O projeto estrutural de Exoskeleton, um pavilhão que explora as possibilidades de fabricação assistida por computador na criação de protótipos, é uma proposta que aborda a construção e experimentação em escala real com recursos limitados e rápidas técnicas de fabricação como forma de promover o projeto arquitetônico.
O projeto, um sistema de módulos projetados com diferentes dimensões, permite gerar diferentes superfícies com juntas simples, sem pregos ou parafusos.
Dos arquitetos. Nossa tese de mestrado investigou uma abordagem "bottom-up" (de baixo para cima) para o projeto estrutural por meio de prototipagem, uma subcategoria da fabricação digital. O projeto de um pequeno pavilhão, o Exoesqueleto, serviu como estudo de caso.
Essa abordagem "bottom-up" permitiu trabalhar de forma empírica. As novas ideias foram validadas através de testes físicos imediatos de seu comportamento construtivo. Desta forma, o projeto total do pavilhão não surgiu de um modelo 3D abrangente, derivando componentes da forma geral, mas sim de um processo de projeto iterativo, em que em primeiro lugar, os componentes e, em seguida, apenas a forma geral foi determinada através da prototipagem.
Aplicando esta abordagem ao projeto estrutural, isso permitiu um destacamento de tipologias estruturais bem definidas. Desde que o conhecimento foi gradualmente construído durante o processo de projeto, esta abordagem permitiu investigar princípios estruturais inovadores ou uma nova aplicação de um determinado material. Uma compreensão prática da comportamento estrutural de uma determinada construção foi desenvolvido durante o processo projetual.
A fabricação computacional foi fundamental para essa abordagem, pois permite a fabricação rápida de numerosos protótipos. Este método de prototipagem rápida nos permitiu testar e aprender rapidamente. Realizar o processo de projeto acessível, só era possível se os materiais utilizados para os modelos físicos fossem baratos e as técnicas de fabricação fossem rápidas. Por isso, as limitações relativas ao orçamento e à disponibilidade de técnicas de fabricação foram levadas em consideração desde o início do processo projetual.
As chapas de compensado são escolhidas como material e técnicas à CNC 2D (corte a laser e fresas) como processo formal. Uma investigação sobre as características e o comportamento físico do material foi determinante para o projeto, uma vez que este processo de projeto bottom-up começa a partir das possibilidades que se enquadram no próprio material. Partindo dos menores elementos, as consequências e possibilidades foram investigadas para uma hierarquia ascendente de escalas. O projeto foi direcionado por uma troca contínua de informações entre modelos de escala física, protótipos em grande escala e o modelo digital.
Conseguimos investigar o princípio estrutural inovador de flexão ativa. A flexão ativa refere-se à deformação elástica sistematizada de um determinado material, como uma estratégia de auto-estabilização para estruturas estáticas. Manuseando essa abordagem bottom-up, foi possível construir um pavilhão demonstrando esse inovador princípio estrutural em um curto período de tempo, usando apenas recursos limitados. Como conseqüência da abordagem bottom-up, criamos um sistema paramétrico em vez de um único pavilhão. Ao aplicar o mesmo sistema de montagem aos módulos concebidos com diferentes dimensões, diferentes superfícies podem ser geradas.
O objetivo era construir um pavilhão estruturalmente desafiador que fosse fabricado digitalmente, em um curto período de tempo e usando apenas recursos limitados. Isso faz com que o pavilhão se torne acessível à todos com acesso a um FabLab, uma vez que o mesmo não depende de complicadas técnicas de fabricação digital. A aplicação de uma abordagem bottom-up do projeto estrutural com prototipagem rápida seria a maneira mais efetiva de conseguir isso.
Objetivos específicos foram propostos para o projeto do próprio pavilhão. Em primeiro lugar, a quantidade de recursos necessários para montar e construir o pavilhão geral deveria ser o mais limitado possível. Isso diminui o custo total e cria um pavilhão acessível. Além disso, o pavilhão deve ser construído manualmente e a fácil desmontagem deve ser possível. Apenas materiais e técnicas de fabricação amplamente disponíveis devem ser usadas, tornando a montagem deste pavilhão acessível a um grande grupo de pessoas.
Esta dissertação de mestrado contém uma visão geral meticulosamente planejada das diferentes etapas que realizamos durante o processo de design bottom-up, seguindo todo o fluxo de trabalho. Partindo do menor elemento, as consequências e as possibilidades são investigadas para uma hierarquia ascendente de escalas, evoluindo de uma superfície plana para um pavilhão de dupla curvatura. O projeto é dirigido por uma troca contínua de informações entre testes de madeira em grande escala, protótipos de papel e o modelo digital.
Apenas dois tipos de conexões foram usadas no pavilhão: articulações e tiras de amarração.
As articulações são uma solução simples e elegante para conectar os painéis no interior do pavilhão àqueles localizados no lado de fora (e vice-versa). Uma vez que os painéis são dobrados ativamente, a força de resistência os conecta nas articulações deslizantes. Portanto, essas juntas podem ser muito simples, não necessitando peças anexas, como pregos ou parafusos.
As tiras conectoras são usadas para manter os painéis na posição dobrada. As tiras permitem uma montagem rápida e fácil, mas também servem como um importante mecanismo de controle. Durante a construção, quanto mais painéis forem montados, mais alto o pavilhão sobe e mais próximo ele fica de sua forma final. Portanto, era necessário ter uma conexão que pudesse ser apertada gradualmente durante a construção. As tiras de amarração, portanto, proporcionaram a solução ideal. Todos os painéis podem ser curvados tanto quanto necessário e as correias podem ser apertadas ainda mais à medida que o pavilhão cresce.
Arquitetos Responsáveis: Thibaut Van Dousselaere & Silke Van Geeteruyen
Equipe: Willem Bekers, Sebastiaan Leenknegt, Ruben Verstraeten, Arthur De Roover (Universidade de Ghent, Departamento de Arquitetura e Urbanismo), Jan Belis (Departamento de Engenharia Estrutural), Stijn De Mil (Fablab)
Localização: Ghent, Bélgica
Ano: 2017
Área: 20 m2
Fotografia: Jeroen Christiaen & Saskia De Mol
