S namerom da maksimizuju raspoloživi prostor i izbegnu velike troškove gradnje, istraživači sa Odseka za arhitekturu na ETH Zurich osmislili su betonsku podnu ploču debljine svega 2cm koja je istovremeno i nosiva i održiva. Inspirisan izgradnjom katalonskih svodova, ovaj novi podni sistem zamenjuje ojačane čelične šipke sa uskim vertikalnim rebrima, čime se značajno smanjuje težina konstrukcije i obezbeđuje stabilnost zbog neravnomerne raspodele na njenoj površini.
Gotičke tehnike konstruisanja inspiracija za betonske podne ploče (foto: ETH Zurich / Peter Rüegg)
Za razliku od tradicionalnih betonskih podova koji su očigledno ravni, ovde su ploče projektovane u luku da podupiru velika opterećenja, podsećajući na svodove kao kod katedrala u gotskom stilu. Bez potrebe za čeličnim armiranjem i sa manje betona, proizvodnja CO2 je minimizirana, a rezultirajući podovi od 2cm su 70% lakši od njihovih tipičnih betonskih alternativa.
Oglas
Gotičke tehnike konstruisanja inspiracija za betonske podne ploče (foto: Block Research Group)
Philippe Block, vanredni profesor za arhitekturu i konstruisanje i zamenik direktora Nacionalnog centra za kompetencije u istraživanju (NCCR) u digitalnoj izradi, rekao je da je projekat zasnovan na istorijskim principima gradnje i tehnikama koje su od tada zaboravljene.
Gotičke tehnike konstruisanja inspiracija za betonske podne ploče (foto: Block Research Group)
Radilo se na istraživanju različitih tehnika konstruisanja u arhitektonskim stilovima i upotrebe ojačanih vertikalnih rebara, koje su korišćene u izgradnji katalonskih svodova u kasnom 19. veku. Ovu je metodu prvi u SAD uveo španski arhitekta Rafael Guastavino. U slučaju ETH-ovih podnih ploča, rebra pomažu da se stvori ravna površina i suprotstavi se asimetričnom opterećenju koje nastaje.
Gotičke tehnike konstruisanja inspiracija za betonske podne ploče (foto: Block Research Group)
Istraživači su usvojili ovaj princip jačanja rebara za njihove konkretne elemente. Pomoću posebno razvijenog računarskog softvera izračunali su kako bi trebalo da budu postavljena rebra tako da proizvode optimalnu raspodelu sila kompresije pod opterećenjem. To rezultira zamršenim uzorkom tankih linija koje se konvergiraju u svakom od uglova. Nosači su povezani setom čeličnih spojnica koje apsorbuju rezultirajuće horizontalne sile - izvodeći istu ulogu kao potporni stubovi koji podupiru svodove u katedralama. Ispitivanja otpornosti na stres pokazala su da može izdržati asimetrično opterećenje od 4,2 tone, što je oko dva i po puta više od propisanih građevinskih normi u Švajcarskoj.
Block je rekao da njihovi principi vezani za konstrukcije omogućavaju korišćenje materijala koji su ranije bili neprimereni za izgradnju. Dodao je da se jednostavno moraju staviti u pravi oblik, tako da stvore stabilnu konstrukciju.
Gotičke tehnike konstruisanja inspiracija za betonske podne ploče (foto: Block Research Group)
Nakon što je kreirao ovu laganu ploču, istraživački tim sa ETH-a imaće priliku da je i primeni u okviru istraživačke zgrade NEST-a u Dübendorfu, tako što će dodati dvospratni penthaus na postojeći krov. Sastoji se od četiri modularne montažne jedinice veličine 5mx5m koje će biti postavljene na licu mesta. U okviru šupljeg prostora između rebara mogu se smestiti kanali za ventilaciju, grejanje i hlađenje kako bi se uštedeo prostor.
Proizvodni troškovi bili su prilično visoki, budući da su elementi morali da se liju do savršenstva u dvostranim kalupima. Međutim, ovi troškovi značajno su smanjeni 3D štampanjem različitih potrebnih elemenata i zamenom betona za pesak i vezivno sredstvo, koji može da izdrži 1,2 tone tereta.
