Powierzchnie minimalne i membrany architektoniczne

• Autorzy: Januszkiewicz K.

Warianty tytułu

EN

Minimal surfaces and architectural membranes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W XXI wieku coraz większą popularność zyskują struktury membranowe. Są one traktowane jako architektoniczna „skóra”, która ma chronić zawartość użytkową, a także reagować na działanie środowiska. Projektowanie struktur membranowych niewątpliwie implikuje zagadnienia dotyczące wyznaczania powierzchni minimalnych oraz samoorganizacji materiałowej. Cyfrowe narzędzia projektowania chociaż ułatwiają w dużej mierze rozwiązywanie wynikających stąd problemów, to jednocześnie skłaniają do namysłu nad ich genezą. Objaśnia się co to są powierzchnie minimalne i przedstawia się, pokrótce, przegląd badań: od eksperymentów z błoną mydlaną Joseph A. F. Plateau (1801–1883) do badań współczesnych Freia Otto, których wyniki dały podstawy do stworzenia cyfrowej bazy danych niezbędnej dziś w projektowaniu struktur napinanych. Modele z błony mydlanej weszły zatem do przestrzeni informatycznej jako symulacje cyfrowe, opisujące geometrie i zachowania struktur membranowych. Są to aproksymacje gładkich zakrzywionych powierzchni na siatce małych trójkątów, kontrolowanych przez siły wewnętrzne i właściwości materiału. Posługiwania się tymi symulacjami w projektowaniu architektonicznym i inżynierskim umożliwiają cyfrowe narzędzia projektowania skierowane do inżynierów i architektów. Przedstawione zostały przykłady zastosowań tych narzędzi w projektowaniu „skóry” architektonicznej w zrealizowanych obiektach. Skierowano także uwagę na biomembrany oparte na wzorcach biologicznych. Chodzi o badania nad inteligentnymi (smart) membranami biologicznymi, które mogą współdziałać ze środowiskiem przez samołączenie struktur biologicznych i polimerów. Zastosowanie takich membran w budownictwie przyczyniłoby się do przeniesienia na wyższy poziom architekturę zrównoważoną w jej relacji ze środowiskiem naturalnym.

EN

In the twenty-first century, tensile membrane structures are increasingly gaining popularity. They are treated as architectural “skin”, which is to protect the utility contents, as well as to respond to the environment. Design of membrane structures undoubtedly implies the issues of determining minimum surfaces and the material selforganization. Digital design tools, although they make it much easier to solve the resulting problems, also prompt to reflect upon their origins. It is explained what the minimal surfaces are, and an overview of the research from the experiments with a soap membrane by Joseph A.F. Plateau (1801-1883) to the contemporary research of Frei Otto is briefly presented, the results of which gave rise to the creation of digital database, which is necessary today in the design of tensile structures. Therefore, models with a soap membrane entered into the computer space as digital simulations, describing the geometry and behaviour of membrane structures. These are approximations of smooth curved surfaces on a grid of small triangles, controlled by internal forces and material properties. These simulations in the architectural and engineering design are made possible to be used by digital design tools addressed to engineers and architects. Examples of applications of these tools in the design of an architectural “skin” in the completed structures were presented. Attention was also drawn to the biofilm, based on biological models. It is about a study of smart biological membranes, which can interact with the environment by self-combining of biological structures and polymers. Using such membranes in construction would contribute to sustainable architecture reaching a higher level in its relationship with the natural environment.

Słowa kluczowe

PL

architektura; projektowanie cyfrowe; powierzchnia minimalna; membrana architektoniczna; membrana organiczna

EN

architecture; digital design; minimal surface; architectural membrane; organic membrane

• Wydawca: Wydawnictwo Archivolta Michał Stępień
• Czasopismo: Archivolta
• Rocznik: 2013
• Tom: nr 3
• Strony: 44--51
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Januszkiewicz K.

• Wydział Architektury, Politechnika Poznańska

Bibliografia

• [1] H. Aldersey-Williams, Zoomorphic, Laurence King Publishing ltd., London, 2003.
• [2] F. Edelmann, Strasbourg s'offre le plus grand Zénith de France, http://www.betom.fr/BETOMingenierie/ articles/zenith_lemonde.pdf (z dnia 05.01. 2008).
• [3] B. Franken, Real as data Architecture, w: Branko Kolarevic (red.), Architecture in Digital Age. Design and Manufacturing, New York and London, 2005.
• [4] B. Fuller, E. J. Applewhite, Synergetics: Explorations in the Geometry of Thinking, New York 1975.
• [5] B. Fuller, Tensegrity, Portfolio and Art News Annual, No. 4, 1961.
• [6] Por. Michael Hensel, (Synthetic) Life Architectures: Ramifications and Potentials of a Literal Biological Paradigm for Architectural Design, AD, Vol. 76, No. 2, 2006.
• [7] K. Januszkiewicz, Santiago Calatrava, Centrum Nauki i Sztuki w Walencji, Archivolta 3/2000, 8-11.
• [8] A. Menges, Polimorphism, AD, Vol. 76, No. 2, 2006, 79–80.
• [9] L. Salmon, Le Zénith de Strasbourg de Massimiliano Fuksas, http://www.lesechos.fr/luxe/actu/300226013.htm (z dnia 14.12.2007).
• [10] K. Osterhuis, Saltwater Pavilion | Neeltje Jans, http://www.oosterhuis.nl/quickstart/index.php?id=116 (z dnia 15.12.2007).
• [11] Ch. Walker, Engineering Design: Working with Advanced Geometries, AD, Vol. 74, 3/ 2004, 68–70.
• [12] M. Self, D. Bosia, Woven Surface and Form, AD, Vol. 76, No. 6/2006, 84–89.