Uvijeni toranj

Istraživači sa univerziteta u Štutgartu, u saradnji sa švajcarskim univerzitetom Empa i ETH Zurich, predstavili  su 2019. prvi svjetski izgrađeni objekt od takozvanog drveta za samooblikovanje. Stvorena je nevjerovatno podignuta znamenitost za Vrtni salon Remstal - toranj  koji bi trebao biti trajno sačuvan kao orijentir i vidikovac.

Drvo je jedan od najstarijih građevinskih materijala. Stabla drveta, grane i trava su zarad izgradnje krovova uvijek bivali savijani u kupole i ljuske. Za veće raspone, stoljećima se koriste različite metode da drvo postane krov. Na primjer, Michael Thonet koristio je paru kako bi materijal učinio gipkim i pomoću njega stvorio svoje poznate stolice od savijenog drveta zakrivljenih oblika. Većina konvencionalnih metoda oblikovanja drveta ima zajedničko to da moraju posezati za velikim mehaničkim silama. Prema tome, ne treba samo teška mehanizacija za savijanje drvne građe, već i mnogo energije.

Rezultati istraživanja projektnog tima sa univerziteta u Štutgartu i Cirihu daju novi pristup. Drvo se trajno dovodi u željenu formu pomoću "programiranja". Kao što je poznato, drvo je materijal koji djeluje u zavisnosti od stepena sadržaja vlage, pa drvo može da nabrekne i smanji se i potencijalno prouzrokuje pukotine i deformacije. Istraživački tim koristi fenomen da se drvo više smanjuje pri sušenju u pravcu svojih vlakana. Time drvo poprima željeni oblik. Da bi se to postiglo, prvo se raspoređuje drvni materijal (vlakna) kako bi se aktiviralo prethodno planirano ponašanje samooblikovanja.

Ključni element novog procesa je takozvana dvoslojnost: drvo je složeno u slojevima, stvarajući ravan drveni element. Posebnost ovog procesa su slojevi vlakana koji se postavljaju u pravcima od 0 ° i 90 °. Kao rezultat toga, dvoslojnost omogućava savijanje u oba pravca nasloženih vlakana. Zavisno od debljine elementa, njegove starosti - godova, strukturi sloja i udjelu vlage, željena zakrivljenost se može unaprijed odrediti. Kroz programiranje materijala, zahvaljujući novim digitalnim modelima - simulacijama, mogu se postići vrlo precizni unaprijed definisani radijusi zakrivljenosti materijala.

Urbach toranj jedna je od 16 stanica koje su arhitekti osmislili za Vrtnu izložbu 2019. godine. Male, ponekad stalne zgrade i arhitektonski zahvati namijenjeni su kao spomen na tradicionalne bijele kapele u dolini Remsa. Na padini koja je vidljiva izdaleka, kula je stvorila orijentir koji pruža pogled na druge stanice i okolinu kao i mjesto zaštite od nevremena.

Kulu karakterišu jasne, blago zakrivljene linije. Struktura izgleda organski, gotovo kao predmet iz prirode, poput školjke. Međutim, njena zakrivljena ljuska, besprekornost drvenog reza čine metodu digitalnog dizajna očiglednom. Fasadna površina od unakrsno lameliranih greda je zaštićena providnim titanijum oksidom. To ne samo da štiti drvo od UV zračenja i štetočina, već i uzrokuje da jedno vrijeme poprimi jednoličnu bijelu boju.

Radijus prototipa izrađenog od samooblikovajućeg drveta je četiri metra na podu i tri metra na vrhu. Centar struka ima svega 1,6 metara. Noseća konstrukcija je debljine 90 milimetara. Na visini od 14,2 metra odnos raspona i debljine je približno 160:1. Zakrivljenost kule omogućila je vitku konstrukciju težine od samo 38 kilograma po kvadratnom metru. To su omogućili računarski mehanički modeli koji su optimizirali raspored materijala za proizvodnju različitih radijusa i vrsta zakrivljenosti.

Za zakrivljene elemente korištena je smrekova unakrsno laminirana građa iz regije (struktura sloja u milimetrima: 10-30-10-30-30-10). Građa dimenzija 5,0 x 1,2 metra u početku je imao visok udio vlage u drvetu. Tokom standardnog postupka sušenja, koji je trajalo nekoliko dana, elementi su poprimili proračunati oblik.

Nakon sušenja, dvoslojni elementi se postavljaju na nastavne skele i laminirano preklapaju. Tako su stvorene veće drvene komponente sa poprečnim lameliranjem. To su CNC-brušeni lamelirani elementi, međusobno spojeni vijcima lakih niti koji su postavljeni poprečno. Svaka od komponenti rezana je i obrađena u samo 90 minuta. Zatim su bili sastavljeni u segmente od po tri komponente, uključujući vodenu pregradu i vanjsku drvenu oblogu za prevoz. Segmente su u jednom radnom danu spojili četiri majstora i završili izgradnju postavljajući polikarbonatni krov.

Dvoslojna konstrukcija otvara nove mogućnosti drvenih konstrukcija - moguće je zamisliti širok raspon zakrivljenih konstrukcija, a samim tim i neobične arhitektonske perspektive koje bi bile rezultat tih napora.