建築方法に革命を起こす：3Dコンクリートプリントが効率的な構造物の新しい時代を切り開く

出典：エコロジカル・グリーン低炭素コンクリート

ドイツ/オランダ - 計算モデリングとデジタル構造設計の先駆者であるヘルマン教授とスパエス教授（リューベック人材大学）は、3Dコンクリート印刷の専門企業であるVerticoおよび世界的な建築資材のリーダーであるSikaと協力し、最先端の技術と伝統的な建築原理を融合させることを目的としたコラボレーションで、この画期的なパビリオンを制作しました。この革新的なプロジェクトは、古代の構造原理と最先端の生産技術を組み合わせることで新たな命を吹き込み、現在使用している材料を使った建築方法を再考することを可能にします。

このパビリオンは、従来の製造上の限界を克服する 3D コンクリート印刷の威力を実証しています。この製品は、シュレースヴィヒ＝ホルシュタイン州ノイムステッドで開催された北欧最大のコンパクト建築見本市「Nordbau 2023」で発表されました。
△3Dコンクリートプリント押出機出典：Vertico

構造の全体的な形状は、構造シミュレーションに基づく計算による形状検出プロセスによって生成され、圧縮のみのシェル構造を生成します。シェルの形状は、平らなプリントベッド上で効率的に印刷できるように、平らな六角形のタイルにテッセレーションされました。モザイク工法は、個々の石同士の接続ジョイントも簡素化します。従来のレンガ積みでは、均一なレンガ間の先細りのモルタル目地によって曲面が作られますが、六角形の曲面は、各六角形の石の個別に傾斜した周囲によって作られ、各石の全体的な形状に曲面が与えられ、石の間に平行な隙間が生まれます。

△3Dコンクリートプリントパビリオン、石を展示。出典: Vertico
完成したパビリオンは、直径約 4.5 メートルの 102 個の連結した石でできたドームから構成されています。パビリオンの 102 種類の石はすべて、Vertico によって 2 日間という記録的な速さで 3D プリントされました。設計から製造までの完全なデジタルプロセスと 3D プリントの柔軟性により、石ブロックのさまざまな形状を生成し、追加の労力をかけずにその後の全体的な形状を実現できます。

パビリオンの主な見どころ<br /> 構造の効率性: このパビリオンは構造上の創意工夫の証です。形と機能を優先する古い建築原則に従っています。 3Dコンクリートプリント技術を活用することで、効率的な構造の形状がコスト効率よく実現されます。資源不足や建築物からの排出物の潜在的な増加の時代に向かうにつれ、材料の効率的な使用が特に重要になります。このパビリオンは構造的に効率的なデザインの復活を目指しています。

取り外し可能な設計: 従来の「建てて壊す」アプローチを打ち破り、このパビリオンは将来を見据えて設計されました。この構造物は、Nordbau 2023で展示された後、解体され、その後、まだ発表されていない場所で再組み立てされる予定です。「分解を考慮した設計」への取り組みは、廃棄物を削減するだけでなく、持続可能な建設方法を示すことにもなります。石同士の接合部は圧縮力のみを受けるため、モルタルは許容誤差を補うためにのみ使用されます。そのため、石の接触面は非粘着性の材料でコーティングされており、張力の伝達の可能性を排除し、取り外しを容易にします。

△展示サポート構造出典：Vertico
材料の最適な使用: 材料の性能の重要性を認識し、パビリオンは最も効果的な場所に材料を使用し、設計における曲げモーメントを排除し、圧縮にはコンクリート、張力には鋼を使用します。これは、将来的に戦略的な材料選択を可能にし、使用する材料を最小限に抑え、構造物の寿命と強度を高めるためです。

教育と実践的な体験: この素晴らしいパビリオンの建設と設計は、工学上の偉業であるだけでなく、ユニークな学習の機会でもありました。大学のカリキュラムの一環として、建築学と工学の修士課程の学生もその作成に積極的に参加しました。この実践的な経験は、建設の将来についての貴重な洞察を提供し、次世代の建築家、エンジニア、建設業者を育成します。

リューベック専門科学大学、Vertico、Sika のコラボレーションは、テクノロジーによって時代を超えた建築原理を復活させ、持続可能で効率的かつ美的にも美しい構造物を生み出す可能性を示しています。

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