BAGIKAN

Periset di Departemen Arsitektur ETH Zurich (D-ARCH) telah mengembangkan sistem lantai beton yang tidak memerlukan tulangan baja dan 70 persen lebih ringan dari lantai beton konvensional sebagaimana pada umumnya. Desain mereka terinspirasi oleh prinsip-prinsip konstruksi sejarah.

Di lingkungan perkotaan, ruang menjadi perhatian utama. Oleh karena itu arsitek berusaha mencari cara untuk membuat bangunan yang  sebisa mungkin lebih luwes, hemat biaya dan ramah lingkungan. Salah satu pendekatan untuk ini adalah dengan metoda konstruksi ringan: penggunaan langit – langit yang tipis untuk bangunan bertingkat sehingga lebih banyak ruang yang tersisa untuk lantai tambahan. Karena hanya sedikit beban yang  perlu ditahan, sehingga memungkinkan untuk menghemat bahan bangunan pada pondasi dan dinding, yang pada akhirnya dapat mengurangi biaya. Namun, hampir tidak ada batasan untuk pengurangan berat bangunan dengan teknik konstruksi beton yang biasanya digunakan saat ini: untuk memastikan bahwa lantai pada setiap lantai dapat mendukung beban yang diperlukan, mereka harus rata-rata setebal 25 sentimeter dan juga harus diperkuat secara internal dengan baja. Bar atau grid. Jumlah bahan ini membuat mereka menjadi sangat berat.

Pembangunan lantai yang tidak diperkuat baja, yang terdiri dari lembaran individu, mendapat inspirasi dari katedral gothic. Credit: Peter Rüegg / ETH Zurich

Load-bearing tanpa baja

Sebuah pendekatan baru  telah dipresentasikan oleh para periset dari Institut Teknologi Arsitektur ETH Zurich, yang telah mengembangkan elemen lantai beton di mana pelat bantalan beban hanya setebal dua sentimeter namun sangat stabil. “tehnik Ini membuat lantai 70 persen lebih ringan dari lantai beton konvensional,” kata Philippe Block, Associate Professor of Architecture and Structure dan Deputy Director of the National Centre of Competence in Research (NCCR) dalam Digital Fabrication. Pada saat yang sama, unsur-unsur ini turut membantu melindungi lingkungan karena sedikit penggunaan betonnya. Dimana secara produksi, beton akan menghasilkan CO2 dalam jumlah yang besar.

Philippe Block berdiri di atas prototipe lantai yang dicetak menggunakan pasir

Pengurangan berat elemen dimungkinkan karena bentuk permukaanya tidak datar tapi  melengkung seperti langit-langit kubah dari katedral gothic. Cukup berdasarkan penampakan bentuknya, mereka bisa menopang beban yang sangat berat sehingga tidak perlu diperkuat dengan tulangan baja .

Membangun Sebagaimana Sejarah

“Kami mendasarkan desain kami pada prinsip dan teknik konstruksi sejarah yang sudah mulai dilupakan,” kata Block. Untuk tujuan ini, para peneliti menganalisis struktur dalam berbagai gaya, termasuk kubah Catalan. Metode konstruksi tradisional ini dibawa ke Amerika Serikat pada akhir abad ke-19 oleh arsitek Spanyol Rafael Guastavino, yang memperkuat kubah batu batanya dengan tulang rusuk vertikal sempit di sisi atas. Tulang rusuk ini berfungsi untuk menciptakan permukaan yang datar di lantai, dan juga menyediakan kestabilan kestabilan di bawah pemuatan asimetris – yaitu saat berat orang atau benda tidak didistribusikan secara merata ke seluruh ruangan.

Sebuah tipe lantai baru dipamerkan di Venesia Biennale

Para peneliti ETH mengadopsi prinsip penguatan tulangan ini untuk elemen beton mereka. Dengan menggunakan perangkat lunak komputer yang dikembangkan secara khusus, mereka menghitung bagaimana tulang rusuk perlu diatur untuk menghasilkan distribusi kekuatan kompresi yang optimal saat pemuatan, menghasilkan pola garis tipis yang rumit yang menyatu di masing-masing sudut. Dukungan tersebut dihubungkan oleh satu set ikatan baja yang menyerap kekuatan horizontal yang dihasilkan – melakukan peran yang sama dengan penopang terbang yang mendukung kubah di katedral. ” Pembangunannya sangat stabil,” kata Block. Tes stres telah menunjukkan bahwa ia dapat menahan beban asimetris 4,2 ton, yang lebih dari dua setengah kali sesuai dengan peraturan bangunan yang berlaku di Swiss.

Praktek Uji Coba di NEST

Para peneliti sekarang akan menguji lembaran lantai inovatif mereka dalam praktik untuk pertama kalinya di gedung penelitian NEST di Dübendorf Awal tahun ini, penthouse tamu bertingkat dua akan dibangun di atas atap bangunan. Ini akan menampilkan empat unit lantai, masing-masing berukuran lima kali lima meter, yang akan dipreproduksi sebagai modul dan kemudian diinstal di tempat. Modul menawarkan keuntungan lain: ruang kosong antara rusuk beton dapat digunakan untuk memasang pipa ventilasi, pendinginan dan pemanasan, yang juga membantu menghemat ruang.

Pembangunan lantai yang tidak diperkuat baja mengambil inspirasi dari katedral gothic

Sampai sekarang, bagaimanapun, unsur-unsur tersebut mahal untuk diproduksi karena harus dipasarkan dalam dua sisi cetakan yang perlu saling cocok satu sama lain. Block  bersama timnya melakukan terobosan  untuk menurunkan biaya produksi, mereka menghasilkan elemen pertama dengan menggunakan cetakan 3-D (bukan beton) berbahan pasir yang dikombinasikan dengan sebuah pengikat. Elemen ini bisa menahan beban 1,4 ton dan juga sesuai dengan standar bangunan Swiss. “Prinsip struktural kami memungkinkan penggunaan bahan yang sebelumnya tidak sesuai untuk bangunan,” kata Block. “Anda hanya perlu menempatkan dalam bentuk yang tepat dan sesuai sehingga dapat menciptakan struktur yang stabil.”

Pada gedung percobaan NEST, lantai diuji dalam kondisi yang sesungguhnaya. Credit: Blok Research Group
VIAaum
SUMBERtechxplore
BAGIKAN