Най-мащабната фасада от текстил, изградена от роботизирани ръце

През есента на 2022 г. кампусът на висшето училище в Ройтлинген, Германия се сдоби с нов център за иновации в текстилните технологии. Сградата на центъра се казва Тексоверсум и в нея на практика са приложени в най-мащабна форма дългогодишните проучвания на изследователите, работещи в центъра.

Фасадата на новата сграда Тексоверсум е най-широкоплощната фасада от изплетени карбонови нишки в света.

Карбонът все по-често намира приложение в архитектурата и то не само като подсилващ елемент, а като главен строителен материал. Реализацията на този проект е добър пример за това как с иновация в материалите и технологиите се осъществяват ключови промени в развитието на съвременната архитектура и се променят очакванията, които можем да имаме от нея в близко бъдеще. Днес ще разгледаме развитието на карбоновите конструкции през последните няколко години и ще проследим развитието им до имплементацията им в най-мащабния проект Тексоверсум.

Снимка: Allmanwappner

Четете тук за Steve Jobs Theatre и най-големия карбонов покрив в света

Дългогодишен изследователски труд достига момента на своята най-добра реализация

Вече повече от 10 години в университета в Щутгарт се води изследователска дейност, която не се случва на никое друго място. С помощта на широк спектър от инженери се изследват възможностите за реализирането на леки конструкции, състоящи се от карбон и фибростъкло. Първите работят на опън, а вторите съответно на натиск. Процесът по поставяне на влакната се оптимизира с помощта на роботни ръце КУКА, като влакната се захващат на вече приготвена рамка.

Buga Pavillion, ITKE Institute

Институтът по изчислителен дизайн (ICD) и този по носещи конструкции (ITKE) с общи сили реализират множество павилионни структури. Повечето от тях са базирани на биомиметиката. Биомиметиката е наука, която изследва естествените еволюционни форми в природата и търси начин да ги адаптира в технологиите, които служат на хората. Павилионите са били вдъхновени от различни неща, например формата на черупката картофен бръмбар или омар, или това как водният паяк плете със своята паяжина.

Buga Fibre Pavillion, 2019, снимка: ITKE

Тук можете да откриете повече за строителството с роботи

Резултатът от тези проекти са структури, които изглеждат така сякаш са предназначени за друга планета и нямат общо с архитектурата, която сме свикнали да наблюдаваме около нас. Има особена еволюция в локацията на ежегодните изследователски павилиони като първо се започва от университетския кампус, градинското шоу в Хайлброн 2019 и миналогодишното биенале във Венеция.

Maison Fiber на Биенале Венеция 2021, снимка: ITKE

Миналата година успешно се реализира и Тексоверсум, който е и първата постройка, в която се имплементират на практика всички тези години на изследователска работа. Той не е научен проект, а независимо задание, по което работят същите инженерни екипи, които водят и изследователската работа на университета. За проектирането на сградата те се вдъхновяват от текстила, наслояването му и прозрачността, като качество, което той притежава. Те работят за постигане на лекота във вида на постройката и чрез целевото наслояване на карбонови и стъклени нишки постигат този ефект.

Снимка от строителния процес, източник: Suedwesttextil

Coreless Filament Winding или децентрализирано навиване на нишки

Когато се говори за сложни геометрии или такива с двойна кривина, кофражът играе голяма роля. Точно това е и основният проблем, който трябва да се пребори в изграждането на подобни сгради, тъй като много често кофражните елементи се произвеждат за една единствена употреба и надвишават разходите на самата крайна конструкция. В случая на Тексоверсум се търси начин да бъде заобиколен този проблем. Нуждата от кофраж е минимизирана и компенсирана с желязна рамка. На нея са предварително са монтирани куки, на които се захващат отделните влакна.Тъй като нишките от кука до кука са винаги права линия, формите, които се образуват са с параболоиден характер. Това решава проблема, тъй като те  се описват лесно с прави.

Фасаден елемент в завършен вид, снимка: FibR GmbH

КУКА роботизирани ръце навиват карбоновите и стъклените нишки, като се движат ефективно и координират 5 оси. А нишките са предварително импрегнирани с резин. Това означава, че финалните конструктивни качества на елементите ще се проявят едва когато смолата се втвърди. В конструктивно отношение, във финалния си вид фасадата се самоподържа и няма нужда от използването на допълнителни подпорни елементи.

Навиване на нишки около рамката, снимка: Archdaily

Тексоверсум – интеграция и иновация

Освен че Тексоверсум е замислен като център за нови текстилни технологии в Европа, завършеният вид на проекта е иновация сама по себе си. Дизайнът на сградата рефлектира върху нейната концепция като ключова комуникационна точка в академичния кампус. Той също успява да преплете в конструкцията си текстила като иновативна технология в архитектурата и строителството чрез нишките във фасадата си.

Благодарение на роботизирания процес видът и конструктивните качества на отделните елементи могат да се прецизират според различни функционални фактори, както и срещу слънчевата радиация. Чрез наслояването на нишки се постига усещане за многопластност и пространственост на фасадата. Сякаш стъкленото ядро на сградата е обвито в изключително тънък плат. Архитектурата на Тексоверсум е стъпка към бъдещето.

Тук можете да прочетете за първата структура от самооформящо се дърво