الابتكارات في نظم الأعمال الملموسة للتصميمات المعمارية المعقدة

تطور الأعمال الفنية: التمكين من تحقيق الطموحات

كما أن نظم التكوين الخرساني هي العفن الذي يتكون ويدعم الخرسانة الرطبة إلى أن يكتسب قوة كافية، إذ أن الشكل الموحد يتسع، على مدى عقود، للمهندسين المعماريين المحدودين في المستويات العليا من المعالم، والزوايا اليمنى، والأعمدة المتكررة، ولكن موجة من الابتكارات في تكنولوجيا الشكل تتيح الآن للبناء تنفيذ أكثر الرؤى المعمارية ازنة.

دال - التقدم المحرز في تكنولوجيا الاستمارة الموحدة

وتتكون نظم الأشكال النموذجية من مكونات موحدة ومسبقة التجهيز يمكن تجميعها وإعادة تشكيلها بسرعة في الموقع، وقد تطورت هذه النظم إلى ما يتجاوز لوحات الخشب والأخشاب البسيطة، وتقدم الجهات المصنعة اليوم لوحات نموذجية مصنوعة من بلاستيكي من الألمنيوم أو الفولاذ أو البلاستيك العالي الارتداد، وتجلب كل مادة مزايا متميزة: فز الألومنيوم هو الخفيف، والمرونة، والفولاذية.

نظم الألمنيوم والصلب

وقد أصبح شكل الألومنيوم المفضل للمشاريع التي تتطلب إعادة استخدام كثيرة، مثل الأبراج السكنية المرتفعة، حيث إن وزنه المنخفض يسمح للعمال بالتعامل يدوياً مع الألواح التي لا توجد بها معدات ثقيلة للرفع، مما يعجل في فترات الدورات، بينما يقاس شكل الصلب ظروفاً قاسية ومئات من عمليات إعادة الاستخدام، مما يجعله فعالاً من حيث التكلفة بالنسبة للهياكل الأساسية الكبيرة، ويمكن تصميم النظامين على أساس ربطات غير قابلة للتعديل.

البلاستيك والمركب

وبالنسبة للملامح المعمارية المعقدة، فإن الشكل البلاستيكي النموذجي يوفر مزايا فريدة، إذ يمكن أن تُصنَّف الأفرقة التي تُقدَّم من البلاستيك المُنفَّذ من البوليبروبيلين أو الألياف المُعدَّدة إلى أشكال مُحَمَّنة ويُركَّز بسهولة على شكل سطح مستمر، وتقاوم هذه المواد الرطوبة والهجوم الكيميائي، وتخفض الصيانة، وتدمج بعض النظم مفاصلات المرنة التي تسمح بأن تُوجَّدَعَت في شكلها إلى شكلينات الأرضية المُ إلى شكلينة، وتُها، وتُت إلى شكل مُها، مما يمكِّزُها، دون أن تُها، وتُها، وتُها، وتُتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتْتَتَتَتَتَت

التصميم الرقمي والتلقائية: الدقة في سكال

إن إدماج نماذج المعلومات الرقمية - بناء الأدوات، والتصميم بمساعدة الحاسوب، والتصنيع المدعوم بالحاسوب - هو بمثابة تخطيط وتصنيع ثوري، بدلا من الاعتماد على رسمين من الـ دي ورسم يدوي، يخلق المهندسون الآن نماذج شبه قياسية من 3 دال تولد تلقائيا مخططات للأفرقة الشكلية، وقوائم مقطوعة، بل وتعليمات آلية للتصنيع.

تدفقات العمل المتكاملة

(ب) تتيح برامج BIM، مثل نظام " أوتدريكسك ريفيت " و " تيكلا " ، للأفرقة المشاريع تصميم هياكل محددة وشكلها في آن واحد، ويحدد كشف التصدّع التداخلات المحتملة بين مكونات الشكل والتعزيز أو الخدمات المدمجة، كما ينتج النموذج عمليات نقل دقيقة للمواد وجداول قابلة للتعديل، وعندما تحدث تغييرات في التصميم، يُحدّد تلقائياً، ويُسهم تدفق العمل المتكامل في إنجاز عمليات القياس الجيوديفي:

التكاثر الآلي وميل الشركات عبر الوطنية

وبالنسبة لعناصر الشكل التقليدي، أصبحت تكنولوجيات التخصيب الآلية أساسية، فقد قام موصلو أجهزة الاتصال الوطنية بحفر بذور دقيقة من الرغاوي أو الخشب أو EPS (البوليسترين المفصول) ويمكن استخدام هذه العفن مباشرة كأجهزة للتشكيل أو لطرح المطاط المرن للاستخدام المتكرر.() وقد وسعت الأجهزة الآلية هذه القدرة إلى مكونات واسعة النطاق: يمكن أن يُنتج عن طريقها يدوياً للصناعة الفيزيائية مباشرة من النماذج الرقمية.

المواد الابتكارية والتقنيات

وفيما عدا المعدات، فإن علوم المواد قد أسفرت عن حلول شكلية جديدة تمكن من إيجاد أشكال مستحيلة في السابق، وكثيرا ما تقلل هذه الابتكارات من النفايات أو الوزن أو التكلفة مع توسيع الحرية الأرضية.

الأعمال المتعلقة بالتشكيل السريع

ويستخدم الشكل الفابري النسيج المرن - المكرونة - المضبوطة أو النيلون المكدسة بالفولط البوليستر - لاحتواء الخرسانة تحت الضغط الهيدروليكي، ويمتد النسيج إلى أشكال متوترة، وينتج أسطحاً سلسة ومثقفة ذات حد أدنى من المواد، وقد استخدمت هذه التقنية في الأعمدة النسيجية، وفي هياكل النسيج، بل وفي الثوران المعماري.

Insulating Concrete Forms (ICFs)

وتشكل معاملات التضخم الأحيائي لبنات مطوّرة من البوليسترينات الموسعة التي تتداخل بين الجدران والطابقات، وبعد التجمع، تُصب الخرسانة في التجويف، مما يخلق نواة هيكلية مع العزلة المبنيّة، بينما لا تستخدم عادة في الهندسة المكشوفة، فإن عوامل التركيز المؤثرة في تركيب خرائط معقدة ذات زوايا متعددة ومقابلات، كما أنها توفر نظماً ممتازة للأداء الحراري وعزلة.

3D-Printed Formwork

وقد برز التصنيع الاصطناعي كأسلوب مباشر لخلق أشكال العرف. ويمكن للطباعة القائمة على الرمال 3D أن تنتج رواسب معقدة بقنوات التبريد الداخلي أو وحدات التعزيز المتكاملة.() وقد استخدمت في الآونة الأخيرة الطباعة بواسطة البوليمر 3D لصناعة لوحات الشكل المجاني التي تكون خفيفة الوزن وقابلة لإعادة التدوير.() وقد أنشأت الشركات مثل ] تكنولوجيا البيرانتش هياكل ذات وزن عضوية مفتوحة

دراسات الحالات: التطبيقات العالمية الحقيقية

وتبين المشاريع البارزة التالية مدى قدرة نظم الأشكال المتقدمة على بناء تصميمات معمارية معقدة.

مركز حيدر علييف، باكو (مهندس زعاد)

ويُعتبر هذا المركز الثقافي لعام 2012 مشهوراً بتدفقه، وكشفه عن أسطح ملموسة يبدو أنها تطوي مثل النسيج، وقد اشترطت القصف قياساً جغرافياً مزدوجاً لا يوجد فيه لوحات متطابقة، وشمل الحل الشكلي بين رغاويات الرغاوي التي تُطلق من طرف لجنة التفاوض الوطنية ونظام لشبكة الألمنيوم نموذجية يمكن تعديله ليطابق النموذج الرقمي، وضمنت عملية مسح دقيق وتعديلية لكل نموذجية متوافقة مع النموذج التالي وهو 000 40 مصممة.

مركز بيجين الوطني للمحيطات (العمل على الماء)

وقد استندت واجهة موكب المياه، التي تم تصميمها في الألعاب الأولمبية لعام 2008، إلى هيكل الرغاوي في ويير - فيلان: شبكة من الخلايا غير النظامية للبنزين والخلايا الفوقية، وكان على الهيكل الفرعي الخرساني أن يستوعب نظام النسيج الألومنيوم ETFE، واستُخدمت شكل بلاستيكي نموذجي موحّد لطرح الحوافات المحددة لكل خلية.

فيسيل، هدسون ياردز، نيويورك (استديو هيذرويك)

إن فيسيل هو هيكل شبيه بـ 16 من تركيبات مركب العسل مصنوع من الصلب المبلّغ والخرسانة، وعلى الرغم من أن المصل الصلب أساسا، فإن القاعدة الخرسانية ومنابر الهبوط تتطلب أشكالا يمكن أن تتبع المطاعم القصوى والشكلات المطلّقة، وقد استخدم المقاول مزيجا من الشكليات الفولاذية وخشب الفول السوداني الممغنطيسي في عمليات الانتقال المكشوفة، وقد أدى النموذج الرقمي مباشرة إلى تصنيع كل قطاع من مكونات الـ 154.

الاتجاهات المستقبلية في شكل محدد

وفي المستقبل، تعد عدة تكنولوجيات ناشئة بزيادة توسيع قدرات الشكل الملموس، مما يجعل التصميمات المعقدة أكثر سهولة وأكثر استدامة.

الأجهزة الآلية ورصد الوقت الحقيقي

فالنظم الآلية تتجه إلى ما هو أبعد من النسيج إلى التجمع في الموقع، ويمكن للطائرات العمودية والآلات الصغيرة أن تؤدي تركيبات في أماكن خطرة أو محصورة، وفي الوقت نفسه، يمكن للمستشعرات المدمجة في لوحات الشكل أن ترصد الضغوط الملموسة ودرجات الحرارة وتعالج التقدم في الوقت الحقيقي، مما يتيح إجراء تعديلات على تسلسلات الصمود لتجنب الإفراط في الضغط على الشكل، ويحسن هذا النهج القائم على البيانات السلامة والجودة، ولا سيما بالنسبة للأشكال المعقدة التي يصعب التنبؤ بها.

3D Printing of Entire Formwork Systems

وبدلاً من طباعة الإضافات المبلدة فقط، يقوم الباحثون باستكشاف طابعات كبيرة من 3D يمكن أن تنتج جمعيات كاملة من الشكل، فعلى سبيل المثال، يمكن لنظام طباعة ملموس أن يُصدر قذيفة شكلية مباشرة إلى موقع البناء، ثم يملأها بالخرسانة التقليدية، مما يلغي الحاجة إلى نقل وتجمع الألواح الثقيلة.() وقد أثبت نهج " ستيتغارت " " .