Hasil Diskusi --> Isi dan Ide-Ide Tulisan Ilmiah: THE DESIGN AND FABRICATION OF A SPIKY POD

Queen Mary College, University of London membuat sekolah medis berkelas Internasional untuk pengajaran dan penelitian. Setelah menunjuk SMC Alsop dan Amec sebagai arsitek untuk mendesain Institute of Cell and Molecular Science baru, diadakan workshop untuk mengetahui keinginan-keinginan klien mengenai Blizard Building. Ide dan emosi saintis sebagai klien, berkembang menjadi denah dan potongan bangunan tersebut. Terselesaikan di bulan Maret 2005, pusat penelitian ini dapat mengakomodasi hampir 400 saintis, dan memiliki luas lebih dari 9000 m². Blizard Building ini terdiri dari laboratorium, kantor tulis, dan sebuah ruang kuliah yang dapat memuat 400 bangku.

Elemen-elemen yang paling dramatis adalah empat selubung yang menempati void pusat dalam pavilion kaca. Tiap pods memilki karakteristiknya sendiri-sendiri. Berbeda dalam fungsi, bentuk, material, dan metode konstruksi, dan tiap-tiap dari selubung menunjukkan tantangan dan kompleksitasnya:

● ‘Centre of the Cell’, cocok sebagai ruang pameran interaktif untuk anak-anak sekolah lokal.

● ‘Mushroom’, digambarkan sebagai sebuah area pertemuan di lantai dasar.

● ‘Cloud’, dibagi dua menjadi sepasang ruang pertemuan yang terpisah, untuk sepuluh orang.

● ‘Spiky’, sebuah ruang seminar untuk 40 orang, mungkin yang paling menonjol bentuknya.

Pengembangan Desain

Selubung spiky selalu digambarkan sebagai struktur kain tensile yang bisa didorong dan ditarik pada posisi dan arah yang berbeda. untuk membuat bentuk yang dinamis dan menarik secara visual. Selama pengembangan desain, hambatan-hambatan dalam proses pencarian bentuk perlu dipertimbangkan. Selubung menempati void dalam pavilion kaca, jadi empat titik tidak hanya ditempatkan di tepi void, tetapi bentuknya juga harus memasuki bagian bawah, atas, dan sekeliling kolom yang menjadi penyangga pavilion. Bentuk akhir terdiri dari 13 spikes (bagian yang runcing/ tonjolan) : empat bagian diklem pada kaki tiangnya ke dinding bangunan, tiga bagian disokong dengan projecting struts, dan enam bagian disangga dengan kabel yang kencang dan dihubungkan ke struktur bangunan utama. Koordinasi yang rinci antara insinyur struktural dan analisis muatan kain merupakan hal yang penting. Sejak awal, pencarian bentuk memang merupakan tantangan dan terintegrasi dengan kesuksesan proyek ini.

Di periode awal pencarian bentuk, tim desain berusaha untuk membangun sebuah model kerja komputer agar dapat mengurangi hambatan-hambatan fisik dalam perhitungan, selain itu juga memberikan kesempatan kita untuk menentukan bentuk dengan mudah. Model awal CAD gagal dan tidak fleksibel, serta tidak memberikan gambaran nyata mengenai perilaku kain. Kita menemukan bahwa ternyata satu-satunya cara agar sukses melihat lipatan gerakan ini adalah dengan membuat model fisik dengan menggunakan kain yang sesungguhnya. Dengan sepasang nilon yang ketat, beberapa dowelling rod dan sebuah foam bail, kita dapat untuk membuat model Spiky yang fleksibel dan menempatkannya dalam model fisik bangunan. Kita bisa mendorong dan menarik batangnya, mengubah sudut dan posisinya, dan kain akan mengikutinya. Meskipun kita tahu bahwa pada akhirnya kita akan kembali ke computer, pendekatan ini menakjubkan dan menjadi dasar fundamental penemuan bentuk 3 dimensi.

Tantangan adalah hasil dari sebuah ketidakteraturan dan model komputer dinamis yang menggambarkan bentuk fisik. Tanpa akses ke scanner 3D, secara sederhana kita menggunakan aturan skala untuk membuat posisi akhir dari spikes dalam hubungannya dengan jaringan yang telah ditentukan sebelumnya, kemudian kita memasukkan koordinatnya ke dalam model CAD. Hal ini kemudian diterjemahkan ke dalam software surface-modelling khusus.

Kita bekerja sangat dekat dengan subkontraktor spesialis yaitu Arciten Landrell, dan konsultan analisis keteknikan Tensys, yang mempunyai direktur David Wakefield yang mengembangkan software ‘inTENS’. Penggunaan metode ‘relaksasi dinamis’, inTENS ditemukan pada prinsip nodes. Koordinat-koordinat digambarkan pada tiap node, semuanya saling terhubung dengan data yang menunjukkan elemen-elemen yang berbeda dari struktur tensile seperti membran, kabel-kabel, dan komponen-komponen balok. Setiap saat, sebuah node digerakkan oleh data yang di-update; selama proses pencarian bentuk sebuah analisis muatan holistik dengan mudah dicapai untuk setiap pengulangan. Selain itu, software menggunakan beberapa batasan dalam proses pencarian bentuk sehingga dapat secara utuh mencapai hasil yang sukses, seperti penolakan terhadap ketidakakuratan geometri dan pengurangan energi kinetik dari model itu.

Dalam kasus Spiky, beberapa prinsip struktur tensile traditional harus dikembangkan. Kain PVC sendiri berperilaku seperti cara kain yang tipis, hal ini unik jika dilihat struktur tensilenya. Meskipun kain PVC kelihatan seperti kulit yang ditarik ke dalam suatu bentuk, ini bukanlah hal yang sebenarnya.. Logika teknik tensile tradisional tidak dapat diterapkan dalam kasus ini karena tidak ada batas yang lebih rendah. dimana suatu obyek dapat menjadi acuan itu sendiri sebelum mengencang. Tidak sepeti biasanya, ini berarti bahwa sebuah bidang ketegangan tensile berada disuatu tempat yang ditentukan oleh bentuk luarnya; untuk memodifikasi bentuk luar, bidang ketegangan membran internal ini harus diatur. Tentu saja, satu hal ditentukan oleh hal lainnya, sehingga model menjadi secara ekstrim lebih sensitif. Dalam merubah suatu titik untuk memenuhi sebuah masalah estetik atau respon terhadap deteksi bunyi, masalah lainnya akan muncul. Hal ini diperoleh melalui proses yang kolaboratif dan ekstensif dari pengulangan. Sebuah struktur tipe kain yang tegang mungkin memerlukan sekitar sepuluh pengulangan untuk membuatnya bekerja; dalam kasus Spiky jumlah ulangannya hampir 200.

Geometri Buatan

Apabila model 3D telah dilakukan, perkembangan dari model komputer sampai ke lantai pabrik akan sangat cepat, meskipun transisi ini bukan tanpa kesulitan. Geometri buatan akhir untuk semua aspek struktur ketegangan dibuat dari sebuah model komputer single – termasuk detil dari panel-panel kain, batas, dan kabel-kabel pendukung, menghubungkan aksesori-aksesori dan proyek pendukung struts. Setiap panel kain mempunyai geometrinya sendiri, dan setiap potongan adalah sebuah bentuk kompleks. Geometri 3 dimensi dari setiap panel kain khusus diluruskan dengan baik oleh geometri segitiga yang tidak terlipat. Program inTENS membuat jadwal potongan pola kain yang dipotong dan dipanaskan, dilebarkan ke dalam satu potongan luar di pabrik Architen Landrell. Model skala kecil dibuat untuk memastikan bahwa segala sesuatu yang akan datang berjalan dengan tepat dan bahwa seluruh garis akan melihatnya sebagai bagian dari keseluruhan definisi bentuk.

Urutan Instalasi

Kain dibawa ke sebuah tempat sebagai sebuah bagian tunggal seluas 407 m², dengan bagian terbuka di bawahnya. Seluruh kulit diletakkan pada deck platform, bagian kain yang lebih bawah dijatuhkan ke samping seperti rok dan dibuka dari bawah ke atas. Ahli penginstal akses tali kemudian memulai proses yang rumit dengan menaikkan bagian puncak dan keluar menuju posisi akhir mereka. Secara ekstrim, proses penegangan akhir sangat menantang karena banyak parameter dalam usaha tersebut. Membran itu sendiri harus sekencang/ sekuat mungkin, namun hal ini telah dilakukan dengan proses sinkronisasi yang sulit untuk menghindari kelebihan muatan pada salah satu titik sambungan pada struktur bangunan utama., selain itu untuk memastikan bahwa teganngan yang tidak tepat tidak akan diletakkan pada bagian kulit kain.

Bentuk yang dihasilkan melewati batasan yang memungkinkan dengan struktur tensile dan menghasilkan bentuk yang bebas lipatan dan murni. Kita tahu bahwa hal ini akan menjadi satu-satunya struktur tensile 360 derajat dalam keberadaanya.