来源: АrсhDаilу
建筑物及其集成材料系统如何表现得像有机体？ 与珍妮·E·萨宾对话
为什么要研究和创新建筑？ 在与建筑设计师 Jenny E. Sabin 的对话中，我们深入探讨了建筑研究与实践之间的关键联系。 为了寻求新模型的开发，她的团队采用了跨学科方法，引入这些领域之间的联系，促进与科学家和工程师的合作。
通过观察自然行为，所提出的方法将生物学和数学发现融入到设计过程中。 经过系统测试过程后，这些见解将应用于项目的生成设计阶段，以创建自适应和响应式材料解决方案。 通过分析她的研究和设计策略，我们展示了她如何将研究转化为建筑实践。
结合数字工具进行集成设计
建筑和设计目前正在经历重大的范式转变。 这种转变与数字工具和制造等新兴技术密不可分，它正在从根本上影响传统的设计过程和建筑师的角色，以及我们构建和管理材料系统的方式。 通过 3D 打印和机器人技术等变革性技术，建筑现在能够在集成场景中运行。 对于 Jenny E. Sabin 来说，定义刀具路径或一组机器人操作的行为不仅能够整合材质、几何形状和图案，而且还能将它们本质上嵌入到设计过程中。
对于萨宾来说，开发一种跨学科边界进行研究的新模型解决了三个主要问题。 一是关于我们如何使用技术的转变，二是它如何影响我们以新的制造方式设计和建造的方式。 第三个涉及由于可持续性和气候危机而需要协作材料解决方案。
塑造生成设计过程的自然启发研究
在创建生成设计过程时，她将自然视为设计模型。 该研究的主要目的是了解这些系统背后的过程和行为，而不是翻译可能构成美学形式的内容。 通过研究自然来反思我们当前的范式和背景，她的作品分析了自然的物质性、几何形状、模式、事件和程序之间的内在联系。 她的团队深入研究自然，提取可以影响未来建筑设计的设计模型和工具。
推动我的研究的基本问题之一是：建筑物及其集成材料系统如何表现得更像生物体，响应和适应当地环境？ – 珍妮·E·萨宾
将重要性融入研究和设计的每个阶段
整个研究过程都是物质导向的。 研究如何进行以及如何与设计联系起来的结构始于开发数字工具。 这些工具包括专注于建模行为的可视化和模拟以及数据集。
第二阶段涉及架构原型设计。 考虑到并非所有生物系统都是可扩展的，该过程通过将材料和形式纳入 3D 打印和机器人制造来处理规模。 在第三阶段，开发的原型根据建筑考虑和生态建筑设计进行评估，分析研究如何转化为建筑结构。
我们通常不会从要解决的特定问题开始，而是在整个研究过程中产生问题。 这是一种不同的方法，与生成设计密切相关。 – 珍妮·E·萨宾
将研究成果转化为建筑结构
除了与合作者和学生在康奈尔大学的研究实验室进行基础研究外，萨宾还与她的独立实验建筑工作室合作。 这种实践使她能够将材料解决方案应用于有形结构。 为了举例说明这一过程，我们回顾了结构色彩的研究和永久性展馆的建造。
作为美国国家科学基金会资助的先前研究项目的一部分，eSkin 与材料科学家、生物学家和电气工程师合作研究了结构色。 与基于颜料的着色不同，结构着色在纳米尺度上进行，涉及材料的纹理和几何形状，以及它们与特定波长的光的相互作用。 这种现象可以在多种自然生物中看到，例如蓝闪蝶的翅膀或蜂鸟的羽毛。
通过图案、顺应性、几何形状和结构的变化，该项目操纵材料特征，包括颜色、透明度和不透明度。 这里，颜色变化是由光学效应（例如折射或干涉）产生的，而不是颜料的变化。 这些颜色还取决于视角或对给定材料的方向。
该研究与材料科学家和生物学家合作，开发了一种薄膜技术材料，可以充当表皮，能够融入现有建筑物或新的当代立面结构。
为了弥合从纳米级到建筑级皮肤的差距，该团队使用 3M 产品二向色膜来翻译和缩放与研究所基于的有机聚合物相同的特性。 这使得创建一个人体尺度的原型立面单元能够动态地改变颜色的梯度，从不透明过渡到透明。
该实践与基础研究同时进行，受到人类生态学院的委托，在康奈尔大学校园建造一个永久性的展馆结构。 Polyform 增强了研究与实践之间的交叉，使团队能够在城市校园规模内应用他们对结构色彩的研究。
对于珍妮·E·萨宾 (Jenny E. Sabin) 来说，“项目成为可能性的证明。” 向公众展示这些发光变化的结构使他们能够体验基于自然的解决方案的动态特性。
研究可持续建筑和美学的可能性
目前，萨宾设计实验室专注于建筑的可持续性和美学（SAA）。 该研究项目通过分析向日葵在自然环境中的行为及其向日光机制，利用计算设计和 3D 打印开发建筑一体化光伏发电 (BIPV)。 其目的是创建高度定制的非标准过滤器和面板，形成特定于站点的非机械跟踪收集系统。
通过研究向日葵的内部行为，该过程对这些行为进行建模，以了解如何类比地提取它们。 这产生了一组可以转化为项目的设计驱动因素。 通过利用 3D 打印和数字制造，这些模型有助于理解系统如何整合光和能量的动态。
该研究的重点是美和设计的重要性对于形式和功能同样重要，这些概念之间没有等级区分。 对于 Jenny E. Sabin 来说，“就像在自然系统中一样，美与有机体的表现有着内在的联系。”
为了将这些发现应用到住宅项目中，该项目旨在取代不符合建筑美观的传统屋顶太阳能电池板。 它创造了非传统的太阳能电池板配置，不仅最大限度地利用能源，而且美观。 在较小的规模上，该研究还考虑了便携式庇护所的潜在整合，提出了一种能够收集能量并提供照明或充电站的外壳。
Jenny E. Sabin 的工作范围包括复杂空间数据集的可视化和模拟，以及解决各种材料系统中的工艺、制造和生产问题。 这些系统包括机织、针织和编织纺织品、快速原型和 3D 打印陶瓷、生物塑料和水凝胶，以及水射流切割金属。
eSkin 的开发团队由康奈尔大学的 Jenny E. Sabin 和 Andrew Lucia（架构师）组成； Shu Yang（材料科学）、Jan Van der Spiegel 和 Nader Engheta（电气和系统工程）、Kaori Ihinda Stansbury、Peter Lloyd Jones（细胞生物学），宾夕法尼亚大学。
Polyform 的团队由 Jenny E. Sabin 组成； 项目经理 Dillon Pranger； 设计和制作 Jordan Berta、Madeline Metawati Eggers、Charles Cupples、John Hilla、Byungchan Ahn 和 Michael Paraszczak。
SAA 的研究团队由 Alexander Htet Kyaw、Anita Lin、Begum Birol、Omar Dairi、Jeremy Bilotti、Allison Bernett、April Jeffries、Nicole Jenelle、Mariana Bertoni 和 Jenny E. Sabin 组成。
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