Hallo zusammen,
da ich jetzt doch längere Zeit nichts mehr von mir habe hören lassen, hier mal ein paar aktuelle Screenshots aus meiner Diplomausarbeitung.
Thema ist ein Institutsbau für Kunst & Design in Darmstadt auf der Mathildenhöhe:
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Tags: Architektur, Geometrie, städtische Struktur, Struktur, Tragsysteme, visualisierung, Volumina
Diplomarbeit…
Hallo aus dem fernen Trier.
Leider habe ich in den letzten Wochen wenig Zeit für Postings, da ich an meiner Diplomarbeit sitze.
Sobald ich etwas Luft zum ausführlichen Beschreiben habe, werde ich die Daten online stellen 
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Habe mal wieder ein paar freie Minuten und stellte endlich mal ein paar Modellfotos des Floating-Homes Projekts online. Das eine hat dem Maßstab 1:25 und ist ein Ausschnitt aus Holz (ca. 1,2m x 60cm), das andere ein Ergebnis aus dem 3D-Drucker der FH im Maßstab 1:150.
by the way – Biegesperrholz ist was feines 
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Endabgabe floating homes…
Heute ist Endabgabe und Präsentation des Floating-Homes Entwurfskurses. Leider hat der A0-Plotter die Farben meiner Pläne ziemlich verfälscht und damit die ganze Farbabstimmung ruiniert…
Nichts desto trotz hier die verkleinerte Version meiner Abgabepläne:
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arbeitendes Script…
Habe mir gedacht ich mache noch mal ein Screenshot-Video über das Script, dass mir die Grundgeometrie meines Gebäudes erzeugt:
(Koch/Essbereich mit Anschluss an die Individualräume und Nasszellen)
Anbei noch ein paar Screens über den weiteren Entwicklungsstand:
(noch nicht perfekt, aber langsam wirds baubar )
(Dachpunkt)
(Fußpunkt auf Schwimmelement)
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weiche Dämmung in Rhino…
Kennt das noch jemand?
Man hat seinen Entwurf mit ein paar gebogenen Splines cool geshaped und darf dann die Strafarbeit übernehmen den Kram den man so hübsch geformt hat mit allen konstruktiven Schichten im 1:20 darzustellen. Erst mal nicht so schlimm wäre da nicht das Problem, dass die Dämmschicht mit weicher Dämmung aufgefüllt und dazu auch noch gekrümmt ist
Man kann sich glaube ich gut vorstellen das ich nach dem halben Schnitt die Nase voll hatte – wofür gibt’s schließlich den Monkey-Kompiler
Das Script funktioniert zwar mit ein paar kleinen Macken, aber ansonsten schaffts’ sogar Gefälledämmung…
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In der letzten Zeit sind noch ein paar Sachen an meinem Entwurf passiert.
Die Schuppenfassade die ich eingebaut habe generiert sich per Script selber aus zwei gegebenen Splines im Raum und einem Anfangs- und Endwinkel. Ein bisschen muss ich noch drann schrauben (Winkelanpassung) aber zum Ausprobieren mit verschiedenen Krümmungen ists schon ganz praktisch
Physische Modellfotos folgen, hier mal ein paar Eindrücke aus Rhino…
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Da ich die letzten Wochen mehr an Modellen und Zeichnungen gesessen habe, hier mal wieder ein paar Sachen zum online anschauen
Vom 09.01.2009 – 11.01.2009 gab es an der FH einen RhinoScripting-Workshop. Dort wurden dann Themen wie einzelne, gescriptete Module die durch unterschiedliche Außenumstände beieinflusst werden oder Automatisierung von Bauteilen über Excel besprochen.
Die Ein-und Ausgabe über Excel war (auch wenn es da keine coolen Screenshots von gibt) eine der interessantesten Themen. Damit wurde in einem Vortragsbeispiel eine komplette Gebäudehülle automatisiert (verschiedene Ziffern in den Zellen für z.B. Brüstungselement=0, Balkon=1, geschlossenes Element=2). Nach dem Auswählen der entsprechenden Datei in Rhino baute sich dann die komplette Gebäudehülle selbstständig auf, und reagierte entsprechend auf Änderungen in der Tabelle.
Eine Sache die ich auch für meinen Entwurf übernommen habe – die Bauteiltiefen werden jetzt aus einer externen Tabelle ausgelesen
Die oben genannten Module die wir in den drei Tagen entwickelt haben wurden dann auf eine Beispielfläche gelegt und auf dieser ausgebreitet. In meinem Beispiel baut sich ein Dreieck auf jedem Modul auf, das sich abhängig vom Betrag der Z-Koordinate skalliert und rotiert:
Weitere Bilder, auch vom Workshop an sich, gibt’s unter http://toolboxtrier.wordpress.com/activities/rhinoscript-workshop/ zu sehen.
Mein aktuelles Entwurfsprojekt hat sich in der letzten Zeit auch noch mal stark verändert, gemäß dem Tenor “Du scriptest dein ganzes Gebäude, warum sieht man das der Fassade nicht an?” Dazu später noch ein paar Screens
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update floating homes…
work in progress – Fassadenstudien…
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Nach dem die letzten Areale nur Kugeln waren die den Baubereich angeben, habe ich den Fraktalbaum als Gebäudevolumina weitergeführt. So wie die Baumstruktur sich aufteilt, teilt sich auch das Gebäudevolumen weiter auf.
Im Moment stehen drei Varianten im Rechner die alle auf Y-Aufteilungen aufgebaut sind. Die Gebäudeaufteilung ist in so weit variabel, dass sich die einzelnen Gebäudeflügel an die Himmelsrichtungen ausrichten lassen was im Endeffekt zu relativ unregelmäßigen Gebäudestrukturen führt.
Das Haus im regelmäßig geformten 120° Prototyp gibt es auch als Papp-Arbeitsmodell:
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Jetzt habe ich längere Zeit nichts mehr geschrieben, in der letzten Zeit ist aber einiges passiert.
Der Fraktalbaum hat mittlerweile Y’s die eine Wohnstruktur bilden, dazu gibt es auch schon schwimmfähige Module (im Waschbecken )
und ein erstes Strukturmodell mit einem Grundriss (Dazu stell’ ich die Tage noch einen Post mit Bildern ein).
Vom 20.11 – 22.22.2008 waren wir als Entwurfsgruppe in Amsterdam & Umgebung, um uns das Grundstück, eine Hausbootwerft und ein paar coole Gebäude anzuschauen . (eine Menge Bilder gibt es unter toolboxtrier)
Das Wetter war relativ lustig (0-4° bei Hagel und Sturm), aber es hat eine Spaß gemacht und wir haben dort viel zu sehen bekommen.
(ein, zwei Bilder – mehr unter dem Link)
Wie gesagt – mehr Stoff kommt die Tage
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Fraktale und “floating homes”
Bisher hatte ich noch nichts zu dem diessemestrigen Projektentwurf geschrieben.
Das Thema dieses Semester im Entwurf sind “floating homes”. Dabei geht es darum eine prinzipiell schwimm- und bewohnbare Struktur zu gestalten, welche im Eiselmeer in Amsterdam angesiedelt sein soll.
Meine momentanen Vorstudien laufen, wie meine letzten Scriptergebnisse, in die Richtung von rekursiv generierten Fraktalen. Diese sollen im Endeffekt die Erschließungsstruktur leisten, um den mittleren Erschließungsweg im Gegensatz zu einem linearen Steg zu minimieren. Weiter soll dies der Adressbildung der einzelnen Wohneinheiten dienen.
Als Grundstock habe ich einen regulären Baum generiert, der sich wie eine Astgabel in zwei kleinere Elemente teilt. Als erste Parameter sind in diesem Diagram auf der “x-Achse” (also von links nach rechts) das Längenverhältnis der langen und der kurzen Strecken zueinander, von unten nach oben der Winkel zwischen den kurzen Elementen aufgereiht. Die Anzahl der Rekursiondurchläufe (also die Astzahl) ist bei allen Elementen übrigens gleich.
In dieser Vorauswahl habe ich mir dann ein Ergebnis herausgegriffen, und dies heute noch ein bisschen weiter bearbeitet. Dafür habe ich einen weiteren Parameter eingefügt – eine Abhängigkeit der einzelnen Äste untereinander. So ist im nächsten Bild der rechte Ast der Verzweigung kürzer als der linke; dadurch ‘kippt’ der Baum nach links und bietet eine größere Varianz von Dichte und Auflockerung.
Die eingefügten Kugeln sind weniger als zukünftige “Blob”-Strukturen gedacht, sondern als Areale und bebaubare Bereiche, in denen später Gebäudevolumina angeordnet werden.
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Nach dem das neue Semester angelaufen ist, habe ich mich die Tage mal an Grasshopper gesetzt.
In der 0.5 Version akzeptiert Grasshopper auch selbstgeschriebene Scriptplugins in VB.NET und C#, und kann damit auch so schöne Dinge wie Schleifen, Fallentscheidungen und Rekursionen umsetzen.
Grund genug sich das Tool mal anzuschauen – zumal man in Grasshopper an “Slidern” die Variablen in Echtzeit verändern kann, statt wie im Script das Ganze neu durchlaufen zu lassen.
Meine ersten Hopper-Versuche sind noch nichts weltbewegendes, aber Rom wurde auch nicht an einem Tag erbaut. Folgendes Script erzeugt eine an zwei Punkten im Raum aufgehangene Box, die über die Slider verändert werden kann.
Sobalt ich mir die VB.NET-Schnittstelle mal genauer anschaue, werd ich die damit generierten Boxen mal in eine Struktur legen.
Noch ein paar interessante Bilder ergab das erste von mehreren Rhino-Seminaren an der FH, die parallel zum aktuellen Entwurf laufen. Aufgabenstellung war es in einem vorgegebenen Volumen die Hälfte der Masse zu entfernen, alle Seitenflächen mit diesem Negativvolumen zu schneiden und diese in einem Ordnungssystem zu halten.
Als Ordnungssystem habe ich wieder Fraktale gewählt, der Ausgangsquarder wird im goldenen Schnitt skalliert und in verschiedenen Varianten verschoben. Das ganze durchläuft ca. 3-4 Rekursionen und ergibt das Negativvolumen:
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Semesterferien sind was feines
Da ich während der Urlaubstage nicht weiter an meinen “Evolutionsquadraten” gearbeitet habe, hier eine Sache die ich unbedingt noch online stellen wollte aber leider bisher noch nicht dazu gekommen bin…
Die Arbeit basiert auf einem Artikel von theverymany der mir auffiel als ich mich wieder in Rekursionen einarbeiten wollte. Rekursionen sind, kurz gefasst, Programmfunktionen die sich selber wieder aufrufen. Wie so etwas graphisch aussieht erkennt man an der Koch-Kurve.
Dadurch sind Rekursionen ziemlich gut für fraktale Geometrien geeignet, die sich in sich selbst wiederholen.
Als Übung um in das Thema rein zu kommen, versuchte ich die auf der Seite dargestellten Geometrien selbst zu implementieren. Das zweite Bild zeigt eine minimale Abweichung in der Programmfunktion (eine Flächennormale wird vertauscht) um mal zu zeigen wie weit sich die Geometrie durch die stetige Wiederholung durch einen kleinen Eingriff verändert.
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Heute habe ich angefangen mich in ein Thema einzuarbeiten, dass mich schon ein paar Wochen interessiert.
Genetische Algorithmen nutzen die Grundprinzipien der natürlichen Auslese um sich Schrittweise an komplexe Formen und/oder Lösungen anzunähern.
Die typische Nutzung dieser Verfahren sind z.B. Optimierung von Formen auf Luftwiderstand, statische Belastbarkeit ect. .Bisher habe ich die Umsetzung eines solchen Prinzips in der Architektur sehr selten gesehen (ein solches Post in der Gallerie von Rhinoscript.org).
Auf http://de.wikipedia.org/wiki/Genetischer_Algorithmus fand ich eine Menge Theorie zu dem Thema, die kurz zusammengefasst folgendes besagt:
Sobalt die Faktoren Evolution, Selektion, Vermehrung und Mutation in einer oder mehreren Durchläufen zusammentreffen, optimiert sich eine Gruppe Individuen auf ein in der Selektion gerichtetes Optimum hin.
Die hier dargestellten Rechtecke werden in der ersten Generation mit zufälligen Längen und Breiten erzeugt.
In den folgenden Generationsdurchläufen ‘überleben’ diejenigen, die eine maximale Fläche in einem minimalen Umfang erzeugen.
Diese tragen ihre “Gene” in die nächste Generation die dann, nach leichter Mutation, die folgende Selektion mitmacht. Nach ca. 20 Generationen nähern sich die Elemente immer weiter der (in diesem Fall einzigen) Lösung an: einem Quadrat.
Bisher ist das Beispiel noch sehr abstrakt, aber es ging mir darum eine grundlegende evolutionäre Funktion zu schreiben die sich prinzipiell auch mir anderen Selektionsfunktionen ändern lässt.
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Wabenfilm
Wie angekündigt ein Video vom arbeitenden Wabenscript der Version vom 14.7:
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Endschein Städtebau…
So – gestern war Abgabe vom Hauptschein Städtebau.
Ein Semester hat es gedauert ein neues Siedlungsviertel in Bergisch Gladbach zu entwerfen und durchzuplanen. Jeder in der Gruppe übernahm eine Nutzungsstruktur. Meine war, wie im vorherigen Post schon zu sehen, ein verdichtetes Wohngebiet.
Hier mal der Lageplan und meine Vertiefung:
Nach ein paar Tagen Urlaub wirds dann weiter gehen mit Scripten
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Langsam rückt der Termin für die Städtebauabgabe näher…
Mit meinen Komilitonen Jennifer, Ramon und Pascal beplane ich ein Gebiet in Bergischgladtbach als Hauptstudienschein in Städtebau.
Jeder von uns hat ein Gebiet mit eigener Nutzung.
Der Screenshot ist ein Teil des Zwischenstands von heute – Grundrisse sind vorhanden, aber auf anderen Plänen.
(by the way – es stehen noch ein paar Bestandsbäume im Plan, nicht wundern über einige Bäume in den Häusern )
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Mal ein kleiner Zwischenstand….
Nach einem neuen “Städtebautag” kamen jetzt Perforationen in die Schaumstruktur.
Sinn dessen war, dass man die innere Struktur als solche auch von außen erkennen kann. Die Profilbreite der beschränkenden Flächen, und damit die Größe der Öffnungen, ist testweise gekoppelt an die Koordinaten der Eckpunkte.
Der Screenshot ist ein Testauszug des Scripts der mich irgendwie an eine Brücke erinnerte – daher der Titel
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plateau’scher Seifenschaum
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und täglich grüßt das Wabentier…
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und noch mehr Waben…
Nach einem übelst guten Kaffee heute Morgen beim Städtebau-Gruppentreff hat mich nach den Modulgrundrissen für die nächste Korrektur die Arbeitswut gepackt…
Nachdem jede Wabe eine Flächennormale zugewiesen bekam addiere ich jetzt an jeder Kante die nebenliegenden Flächennormalen um die Ausrichtung der Bauteile zu erhalten. Die Materialstärke gibt man seperat an (z.B. OSB oder MDF Produktionsdicken). Die daraus errechneten Elemente sind unregelmäßige Trapetze die, theoretisch, aus dem Material geschnitten werden können.
Die statische Höhe der Trapetze nimmt, wie schon im Röhrenmodell, mit der Höhe ab um der Konstuktion an diesen Stellen Gewicht zu nehmen.
Sobald ich ein gutes Screencaptureprogramm gefunden habe stelle ich ein Video online, das das Script ein paar Waben generieren lässt – bis dahin muss leider ein Screenshot reichen .
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generative Waben die II.
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statisch angepasste Wabenform
Als wir im Workshop eines der Modelle unter Last gestellt haben (wir haben simpel mit der Hand von allen Seiten gedrückt ), verformten sich die Kegelstümpfe zu sechseckigen Waben.
Aus der Verformung kam mir die Idee das Netz nicht kreisförmig zu erstellen, sondern ich erzeugte ein Script, dass Punkte 2 bzw dreidimensional im Raum verschieben kann. Dazu werden vorher “Attraktoren” deffiniert – Punkte im Raum die eine entweder positive (für Anziehung) oder negative Ladung (Abstoßung) erhalten. Ähnlich zu einem Magnetfeld nimmt die Stärke der einzelnen Felder in einem vorher festgelegten Verhältnis ab. Weit entfernte Punkte werden also weniger beeinflusst wie Punkte die direkt am Attraktor liegen. Somit passt sich das Netz erstmals in den Zügen seiner Funktion automatisch an.
Fortsetzung folgt….
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Workshop über Tragstrukturen
Am 14.05. bis zum 18.05.2008 besuchte ich einen Workshop über Tragstrukturen an der FH-Trier.
Meine zwei Gruppenkomilitonen Sascha, Jing und ich entwickelten dort eine Reihe von röhrenförmigen Tragsystemen. Das Prinzip ist eine Reihe von Röhren die sich im Endeffekt in ihrem Durchmesser und ihrer extrudierten Höhe der statischen Notwendigkeit anpassen.
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Hab’ jetzt einen Blog bei wordpress eröffnet…
Werde hier ein paar Sachen aus meinem Studium veröffentlichen, auch ein paar rückwirkend die ich aber die Tage erst mal zusammen suchen muss.
Den Start macht eine Übung die ich zum Einarbeiten in RhinoScript genutzt habe.
Hier fiel mir von ca. 5 Jahren, als ich noch mit C++ Grafiken zusammengeschraubt habe, ein Tutorial über Planetenmodulation in die Hände.
Die ersten Versuche über boolsche Subtraktionen und Skalierungen waren etwas holprig….
…wurden dann aber, nach dem mein Script auf Vertices der tesselierten Kugel statt auf den Volumenkörper zugriff, “planetarer”
So – bald gibts neuen Stoff
Bis dahin…
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