ПРИМЕНЕНИЕ МЕДИА-ТЕХНОЛОГИЙ И 3D ПРИНТЕРОВ В ПРОЕКТИРОВАНИИ И В СТРОИТЕЛЬСТВЕ АРХИТЕКТУРНЫХ ФАСАДОВ

Адилакын Азамат Асхатулы

студент 2 курса, КазГАСА, г. Алматы

E-mail: azamat93@mail.ru

Ким Татьяна Эдуардовна

научный руководитель, магистр наук, ассистент проф. КазГАСА, г. Алматы

В статье рассмотрены особенности применения медиа-фасадов и 3d принтеров в архитектурном проектировании. Также выделены их преимущества и влияние на современную архитектуру.

Современные фасады являются одними из важнейших конструкций сооружений, отвечающие разным требованиям: безопасности, функциональности, комфорту и т. д. Главной задачей которых является обеспечение комфортного климата в здании и защиту от атмосферных явлений. Нынешние архитектурные фасады должны быть привлекательными, конкурентоспособными, запоминаемыми и соответствовать современным требованиям.

Медиа-фасады — это уникальная светодиодная поверхность любой формы, размера и разрешения расположенная на фасаде здания, которая может быть использована в архитектурно-дизайнерских и одновременно в рекламно-информационных целях [1].

Виды медиа-фасадных решений:

·     Иллюминационная подсветка зданий с программируемым изменением цвета;

·     Дисплейные установки в ограниченную часть или полностью на всю площадь фасада здания;

·     Видео-стены большой площади;

·     Облегченные светодиодные конструкции, обладающие высокой степенью прозрачности;

·     Видео-экраны для фасадов со сложной геометрией [1].

Полотно изготовлено по LED-технологии, применяющей сверх яркие светодиоды (Lighting Emission Diode) с высокой светоотдачей и длительным ресурсом. Светодиоды красного, синего и зеленого цвета объединяются в ячейку (cluster), которая является отдельной точкой изображения (pixel), количество этих точек определяет разрешение дисплея. Светодиод — элементарный полупроводниковый источник света, содержащий один или несколько испускающих свет кристаллов в одном корпусе с одной, формирующей световой поток, линзой. Светодиод обладает рядом преимуществ:

·     Чистый цвет;

·     Большое количество различных цветов свечения и направленность излучения;

·     Высокая надежность и прочность (ударная и вибрационная устойчивость);

·     Вандалоустойчивость;

·     Повышенный КПД;

·     Длительный срок службы (может достигать 100 тысяч часов);

·     Низкое энергопотребление;

·     Высокий уровень электро- и пожаробезопасности за счет отсутствия высоких напряжений и нагрева излучателей;

·     Экологичность продукта (отсутствие ядовитых составляющих) [1].

Медиа-фасад способен покрывать как все здание, так и его часть. Конструкция медиа-фасада похожа на сетку, высокая пластичность которой позволяет применять его на архитектурных фасадах с различными формами. Основные преимущества конструкции Медиа-фасадов: герметичность, легкость, любые размеры изображения и его разрешения, возможность установки на любые поверхности.

Медиа-фасады впервые появились в 1996 году в виде 10-этажного экрана NASDAQ (National Association of Securities Dealers Automated Quotation) на здании Conde Nast на Таймс-Сквер в Нью-Йорке. Монреальская компания “Saco Technologies Inc.” установила для Nasdaq экран “Smartvision” площадью 1000 кв. метров и стоимостью в 37 миллионов долларов [1] (табл. 2). Уникальная технология оформления фасадов зданий с помощью мультимедийных технологий, объединила современную архитектуру и светодизайн, что получила широкое распространение во многих мегаполисах мира. С помощью медиа-фасада можно транслировать: рекламные ролики и слайд-шоу; текст и изображения; графические и цветовые эффекты; видео онлайн; каналы спутникового и интернет телевидения; спортивные мероприятия; данные о погоде и пробках, чрезвычайных ситуациях и курсах валют и т. д. Управление светодиодным экраном осуществляется при помощи персонального компьютера через специализированный контроллер и коммутационные кабели.

Световые фасады могут подчеркивать форму здания, также могут сформировать иной облик уже существующего архитектурного объекта в темное время суток. Медиа-фасад при правильной его инсталляции и благодаря своей прозрачности не доминирует над зданием. Прозрачность его конструкции составляет 80 %, что не мешает восприятию архитектурного образа здания и в светлое время суток. Со стороны медиа-фасад выглядит как гигантский телевизионный экран, изнутри конструкция почти незаметна.

Недостатки медиа-фасадов:

·     При увеличении плотности конструкций теряет светопрозрачность днем;

·     Проблемы с энергопотреблением при использовании в большом количестве светодиодов

·     Дороговизна 3D-принтер — устройство, использующее метод послойного создания физического объекта на основе виртуальной 3D-модели.

Применяются две технологии формирования слоёв, при этом жидкий полимер затвердевает и превращается в достаточно прочный пластик:

1.  Лазерное спекание — при этом лазер выжигает в порошке из легкосплавного пластика, слой за слоем, контур будущей детали. После этого лишний порошок стряхивается с готовой детали

2.  Ламинирование — деталь создаётся из большого количества слоёв рабочего материала, которые постепенно накладываются друг на друга и склеиваются, при этом лазер вырезает в каждом контур сечения будущей детали

Струйная:

1.  Застывание материала при охлаждении — раздаточная головка выдавливает на охлаждаемую платформу-основу капли разогретого термопластика. Капли быстро застывают и слипаются друг с другом, формируя слои будущего объекта

2.  Полимеризация фотополимерного пластика под действием ультрафиолетовой лампы — способ похож на предыдущий, но пластик твердеет под действием ультрафиолета

3.  Склеивание или спекание порошкообразного материала — то же самое что и лазерное спекание, только порошок склеивается клеящим веществом, поступающим из специальной струйной головки. При этом можно воспроизвести окраску детали, используя связующие вещества различных цветов

4.  Густые керамические смеси тоже применяются в качестве самоотверждаемого материала для 3D-печати крупных архитектурных моделей

Композитные материалы можно использовать для создания твердых моделей различных типов. Такие материалы, как правило, используются для изготовления трехмерных макетов изделий или прототипов деталей механизмов для функционального тестирования. Они позволяют воспроизводить мелкие детали, отличаются довольно высокой прочностью и качеством цветопередачи. Материал для создания гибких моделей позволяет создавать гибкие модели со свойствами резины. Основой гибких материалов являются целлюлозные и специальные волокна c добавками.

С помощью материалов для литейных форм можно создавать формы для литья металлов. Первый материал носит название ZCast, состоящий из литейного песка, гипса и специальных добавок. Как правило, его используют для печати непосредственно форм для литья цветных металлов, данный материал способен выдерживать температуры до 1200°С. Отличительная особенность ZCast в том, что он не требует дополнительного пропитывания после печати формы. Особенности и преимущества технологии:

·     Высокая точность печати, как при стандартном литьевом формовании. Электронная система чётко контролирует ход печати. Печатная головка тщательно и точно распределяет связующее вещество и цвет в областях, заданных программным обеспечением Z-принтера.

·     Недорогие порошкообразные материалы приводят к снижению себестоимости производства модели (от 0,1 $ за 1 см3).

·     Надежность, высокая скорость и большое разрешение для создания моделей с мелкими деталями;

·     Во время печати модель со всех сторон окружена незапечатанным порошком, что позволяет создавать фигуры сложной формы;

·     Возможность одновременной печати нескольких деталей, расположив их в объеме камеры печати;

·  При печати не выделяются токсичные вещества, что позволяет использовать такие устройства в обычном офисе, где нет систем дополнительной вентиляции. А автоматическая откачка излишков порошка из камеры для их повторного использования, делает процесс чистым и экономичным;

·     Возможность цветной печати, основанная на технологии чернильной печати, позволяющая воспроизводить до 90 % чернильного цветового спектра. Технология также позволяет печатать на моделях текст и изображения;

Применение данной технологии в области строительства позволяет повысить точность возведения зданий и многократно сократить сроки их сдачи, также дает возможность отойти от традиционных форм зданий, возводить сооружения неправильной формы, с уникальными элементами конструкций. Автоматизация ручного труда позволит сократить численность строительных работ и минимизировать риск производственных травм.

Метод 3D печати позволяет выполнить 90 % всех строительных работ, связанных с возведением здания. Что дает возможность за короткое время обеспечить жильем большее количество людей, пострадавших от стихийных бедствий и в бедных развивающихся странах.

В таблице 1 представлены некоторые из наиболее популярных решений медиа-фасадов. Также рассматриваются их некотороые технические характеристики [2]. В таблице 2 приведены примеры медиа-фасадов в разных городах мира. В таблице 3 приведены разные модели 3D принтеров, их некоторые технические характеристики. Также показаны возможные варианты получения сложных форм с помощью 3D принтера.

Таблица 1.

Виды и характеристики медиа-фасадов

Таблица 2.

Примеры применения медиа-фасадов

Таблица 3.

Виды и характеристики 3D принтеров

Применение мультимедийных технологий и 3D принтеров в архитектурном облике и конструкции сооружений позволяют сэкономить время, придать неповторимый образ зданию. Данные технологии дают возможность быстрому развитию строительства. Также способствуют формированию уникального архитектурного облика для городов, придают узанваемость и поможет увеличению числа туристов.

Список литературы:

1.Характеристики медиа-фасадов. [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://mediafasade.group-t.ru/ (Дата обращения: 29.01.2013)

2.Характеристики 3D принтеров. [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://www.media-build.ru/news/289 (Дата обращения: 22.02.2013)