий, который может действовать как защитный или регулирующий элемент от резких колебаний внешнего климата. Изучаются шесть взаимосвязанных предметов, включая кинетический фасад, биомимикрию, строительную форму как модификатор микроклимата, энергоэффективность, комфортные условия, параметрическое дизайнерское мышление. Процесс обзора литературы отвечает на следующие исследовательские вопросы: (1) какие междисциплинарные предметы соответствуют процессу кинетического проектирования фасада для создания инновационного архитектурного процесса? (2) Что является наиболее важным фактором в кинетическом дизайне фасада с целью одновременного улучшения визуального и теплового комфорта пассажиров на основе многопрофильных исследований?

Было проведено множество исследований, посвященных стратегиям, принципам и критериям концепций кинетических фасадов.Однако междисциплинарные исследования для предложения кинетической формы фасада относительно редки. Кроме того, очень требовался адаптивный фасад с дневным освещением с ежедневным изменением солнечной геометрии. Следовательно, генеративно-параметрический и быстрый метод поиска формы для реагирования на различные климатические условия будет решением для обеспечения большей приспособляемости к динамическому дневному свету. Это исследование направлено на предложение процесса кинетического проектирования фасада, способного одновременно улучшить визуальный и тепловой комфорт жителей за счет управления возобновляемыми источниками энергии на месте, состоящими из солнечной радиации и ветра.Фасад как единственный интерфейс между внутренним и внешним пространством здания, вдали от буквального и исторического восприятия, признается внутренними функциональными атрибутами, включая сложность, неоднородность и многодисциплинарность. Более того, взаимосвязанные предметы влияют на форму фасада индивидуально и в совокупности с учетом функционального сценария, что меняет восприятие кинетического фасада с элегантного и модного состояния на функциональный и практичный элемент.

интересная фасадная панель для отделки стен

30 Идеи фасадных стеновых панелей вагонка стеновые панели.

Фасадные декоративные виниловые стеновые панели размером 4 фута на 8 футов легко преобразят любую комнату благодаря своему уникальному архитектурному дизайну за небольшую часть стоимости других декоративных панелей. Панели водонепроницаемы и долговечны, что делает их идеальными для помещений с повышенным риском в вашем доме, включая ванную комнату в гараже или подсобное помещение. 【Получить цену】

Amazon.com: облицовка кирпичом для внутренних стен

Arthome 10 Pack 56,9 кв. Ft Faux Foam Bricks 3D Wall Panels Peel and Stick Wallpaper for Living Room Bedroom Background Wall Decoration White Cover 56.9 кв. Футов 4,3 из 5 звезд 446 $ 55,98 $ 55. 98 $ 69.98 $ 69.98 【Получить цену】

Революция в строительстве довольно интересных стен и фасадов.

Элементы декора: революция в создании довольно интересных решений для стен и фасадов. Апрель 2020. Революция в строительстве довольно интересных решений для стен и фасадов 【Получить цену】

50 самых популярных сайдингов и облицовки из камня в 2021 году Houzz

Добавление строительного шва увеличит покрытие. Размер панели ШxВxГ: 11 дюймов x 5 дюймов x.6-дюймовые тонкие бетонные облицовочные панели из камня, напоминающие натуральный сланцевый камень. Пригодны для внутренних и внешних работ. Простота установки, простота очистки и отсутствие обесцвечивания. Влагостойкий, морозостойкий и термостойкий камень голландского качества. 【Получить цену】

Идеи деревянных панелей для ваших стен. Это вам на самом деле понравится.

Newsflash: Деревянные панели нужны не только для подвалов, построенных в 1970-х. Секрет создания внешнего вида – не в том, чтобы закрасить их. На самом деле, это шикарное дерево – обшитые панелями комнаты гордо выехали.【Узнать цену】

Панели для фасадов Облицовка фасадов Archiproducts

Панели для фасадов. Найдите все бренды продуктов и розничных продавцов Панели для фасадов: узнайте о ценах и новых функциях 【Получить цену】

30 Идеи перфорированных металлических панелей Перфорированные металлические фасады.

18 октября 2019 г. – Изучите доску Милоша Макарича «Перфорированная металлическая панель» на Pinterest. Ознакомьтесь с другими идеями о перфорированном металлическом фасаде.Готовые варианты и готовые к покраске варианты позволяют сохранить простоту или придумать свои собственные идеи обшивки стен. Вот несколько способов использования стеновых панелей из бисера: 【Получить цену】

27 Стеновые панели: идеи интерьера Интерьер на всю жизнь

Стеновые панели – интересная идея для создания современного интерьера. Вы можете выбрать любой цвет и стиль. Если у вас есть уникальное и великолепно выглядящее настенное панно, вам не нужно думать о других украшениях интерьера. Мебельные шторы на полу и потолке могут быть нейтральными, если в вашем интерьере есть интересная вагонка.【Получить цену】

Революция в строительстве довольно интересных стен и фасадов.

Элементы декора: революция в создании довольно интересных решений для стен и фасадов. Февраль 2020. Революция в строительстве Довольно интересное решение для стен и фасадов 【Получить цену】

Дизайн облицовки Облицовка наружных стен Облицовка фасада

Солнцезащитные сетчатые панели, деревянный профиль, алюминиевый профиль, облицовка ненесущих стен. 【Получить цену】

22 Уникальные конструкции зданий С динамическими фасадами

Вся стена складывается и открывается подобно воротам гаража, открывая красочную и веселую среду за ней.Смотреть в галерее Стремясь выделить это здание среди своих соседей и контрастировать с соседними конструкциями, архитекторы представили его фасад как анимированную поверхность. мы говорим о Checker. 【Получить цену】

Плюсы и минусы деревянного сайдинга – всесторонний обзор

Некоторые говорят, что самое главное внутри. Однако, что касается архитектуры и дизайна, всем нравится хороший экстерьер. Ваш фасад – это то, что определит, как ваши гости и соседи воспримут ваш дом.Это также привлечет потенциальных покупателей жилья. Вот почему так важно, чтобы он всегда выглядел наилучшим образом. В конце концов, у вас есть только одна возможность произвести хорошее первое впечатление!