الجناح الخشبي بوغا من ICD / ITKE

abdoualaoui92
4 يونيو 2022
3 دقيقة قراءة

جناح خشب بوغا الذي صممه ICD / ITKE في جامعة شتوتغارت.

يحتفل BUGA Wood Pavilion بنهج جديد للبناء الخشبي الرقمي. حيث يعتمد الغلاف الخشبي المجزأ على المبادئ البيولوجية الموجودة في الهيكل العظمي للوحة من قنافذ البحر، والتي تمت دراستها من قبل معهد التصميم والبناء الحاسوبي (ICD) ومعهد هياكل البناء والتصميم الإنشائي (ITKE) في جامعة شتوتغارت لما يقرب من عقد من الزمان. وكجزء من المشروع، تم تطوير منصة تصنيع روبوتية للتجميع والتفريز الآليين لقطع الخشب المجوف البالغ عددها 376 قطعة حسب الطلب بالجناح. تضمن عملية التصنيع هذه أن جميع الأجزاء تتلاءم مع دقة أقل من المليمتر مثل أحجية كبيرة ثلاثية الأبعاد. يمتد السقف الخشبي المذهل على ارتفاع 30 مترًا فوق أحد الأماكن الرئيسية للفعاليات والحفلات الموسيقية في BUGA، باستخدام الحد الأدنى من المواد مع توفير مساحة معمارية فريدة أيضًا.

يوفر جناح BUGA Wood جاذبية معمارية في الجزيرة الصيفية المركزية في Bundesgartenschau 2019 في Heilbronn. يعتمد تصميم الجناح على المبادئ المورفولوجية للهيكل العظمي للوحة قنافذ البحر. بعد مبنى البحث الأولي لفريق المشروع نفسه، قاعة معارض LAGA في Schwaebisch Gmuend، فإن الهدف البحثي لجناح BUGA Wood Pavilion هو دفع المفصلة المعمارية والأداء الهيكلي لأغلفة الخشب المجزأة بالمحاكاة الحيوية إلى مستوى جديد: بنفس الكمية الصغيرة من الخشب لكل متر مربع كما في مشروع LAGA، فهل من الممكن بناء صدفة تصل إلى ثلاثة أضعاف؟ وهل يمكن أن تظل هذه البنية قابلة لإعادة الاستخدام بالكامل، بحيث يمكن نشرها على موقع مختلف بعد BUGA دون أي خسارة في الأداء؟

لتحقيق هذا الهدف، يعتمد الجناح على مبدأ المحاكاة الحيوية بالحصول على "شكل أكبر" باستخدام "مواد أقل"، سواء على مستوى الغلاف الكلي أو قطعه الفردية. من أجل تقليل استهلاك المواد ووزنها إلى الحد الأدنى، فيتم بناء كل قطعة خشبية من لوحين رفيعين يغطيان حلقة من عوارض الحافة في الأعلى والأسفل، مما يشكل صناديق خشبية مجوفة كبيرة الحجم بأشكال متعددة الأضلاع. تحتوي اللوحة السفلية على فتحة كبيرة فتشكل ميزة معمارية مميزة وتوفر الوصول إلى الوصلات المخفية أثناء التجميع. ترتبط عناصر البناء خفيفة الوزن عن طريق مفاصل الأصابع، والتي تتبع المبادئ المورفولوجية للسمات التشريحية الموجودة على حافة ألواح قنافذ البحر. في حالة التجميع، تعمل القشرة كهيكل نشط من خلال هندستها التعبيرية ذات المنحنيات المزدوجة.

تتطلب طرق البناء الجديدة طرقًا جديدة للتصميم والتصنيع. فتم تصميم جناح BUGA Wood في إطار نموذج التصميم المشترك، حيث يتم استكشاف إمكانيات جديدة في التصميم والهندسة والتصنيع من خلال التعليقات الحسابية المستمرة داخل فريق متعدد التخصصات. في هذا المشروع، تقوم خوارزميات التصميم المشترك التي طورها فريق المشروع بإنشاء شكل كل عنصر من عناصر الجناح وفقًا لهدف التصميم المعماري والمتطلبات الهيكلية، بينما يتم تضمين جميع جوانب التصنيع الآلي والتفاوض بشأنها بشكل مباشر. فيتم تصميم الجناح بشكل متزامن وفي تطور دائم مع تصميم الروبوت الآلي، والذي يعد تطورًا مفصليا للمشروع. حيث تتيح العملية التكاملية للغاية تصميم وهندسة 376 قطعة متفردة من الألواح مع 17000 مفصل مختلف، استجابةً لمعايير التصميم المتعددة الأوجه، بدءًا من مقاييس الهيكل العام و وصولاً إلى التفاصيل الفرعية المليمترية.

بدون فقدان أي دقة، سمح هذا النهج متعدد المقاييس بمعالجة الاعتبارات المعمارية والهيكلية بشكل متزامن. على الرغم من الطابع الرائد للمشروع، وعلى الرغم من وقت التطوير القصير الذي بلغ 13 شهرًا فقط من بدء التشغيل حتى الافتتاح، فإن العملية الحسابية التكاملية سمحت بالتصميم الدقيق لكل عنصر من عناصر البناء بتفاصيل متميزة.

مقارنة بألوح الخشب الصلب، كما هو مستخدم على سبيل المثال في قاعة معرض LAGA للفريق، تم تقليل أجزاء البناء المجوفة الوزن بشكل كبير لأنها تزيد من عدد أعضاء البناء بثمانية أضعاف وتؤدي إلى تصنيع أكثر تعقيدًا. وبالتالي، فإن السعي لتحقيق كفاءة أعلى للموارد يحتاج إلى أن يسير جنبًا إلى جنب مع التصنيع الآلي لقطاعات الغلاف. لهذا الغرض، طورت ICD University of Stuttgart and BEC GmbH منصة تصنيع أخشاب آلية جديدة وقابلة للنقل وذات 14 محورًا، وتقع في الشريك الصناعي MuellerBlaustein Holzbauwerke GmbH للإنتاج.