Il reticolo cinese a raggi di ghiaccio, o "binglie" come viene chiamato in cinese, è un motivo intricato che assomiglia al ghiaccio spezzato ed è un elemento decorativo comune utilizzato nei design tradizionali delle finestre cinesi.
Originariamente ispirato a motivi frammentati sul ghiaccio o a superfici ceramiche smaltate, il design rappresenta lo scioglimento del ghiaccio e l'inizio di una rigogliosa primavera.
Quando il dottor Iasef Md Rian, ora professore associato presso il Dipartimento di Architettura dell'Università di Xi'an Jiaotong-Liverpool, arrivò in Cina per la prima volta nel 2019, rimase immediatamente affascinato dal design delle finestre a grata nei giardini classici di Suzhou.
"I giardini classici in Cina mi sembrano molto diversi da quelli occidentali, che sono più simmetrici e organizzati", dice. "I giardini cinesi, tuttavia, hanno una struttura più naturale nella loro disposizione e nel design. Il design delle finestre a raggi di ghiaccio è una delle manifestazioni."
Dopo essersi concentrato per molti anni sulla geometria frattale nella progettazione architettonica, il dottor Rian ha sentito il bisogno di esplorare la bellezza dei modelli.
"La mia mente è sempre alla ricerca di questo tipo di fonte di ispirazione, quindi sono stato subito motivato a studiare i principi geometrici alla base dei modelli dei raggi di ghiaccio, dice."
Rivelare la regola sottostante
Il dottor Rian ritiene che la regola per creare schemi di raggi di ghiaccio sia in realtà molto semplice.
Spiega:"Prendiamo come esempio il Tipo 1; un quadrato viene prima diviso in due quadrilateri, e poi ogni quadrilatero viene ulteriormente diviso in due quadrilateri. In ogni passaggio, le proporzioni dei quadrilateri suddivisi sono diverse, ed è così che il casuale il modello viene creato utilizzando una semplice regola.
"Attraverso questa configurazione, gli artigiani cinesi potrebbero aver inteso aumentarne la fermezza in modo che possa funzionare come una recinzione per fornire protezione. La configurazione casuale dei reticoli a raggi di ghiaccio fornisce connessioni multi-angolari, che trasformano la finestra in un insieme di forze risultanti e distribuzione uniforme delle sollecitazioni, ottenendo a sua volta un grado unico di rigidità.
"La microstruttura del tessuto osseo trabecolare nel nostro corpo costituisce un eccellente esempio naturale del potenziale dei reticoli casuali. Bilancia l'elevata rigidità, che contribuisce alla resistenza, con una struttura sorprendentemente leggera."
Il dottor Rian ha recentemente pubblicato un articolo su Frontiers of Architectural Research che esplora le qualità geometriche dei modelli di raggi di ghiaccio ed espande le possibilità di integrare modelli casuali nei progetti strutturali, in particolare il design del guscio reticolare, che viene spesso utilizzato nelle cupole sferiche e nelle strutture curve.
"Nella mia ricerca, ho sviluppato un algoritmo per modellare i modelli dei raggi del ghiaccio per i progetti di gusci reticolari e ne ho valutato la fattibilità e l'efficacia rispetto ai gridshell convenzionali. Questi gridshell, costituiti da griglie regolari, contrastano con i gusci continui.
"Mentre i normali gridshell funzionano bene sotto carichi uniformi, il reticolo a raggi di ghiaccio offre resistenza sotto carichi asimmetrici. Alcuni modelli di raggi di ghiaccio, risultanti dall'ottimizzazione, forniscono sorprendentemente una resistenza migliore rispetto ai normali gridshell sotto il peso proprio. C'è anche un ulteriore vantaggio estetico quando si applica il motivo a raggi di ghiaccio a un disegno a guscio reticolare.
"Estendo l'applicazione di questo modello alle superfici curve, il che aiuta a liberarne il potenziale negli aspetti geometrici, strutturali e costruttivi del design del guscio reticolare", afferma.
Il dottor Rian ha anche integrato nel suo insegnamento modelli di raggi di ghiaccio e geometrie complesse. Nel 2022, ha organizzato un workshop per gli studenti sulla progettazione di tetti a traliccio di ghiaccio.
Spiega che apprendere il concetto di geometria frattale può davvero spingere le idee degli studenti verso un design unico.
"Questo è molto diverso da quello che hanno imparato al liceo. Imparando a creare questo sistema geometrico, impareranno anche la modellazione computazionale e le simulazioni. Alla fine, acquisiranno una conoscenza completa della progettazione architettonica e digitale avanzata," dice.
Riscoprire i design tradizionali
Per estendere la ricerca in questo campo, il dottor Rian sta studiando l'efficacia della geometria complessa in vari aspetti come la progettazione dei materiali su scala micro e la progettazione strutturale.
Dice:"Ad esempio, nella progettazione delle facciate, di solito utilizziamo la geometria convenzionale o parametrica per progettare forme regolari. Tuttavia, le forme casuali progettate con geometria complessa possono offrire un'impressione più naturale e una penetrazione della luce diurna."
Incoraggia gli studenti e i ricercatori di design a imparare dal passato.
"Ogni design tradizionale contiene una regola nascosta. Ora possiamo utilizzare tecnologie digitali e strumenti avanzati per estendere ed espandere la conoscenza dell'artigianato tradizionale per il design contemporaneo.
"Ci sono molte ispirazioni dietro i design tradizionali e questi principi possono davvero ispirare noi designer a realizzare progetti innovativi per il futuro", afferma.
Ulteriori informazioni: Iasef Md Rian, Progettazione computazionale casuale basata su frattali di una struttura reticolare a raggi di ghiaccio (IR), Frontiere della ricerca architettonica (2024). DOI:10.1016/j.foar.2023.12.009
Fornito da Xi'an jiaotong-Liverpool University
