Perpaduan antara desain digital dan teknologi fabrikasi memungkinkan para periset Swiss, ETH Zurich, membangun sebuah prototipe atap beton melengkung super tipis yang sepintas mirip dengan bentangan layar dari kain.
Dengan menggunakan metode inovatif, para periset menyusun atap dengan bahan yang jauh lebih sedikit daripada yang seharusnya dibutuhkan. Atap beton ini juga dilengkapi sel surya fotovoltaik tipis untuk menghasilkan energi
Atap cangkang melengkung yang mandiri ini terdiri dari beberapa lapisan: koil pemanasan dan pendinginan dan insulasi dipasang di atas lapisan beton bagian dalam. Lapisan eksterior kedua dari struktur beton sandwich membungkus atap, di mana film sel fotovoltaik tipis dipasang. Akhirnya, berkat teknologi dan fasad surya adaptif, unit rumah ini diharapkan menghasilkan lebih banyak energi daripada yang dikonsumsinya.
Teknik bangunan untuk atap dikembangkan oleh Block Research Group, yang dipimpin oleh Prof. Block dan peneliti senior Dr. Tom Van Mele, bersama dengan tim arsitektur supermanoeuvre, dan diuji dengan prototipe skala penuh.
Prototipe tersebut, tingginya 7,5 m dengan luas permukaan 160 m2 (meliputi area seluas 120 m2). Ketebalan beton memiliki ketebalan rata-rata 5 cm yang bervariasi antara 3 cm di sepanjang tepi atap sampai 12 cm pada permukaan pendukung.
Para periset menggunakan jaring kabel baja yang diregangkan ke dalam struktur perancah yang dapat digunakan kembali. Jaring kabel ini mendukung tekstil polimer yang berfungsi sebagai bekisting untuk beton. Hal ini tidak hanya memungkinkan para peneliti untuk menyimpan banyak bahan untuk konstruksi, mereka juga mampu memberikan solusi untuk secara efisien mewujudkan jenis desain yang sama sekali baru.
Keuntungan lain dari solusi bekisting fleksibel adalah selama pekerjaan pada atap konkret, area di bawahnya tetap tidak terhalang penyangga dan dengan demikian pekerjaan bangunan interior dapat berlangsung pada saat bersamaan.
Jaring kabel dirancang untuk mengambil bentuk yang diinginkan di bawah berat beton basah, berkat metode perhitungan yang dikembangkan oleh Block Researcher Group dan kolaborator mereka di Swiss National Center of Competence (NCCR) dalam Digital Fabrication. Algoritma memastikan bahwa kekuatan didistribusikan dengan benar di antara kabel baja individu dan atapnya sesuai dengan bentuk yang diinginkan.
Pembangunan atap tidak terbayangkan tanpa teknik penghitungan dan fabrikasi mutakhir, namun proyek ini juga sangat mengandalkan keahlian dan pengalaman beberapa pengrajin. Bersama Holcim Schweiz, para ilmuwan menentukan campuran beton yang tepat, yang harus cukup cair untuk disemprotkan dan digetarkan namun cukup kental untuk tidak mengalir dari kain penutup, bahkan di titik-titik vertikal
Proses untuk sampai ke titik ini memakan waktu hampir empat tahun, dari awal proyek hingga prototipe selesai, sebagian karena Block ingin melibatkan beberapa mitra industri dalam pengembangan prototipe. Tahun depan, dia berencana membangun atap sekali lagi di gedung NEST dalam delapan sampai sepuluh minggu. Komponen individual dari struktur atap dapat digunakan kembali sesering yang dibutuhkan. Jaring kabel bisa dibongkar menjadi beberapa bagian yang bisa cepat dipasang kembali dan dihidupkan kembali.
sumber : ethz architecturemagazine inhabitat
