17
Fluid disci with fluid seve aero moti liqui wide calcu body a li wea nebu d dynamics, in ph ipline of fluid mech h fluid flow – the ds (liquids & gases) eral sub discipline odynamics (the st ion) and hydrodyna ids in motion). Flui e range of appli ulating forces and y, determining the iquid through pip ther patterns, an ulae in interstellar. hysics, is the subhanics which deals natural science of ) in motion. It has es itself, including tudy of gases in amics (the study of id dynamics has a ications, including d moments on a mass flow rate of pelines, predicting nd understanding s f g f g f g E Background Extrem es II

Week 8 Mid Semester

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Mid semester presentation for Extremes II facade treatment

Citation preview

Page 1: Week 8 Mid Semester

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fluiddisciwithfluidseveaeromotiliquiwidecalcubodya  liweanebu

d dynamics,  in  phipline of  fluid mechh  fluid  flow  –  the ds  (liquids & gases)eral  sub  disciplineodynamics  (the  stion) and hydrodynaids  in motion).  Fluie  range  of  appliulating  forces  andy, determining  the iquid  through  pipther  patterns,  anulae in interstellar.

hysics, is  the  sub‐hanics which dealsnatural  science  of)  in motion.  It hases  itself,  includingtudy  of  gases  inamics (the study ofid  dynamics  has  aications,  includingd  moments  on  amass  flow  rate of

pelines,  predictingnd  understanding

‐s f  

g  f  

g  f  

EBackground 

Extremes II 

Page 2: Week 8 Mid Semester

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

The Glasgoto reduce th

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 The Arab Wuses a systeopen and cl(sun shadinbuilding.  

ow Tower  is  the  firshe aerodynamic for

World Institute by Jeem of 240 motoriselose every hour. Theng) to control sunlig

st of  its kind  to  rotrces acting upon it.

ean Nouvel in Paris d appetures which ey act as brise soleight entering the 

tate 

il 

PLaminar and TPhenomenon o

PrecedeTurbulent flow of fluid dynamics 

ence2 

Page 3: Week 8 Mid Semester

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bauplatz 17 and 18 Site Analysis 

Page 4: Week 8 Mid Semester

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Girih tiles are abuildings  in Island their arranIsfahan in Iran

The  Girih  tilindiscovered by 

a set of five tiles thlamic architecture. ngements found sign built in 1453 

g  pattern  closely  rmathematician Rog

hat were used in theThey are known tognificant improvem

resembles  Penroseger Penrose in the 1

e creation of tiling po have been used sments starting with 

e  tilings which  is  a1970’s.  

patterns for decorasince about the yeathe Darb‐i Imam sh

an  aperiodic  tiling 

ation of ar 1200 hrine in 

system 

PatGeometric tilinArchitecture 

tterns ang in Islamic and Structure 

Page 5: Week 8 Mid Semester

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ImagesPhenomenon of fluid dynamics 

Facade5 

The tiling system derived from the Girih tile in Islamic architecture has been tessilated and placed in a grid. This grid can remain static whilst allowing for the individual tiles to move from side to side to allow for sunlight and ventilation to enter the building. The tiles themselves can be made from a photovoltaic material to generate energy. Each tile can move individually to allow for openings anywhere on the facade when necessary. 

Tiling system in a fixed closed state Tiling system uniformly tilted15degrees for a uniform internal lighting effect 

Tiling system in a state of varied tilting. This sate may be to capture the most amount of sunlight or because of the desired lighting conditions for that area of the building 

Tiling system nearly fully tilted for maximum light to enter without losing any tiles 

 

Page 6: Week 8 Mid Semester

 

 

 

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Structural grid systemConcept

Page 7: Week 8 Mid Semester

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Coanda effectPhenomenon of fluid dynamics 

Research7 

The Coanda effect  is  the  tendency of a  fluid  jet to  stay attached  to an adjacent  curved  surface that  is  very  well  shaped,  the  principle  was named after Romanian Henri Coanda, who was the first to recognise the practical application of the phenomenon in aircraft development. 

In the instance of a stream of water attracting a spoon  as  it  flows  over  the  bowl,  the  Coanda effect  is  a  result  of  surface  tension  of Van  der Waals  forces  plus  Newton’s  second  and  third laws. The effect,  in  this case,  is actually caused by attractive forces. In the instance of a gas flow over  a  convex  curved  surface  in  ambient  gas, however,  the  Coanda  effect  is  a  result  of  the momentum  of  the  gas  and  entrainment  of ambient  gas  and  has  nothing  to  do  with attractive  forces. As a gas  flows over a  convex airfoil,  the gas  is drawn down  to adhere  to  the airfoil by a combination of the greater pressure above  the  gas  flow  and  the  lower  pressure below  the  flow  caused by an evacuating effect of the flow itself, which as a result of shear flow, rarefies the slow‐moving fluid trapped between the flow and the upper surface of the airfoil.  

Page 8: Week 8 Mid Semester

 

 

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

The  principle  behind  the  coanda  effect  is  that  liquid  will stick to a smooth surface 

Applying to coanda effect to an architectural structure 

Concept

Page 9: Week 8 Mid Semester

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Geometric tiling in Islamic Architecture 

After  looking at the coanda effect, using smooth surfaces to  influence the form of the building could be the basis of the internal structures.  Patterns and Structure 

Page 10: Week 8 Mid Semester

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

The  pattern  is  draped  over  the  surfaces  like  water  on  a smooth surface evoking the look of the coanda effect 

Geometric tiling in Islamic Architecture & fluid dynamics 

10 

Concept

Page 11: Week 8 Mid Semester

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

ImagesPhenomenon of fluid dynamics 

Concept11 

Three  dimensional  spatial system 

Looking into basic planning of the tower 

Airflow  can  be  canelled  through  the tower  and  controlled  by movement  of the pod  system. Turbines at  the  top of the tower will generate energy 

 

Physical  form  model  of  the structure 

 

Wind  turbine  would generate energy 

 

Page 12: Week 8 Mid Semester

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TioTiling system movingr down the facade

Pods remain uthe facade whattached to thstructural framsystem 

g up 

under hich is he ming 

The structuralor draped ovethis concept to

C

To thesurfsysinnvenpholighup sun

To devaromesyspod

As framconwinturb

l framing system caer any form which iso weave between th

Interweaving sConcep

respond to the eleme structural facade srface tiling up and tem  to  allow  the er  building  and ntilation.  The  surfotovoltaic  collectinht available. Each tand  down  to  colle

nlight at any time of

take  advantage  ovised  a  way  to  weound  the  freestandeans  of  standing  ontem,  the  structureds within the buildin

the pods are then sming,  they  can ntrol  airflow withinnd  to  the  top  of  thbines to generate e

an be melded s applied in he pods 

structural grid pt

ments around the bsystem is able to mdown on a magnetsunlight  to  penetrto  allow  the  crofaces  of  these  ting  sunlight  when ile can pivot left anect  the maximum  pf the day. 

of  the  structural  syeave  the  structurading  pods  as  they n  their  own. By  use  is  then  supportng.  

supported by the starticulate  individun  the  tower  funnelhe  tower where  thelectricity. 

12 

building, move the tic  latch rate  the ss  flow iles  are there  is nd right, possible 

ystem.  I al  frame had  no sing  this ting  the 

tructural ually  to lling  the here  are 

Page 13: Week 8 Mid Semester

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tensegrity modelConcept

13 

A  concept  involving  the  use  of the pods being supporting using some  form  of  structural Tensegrity  was  the  main purpose  for  this  exercise.  The concept would  have  a  series  of pods placed  in a ring supported by cables. Two would be needed for  the bottom  for balance and one at  the  top  to keep  the pod in  place  and  stop  it  from moving. 

Page 14: Week 8 Mid Semester

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fluid dynamics in Architecture Concept

14 

Page 15: Week 8 Mid Semester

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

Porosity is a measmeasured as a frabetween 0 and 10

I looked into porobuilding was takinsystem with pods,of porosity. Workiwill be the next st

Research Porosity

sure of the void spaaction between 0 an00%. 

sity as I began to long. As the structure, the gaps betweening out a way to brtep. 

y

aces in a material, and 1 or as a percent

ook at the form my e is made up of a we them led me to theridge together the p

15 

and is tage 

ebbing e study pods 

Page 16: Week 8 Mid Semester

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

ImagesPhenomenon of fluid dynamics 

Concept16 

The structural frame is held in place under tension from the cable ties, as two grids can be used to rest against each other. 

Each individual tile can move up and down the facade system. Unused tiles can go underground if the building does not require shelter during the day  Tile in place

Tile in motion exposing building

Tile angling towards the sun

Page 17: Week 8 Mid Semester

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ImagesPhenomenon of fluid dynamics 

17 

Concept

The pods can be placed within the structure. The pods are now sheltered by the external skin.  

From within the pods, there would be controls for each room to allow for more or less light in that area, the facade will respond accordingly. 

Pods hanging on to the structural frame of the facade 

Pod exposed by the tiling system