TimShapkin (timshapkin) wrote,
TimShapkin
timshapkin

Category:

Parametric ceiling. Design and fabrication process.

DSC02135

В предыдущем посте я опубликовал только лишь красивые фотографии результата и тайм-лапс процесса монтажа без каких либо подробных комментариев. Исправляюсь, теперь расскажу более подробно о самом процессе проектирования, изготовления и монтажа самой большой в России параметрической конструкции.

In previous entry I have published the resulting photos and time-lapse of fabrication of the ceiling without detailed comments. But now I tell you about all the design and fabrication process of the biggest parametric installation in Russia.

preview2


Предварительные пожелания к дизайну потолка заключались в использовании структуры на основе образа снежинки. Поэтому в качестве базовой структуры потолка был выбран шестиугольник. Было разработано несколько вариантов дизайна, каждый из них был создан и проанализирован в 3D.

There was preliminary wishes about design of the ceiling. The design had to be based on snowflakes shape. That's why as a basic structure was taken a hexagon. I proposed several variations, everyone of thouse was modelled and analysed in 3D.

эскизы потолка
statistic tile
В итоге был выбран вариант, где отверстия в виде снежинок образуют между собой триангулярную сеть. Получили сочетание сетки из шестиугольников и треугольников. Сами снежинки постоянно меняются в размерах, что дает возможность делать потолок в необходимых местах более проницаемым и наоборот.

Consequently there was chosen an option where the holes of snowflakes formed triangular network. It was appeared the combination of hexagonal and triangular grid. The snowflakes are scaling gradually that provides oppotunuty to make the ceiling more transparent in particular places.

snowflakes pattern

Так как поверхность потолка должна быть изогнутой в двух измерениях, то встала проблема как расположить шестиугольники таким образом, чтобы все грани идеально совпадали между собой. Как известно на двояковыпуклой поверхности невозможно расположить структуру из плоских шестиугольников без их деформации. Понятно, что каждая панель будет изогнутой, в то время как выкройка панели должна быть в одной плоскости.
Выход нашелся такой: каждый шестиугольник разбивается на 4 плоских треугольника, которые легко можно разогнуть для выкройки каждой детали.

As a ceiling surface would be concaved in two dimensions, there appeared a problem how to distribute hexagons fitting perfectly to each other. As we know it's unpossible to place a structure of flat hexagons on biconcaved surface witout deformation. Every panel schould be curved but the drawing of it schould be flat.
Yield was found: every hexagon splits at 4 flat triangles, that are very easy to straighten out for a flat pattern of each panel.

hexagons with grasshopper
hexagons with grasshopper

Каждая панель имеет "ушки", которые придают жесткость тонкому листу алюминия и служат креплением панелей между собой посредством заклепок. Чтобы гиб "ушей" был аккуратным, в листе алюминия прорезается пунктирная линия.

Each panel has bends that provide rigidity to the thin sheet of aluminium and fasten panels to each other due rivets. In order to bend the sheets carifully there was cut a dashed line in a sheet.

схема сборки пробной партии

Чтобы понять оптимальное количество отверстий для заклепок, их расположение, частоту пунктирной линии, размер "ушек" и прочее, мы изготовили несколько пробных образцов. После подбора оптимальных решений был закончен алгоритм, который генерирует чертеж каждой панели. Нужно понимать, что каждая панель имеет уникальную геометрию, а их общее количество около тысячи. Если бы пришлось чертить каждую панель вручную, то потребовалось бы в сотни раз больше времени.

To understand the optimal amount of holes of rivets, their location, the frequency of dashed line, scale of bends and ect. we fabricated some test samples. After optimal solutions I finished the definition that generates drawing for each panel. One schould understand that each of almost thouasnd panels has an unique shape. If one had to draw all of it manually it took hundred times more time than usual.

Общая картина скрипта. Отношение времени, затраченного на алгоритм геометрии и алгоритм создания чертежей примерно 50 на 50. О сложности написания алгоритма в среде Grasshopper я рассказывать не буду, так как это может быть темой отдельного поста.

The overall picture of definition. Modeeling script and fabrication script ratio are 50/50.
script

Так выглядит чертеж отдельно взятой панели. Маркеры каждой панели расположены везде с одной стороны, что позволит правильно ориентировать панели в пространстве при сборке.

Here is the one panel drawing. The markers are placed on particelar side of each that allows to orient panels in space while mounting.
tiles drawing

А это фрагмент общего чертежа всех панелей:

And this is a part of a general drawing of all panels:
pattern scetches

Среднестатистическия панель:

The average panel view:
installation scheme

План потолка. Вдоль дорожек ось паттерна остается прямой, в то время как остальные оси искривляются как угодно. Увеличение снежинок и растворение потолка происходит по мере приближения к краю поверхности.

Сeiling plan. Along curling lanes pattern axis remains direct but the other axes are curved. Snowflafes increase and ceiling dissolves depending on getting closer to the surface edge.

pattern scetches

Что касается подвесов потолка, то здесь конструкция проста: в бетонное перекрытие анкерятся крючки, за которые цепляются тросы. Размер каждого троса также высчитан на основе алгоритма.

Сeiling hangers are hung on anchors with hooks. Scale of each rope was also calculated by definition.

tiles drawing

Также перед монтажом был подготовлен чертеж очередности сборки, который так и не пригодился. Зеленым цветом отмечены длина каждого троса и его координаты.

There was prapared another drawing of the sequence of assembly. But it became unuseful. Green color marks the coordinates and lenght of each rope.

aluminium ceiling drawing

Итак, панели нарезали, привезли. Осталась исключительно ручная работа. Необходимо было отсортировать сотни панелей и подготовить их перед монтажем. "Ушки" каждой панели загибали вручную в том числе и мы, проектировщики. Сортировали панели по рядам. Каждая "гора" алюминия на фото - это один ряд или часть его.

So, panels were cut and delivered. Remains only handiwork. Before mounting it was needed to bend sort the hundreds of panels. We sorted panels by rows. Each aluminium tower corresponds to one row or part of it.

DSC01247

DSC01249

Распечатали большую схему потолка с номером каждой панели, чтобы фиксировать уже использованные панели. Первый большой сегмент из 14 панелей соединили на земле и повесили на 5 тросов для пространственной устойчивости. Остальные сегменты шли по 3 штуки и монтировались на весу. В итоге удобнее всего оказалось монтировать каждую отдельную панель уже на весу.

We printed a big plan of the ceiling with panels numeration with a view to notice all used panels. The first big segment consisting 14 panels we connected on the floor and then hung it using 5 rapes for spatial sustanability. Other segments were adjusted aweigh.

DSC01265

DSC01256

DSC01263

DSC01271

Процесс монтажа достаточно трудоемкий и занял более недели. Ошибки порядка расположения панелей были исключены, так как все панели разные и каждая подходит только лишь к своей соседке. Параллельно шел процесс разводки электрики таким образом, чтобы светильники попадали точно в центр снежинок. Пара деталей крупным планом:

Installation process ws quite laborious and took more than a week. There cuoldn't be any mistakes by connecting panels because each panel is different and fits onky to it's neighbor. In the same time was proceeding the electrician wiring in the way to correspond the lamps exact to the snowflake holes. Couple of details closeup :

DSC02148

DSC02150

Плавно перехожу к тому, ради чего затевался данный пост. Несмотря на то, что у меня это первый опыт конструкции такой сложности, я попытался сформулировать несколько практических советов. Если читатель решил ввязаться в подобную авантюру, будь то строительство сложного объекта их уникальных элементов или любую другую задачу, основанной на генеративном проектировании, то эти советы для вас.

1.Время
Учтите, что задачи подобной сложности займут у вас в 2 а то и в 3 раза больше времени чем обычно. Производство не повторяющихся сегментов даже при помощи станков и техники также увеличивают время в разы. Планируйте свое время с большим запасом.

2.Mock-up
Любое техническое решение которое вы применяете впервые - опробуйте сначала в реальности. Спроектируйте тестовый фрагмент (mock-up) вручную, без применения параметрических инструментов, постройте его, проанализируйте все ли работает и только после этого приступайте к созданию мега-скриптов или алгоритмов. Поместите тестовый фрагмент в те условия, в которых он будет эксплуатироваться. К примеру, если фрагмент должен висеть, то обязательно подвесьте его, чтобы отработать возможные решения по монтажу.

3.Смежники
Если ваша инсталляция тесно связана, к примеру, с освещением, то проектировать разводку, расположение светильников и саму инсталляцию должен один человек. Это исключит всю несогласованность, которая неизбежно возникает на объектах подобной сложности.

4.Рабочая сила.
В силу национальной специфики, монтажем вашей конструкции будет заниматься низкоквалифицированная рабочая сила. Даже если ваш объект небольшой, где хватит исключительно ваших сил и сил друзей, то обратите внимание что вы сами и ваши друзья являются низкоквалифицированными строителями. Проектируйте так, чтобы максимально исключить ошибки при монтаже в силу криворукости людей.

Ремарка. В нашем случае монтажем занимались граждане узбекистана. Маркеры панелей состояли из латинских букв. Проблема оказалось в том, что наши строители не знали латинского алфавита, поэтому не могли в правильном порядке скомпоновать панели. Для этих целей пришлось нанять человека (нашего друга), который правильно располагал панели и вообще вел авторский надзор.

5.Семь раз проверь чертеж, один раз отправь на производство.

6.Сортировка компонентов
Чем больше времени вы потратите на сортировку компонентов, тем в разы меньше времени уйдет монтаж. Маркеры изделий должны быть отчетливо понятны и иметь общую закономерность расположения на каждом компоненте.

7.Материал
Для больших партий изделий не редки случаи, когда в одной одной и той же партии производитель использует незначительно отличающийся по свойствам материал. Проконтролируйте, чтобы вся партия была из одной марки или сорта, одной толщины, фактуры, цвета.

Спасибо за внимание!

Smoothly move on to that I conceived this post. This was my first experience of object with a such level of complexity. Despite of that I'll try to formulate some practical advices. This tips are for those who has decided to get involved in such a venture to create an object consisting unique elemens or another comlex task based on generative design.

1.Time.
Nitice that the task of this level of complexity will take 2 or 3 times more time than usual. Fabrication non repeating objecs even due mashines also takes much more time than the common objects. Plan your time with a large margin.

2.Mock-up
Try every technical solution you intend to use in realty. Design test model (mock-up) manually without use of parametric tools, build it and analise how it works. And only then create your super-exciting script or alhorythm. Place your mock-up in real conditions where it should be explored. For example if the object should hang, hang your mock-up in the same way so you can consider the mounting solutions.

3.Adjacent experts
If your installation is closely related with a light for instance, there schould be only one man who designs both of it light and installation itself. This will eliminate all the inconsistencies that inevitably arise at the objects of such level of complexity.

4.Labor
Probably your object will be made of low-skilled labor. Even the scale of the object is small and you want to manage it only with energy of yours and your friends. Remember that you and and your friens are most-likely low-skilled builders too. Design it in the way to avoid mistakes due the unprofessional installation.

5. Seven times check your drawings, one time send it to fabrication

6.Sorting of components
The more you spend time on sorting of components, the much less time you spend on the mounting. Markers of each component should be clearly discernible and have a common law of it's position.

7.Material
For a big batches it's not unusual if the codtumer uses material with a little bit different properties. Check that the whole batch is of the same brand or variety, the same thickness, texture or color.

Thank you for your attention!

DSC02150

Tags: инсталляция, интерьер, общественные пространства, спб
Subscribe

  • Апарт-отель Омега Парк

    Местоположение: Севастополь Статус: Эскизный проект Команда проекта: Тимофей Шапкин, Никита Асеев, Анастасия Сошникова Проект на сайте В…

  • Деревянные многоэтажные дома для России

    Проект на сайте Команда проекта: Алан Джибилов, Тимофей Шапкин, Александр Земцов, Булат Хайрутдинов В ноябре-декабре 2017…

  • Сфера, как бесконечная стена

    Принимали участие в конкурсе "THE WALL" , организованный королевским институтом британских архитекторов. Авторы: Алан Джибилов Шапкин…

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 5 comments