Nový nástroj umožňuje tvorbu ekonomického zakřiveného skla

Uživatel může snadno přizpůsobit svůj původní nápad tak, aby vytvořil působivou skleněnou čelo s chladným ohýbáním. Půjčka © Ruslan Guseynov / IST Rakousko

Ztracené skleněné fasády mohou být úžasně krásné, ale tradiční stavební metody jsou extrémně drahé. Desky se obvykle vyrábějí „ohýbáním za tepla“, při kterém se sklo ohřívá և formuje formovacími nebo specializovanými stroji, což je energeticky úsporný proces, při kterém vzniká přebytečný odpad ve formě jednotlivých tvarovaných dílů. Sklo za studena nakloněné je levnější alternativou, kdy se ploché sklo nakloní a připevní k rámům na staveništi. Vzhledem k křehkosti materiálu je však extrémně obtížné přijít s „esteticky příjemným“ produktivním vejcem. Nyní interaktivní nástroj pro návrh založený na datech umožňuje architektům právě to.

Program vytvořený týmem vědců z IST Austria, TU Wien, UJRC և KAUST, umožňuje uživatelům interaktivně manipulovat s designem fasády և okamžitě reagovat na estetiku struktury panelu structure, což je velmi vhodná volba pro záměry designéra. Program je založen na hluboké neurální síti navržené speciálně pro fyzikální simulace k předpovídání tvaru skleněného panelu. Kromě toho, že umožňuje uživatelům interaktivně přizpůsobit design, může automaticky optimalizovat design և snadno integrovat do obvyklého pracovního postupu architekta. Výsledky průzkumu softwaru představeného na SIGGRAPH Asia 2020.

Horké sklo – studené sklo

Žárově zbarvené sklo se používá od 19. století, ačkoli bylo obecně dostupné pouze v 90. letech. Proces je stále velmi nákladný, logistický systém pro pohyb ohýbaného skla je komplikovaný. Alternativní sklo za studena bylo vyvinuto asi před deseti lety. Výroba byla levná, snadno se pohybovala a měla lepší geometricko-vizuální kvalitu než sklo tónované za tepla. Tato technika také umožnila architektům použít speciální typy skla k přesnému odhadu deformačního napětí panelů.

Problém je v tom, že návrh skleněných fasád nakloněných za studena je velkým výpočetním úkolem. Ruslan Guseynov, spoluautor IST Austria Postcourt, vysvětluje: „I když je možné vypočítat, kdy se jednotlivý panel rozbije, nebo zajistit další bezpečnost nákladu, pracujte s celou přední částí, která často zahrnuje tisíce panelů – pro běžné konstrukční nástroje je to prostě příliš komplikované.“ Navíc pokaždé, když provedete změnu, použijte počítač s tradičními výpočetními metodami, abyste se dostali do stresu, jinak by vám používání trvalo příliš dlouho.

Příležitost pro novou technologii

Cílem týmu tedy bylo vytvořit software, který by umožňoval (neodbornému) uživateli interaktivně upravovat povrch pomocí informací v reálném čase o nakloněném koni a souvisejících stresech pro každý jednotlivý panel. Rozhodli se pro přístup založený na datech. Tým provedl více než milion simulací k vytvoření databáze možných skleněných koní zastoupených v architektuře pomocí standardního počítačového pomocného designu (CAD). Síť Deep Nerve Network (DNN) byla poté trénována na tato data. Tato DNN přesně předpovídá jeden nebo dva možné tvary skleněných panelů pro danou čtyřstrannou hranici. pak je lze použít na obrysovou fasádu architekta.

Skutečnost, že DNN předpověděla několik koní, byla „jedním z nejúžasnějších aspektů DNN,“ dodává Konstantinos Gavriil, spoluautor a výzkumník na TU Wien. „Věděli jsme, že tato hranice nedefinovala panel jednoznačně, ale nepředpokládali jsme, že DNN bude schopna najít mnoho řešení, i když nikdy neviděla dva alternativní panely na jiné hranici.“ Z celkového počtu řešení program vybere geometrii okna, která nejlépe odpovídá designu fasády, s přihlédnutím k funkcím, jako je hladkost a odrazy rámů.

Uživatel pak může přizpůsobit svůj model, aby snížil stres nebo vylepšil celkový vzhled. Pokud je to příliš obtížné, může uživatel kdykoli automaticky optimalizovat design a poskytnout tak „nejvhodnější“ řešení, které výrazně sníží počet nepraktických panelů. Koneckonců, všechny panely lze bezpečně postavit, nebo si uživatel může vybrat, zda některé z nich zahřeje za tepla. Když je uživatel s koněm spokojen, program vyexportuje tvary plochých panelů a geometrie rámu potřebné k vytvoření přední části.

Přesnost ACC – účinnost

Test: přesnost: Ze simulace tým vytvořil rámy: skleněné panely, včetně panelů vystavených extrémnímu namáhání. V nejhorším případě zaznamenali mírnou odchylku od předpokládaných vajec (menší než tloušťka panelu), և všechny panely byly vyrobeny podle očekávání. Tým dále ověřil, že model založený na datech věrně (և efektivně) reprodukoval výsledek modelování.

„Věříme, že jsme vytvořili nový praktický systém, který kombinuje geometrický design s paděláním a umožňuje návrhářům efektivně vyvážit ekonomické, estetické a technické standardy,“ uzavírá Bernd Bickel, profesor IST Austria. : V budoucnu bude možné projekt rozšířit o další funkce pro praktické architektonické řešení nebo použít různé materiály ke studiu složitějších mechanických modelů.

Odkaz. „Výpočet za studena skloněných skleněných fasád“ Konstantinos Gavril, Ruslan Guseynov, Jesus Perez, Davide Pelis, Paul Henderson, Florian Rist, Helmut Potman և Bernd Bickel, 2020 Listopad, Transakce ACM na grafice,
DOI: 10.1145 / 3414685.3417843:

Financování. Program Evropské unie pro výzkum a inovace Horizont 2020

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Kampaň NASA SnowEx kopání hluboko v roce 2021

Měření sněhu se může zdát jednoduché, ale každé prostředí představuje pro přístroje jedinečné výzvy. Například sněžení v lesích se zachytává na větvích nebo...

Agresivní tržní model vývoje energie z jaderné syntézy

Koncept ARC Fusion Pilot Plant byl vyvinut na MIT, aby demonstroval potenciál vysokoteplotních supravodivých magnetů pro nastavení hodnoty rychlosti fúzní energie և. Půjčka:...

LSD může nabídnout udržitelnou léčbu úzkosti a jiných duševních poruch

McGill studoval krok v porozumění mechanismu vlivu psychedelik na mozek a potenciálu pro terapeutické použití. Vědci z McGill University poprvé objevili jeden z možných mechanismů,...

Nenechte si ujít příští úplněk – sníh, bouře a hladový měsíc

Uznání: NASA / Bill Dunford Příští úplněk je měsíc se sněhem, bouří a hladem; měsíc během svátků svátku Puim; festival čínských luceren; Magha Purnima a...

Chytré tetování OLED. Inženýři vytvářejí tetování vyzařující světlo

OLED tetovací zařízení. Půjčka Barsotti - italský technologický institut Vědci z UCL և IIT -Istituto Italiano di Tecnologia (Italský technologický institut) vytvořili dočasné...

Newsletter

Subscribe to stay updated.