סריג קרני הקרח הסינית, תבנית מורכבת בהשראת קרח סדוק, מסמלת את תחילת האביב ונמצאת בשימוש נרחב באדריכלות הסינית המסורתית, במיוחד בעיצובי חלונות. חלון סורג בקרני קרח בגן מתמשך, סוז'ו. קרדיט: Yi Qian
מחקר חדש חוקר את המאפיינים הגיאומטריים של עיצובי חלונות סיניים מסורתיים ויישומם בפרויקטים אדריכליים מודרניים.
סריג קרן קרח סינית, או "בינגלי" כפי שהוא מכונה בסינית, הוא תבנית מורכבת שנראית כמו קרח סדוק ומהווה אלמנט דקורטיבי נפוץ בשימוש בעיצובי חלונות סיניים מסורתיים.
במקור בהשראת דפוסים מקוטעים על קרח או משטחי קרמיקה מזוגגים, העיצוב מייצג את המסת הקרח ותחילתו של מעיין משגשג.
כאשר ד"ר יאסף מד ריאן, כיום פרופסור חבר במחלקה לארכיטקטורה של אוניברסיטת שיאן ג'יאוטונג-ליברפול, הגיע לסין בפעם הראשונה ב-2019, הוא נשבה מיד בעיצובי החלונות המסורגים בגנים הקלאסיים של סוז'ו.
"הגנים הקלאסיים בסין נראים לי שונים מאוד מהגנים המערביים, שהם יותר סימטריים ומאורגנים", הוא אומר. "עם זאת, לגנים הסיניים יש מבנה טבעי יותר בפריסה ובעיצוב שלהם. עיצוב חלון קרני הקרח הוא אחד הביטויים".
לאחר שהתמקד בגיאומטריה פרקטלית בעיצוב אדריכלי במשך שנים רבות, ד"ר ריאן חש דחף לחקור את היופי שבדוגמאות.
"המוח שלי תמיד מחפש מקור השראה כזה, אז קיבלתי מוטיבציה מיד ללמוד את העקרונות הגיאומטריים הבסיסיים של דפוסי קרני הקרח", הוא אומר."
תלמידים מכינים גג סריג בקרני קרח. קרדיט: ד"ר ריאן (XJTLU)
חושפת את הכלל הבסיסי
ד"ר ריאן מגלה שהכלל של יצירת דפוסי קרני קרח הוא למעשה פשוט מאוד.
הוא מסביר: "קח את סוג 1 כדוגמה; ריבוע מחולק תחילה לשני מרובעים, ולאחר מכן כל מרובע מחולק לשני מרובעים. בכל שלב הפרופורציות של מרובע המשנה שונות וכך נוצרת התבנית האקראית באמצעות כלל פשוט.
"באמצעות תצורה זו, ייתכן שבעלי מלאכה סינים התכוונו להגביר את המוצקות שלו כדי שתוכל לתפקד כגדר חלון כדי לספק הגנה. התצורה האקראית של סריגי קרני קרח מספקת חיבורים מרובי זוויות, אשר הופכים את החלון לאוסף של כוחות כתוצאה וחלוקת מתח אחידה, בתורם משיגים דרגת קשיחות ייחודית.
"מבנה המיקרו של רקמת העצם הטראבקולרית בגופנו משמש דוגמה טבעית מצוינת לפוטנציאל של סריג אקראי. הוא מאזן קשיחות גבוהה, שתורמת לחוזק, עם מבנה קל משקל מפתיע”.
ד"ר ריאן פרסם לאחרונה מאמר ב גבולות המחקר האדריכלי החוקר את האיכויות הגיאומטריות של דפוסי קרני קרח ומרחיב את האפשרויות לשילוב דפוסים אקראיים בעיצובים מבניים, במיוחד עיצוב מעטפת הסריג, המשמש לעתים קרובות בכיפות כדוריות ובמבנים מעוקלים.
טיפולוגיות שונות של סריג קרני קרח. P מייצג מחומש, Q מייצג מרובעים ו-T מייצג משולשים. קרדיט: ד"ר ריאן (XJTLU)
"במחקר שלי, פיתחתי אלגוריתם למודל של דפוסי קרני קרח עבור עיצובי מעטפת סריג והערכתי את היתכנותם ויעילותם בהשוואה לקליפות רשת קונבנציונליות. קליפות רשת אלה, העשויות מרשתות רגילות, מנוגדות לקליפות רציפות.
"בעוד שקליפות רשת רגילות מתפקדות היטב תחת עומסים אחידים, סריג קרני הקרח מציע חוזק תחת עומסים אסימטריים. כמה דפוסי קרני קרח, הנובעים מאופטימיזציה, מספקים באופן מפתיע חוזק טוב יותר מאשר קליפות רשת רגילות תחת משקל עצמי. יש גם יתרון אסתטי נוסף בעת יישום תבנית קרני הקרח על עיצוב מעטפת סריג.
"אני מרחיב את היישום של הדפוס הזה למשטחים מעוקלים, מה שעוזר לשחרר את הפוטנציאל שלו בהיבטים הגיאומטריים, המבניים והקונסטרוקטיביים של עיצוב מעטפת סריג", הוא אומר.
ד"ר ריאן שילב גם דפוסי קרני קרח וגאומטריות מורכבות בהוראה שלו. בשנת 2022 הוא ארגן סדנה לסטודנטים לעיצוב גגות סריג בקרני קרח.
הוא מסביר שלמידת המושג גיאומטריה פרקטלית יכולה באמת לדחוף את הרעיונות של התלמידים לעבר עיצוב ייחודי.
"זה שונה מאוד ממה שהם למדו בתיכון. בלימוד יצירת מערכת גיאומטריה זו, הם ילמדו גם מודלים חישוביים וסימולציות. בסופו של דבר, הם יקבלו ידע מקיף בעיצוב אדריכלי ודיגיטלי מתקדם", הוא אומר.
גילוי מחדש של עיצובים מסורתיים
כדי להרחיב את המחקר בתחום זה, ד"ר ריאן חוקר את היעילות של גיאומטריה מורכבת בהיבטים שונים כמו עיצוב חומרים בקנה מידה מיקרו ועיצוב מבני.
הוא אומר: "לדוגמה, בעיצוב חזיתות, אנו משתמשים בדרך כלל בגיאומטריה קונבנציונלית או פרמטרית לעיצוב צורות רגילות. עם זאת, הצורות האקראיות המעוצבות בגיאומטריה מורכבת יכולות להציע רושם טבעי יותר וחדירת אור יום".
הוא מעודד סטודנטים וחוקרים לעיצוב ללמוד מהעבר.
"בכל עיצוב מסורתי יש כלל נסתר. כעת אנו יכולים להשתמש בטכנולוגיות דיגיטליות ובכלים מתקדמים כדי להרחיב ולהרחיב את הידע של אומנות מסורתית לעיצוב עכשווי.
"יש הרבה השראה מאחורי העיצובים המסורתיים, ועקרונות אלה יכולים באמת לעורר אותנו המעצבים ליצור עיצובים חדשניים לעתיד", הוא אומר.
המחקר מומן על ידי אוניברסיטת שיאן ג'יאוטונג-ליברפול.
