RG III
O projeto aqui apresentado faz parte de um conjunto de estudos desenvolvidos na disciplina de Representação Gráfica III, ministrada durante o 4º semestre do curso de graduação da Faculdade de Arquitetura da Universidade Federal do Rio Grande do Sul Apesar de seu caráter essencialmente ferramental, a disciplina consiste no ensino de um novo método de projeto que difere do convencional, denominado design computacional
O objetivo de RGIII é a introdução ao design digital, abrangendo desde o ensino de novos meios de formulação de problemas arquitetônicos até o aparelhamento dos alunos para uso de ferramentas específicas (softwares de projeto paramétrico e ferramentas de fabricação digital). Visto sua complexidade conceitual e prática, as aulas são divididas em três blocos, que fazem uso de diferentes técnicas.
O bloco inicial da disciplina consiste na introdução ao design digital, que é feita por aulas teóricas sobre conceitos fundamentais de projeto paramétrico, fabricação digital e geometrias São feitos exercícios de análise de edificações (correlacionando aspectos formais e construtivos) e de formulação de algoritmos analógicos que representam raciocínios lógicos abstratos e aplicados a problemas formais
No segundo bloco é apresentado o software de projeto paramétrico e são desenvolvidos exercícios no formato de tutorial para uso guiado deste e compreensão de sua organização e funcionamento
No terceiro e último bloco os alunos desenvolvem um projeto em grupo, utilizando-se do software paramétrico para concepção e representação e ferramentas de fabricação digital para prototipagem Os alunos são aparelhados com aulas sobre conjuntos de ferramentas do software, comandos de uso comum e técnicas de manipulação de dados do projeto, sendo as aulas ordenadas de acordo com as demandas que surgem e em crescente complexidade Além disso, os alunos aprendem a gerar arquivos para importação nas ferramentas de fabricação digital e tem aulas práticas de uso dessas para construção de seus protótipos
Durante todo o semestre são feitos assessoramentos gerais de dúvidas e dificuldades comuns e individuais para ajustes específicos dos algoritmos
O exercício final da disciplina propõe a criação de um pavilhão cultural expositivo modular Buscando a exploração de uma variedade de soluções e aprendizado coletivo, é determinado que cada grupo situe seu projeto em um continente (ou planeta) e adote um tipo de geometria para exploração no projeto. Além disso, para ilustrar a aplicabilidade dos sistemas mencionados em diferentes escalas o exercício é dividido em 4 etapas: formulação do programa do projeto, contexto de inserção e materialidade básica (etapa conceito); concepção formal do módulo (etapa forma); detalhamento construtivo (etapa estrutura); distribuição, replicação e combinação da forma (etapa implantação). Assim, é exercitado o projeto na escala do objeto, construção e inserção urbanística
O desenvolvimento do projeto paramétrico foi feito nos laboratórios da Faculdade de Arquitetura da UFRGS com o uso do Grasshopper como ferramenta de programação visual, que opera dentro do Rhino 7 (software CAD) As maquetes de fabricação digital foram concebidas no Laboratório de Inovação e Fabricação Digital da Escola de Engenharia da UFRGS (LifeeLab), utilizando-se para impressão 3D o equipamento modelo Ultimaker S5 (tecnologia de impressão por FDM), intermediado pelo software Cura (arquivos de entrada em formato STL) e para corte a laser o equipamento modelo MC1060, intermediada pelo software RDWorks (arquivos de entrada em formato DXF)
A disciplina de RG III é um projeto em andamento, sendo aprimorada a cada semestre Futuramente serão resolvidas questões de transição entre a escala da construção e a de prototipagem no que tange as diferentes materialidades aplicáveis Além disso, será incluído o ensino de ferramentas de otimização e análise da performance do projeto e serão introduzidas técnicas de estímulo criativo visual a partir de inteligência artificial para concepção dos projetos, buscando explorar ao máximo o potencial do design computacional
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CONCEITO
Foi proposto pela disciplina o projeto de um pavilhão inspirado em um continente, que pudesse representar a sua cultura Para o nosso grupo foi designado o continente asiático
Sendo o maior continente do planeta Terra, a Ásia é um local onde diversas culturas coexistem Tendo isso em mente, nos inspiramos em diversas materialidades e formas presentes nas construções asiáticas e chegamos a um denominador em comum que pudesse guiar o conceito do pavilhão: o ângulo agudo Visto desde cabanas tailandesas vernaculares, ponteiras de telhados chineses, até em obras modernas como as construções japonesas de Tadao Ando
Forma
Foi proposto para o grupo desenvolver o pavilhão utilizando superfícies poliédricas Isto é, a formação de um objeto 3D a partir de faces poligonais unidas por arestas em forma de retas
O projeto do pavilhão, como indicado pela disciplina, foi desenvolvido a partir de um módulo inicial que pode ser distribuído de diversas maneiras Como o programa principal a ser desenvolvido no pavilhão consiste em expôr as diversas culturas dos países presentes no continente, foi criado um módulo versátil que permite a sua distribuição em diversos volumes A ideia principal é que cada módulo represente um país, podendo ser um pavilhão linear, um grande pavilhão com ou sem átrio, ou até mesmo uma estrutura vertical
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Materialidade
"Os filipinos acreditam que o homem e a mulher surgiram dos nós de uma haste de bambu Os chineses veem a cana como um símbolo de sua cultura e valores, recitando “não há lugar para se viver sem bambu” A planta é um símbolo de prosperidade no Japão e amizade na Índia "
Archdaily
Levando em consideração a cultura asiática e a ligação dos países com a construção em bambu, imaginamos a estrutura com este material Na maquete utilizamos palitos de churrasco em bamboo para representá-los Já a cobertura imaginamos palha, como na arquitetura vernacular local
Locais de implantação
Pela dimensão do continente asiático e sua variedade de paisagens diferentes, planícies, planaltos, cordilheiras e vales, foi pensado em diferentes espaços para o pavilhão ser implantado, desde de montanhas como o famoso Monte Fuji no Japão até florestas como a região de Pilok, na Tailândia O plano urbano também foi analisado, locais onde já são utilizados pavilhões para eventos, por exemplo os parques verdes, como o Beijing Garden Expo Park, na China
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R E F E R Ê N C I A S
C U L T U R A I S
Escamas Flor de Lótus
As escamas e os dragões têm uma forte ligação com a cultura asiática, especialmente na China e no Japão Na China, o dragão é uma das quatro criaturas sagradas e é visto como um símbolo de poder, nobreza, boa sorte e sabedoria Os dragões chineses são frequentemente retratados com escamas em seu corpo, que são símbolos de proteção contra o mal e as adversidades Além disso, acredita-se que as escamas dos dragões tenham propriedades medicinais e sejam usadas em práticas de cura tradicionais No Japão, os dragões são conhecidos como " ryu " e são considerados criaturas divinas que governam as águas e controlam o clima As escamas dos dragões japoneses são retratadas como mais pontiagudas e afiadas do que as dos dragões chineses, e são frequentemente usadas em armaduras samurais como símbolos de proteção Em ambos os casos, as escamas dos dragões são altamente valorizadas e simbólicas na cultura asiática
A flor de lótus é um símbolo importante na cultura asiática, especialmente no budismo e no hinduísmo. Ela é conhecida por sua beleza delicada e sua capacidade de crescer em condições adversas, emergindo da lama e da sujeira para se tornar uma flor exuberante e perfumada Na cultura asiática, a flor de lótus representa a pureza espiritual, a iluminação, a renovação e a superação das dificuldades Na Índia, a flor de lótus é um símbolo nacional e é frequentemente usada em cerimônias religiosas e em decorações, além de aparecer em muitas obras de arte No budismo, a flor de lótus representa a pureza do corpo, da mente e do espírito, além de simbolizar o caminho para a iluminação A imagem da flor de lótus é frequentemente encontrada em templos budistas, bem como em artefatos religiosos, como estatuetas e tapeçarias Em resumo, a flor de lótus é um símbolo importante da cultura asiática, que representa a pureza, a iluminação e a superação das dificuldades, além de ser valorizada por sua beleza delicada e significado espiritual
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Shuriken Flor de cerejeira Templos
tradicional japonesa que tem uma forte conexão com a cultura asiática, especialmente no Japão Também conhecida como "estrela ninja", a shuriken é um pequeno objeto pontiagudo feito de metal ou outro material resistente, com lâminas afiadas em suas bordas Foi originalmente desenvolvida como uma arma de arremesso pelos guerreiros ninjas do Japão, que a usavam para distrair ou incapacitar seus oponentes durante o combate A shuriken também era usada como uma ferramenta de espionagem, para coletar informações e se infiltrar em locais inimigos Embora não seja mais usada em batalhas modernas, a shuriken ainda é valorizada como um símbolo cultural e uma parte importante da história japonesa É frequentemente retratada em filmes, anime e mangás japoneses, e é usada em artes marciais japonesas tradicionais, como o ninjutsu Em resumo, a shuriken é um exemplo icônico da cultura asiática, que representa a habilidade, a destreza e a tradição das artes marciais japonesas
conhecida como "sakura" em japonês, tem uma forte ligação com a cultura asiática, especialmente no Japão É uma das flores mais reverenciadas no país, representando a beleza fugaz e a renovação da vida A flor de cerejeira tem uma curta temporada de florescimento, durando apenas algumas semanas no início da primavera, o que a torna ainda mais valiosa e admirada No Japão, o florescimento da flor de cerejeira é um evento anual muito importante, que é celebrado com o hanami, uma tradição em que as pessoas se reúnem para admirar e apreciar as flores de cerejeira em sua plenitude A flor de cerejeira é também um símbolo nacional do Japão, aparecendo em muitas obras de arte e na cultura popular, como em mangás e animes Em resumo, a flor de cerejeira é um símbolo icônico da cultura japonesa, que representa a beleza transitória, a renovação e a apreciação da natureza
Os templos asiáticos são muito importantes na cultura da Ásia e têm um papel central em muitas religiões asiáticas, como o budismo, o hinduísmo e o taoísmo Esses templos são frequentemente considerados lugares sagrados e são usados para adoração, meditação, oração e rituais religiosos Além disso, muitos templos asiáticos são importantes locais históricos e arquitetônicos, que contêm tesouros artísticos e culturais, incluindo esculturas, pinturas e textos antigos Muitos desses templos também são locais turísticos populares, atraindo visitantes de todo o mundo que buscam uma experiência cultural e espiritual única Em resumo, os templos asiáticos são um importante elemento cultural que reflete a rica história, espiritualidade e arte da Ásia, e são valorizados tanto pelos praticantes religiosos quanto pelos visitantes não religiosos
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FORMA
to para o utilizando isso, foi s que já início do cabanas modernas do junto a materialidade em bambu seriam os condutores do projeto
Baseando-se nisso a concepção dos módulos foi feita a partir de croquis feitos por repetição e rotação de formas triangulares Aproveitamos e já testamos distribuições, para que fosse criado um módulo possível de afeiçoar diversamente
Croquis pré-forma
Junto aos desenhos a mão, foram utilizadas ferramentas de inteligência artificial, como o Midjourney bot, Crayon e Dall-E, para a criação de imagens realistas do projeto com as palavras-chave referentes à ele
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Para a geração do volume básico, começamos com um algoritmo analógico que, por meio de caixas de texto e setas, construímos a partir da ideia gerada por croquis Foram dispersos quatro pontos em um plano que, após conectados formaram arestas e, ao ser preenchido o espaço entre essas arestas, uma face Essa face foi duplicada e rotacionada, formando então, o módulo do pavilhão
Ao iniciar o processo de fabricação do módulo no Grasshopper, notamos que algumas etapas iriam precisar de ajuste, mudança de ordem e acrescentar mais blocos
Depois de muitos testes, o código chegou a uma versão mais compacta possível e de fácil manutenção
Código impressão 3D
Com intuito de gerar a maquete fisicamente, por meio de corte a laser ou impressão 3D, foram feitos pequenos ajustes no arquivo do Grasshopper para que fosse possível a sua execução
Com ajuda do LIFEELAB, fomos capaz de realizar ambas as fabricações, o corte a laser em MDF cru de espessura nominal 3 mm (espessura real aproximada 2,85 mm) e a impressão 3D em filamento PLA (polímero termoplástico ácido polilático) de diâmetro 2,85 mm
Croqui inicial
Etapa 1: pontos
Etapa 2: preencher face
Etapa 3: criação de eixo para rotação
Etapa 4: copiar e rotacionar face
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RA
Em buscas feitas por pavilhões e outros centros culturais na Ásia, foi encontrado um material em comum abrangente nesses: o bambu Muito presente na cultura oriental desde a antiguidade, o bambu é conhecido por ser um material forte e flexível, além da sua ampla disponibilidade na natureza Apesar de ainda ser minoria em comparação com edifícios sintéticos de aço e concreto, o bambu possui grande impacto na arquitetura asiática, recuperando a identidade tradicional da região e ajudando em problemas de urbanização - como uma alternativa mais econômica à madeira e com crescimento mais rápido
Tendo isso em mente, a estrutura do pavilhão foi criada a partir de croquis e teste em maquete com base nas estruturas de bambu presentes em toda a Ásia
Buscando referências de como conectar os bambus, seus tamanhos e propriedades, foi possível ver que a fabricação digital avançou muito para auxiliar a construção, como engates feitos digitalmente
Inicialmente, a maquete física foi feita com palitos de churrasco de seção quadrada com espessura de 3,5 mm e fita adesiva, simulando os bambus e os engates, respectivamente
Considerando a fabricação digital, a estrutura foi criada previamente à etapa de fabricação digital, na qual não considerou-se a criação dos engates independentemente das arestas
Com base nesse código foram criadas os engates "bolinhas" no encontro das arestas,, material que seria imprimido 3D e fixaria as arestas de palitos de churrasco Logo que conferimos o código junto à equipe do LIFEELAB, vimos que a impressão não seria possível apenas com ele, seriam necessários ajustes e adições de blocos para a criação das "bolinhas" independentes
Código para impressão completo arestas + engates
As "bolinhas" foram fabricadas por meio da impressora 3d Ultimaker S5, disponibilizada pelo LIFEELAB, junto ao filamento PLA (polímero termoplástico ácido polilático) de diâmetro 2,85 mm, já utilizado anteriormente na maquete de forma As arestas permaneceram com o mesmo material (palitos de churrasco de seção circular com diâmetro de 3,5 mm)
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Etapa 1: pontos principais Etapa 2: arestas principais
Etapa 3: pontos secundários Etapa 4: arestas secundárias
Etapa 5: criar geometria e rotacionar
AÇÃO
O programa principal é a exposição de diversos países através dos pavilhões. Pensando nisso, desenvolvemos um módulo com o qual é possível criar diversos volumes. A ideia principal seria a de que cada módulo representaria um país. Por isso criamos seis diferentes distribuições de módulos para pavilhões em diferentes contextos.
O primeiro sendo uma distribuição radial dos pavilhões de forma que a face mais alta seja o centro formando um átrio central,
O segundo sendo com a mesma distribuição, porém se conectam pelas bases
Pavilhão Banheiros Recepção
Imagem contextualizada da distribuição
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Imagem contextualizada da distribuição
Pavilhão Banheiros
O terceiro segue uma distribuição de encaixe linear dos módulos como um dragão chinês
O quarto segue a mesma ideia porém são apenas quatro módulos e dessa forma as faces internas fecham o átrio central do pavilhão
Imagem
contextualizada da distribuição
A quinta é a que traz a proposta mais diferente pois propõe que o módulo seja colocado na vertical e distribuído em quatro de forma radial, após isso se empilhariam quatro destes formando um pavilhão “torre”
Pavilhão Banheiros
Imagem contextualizada da distribuição 13
Pavilhão
PAVILHÃO ÁSIA
ALGORITMOS
Etapa
1:
Módulo básico
Etapa 2: Distribuições
Distribuição Flor de Lótus
Distribuição Estrela
Distribuição Escama
Distribuição Shuriken
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Distribuição Torre
Etapa 3: Fabricação em impressão 3D
Etapa 4: Estrutura
Etapa 5: Fabricação em impressão 3D da estrutura
CÓDIGO COMPLETO
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