2018年AIA会議で革新的複合材材料を展示

アメリカ建築家協会（AIA、ワシントンDC）の年次全国会議「2018 AIA Conference on Architecture」が6月21〜23日、ニューヨーク市で開催されました。米国複合材製造協会（ACMA）建築部門が第5回年次複合材パビリオンを出展し、建築・設計学生向け第3回「コンポジット・デザイン・チャレンジ」の優秀作品を展示しました。

新出展者：アーキテルの不燃クラッディング

今回新規出展したアーキテルLLC（メリーランド州ヘイガーズタウン）は、アチェル（イタリア・ミラノ）とベルデン・ブリック社（オハイオ州カントン）の合弁会社です。この商業・住宅用クラッディング・システムは、「ガラス繊維/フェノール樹脂複合材サンドイッチ」にオープンセル・フェノール・フォーム・コアを用い、レンガの見た目と質感を持ちながら、従来の石造りの「わずかな重量と労力」で「不燃パネル」を実現します。「熟練労働者の深刻な不足と伝統的石造りの施工コスト上昇がある」とアーキテルのセールス&マーケティングVP、ベン・スコグ氏。「複合材イノベーターと国内建材会社の合弁で、この特許技術を北米にもたらす。」オウエンス・コーニング製ガラス繊維とヘキシオン製樹脂を使用し、石材、杉板、銅、アルミニウム、セラミックタイルなど「多様な表面仕上げ」が可能。「モジュラー・オフサイト建設が成長している」とスコグ氏。「アーキテルは建設高速化だけでなく『軽量化』も提供し、モジュラー構造物への従来レンガ・石材設置の複雑さを低減する。」構造クラッディング認証試験（ASTM 136不燃建材等）を完了中。住宅用製品は2019年第1四半期提供予定。

もう一つの新製品は、レーヒング・グラスティック・コンポジッツ（オハイオ州クリーブランド）の「デュロプロテクトSP」ガラス繊維複合材パネル。合板や指向性ストランドボード（OSB）に代わる軽量・再利用可能なハリケーン防護材として提案。

「コンセプトAIA」木材-炭素繊維複合材パネル（左上）は、デジタル適応金型（右上）で作られ、オーストリアのUAVラーニング・センター向けアクティブ・グリッド・モノコック屋根設計の1/10スケール・モックアップ（下）。SOURCE: Digital Architects
UAVラーニング・センターは応用芸術大学ウィーン、建築研究所、スタジオ・カズヨ・セジマと共同設計。

木材と炭素繊維の融合

もう一つのハイライトは、デジタル・アーキテクツ（オーストリア・ウィーン）が設計・エンジニアリングした、長さ3.7m×幅1.6mの木材-炭素繊維複合材パネル。同社の「アクティブ・グリッド・モノコック（AGM）」屋根建設システムのデモンストレーターです。開発パートナーのma.lo建築事務所は、建築企画・プロジェクト管理の豊富な経験を持ち、デジタル・アーキテクツと密接に協力し、AGMシステムの市場投入と将来プロジェクト実現に取り組んでいます。「アルテア・エンジニアリングのHyperWorksソフトウェアの支援を受け、AGMパネルはグリット製『炭素繊維SPRINT』材料と、柔軟なバルサ材コア『バルサフレックス』を使用し、ブナ材突板で仕上げられました。展示された『コンセプトAIA』パネルは、オーストリア・チロル地方のオフィスビル向け『屋根設計』の1:10スケール・モックアップです。この『UAVラーニング・センター』は、『非対称・二重曲面』屋根形状を持ち、『100m超の屋根スパン』と『統一屋根厚わずか10cm』を実現。『通常ならこの屋根スパンをこの厚さで実現するには、形状を対称パターンで折り畳む必要がある』とデジタル・アーキテクツ共同創業者アタナス・ジェレフ氏。インスブルック大学実験建築研究所・ホッホバウで、複合材構造を用いたインテリジェント・ビルディングの追求が研究されています。

コンセプトAIAパネルの独特な起伏形状は、技術パートナーのカーブ・ワークス工房で、ADAPAによるデジタル化された「適応金型」を用いて、大型プラスチック・複合材構造物を「熱成形」・加工することで実現されました（2018年「再構成可能な工具」記事参照）。

2018年デザイン・チャレンジ・スポンサーに感謝！

学生デザイン・コンペティション

ACMAコンポジット・デザイン・チャレンジには、6校から27チーム（150名）が参加し、建築・建築部品やアッセンブリへの複合材材料の革新的活用法を開発。コンペはACMA建築部門が主催、ウィンザー・ファイバーグラス（ノースカロライナ州バーガウ）副社長デビッド・リーブ氏が監督。

チューブラー・ニッティング・チーム：ジンジン・リウ、ウィリアム・チエン、シャオハン「グロリア」・イェン、ジンシン・ヤン、ユーヘン「アンバー」・ジュー、コーネル・ロボティック・コンストラクション・ラボ（RCL）所長ササ・ジブコビッチ、クリストファー・バッタグリアと共同作業。

第1位はコーネル大学チームの「チューブラー・ニッティング」設計。市販の編み機構を応用し、ガラス・ロービングからプリフォームを構築。「膨らませた風船」を一時的な型として用い、樹脂含浸中に「ロービング」を保持。硬化後構造物が、木材の支持力を1/10の重量で実現する有機的形状の構造柱となり、小型スツール・デモンストレーターで実証。

チューブラー・ニッティング複合材建設技術の応用デザイン・コンセプト。SOURCE: コーネルRCLチューブラー・ニッティング・チーム。

第2位はオハイオ州立大学学生チームの「タフ・タフト」設計。オーストリア芸術家エルヴィン・ヴルムと米国デザイナー・アンドリュー・カドレスから着想を得たが、カドレスの「過膨張美学」壁で使われていた「漆喰」の代わりに、「発泡ポリウレタン・フォーム」を使用。木製ドウェル・ロッドで発泡2液性ポリマーにタフト（房）を作り、ファブリックで所望の表面仕上げを付与。容易にスケール可能で、これらパネルは構造断熱パネルとクリップオン内装仕上げシステムに「音響特性」と個性を付与。

「タフ・タフト」OSU学生クリス・ブロック、ジョン・デシペダ、レイチェル・ギンデア、助教ジャスティン・ダイルズと共同作業。SOURCE: OSUノールトン・スクール。

第3位「ドント・リーブ・ミー・ハンギン」は、コーネル大学別チームが編組ガラス繊維ロービングを樹脂含浸し、重力で蜘蛛の巣を思わせるカテナリー構造へ形成した設計。

「ドント・リーブ・ミー・ハンギン」カロリナ・ピオルコ、ベロニカ・ヴァルガ、ソン・レン、RCL所長ササ・ジブコビッチ、クリストファー・バッタグリアと共同作業。

佳作はプラット・インスティテュート建築学部学生アンディ・キムとバーバラ・ミグリエッティの「ベルト・ポップ・サーフェス」設計。「平らなFRPパネルに『切り込みとスコアリング』を導入して形状を変えることを探求した」とミグリエッティ氏。透明プロトタイプはCNCルーターで表面に「ベルト」を切り出し、「折り曲げとリベット留め」でテクスチャーがありながら剛性のある構造を作成。白黒塗装展示品はウォータージェットで切断。

「ベルト・ポップ・サーフェス」アンディ・キムとバーバラ・ミグリエッティ、教員ジェイソン・リー、チョイ・ウェイ・ワン教授、リチャード・サラック教授と共同作業。FRPシートのデジタル化された切断パターンで、折り曲げとリベット留めにより無数のパターンと3D構造を創出。