Uma impressão artística da estrutura de raios de gelo. Crédito:Dr. Rian (XJTLU) A treliça chinesa de raios de gelo, ou "binglie", como é chamada em chinês, é um padrão intrincado que se parece com gelo rachado e é um elemento decorativo comum usado em designs de janelas tradicionais chineses.
Originalmente inspirado em padrões fragmentados em gelo ou superfícies de cerâmica vitrificadas, o design representa o derretimento do gelo e o início de uma primavera próspera.
Iasef Md Rian, agora professor associado do Departamento de Arquitetura da Universidade Xi'an Jiaotong-Liverpool, chegou à China pela primeira vez em 2019, ele foi imediatamente cativado pelos designs das janelas de treliça nos jardins clássicos de Suzhou.
“Os jardins clássicos na China me parecem muito diferentes dos ocidentais, que são mais simétricos e organizados”, diz ele. “Os jardins chineses, no entanto, têm uma formação mais natural em seu layout e design. O desenho da janela com raios de gelo é uma das manifestações.”
Tendo se concentrado na geometria fractal no projeto arquitetônico por muitos anos, o Dr. Rian sentiu uma necessidade de explorar a beleza dos padrões.
"Minha mente está sempre procurando por esse tipo de fonte de inspiração, então fiquei imediatamente motivado a estudar os princípios geométricos subjacentes aos padrões dos raios de gelo", diz ele.
Janela de treliça de raios de gelo em Lingering Garden, Suzhou. Crédito:Yi Qian
Revelando a regra subjacente
Dr. Rian descobre que a regra para criar padrões de raios de gelo é na verdade muito simples.
Ele explica:"Tome o tipo 1 como exemplo; um quadrado é primeiro dividido em dois quadriláteros e, em seguida, cada quadrilátero é dividido em dois quadriláteros. Em cada etapa, as proporções dos quadriláteros subdivididos são diferentes, e é assim que o aleatório padrão é criado usando uma regra simples.
"Através desta configuração, os artesãos chineses podem ter pretendido aumentar a sua firmeza para que pudesse funcionar como uma cerca de janela para fornecer proteção. A configuração aleatória das treliças de raios de gelo fornece conexões multiangulares, que transformam a janela em uma coleção de forças resultantes e distribuição uniforme de tensões, alcançando por sua vez um grau único de rigidez.
"A microestrutura do tecido ósseo trabecular em nossos próprios corpos serve como um excelente exemplo natural do potencial das redes aleatórias. Ela equilibra a alta rigidez, que contribui para a resistência, com uma estrutura surpreendentemente leve."
Dr. Rian publicou recentemente um artigo em Frontiers of Architectural Research que explora as qualidades geométricas dos padrões de raios de gelo e expande as possibilidades de integração de padrões aleatórios em projetos estruturais, especialmente o projeto de casca de treliça, que é frequentemente usado em cúpulas esféricas e estruturas curvas.
"Em minha pesquisa, desenvolvi um algoritmo para modelar os padrões de raios de gelo para projetos de conchas treliçadas e avaliei sua viabilidade e eficácia em comparação com grades convencionais. Essas grades, feitas de grades regulares, contrastam com conchas contínuas.
Diferentes tipologias de redes de raios de gelo. P representa pentágono, Q representa quadriláteros e T representa triângulos. Crédito:Dr. Rian (XJTLU)
"Embora os gridshells regulares tenham um bom desempenho sob cargas uniformes, a rede de raios de gelo oferece resistência sob cargas assimétricas. Alguns padrões de raios de gelo, resultantes da otimização, surpreendentemente fornecem melhor resistência do que os gridshells regulares sob peso próprio. Há também uma vantagem estética adicional ao aplicar o padrão de raio de gelo a um projeto de concha treliçada.
"Eu estendo a aplicação desse padrão a superfícies curvas, o que ajuda a desbloquear seu potencial nos aspectos geométricos, estruturais e de construção do projeto de cascas treliçadas", diz ele.
Dr. Rian também integrou padrões de raios de gelo e geometrias complexas em seu ensino. Em 2022, ele organizou um workshop para estudantes projetarem telhados de treliça de raios de gelo.
Ele explica que aprender o conceito de geometria fractal pode realmente impulsionar as ideias dos alunos em direção a um design único.
"Isso é muito diferente do que aprenderam no ensino médio. Ao aprenderem a criar esse sistema geométrico, eles também aprenderão modelagem computacional e simulações. No final, eles obterão conhecimento abrangente de design arquitetônico e digital avançado." ele diz.
Alunos fazendo um telhado de treliça de raios de gelo. Crédito:Dr. Rian (XJTLU)
Redescobrindo designs tradicionais
Para ampliar a pesquisa neste campo, o Dr. Rian está investigando a eficácia da geometria complexa em vários aspectos, como projeto de materiais em microescala e projeto estrutural.
Ele diz:"Por exemplo, no projeto de fachadas, geralmente usamos geometria convencional ou paramétrica para projetar formas regulares. No entanto, as formas aleatórias projetadas com geometria complexa podem oferecer uma impressão mais natural e penetração da luz natural."
Ele incentiva estudantes e pesquisadores de design a aprender com o passado.
“Qualquer design tradicional contém uma regra oculta. Podemos agora utilizar tecnologias digitais e ferramentas avançadas para ampliar e expandir o conhecimento do artesanato tradicional para o design contemporâneo.
“Existem muitas inspirações por trás dos designs tradicionais, e esses princípios podem realmente inspirar os designers a criar designs inovadores para o futuro”, diz ele.
