El entramado de rayos de hielo chino, o "binglie", como se le llama en chino, es un patrón intrincado que parece hielo agrietado y es un elemento decorativo común utilizado en los diseños de ventanas tradicionales chinos.
Originalmente inspirado en patrones fragmentados en hielo o superficies de cerámica vidriada craquelada, el diseño representa el derretimiento del hielo y el comienzo de una próspera primavera.
Cuando el Dr. Iasef Md Rian, ahora profesor asociado en el Departamento de Arquitectura de la Universidad Xi'an Jiaotong-Liverpool, llegó a China por primera vez en 2019, quedó inmediatamente cautivado por los diseños de ventanas enrejadas en los jardines clásicos de Suzhou. /P>
"Los jardines clásicos de China me parecen muy diferentes de los occidentales, que son más simétricos y organizados", afirma. "Sin embargo, los jardines chinos tienen una configuración más natural en su distribución y diseño. El diseño de la ventana con rayos de hielo es una de sus manifestaciones".
Después de centrarse en la geometría fractal en el diseño arquitectónico durante muchos años, el Dr. Rian sintió la necesidad de explorar la belleza de los patrones.
"Mi mente siempre está buscando este tipo de fuente de inspiración, por lo que inmediatamente me motivé a estudiar los principios geométricos subyacentes de los patrones de los rayos de hielo", dice."
Revelando la regla subyacente
El Dr. Rian descubre que la regla para crear patrones de rayos de hielo es en realidad muy simple.
Explica:"Tomemos el tipo 1 como ejemplo; primero se divide un cuadrado en dos cuadriláteros y luego cada cuadrilátero se divide en dos cuadriláteros. En cada paso, las proporciones de los cuadriláteros subdivididos son diferentes, y así es como se obtienen los resultados aleatorios". El patrón se crea usando una regla simple.
"A través de esta configuración, los artesanos chinos podrían haber tenido la intención de aumentar su firmeza para que pueda funcionar como una cerca de ventana para brindar protección. La configuración aleatoria de las celosías de rayos de hielo proporciona conexiones de múltiples ángulos, que transforman la ventana en una colección de fuerzas resultantes. y distribución uniforme de la tensión, logrando a su vez un grado único de rigidez.
"La microestructura del tejido óseo trabecular de nuestro propio cuerpo es un excelente ejemplo natural del potencial de las redes aleatorias. Equilibra una alta rigidez, que contribuye a la resistencia, con una estructura sorprendentemente ligera".
El Dr. Rian publicó recientemente un artículo en Frontiers of Architectural Research que explora las cualidades geométricas de los patrones de rayos de hielo y amplía las posibilidades de integrar patrones aleatorios en diseños estructurales, especialmente el diseño de estructura reticular, que se utiliza a menudo en cúpulas esféricas y estructuras curvas.
"En mi investigación, desarrollé un algoritmo para modelar los patrones de rayos de hielo para diseños de enrejados y evalué su viabilidad y efectividad en comparación con los gridshells convencionales. Estos gridshells, hechos de rejillas regulares, contrastan con los shells continuos.
"Mientras que las rejillas normales funcionan bien bajo cargas uniformes, la red de rayos de hielo ofrece resistencia bajo cargas asimétricas. Algunos patrones de rayos de hielo, resultantes de la optimización, sorprendentemente proporcionan una mejor resistencia que las rejillas normales bajo peso propio. También hay una ventaja estética adicional al aplicar el patrón de rayos de hielo a un diseño de concha reticular.
"Extiendo la aplicación de este patrón a superficies curvas, lo que ayuda a desbloquear su potencial en los aspectos geométricos, estructurales y constructivos del diseño de celosía", dice.
El Dr. Rian también ha integrado patrones de rayos de hielo y geometrías complejas en su enseñanza. En 2022, organizó un taller para estudiantes sobre el diseño de tejados enrejados con rayos de hielo.
Explica que aprender el concepto de geometría fractal realmente puede impulsar las ideas de los estudiantes hacia un diseño único.
"Esto es muy diferente de lo que aprendieron en la escuela secundaria. Al aprender a crear este sistema geométrico, también aprenderán modelado computacional y simulaciones. Al final, obtendrán un conocimiento integral del diseño arquitectónico y digital avanzado". dice.
Redescubriendo los diseños tradicionales
Para ampliar la investigación en este campo, el Dr. Rian está investigando la efectividad de la geometría compleja en varios aspectos como el diseño de materiales a microescala y el diseño estructural.
Dice:"Por ejemplo, en el diseño de fachadas, normalmente utilizamos geometría convencional o paramétrica para diseñar formas regulares. Sin embargo, las formas aleatorias diseñadas con geometría compleja pueden ofrecer una impresión más natural y una mayor penetración de la luz natural".
Anima a los estudiantes e investigadores de diseño a aprender del pasado.
"Cualquier diseño tradicional tiene una regla oculta. Ahora podemos utilizar tecnologías digitales y herramientas avanzadas para ampliar y ampliar el conocimiento de la artesanía tradicional para el diseño contemporáneo.
"Hay muchas inspiraciones detrás de los diseños tradicionales, y esos principios realmente pueden inspirarnos a los diseñadores a crear diseños innovadores para el futuro", afirma.
Más información: Iasef Md Rian, Diseño computacional aleatorio basado en fractales de una estructura reticular de rayos de hielo (IR), Fronteras de la investigación arquitectónica (2024). DOI:10.1016/j.foar.2023.12.009
Proporcionado por Xi'an jiaotong-Liverpool University
