2017年に完成したパニェデンホールの歴史とタイ北部の文化遺産が豊富な都市であるチェンマイの中心には、竹を通して生命をもたらした伝統に対する技術的な革新と敬意の物語があります。何世紀も前のタイの職人技と現代のデザインソリューションを組み合わせることで、このプロジェクトは、天然素材を最高の可能性に高めることに専念する企業であるChiangmai Life Architectsの精神を反映しています。この記事では、この象徴的なプロジェクトに適用される現代の構造ソリューションのいくつかを探り、竹の真の可能性をさらに明らかにし、持続可能な建築と竹工学に関する新鮮な視点を招きます。
構造システム
Panyaden Hallの構造システムは、3メートル幅の間隔で分布するシステムの主要なコンポーネントを形成する15メートルの幅のアーチ型トラスが形成されているアーチ型構成に基づいています。これらのトラスは、屋根の横隔膜としても機能する屋根を支え、システムの横方向の剛性に重要な役割を果たします。このダイヤフラムを構造システムに統合すると、全体的な構造に大きな安定性が高まり、風と地震活動によって引き起こされる変位を効率的に分布させます。
屋根：設計による安定性
保護カバーとしての従来の役割を超えて、竹建築の屋根はしばしば重要な構造機能に役立ちます。 Panyaden Hallの場合、屋根の設計により、世界中の竹建設で広く採用されている戦略である建物の全体的な安定性に積極的に貢献することが保証されます。構造工学における「屋根ダイアフラム効果」として知られているこのアプローチは、重大な横方向の安定化を提供し、竹の構造が風と地震力に抵抗するのを支援します。
これを達成するために、層状のアプローチが使用されます。まず、分割された竹のグリッドシェルが構造フレームワークの上にレイアウトされています。この初期層はベースとして機能し、ダイアフラムの安定化特性の基礎を提供します。これに加えて、ラテンアメリカのエステリラとインドネシアのペルプーとして知られる平らな竹のシートが、まとまりのある硬い殻を作成するために追加されています。
分割された竹のグリッドシェルと平らな竹の追加層は、構造的要件に基づいて組み込むことができます。場合によっては、これらの層は、剛性をさらに高めるために、竹の繊維を垂直に、または角度で配置します。耐久性と要素からの保護を確保するために、防水膜（同様にアスファルトライナーまたは同様の材料）が最終的な屋根層層の下に統合されています。
トラスされたアーチ、メンバー、アセンブリ
予備設計段階では、カテナリーアーチがトラスを形作ると考えられていました。しかし、高さの制限により、半円形のアーチが採用され、竹の自然な圧縮強度を活用しながら負荷分布を最適化しました。このアプローチは、デザインの制約内であっても、思慮深いエンジニアリングとペアになったときの竹の可能性を示しています。結果は機能的かつ効率的でありながら美しく、天然素材で可能なことを紹介します。
竹の束とより大きな直径の竹のculの組み合わせを使用して構築されたPanyaden Hallのアーチ型トラスは、プロジェクトの特定の要求に合わせて、強度と柔軟性の両方を達成するために、材料配置の思慮深い選択がどのように使用されたかを示しています。
より小さな直径の竹のculを結びつけることによって形成された竹の束は、設計の負荷に耐えるのに十分な強度と剛性を備えた湾曲した要素を作成するための効率的なソリューションを提供しました。この地域には小さな竹が豊富で、頑丈な構造要素を形成するための効果的な戦略となっています。ただし、これらのバンドルが効果的に機能するためには、個々の竹が単一のユニットとして機能するように、これらのバンドルを密接に結合し、横方向のせん断コネクタで強化する必要があります。
このアプローチは特に有利です。なぜなら、コールドベンディングを介して大幅に湾曲した半径を可能にするため、小さな竹の断片はより大きく、より硬いculよりもはるかに操作しやすいためです。バンドルされた要素を構成するためのThyrsostachys Oliveri Bambooの選択も重要でした。弾力性の高いことで知られるこの種は、柔軟性があり、機械的に強力であるため、アーチ型のトラスの優雅で強力な曲線を形成するのに理想的です。
バンドルと単一の竹の袋をいつどこで使用するかを選択するための技術ベースの基準を使用することにより、設計チームは、地元で利用可能な材料の使用を優先しながら、構造性能を最適化しました。この選択は、持続可能な設計の中核原則を反映しています。これは、輸入または希少な材料や竹の種に依存するのではなく、容易に利用できるものを利用し、それに応じて設計アプローチを適応させることです。
さらに、トラスされた要素のプレハブは、別の重要な課題である巻き上げを提示します。竹のトラスは、軽量ですが、最終的な設計荷重に加えて、持ち上げと配置のストレスに耐えるように設計する必要があります。設計段階でポイント荷重と巻き上げの力が考慮されることを保証することが、アセンブリを成功させるために不可欠です。
つながり：竹構造の魂
多くの竹製造業者が言うように、つながりは竹の構造の魂です。これらの接合部は、ストレスが集中する重要なポイントであり、慎重に設計されていない場合、故障ポイントになる可能性があります。ただし、脆弱性のように見えるかもしれないものは、イノベーションの機会をもたらす可能性があります。竹のつながりの設計は、伝統的な職人技と現代の工学の原則を融合する進化する規律です。
Panyaden Hallでは、成功した接続は、各ジョイントでの負荷の大きさの深い理解に依存していました。これは、構造分析ソフトウェアが重要な役割を果たした場所であり、正確な力モデリングが最も効果的な接続戦略を決定できるようにします。
主なアプローチには、竹と鋼の組み合わせが含まれていました。これは、両方の材料の最適な特性を活用するペアリングです。竹は圧縮に優れていますが、その延性で知られる鋼は引張力の取り扱いに非常に優れています。これらの資料を思慮深く統合することにより、設計チームは、構造の全体的なパフォーマンスを向上させる延性のある信頼できる接続を達成しました。
構造工学：精度、目的、およびより深い理解
コロンビアの山にあるヴァイシュナヴァ修道院で開業医として生活している間、構造エンジニアのエステバン・モラレス（竹のエンジニア）は、今日パニェデン・ホールとして知られる50メートルの蓮の花びらの竹のパビリオンの構造分析を実施するよう求められました。
モラレスにとって、招待状は彼の技術的専門知識を適用する機会として共鳴しました。さらに、それはオーストリアの医師 – アーティテクトであるMarkus Roselieb（Chiangmai Life Architects）から来ています。彼らは、靭帯や関節によって明確にされた骨に似た生体の一部のような竹の構造を理解しています。構造論理から切り離された理想化されたフォームを課す多くのデザイナーとは異なり、Roseliebは、材料の仕組みと建設方法の密接な知識から優れたデザインが出現しなければならないことを理解していました。
構造最適化の鍵
Panyaden Hallの背後にあるエンジニアリングプロセスには、最終構造が耐えられるだけでなく、アセンブリから長期的なパフォーマンスまで、あらゆる段階を慎重に検討する必要がありました。通常、これや他のケースについては、関係する重要な手順の一部は次のとおりです。
構造システムの定義とデジタルモデルの開発。竹の機械的挙動に基づいて材料特性を割り当てる。強度と効率のために断面を最適化します。現実世界の条件を反映するために、死んだ、生きている、風、地震荷重をシミュレートします。モデルを改良するための反復分析を実行します。制御ポイントで変位を監視して、安定性を確保します。最終設計の要素、ベース、および接続で力を抽出します。
しばしば竹の構造で過小評価されている風は、決定的な力であることが証明されました。地震が発生しやすい地域では、地震荷重は広く認識されていますが、軽量の竹の建物では、風はしばしば真の敵対者です。これを説明するために、2つの構造モデルが開発されました。構造的最適化の前にブレースされていない構成を示す最初のものは、横荷重の下で大きな変位を明らかにしました。
2番目は、戦略的に配置されたブレースを組み込んでおり、大幅に小さな変位を示すことでパフォーマンスを劇的に改善しました。
インスピレーションからレガシーまで
Panyaden Hallの教訓は、この単一のプロジェクトまたはこの記事で説明されている例をはるかに超えています。彼らは、私たちが竹について考える方法の本質的な変化を強調しています。二次的な選択肢としてではなく、同じレベルの厳格さで処理された場合、従来の建設システムよりも等しくまたはさらに優れていることができる資料として。
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