Các trường kiến trúc có thể thúc đẩy một môi trường thử nghiệm mà cuối cùng sẽ dẫn đến những đột phá cho nghề kiến trúc. Môi trường đại học thách thức các học giả chấp nhận rủi ro về mặt khái niệm, một nhiệm vụ ngày càng trở nên hiếm hoi khi bước vào lĩnh vực này. Khi các công cụ và công nghệ mới xuất hiện trong thập kỷ qua, đã có sự gia tăng đặc biệt về các dự án đẩy giới hạn của những vật liệu có thể làm được—bao gồm cả kính.
Nghiên cứu sau đây, bao gồm cả công việc của riêng tôi, nêu bật cách các học giả trong lĩnh vực này đang khám phá tài liệu độc đáo và thất thường này. Mặc dù đặt ra nhiều thách thức hơn các vật liệu khác nhưng thủy tinh cũng chứa đựng rất nhiều tiềm năng. Tôi nhận thấy các dự án sau đây đầy cảm hứng vì chúng thể hiện niềm đam mê thực hành tạo nguyên mẫu bằng kính trong quá trình đào tạo các kiến trúc sư tương lai, một mục tiêu quan trọng hướng tới việc tưởng tượng ra những ứng dụng tốt hơn của kính trong môi trường xây dựng.
Trường Cao đẳng Kiến trúc và Quy hoạch Đô thị Taubman, Đại học Michigan
Catie Newell
Thủy tinh đúc, được phát triển bởi Catie Newell và nhóm của cô vào năm 2012, đã đề xuất một kỹ thuật tạo hình thủy tinh mới, theo đó một khuôn ghim có thể định vị lại được lắp vào sàn lò nung. Họ có thể tạo thành các tấm kính trong thời gian thực bằng cách điều chỉnh độ cao của từng chốt, được điều khiển từ xa bằng mô tơ servo và phần mềm kỹ thuật số. Thông qua phân tích cẩn thận các đặc tính hình học và độ cong bề mặt tối đa cho phép, việc lắp đặt cuối cùng các tấm kính nhấp nhô đã tạo ra hiệu ứng vạn hoa của ánh sáng phản chiếu.
Một dự án tiếp theo do Newell đứng đầu cùng với Wes McGee và Zuckery Belanger, Long Range (2022), đã nghiên cứu ảnh hưởng của độ cong đến đặc tính âm thanh của kính sụt. Làm việc với một nhóm sinh viên, họ có thể kiểm tra tác động của độ cong và các lỗ cắt bằng tia nước trong các tấm kính hình lục giác kẹp trên các đặc tính âm thanh phản xạ, khuếch tán, truyền qua và hấp thụ của hệ thống. Việc tạo mẫu và mô phỏng mở rộng cho phép các nhà thiết kế hiệu chỉnh hình dạng của vật liệu để đạt được hiệu ứng xung quanh như mong muốn.
Trường Thiết kế Stuart Weitzman, Đại học Pennsylvania
Tiến sĩ Masoud Akbarzadeh và Phòng thí nghiệm Cấu trúc Đa diện
Vượt qua thách thức của việc sử dụng kính làm hệ thống kết cấu chính với các giải pháp tĩnh đồ họa đa diện dựa trên hình học, Masoud Akbarzadeh và phòng thí nghiệm của ông tại UPenn đã chế tạo hai nguyên mẫu cho một cây cầu kính tự hỗ trợ. Tortuca (2022) được lắp ráp từ 13 đơn vị kính rỗng (HGU), cùng kéo dài hơn 10 feet. Mặt trên và mặt dưới của mỗi ô được cắt từ kính ủ bằng tia nước mài mòn 5 trục, với các miếng đệm acrylic làm thành bên, giúp tạo cơ chế kết nối với các HGU lân cận.
Nhóm nghiên cứu đã mở rộng để bao gồm một loạt cộng tác viên từ các tổ chức khác; năm ngoái, họ đã phát triển và lắp đặt Vitrum Leve, hay Cầu Thủy tinh Nhẹ, tại Bảo tàng Thủy tinh Corning. Nó bao gồm các tấm kính nhiều lớp siêu mỏng (16 mm) tạo thành một hệ thống bánh sandwich hiệu suất cao. Dòng lực bên trong được chứa trong một mặt cắt ngang mảnh, tạo nên một cấu trúc siêu trong suốt, có độ bền cao. Mục tiêu chính của nghiên cứu này là chứng minh rằng một loại vật liệu đầy thách thức như thủy tinh có thể được sử dụng làm hệ thống kết cấu chính đồng thời cũng xuất hiện như một giải pháp thiết kế trang nhã.
In 3D trên kính từ MIT đến RIT
Michael Stern và Evenline
Nhóm Mediated Matter của MIT đã phát triển công nghệ sản xuất bồi đắp đầu tiên cho kính quang học trong suốt in 3D vào năm 2014. Nhóm kỹ sư, kiến trúc sư và nhà khoa học lúc đó do Neri Oxman lãnh đạo. Máy in 3D thủy tinh bao gồm hệ thống điều khiển nhiệt ba vùng tích hợp với điều khiển chuyển động 4 trục. Một nồi nấu bằng thủy tinh nóng chảy (1.000 độ C, hay 1.832 độ F) được truyền trọng lực qua một vòi gốm và đưa vào buồng chế tạo ở nhiệt độ 500 độ C, hay 932 độ F—nhiệt độ ủ của thủy tinh—để kiểm soát tốc độ làm nguội của nó và ngăn ngừa nứt vỡ do ứng suất. Là một minh chứng ban đầu về khái niệm, một bộ ba cột kính cao 10 foot đã được in 3D và lắp đặt tại Tuần lễ Thiết kế Milan năm 2017. Các tác phẩm này làm nổi bật độ phức tạp hình học, độ bền và độ trong suốt của kính in 3D ở quy mô kiến trúc.
Kể từ đó, máy in 3D được cấp bằng sáng chế này đã trải qua nhiều lần biến đổi và hiện tồn tại dưới dạng mẫu thế hệ thứ ba, G3DP3, do Evenline sở hữu và vận hành ở Rochester, New York, dưới sự lãnh đạo của Michael Stern, một trong những thành viên ban đầu của nhóm từ MIT. Stern giảng dạy một khóa học tự chọn về kính kỹ thuật số tại Viện Công nghệ Rochester (RIT), đồng thời tiếp tục cộng tác với Phòng thí nghiệm Thiết kế Tích hợp Chế tạo của MIT. Gần đây, họ đã cùng nhau tạo nguyên mẫu hệ thống mặt tiền kết cấu bằng kính tái chế. Trước đây, Stern đã làm việc với Daniel Lizardo của MIT để thành lập Lios Design, một công ty phát triển hệ thống chiếu sáng kiến trúc in 3D. Nhiều lần lặp lại của công nghệ này cung cấp một nghiên cứu điển hình thú vị về công việc xuất phát từ môi trường học thuật đến tồn tại trong ngành, nơi nó được áp dụng cho cả các đối tượng thiết kế trang trí và đổi mới khoa học.
Nghiên cứu về Kính & Độ trong suốt tại TU Delft
Telesilla Bristogianni và Faidra Oikonomopoulou
Nhóm Nghiên cứu Kính & Độ trong suốt tại Đại học Công nghệ Delft ở Hà Lan (TU Delft) đã trở thành một tổ chức nổi tiếng thế giới tập trung vào nghiên cứu kính mới cho các công trình xây dựng. Hiện do James O’Callaghan làm chủ tịch, nhóm nghiên cứu các khía cạnh đa dạng của kính như hiệu suất cấu trúc và khả năng tái chế của nó. Trợ lý Giáo sư Telesilla Bristogianni và Faidra Oikonomopoulou, cũng là thành viên của ReStruct Group, đã nghiên cứu các tính chất cơ học của kính đúc trong các ứng dụng chịu lực và cách tái chế các loại chất thải thủy tinh khác nhau thành các thành phần thể tích đúc để sử dụng trong kiến trúc. Trường đại học đã dẫn đầu các nỗ lực R&D đằng sau các dự án thương mại mang tính bước ngoặt, chẳng hạn như Crystal Houses, mặt tiền bằng khối kính nổi tiếng do MVRDV ở Amsterdam xây dựng. Công việc đang tiến hành cũng khám phá sự tối ưu hóa cấu trúc liên kết, việc sử dụng kính trong phục hồi, khuôn cát in 3D, pháp y thủy tinh và chất kết dính cho các cụm kính nổi.
Trường Kiến trúc Bartlett, UCL/NJIT
Gosia Pawlowska
Các dự án trước đây thể hiện những nỗ lực truyền cảm hứng nhất của các nhà nghiên cứu kính kiến trúc mà tôi từng gặp trong giới học thuật. Công việc này thường có sự tham gia của các nhóm cộng tác viên—cả giáo sư và sinh viên—và được thực hiện nhờ nguồn tài trợ.
Cá nhân tôi làm quen với thủy tinh thông qua nghiên cứu độc lập, khi tôi đắm mình vào các xưởng thủ công tại các studio như Urbanglass và Brooklyn Glass. Điều này đã truyền cảm hứng cho tôi theo đuổi luận án M.Arch tập trung vào việc hình thành và lắp ráp kính kiến trúc tại Trường Kiến trúc Bartlett trong khóa học Thiết kế cho Sản xuất. Ở đó, tôi đã phát triển Viscous Catenary (2019), một hệ thống lắp ráp các tấm kính hình lò nung được thiết kế trong Grasshopper và phủ lên các khuôn thép cắt bằng tia nước. Có cơ hội trình bày công trình này vào năm sau tại hội nghị ACADIA, tôi rất biết ơn khi được kết nối với các học giả khác tham gia vào các chủ đề tương tự.
Tôi đã theo đuổi nghiên cứu sâu hơn về ván khuôn thép cho kính được chế tạo bằng phương pháp tạo hình tấm gia tăng bằng robot nhờ thời gian làm việc tại Hiệp hội Nghiên cứu và Robotics (Intentional Folds, 2022) và đã được trao Học bổng Urbanglass vào năm 2022 để khám phá các khuôn thử nghiệm cho kính với sự cộng tác của kiến trúc sư đồng nghiệp Michael Haddy. Hiện tại, tôi tiếp tục chia sẻ kiến thức của mình về chế tạo kỹ thuật số và chế tạo khuôn cho kính với tư cách là giảng viên tại Viện Công nghệ New Jersey (NJIT).
Thông qua việc giải quyết những thách thức của nghiên cứu thực hành với thủy tinh, tôi đánh giá cao sự đầu tư cần thiết để tạo ra kết quả có ý nghĩa. Ngoài việc phát triển máy móc tùy chỉnh có thể chịu được nhiệt độ cao, tôi tin rằng có thể thử nghiệm kính theo những cách dễ tiếp cận hơn, thông qua thiết kế ván khuôn và kỹ thuật làm khuôn sáng tạo. Tôi hy vọng rằng những ví dụ về nghiên cứu thủy tinh học thuật này sẽ cung cấp thông tin và truyền cảm hứng cho những nghiên cứu mới về vật liệu, cả ở mức ngân sách cao và thấp của phòng thí nghiệm.
Gosia Pawlowska là một nghệ sĩ thủy tinh và nhà thiết kế kiến trúc có trụ sở tại New York. Cô hiện là giảng viên tại Trường Cao đẳng Kiến trúc và Thiết kế Hillier của NJIT và chuyên chế tạo khuôn cho thủy tinh và chế tạo kỹ thuật số.
Nguồn: archpaper.com
