Título
Origami surfaces for kinetic architecture
Autor
Osório, Filipa Peres Frangolho Crespo
Resumo
pt
A presente tese parte da convicção de que os espaços que são capazes de
mudar a sua configuração formal através de movimento podem dotar os
edifícios de maior versatilidade. Através da arquitectura cinética pode ser
possível a geração de edifícios adaptáveis, capazes de responder a
diferentes solicitações funcionais, em termos do espaço utilizado.
Esta investigação propõe a exploração de superfícies de origami, dobráveis
de forma rígida, como meio de materialização de espaços reconfiguráveis
através de movimento. Este tipo de superfícies tesseladas são o resultado da
transformação de um elemento plano, sem capacidade estrutural que, através
de dobras no material, ganha propriedades de auto-suporte. Dependendo do
padrão de dobragem e segundo regras de dobragem bem definidas de acordo
com uma cinemática rígida, a superfície ganha a capacidade de assumir
diferentes configurações.
A investigação segue uma metodologia baseada em experiências práticas e
multidisciplinares apoiada em ferramentas digitais para a exploração formal e
simulação. Através das experiências desenvolvidas é proposto um processo
de trabalho, desde a conceptualização à construção, de estruturas cinéticas
baseadas em superfícies dobráveis de origami rígido de padrão regular. O
processo de trabalho proposto corresponde a um procedimento passo-apasso
que permite seguir um percurso lógico que atravessa as principais
áreas envolvidas, nomeadamente geometria do origami e parametrização,
materiais e fabricação digital e ainda mecanismos e controle.
A dissertação demonstra que as superfícies de origami dobradas de forma
rígida podem ser utilizadas como estruturas dinâmicas para materializar
espaços reconfiguráveis a diferentes escalas. Demonstra ainda que a
utilização de sistemas pantográficos como mecanismos associados a partes
específicas da superfície permite atingir um movimento sincronizado e a
possibilidade de bloquear o movimento em estados específicos da dobragem.
en
This thesis departs from the conviction that spaces that can change their
formal configuration through movement may endow buildings of bigger
versatility. Through kinetic architecture may be possible to generate adaptable
buildings able to respond to different functional solicitations in terms of the
used spaces.
The research proposes the exploration of rigidly folding origami surfaces as
the means to materialize reconfigurable spaces through motion. This specific
kind of tessellated surfaces are the result of the transformation of a flat
element, without any special structural skill, into a self-supporting element
through folds in the material, which gives them the aptitude to undertake
various configurations depending on the crease pattern design and welldefined
rules for folding according to rigid kinematics.
The research follows a methodology based on multidisciplinary, practical
experiments supported on digital tools for formal exploration and simulation.
The developed experiments allow to propose a workflow, from concept to
fabrication, of kinetic structures made through rigidly folding regular origami
surfaces. The workflow is a step-by-step process that allows to take a logical
path which passes through the main involved areas, namely origami geometry
and parameterization, materials and digital fabrication and mechanisms and
control.
The investigation demonstrates that rigidly folding origami surfaces can be
used as dynamic structures to materialize reconfigurable spaces at different
scales and also that the use of pantographic systems as a mechanism
associated to specific parts of the origami surface permits the achievement of
synchronized motion and possibility of locking the structure at specific stages
of the folding.