La rejilla de rayos de hielo china, un patrón intrincado inspirado en el hielo agrietado, simboliza el comienzo de la primavera y se usa ampliamente en la arquitectura tradicional china, especialmente en los diseños de ventanas. La ventana esmerilada del Jardín Persistente de Suzhou. Crédito: Yi Qian
Una nueva investigación investiga las características geométricas de los diseños de ventanas tradicionales chinos y su aplicación en proyectos arquitectónicos modernos.
La rejilla de rayos de hielo china, o «binglie», como se la 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 los patrones divididos en el hielo o en las superficies de cerámica vidriada craquelada, el diseño representa el derretimiento del hielo y el comienzo de una primavera abundante.
Cuando el Dr. Iasef Md Rian, ahora profesor asociado en el Departamento de Arquitectura de la Universidad Xi’an Jiaotong-Liverpool, llegó por primera vez a China en 2019, quedó inmediatamente fascinado por los diseños de ventanas de los jardines clásicos de Suzhou.
«Los jardines chinos clásicos me parecen muy diferentes de los occidentales, más simétricos y organizados», afirma. “Sin embargo, los jardines chinos tienen una formación más natural en diseño y distribución. El diseño de las ventanas de rayos de hielo es una de las expresiones».
Después de centrarse en la geometría fractal en el diseño arquitectónico, 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 motivó a estudiar las bases geométricas de los patrones de los rayos de hielo», dice.
Estudiantes haciendo un techo con una red de rayos de hielo. Crédito: Dr. Rian (XJTLU)
Revelando la regla básica
El Dr. Rian ha descubierto que la regla para crear patrones de rayos de hielo es muy sencilla.
Explicó: «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 cuadrados divididos son diferentes, creando un patrón aleatorio usando una regla simple.
«A través de esta configuración, los artesanos chinos querían aumentar la firmeza para que pudiera funcionar como una barrera de ventana para brindar protección. La configuración aleatoria de las redes de haces de hielo proporciona conexiones de múltiples ángulos que hacen de la ventana una colección de fuerzas resultantes uniformes y distribuciones de tensiones, logrando un nivel único de rigidez.
«La microestructura del tejido óseo trabecular de nuestro 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 Límites de la investigación arquitectónica que examina las características geométricas de los patrones de haces de hielo y amplía las posibilidades de integrar patrones aleatorios en diseños estructurales, especialmente en el diseño de rejilla, que a menudo se usa en cúpulas esféricas y estructuras curvas.
Diferentes tipologías de redes de rayos de hielo. Pk representa pentágonos, Qk cuadriláteros y Tk triángulos. Crédito: Dr. Rian (XJTLU)
«En mi investigación, desarrollé un algoritmo para modelar patrones de haces de hielo para diseños de rejillas y evalué su viabilidad y eficacia en comparación con las rejillas convencionales. Están hechas de rejillas regulares, a diferencia de carcasas continuas.
«Si bien las redes regulares funcionan bien bajo cargas uniformes, las redes de vigas de hielo brindan resistencia bajo cargas asimétricas. Algunos patrones de vigas de hielo, debido a la optimización, brindan una resistencia sorprendentemente mejor que las redes simples bajo peso. También hay una ventaja estética adicional en la red de vigas de hielo. patrón -cuando se aplica al diseño del caparazón.
«Extiendo la aplicación de este modelo a superficies curvas, lo que ayuda a desbloquear el potencial de los aspectos geométricos, estructurales y constructivos del diseño de carcasa de malla», 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 techos de malla con vigas de hielo.
Explicó que aprender el concepto de geometría fractal puede impulsar las ideas de los estudiantes hacia un diseño único.
“Esto es muy diferente de lo que aprendí en la escuela secundaria. Al aprender a crear este sistema geométrico, también aprenderán simulaciones y modelos computacionales. Al final, obtendrán un conocimiento completo de arquitectura y diseño digital avanzado”, afirma.
Redescubriendo los diseños tradicionales
Para ampliar la investigación en esta área, 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 la penetración de la luz del día”.
Alienta a los estudiantes e investigadores de diseño a aprender del pasado.
«Cualquier diseño tradicional tiene una regla oculta. Hoy en día, podemos utilizar tecnologías digitales y herramientas avanzadas para ampliar y ampliar nuestro conocimiento de la artesanía tradicional para el diseño contemporáneo.
«Hay muchas inspiraciones detrás de los diseños tradicionales, y estos principios realmente pueden inspirarnos como diseñadores a crear diseños innovadores para el futuro», afirma.
Referencia: «Diseño computacional de una estructura de enrejado de rayos de hielo (IR) en un fractal aleatorio» Por Iasef Md Rian el 22 de enero de 2024 Límites de la investigación arquitectónica.
DOI: 10.1016/j.para.2023.12.009
La investigación fue financiada por la Universidad Xi’an Jiaotong-Liverpool.
