Advances in digital design and fabrication of wooden architecture

• Autorzy: Golański Michał

Identyfikatory

DOI

10.24427/aea-2022-vol14-no4-04

Warianty tytułu

PL

Rozwoj cyfrowych metod projektowania i fabrykacji w architekturze drewnianej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper deals with the possibilities of architectural design of wooden structures in the digital age. The first part of the paper presents the material-based design as a new approach to shaping free-form objects. The problem is that a new geometry requires new materials or a new approach to old, well-known building materials and structures. The lack of suitable materials to build curvilinear free-form surfaces has led to the use of traditional materials in new ways. The second part describes the historical techniques of designing and manufacturing of curvilinear wooden forms. They were compared to digital tectonics as a new methodology in architectural design. Historically, architects and carpenters used the stereotomy method and manufactured non-standard wooden elements (e.g. guitarde dormers and balconies), taking into account the inherent properties of the material. Digital CAD/CAM technologies have radically changed the conceptual approach to architectural and engineering design. Architectural forms created with the use of digital parametric tools are considered in terms of geometry, material properties and means of production. Such well-known buildings as Chesa Futura in St Moritz (Switzerland) and Weltstadthaus in Cologne (Germany) were presented as model examples of digital tectonic design in wooden architecture. In the Discussion, the paper presents the advantages of timber architecture. The new generation of high-performance wood materials offers unique architectural possibilities. The digital era led to the transformation of traditional tectonics into digital tectonics operating in terms of construction logic shaped according to the principles of digital design and fabrication tools. The CAD/CAM system is the basic formula of digital tectonic approach and it unveils inherent properties of wood as a natural material.

PL

Artykuł dotyczy możliwości projektowania architektonicznego konstrukcji drewnianych w epoce cyfrowej. W pierwszej części przedstawiono projektowanie materiałowe jako nowe podejście do kształtowania obiektów o formach swobodnych. Problem polega na tym, że nowa geometria wymaga nowych materiałów lub nowego podejścia do starych, dobrze znanych materiałów i konstrukcji budowlanych. Brak odpowiednich materiałów do budowy krzywoliniowych powierzchni o dowolnym kształcie doprowadził do wykorzystania tradycyjnych materiałów na nowe sposoby. W drugiej części opisano historyczne techniki projektowania i wykonywania krzywoliniowych form drewnianych. Porównano je do cyfrowej tektoniki jako nowej metodologii projektowania architektonicznego. Historycznie architekci i mistrzowie ciesielscy stosowali metodę stereotomii i wykonywali niestandardowe elementy drewniane (np. lukarny i balkony typu guitarde) z uwzględnieniem naturalnych właściwości materiału. Cyfrowe technologie CAD/CAM radykalnie zmieniły podejście koncepcyjne do projektowania architektonicznego i inżynieryjnego. Formy architektoniczne tworzone za pomocą cyfrowych narzędzi parametrycznych rozpatrywane są pod względem geometrii, właściwości materiałowych i środków produkcji. Jako modelowe przykłady cyfrowego projektowania tektonicznego w architekturze drewnianej zaprezentowano znane budynki, takie jak Chesa Futura w St. Moritz w Szwajcarii i Weltstadthaus w Kolonii w Niemczech. W zakończeniu pracy przedstawiono zalety architektury drewnianej. Nowa generacja wysokowydajnych materiałów drewnopochodnych oferuje wyjątkowe możliwości architektoniczne. Era cyfrowa doprowadziła do przekształcenia tradycyjnej tektoniki w tektonikę cyfrową operującą w kategoriach logiki konstrukcyjnej kształtowanej według zasad cyfrowych narzędzi projektowych i wytwórczych. System CAD/CAM jest podstawową formułą cyfrowego podejścia tektonicznego i uwypukla nieodłączne właściwości drewna jako materiału naturalnego.

Słowa kluczowe

EN

wooden architecture; wooden stereotomy; digital tectonics; CAD/CAM

PL

architektura drewniana; stereotomia drewna; tektonika cyfrowa; CAD/CAM

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej
• Czasopismo: Architecturae et Artibus
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 14, no. 4
• Strony: 37--54
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Golański Michał

• University of Zielona Góra, Faculty of Civil Engineering, Architecture and Environmental Engineering, ul. Prof. Z. Szafrana 1, 65-516, Zielona Góra

• https://orcid.org/0000-0002-0611-5920

Bibliografia

• 1. Baliński G., Januszkiewicz K. (2016), Digital Tectonic Design as a New Approach to Architectural Design Methodology, “Procedia Engineering,” vol. 161, 1504–1508.
• 2. Buri H., Weinand Y. (2011), The Tectonics of Timber Architecture in the Digital Age, in: Building with Timber – Paths into the Future, eds. H. Kaufmann, W. Nerdinger, Pinakothek der Moderne, Prestel, Münich, 56–63.
• 3. Chaszar A. (2004), Engineering Exegesis. Blurring the Lines: The Chesa Futura, “Architectural Design,” vol. 3, 114–117.
• 4. Cornell E. (1996), Rummet i arkitekturen: historia och nutid, Norstedt, Stockholm.
• 5. De Landa M. (2004), Material complexity, in: Digital Tectonics, eds. N. Leach, D. Turnbull, Ch. Williams, Wiley, London, 14–21.
• 6. Exposition de chefs-d’oeuvre de Compagnons (2002), https://erwanlevourch.pagesperso-orange.fr/co_martin.htm (access: 1.12.2022).
• 7. Fantoni M. (2003), Das Chesa Futura Appartmenthaus in St. Moritz, Internationales Holzbau-Forum, https://www.forum-holzbau.com/pdf/fantoni_02.pdf, 3–12.
• 8. Guitardes – beautiful french dormers (2017), Historical Carpentery, http://www.historicalcarpentry.com/guitarde---beautiful-french-dormers.html (access: 1.12.2022).
• 9. Januszkiewicz K. (2012), Architektura performatywna w Kolonii, “Archivolta,” vol. 54, no. 2, 32–45.
• 10. Januszkiewicz K., Paszkowska N. (2015), Architektura performatywna w miejskiej przestrzeni publicznej, [in:] Badania interdyscyplinarne w architekturze. Monografia konferencyjna, vol. 2: Przestrzenie publiczne w mieście, Wydział Architektury Politechniki Śląskiej, Gliwice, 100–112.
• 11. Kolarevic B. (eds.) (2003), Architecture in the digital age. Design and manufacturing, Spon Press, New York, 94–99.
• 12. Kolarevic B., Malkawi A.M. (2008), Performative Architecture: Beyond Instrumentality, Spon Press, New York–London.
• 13. Leach N., Turnbull D., Williams Ch. (eds.) (2004), Digital Tectonics, Wiley, London.
• 14. Lim Ch.K. (2010), a framework of CAD/CAM design and construction process for freeform architecture: a case study, “International Journal of Architectural Computing,” vol. 8, no. 3, 301–317.
• 15. Moore P. (2021), Stereotomy and the Guitarde, “Timber Framing,” no. 139, 4–12.
• 16. Oxman N. (2010), Material-based design computation, doctoral dissertation, Massachusetts Institute of Technology.
• 17. Oxman N., Rosenberg J.L. (2007), Materialbased Design Computation An Inquiry into Digital Simulation of Physical Material Properties as Design Generators, “International Journal of Architectural Computing,” vol. 5, no. 1, 26–44.
• 18. Śliwecki B. (2021), Virtual reality architectural spaces and the shift of populace in online social VR platforms in 2020, Architecturae et Artibus,” vol. 13, no. 4, 1–12.
• 19. Tellia F. (2018), Stereotomy and architectural design at Foster + Partners, “Nexus Network Journal,” vol. 20, 605–626.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).