¿Cuál es el papel de la química y la física en la arquitectura?

Mi amigo ingeniero estructural especializado en edificios altos a menudo bromea que los arquitectos harían sabiamente si aprendieran más física: o) Se refiere, por supuesto, a diseños salvajes que resultan difíciles o imposibles de implementar. A veces se trata de cosas aparentemente periféricas, como el ruido que la lluvia hará en una gran extensión de techo de cristal. A veces es algo más fundamental, como el grosor de los cascos de hormigón o similar.

Sin embargo, a pesar de los chistes, las oficinas de diseño arquitectónico moderno emplean no solo diseñadores, sino también expertos en ingeniería de muchas especialidades, hasta la ciencia de los materiales. El diseño arquitectónico y la ingeniería están tan estrechamente entrelazados que a menudo la misma persona hace ambas cosas, al menos a nivel general, general. Por supuesto, la mecánica es la disciplina crucial de la física involucrada, pero la acústica, la transferencia de energía, incluso la óptica a menudo son importantes. Los químicos entran en juego cuando se trata de recubrimientos, protección anticorrosión, etc.

A menudo sabemos que física + matemáticas = arquitectura

En cuanto al conocimiento de la física, la última vez que una tarea nos llevó a calcular la carga de una viga en la estructura de la columna mediante ecuaciones físicas. Aparte de eso, todavía tengo que encontrar alguna necesidad de una base de conocimientos de física sólida, e incluso entonces te dan la fórmula, solo necesitas ingresar los números. Esta es la parte de la fórmula pero más …

Pero a más de la química y la física.

Arquitecto de sistemas – Física y Química

Como arquitecto de sistemas de dominio – Física y química
• eres un jugador clave en el equipo de arquitectura
• Desarrolla y realiza arquitecturas de productos que se ajustan a nuestra estrategia comercial.
• usted es responsable de traducir las necesidades de los clientes en nuevas tecnologías, conceptos de productos y diseños,
• permanece al tanto de las últimas publicaciones de patentes relevantes

Física
Creará soluciones innovadoras para permitir impresiones robustas y de bajo costo con una calidad de impresión excepcional, para una amplia gama de medios y aplicaciones. Su desafío es dominar el triángulo de inyección de tinta equilibrando las interacciones del cabezal de impresión, la tinta y el papel. También se le pedirá que descomponga las nuevas aplicaciones de impresión gráfica e industrial en desafíos técnicos de avanzada que se desarrollarán como tecnologías clave para los sistemas futuros.

Química
Usted será responsable del diseño de tinta múltiple utilizando métodos avanzados de diseño de tinta, y teniendo en cuenta las interacciones con los cabezales de impresión de inyección de tinta y una amplia gama de medios. Combinará sus propios desarrollos con una asociación inteligente para facilitar una producción robusta, duradera y de bajo costo. Diseñará las tintas, por ejemplo, en plantas piloto, y transferirá los resultados a la producción de la fábrica al nivel de calidad correcto y comprobado.

Ahora no soy un gran arquitecto, pero puedo adivinar que la física, si no la química, juega un papel muy importante en la arquitectura.

¿Por qué? Bueno, en este mundo, hay algo llamado gravedad que limita mucho los edificios. Adivina qué explica con precisión y permite cálculos fáciles con respecto a la gravedad.

Si las arquitecturas no saben o al menos entienden algo de física básica, la mitad de sus proyectos se colapsarían sobre ellos mismos, casi instantáneamente. Los softwares que usan las arquitecturas también usan modelos físicos para describir con precisión lo que sucedería en un edificio. Usando la física, uno puede encontrar qué tan pesado o ligero, qué tan alto o bajo, o cuánto apoyo necesitaría un edificio.

No tengo mucha arquitectura, pero estoy 100% seguro de que muy poco en arquitectura funcionaría sin los conceptos esenciales en física, si no sin los modelos matemáticos.

Por otro lado, dudo que los conceptos difíciles de la relatividad general, la mecánica cuántica o el modelo estándar importen en la arquitectura. Pero podría estar muy equivocado, así que no confíes en mi palabra.

Hay muchos roles que desempeñan la química y la física en la arquitectura. Para hacer esto sucinto, daré dos ejemplos.

Concreto: el concreto es el resultado de una mezcla de arena, áridos, agua y cemento. El cemento no es concreto. (Piense en el “cemento” como un pegamento.) El cemento es un polvo con cal o una base de silicato. Hay varios tipos de cemento, siendo el cemento Portland el más familiar. Hay muchos tipos de concreto determinados por la mezcla específica de los diversos materiales que se requieren para crear y colocar el concreto. La química entra en la ecuación cuando el cemento se combina con el agregado, la arena y el agua. Hay una reacción química entre estos materiales que comienza a formar concreto, primero como una mezcla de suspensión. A medida que la mezcla se vierte en su lugar, se endurece y se endurece creando concreto. Para la resistencia deseada del concreto y para el propósito que sirve, se dictan qué tipos de agregados, arena y cemento se utilizan.

Física – Imagina un largo 2 × 4, digamos ocho pies. En cada extremo hay un post 4 × 4. El 2 × 4 está extendiendo su longitud entre las publicaciones. Coloque el plano 2 × 4, aplique peso sobre su tramo, y la tabla se desviará o se inclinará hacia abajo. Aplicar demasiado peso hará que el 2 × 4 se rompa o se astille en pedazos y el lapso se pierda.

Ahora, tome el conjunto de 2 × 4 en su extremo, verticalmente, sobre las dos publicaciones de 4 × 4. Dado que el 2 × 4 ahora tiene un mayor grosor en la dirección del peso aplicado, resistirá las fuerzas mejor que el 2 × 4 colocado plano. Duplique el conjunto 2 × 4 en los extremos y obtendrá algo equivalente a una viga o encabezado. Esto es mucho más fuerte que las configuraciones anteriores. Haga este haz de dos 2x12s, y la resistencia a las fuerzas hacia abajo aumenta exponencialmente. Esta es la física de un haz, más bien simplificada, pero el concepto es fundamental de entender en la ejecución de la arquitectura.

¿Cuál es el papel de la química y la física en la arquitectura?

Bueno, ¿qué tal si nos fijamos en cómo es la arquitectura sin ellos?

NINGUNA QUÍMICA (o mala) EN LA ARQUITECTURA: algunos ejemplos

• Los materiales fallan y las casas tienen agua que fluye a través del techo cuando falla la impermeabilización
• Las paredes de ladrillo se voltean ya que las juntas motares no pueden mantenerlas juntas.
• Olvídese de hacer algo concreto ya que el material solo se vuelve sólido como una roca después de una reacción química de calor de hidratación. En cambio se convertirá en un batido para pájaros.

NO HAY FÍSICA EN LA ARQUITECTURA: algunos ejemplos

• No hay estructuras, más bien, se inclinan tratando de hacer gimnasia.

• La arquitectura sigue siendo un concepto en los dibujos. No tiene la capacidad de construirse debido a la falta de física.
• Los arquitectos e ingenieros estructurales se convierten en empleados o curadores de McDonald para el Museo de Arte Local ya que no se realiza ningún trabajo

Ahora que sabemos que no podemos vivir sin un vínculo amoroso entre Arquitectura, Física y Química …

¡Déjame contarte lo que sucede cuando aplicamos física y química a la arquitectura en un nivel 10X!

¡Obtenemos una arquitectura de biología sintética que CRECE EN UNA ESTRUCTURA POR SU PROPIA!

Viven: biología sintética en arquitectura.

Sí, eso es correcto, y no es ciencia ficción, está sucediendo ahora!

Entonces, si eres un químico o tío de los físicos que le gusta la arquitectura pero no le gusta dibujar y prefiere hacer un montón de experimentos en el laboratorio como Dexter, ¡este es el momento para que los científicos locos se conviertan en arquitectos! ¡Esto ciertamente cambiará el mundo construido!

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Cambie el mundo (construido) – Ideas de diseño y construcción por Ay Thompson

Casi nada en la forma en que la arquitectura se practica “normalmente”, pero si el diseñador desea tener más conocimiento de esas propiedades al momento de concebir un diseño, depende de ellas.

en ese sentido, la física según la mecánica de las estructuras se estudia más de cerca dentro de la escuela de arquitectura, pero solo para tener una idea general de cómo podría comportarse una estructura; para demostrar que suele ser el trabajo del ingeniero.

En cuanto a la química, si observa los materiales que se especifican para conformar la estructura del trabajo dado, podrá ver cómo se hace químicamente, pero por lo general no le presta atención como energía incorporada. Y también hablando de eso, también puede prestar atención a cómo el proyecto utiliza energía eficiente / dependiente de la energía “(energía viva” (es decir, dependencia de HVAC frente a energía de reciclaje, etc.). Al observar la química en materiales específicos, también puede consultar cómo puede hacerse con una composición y un proceso específicos diferentes, para obtener una resistencia específica de los materiales, lo que a su vez refuerza (ha) la resistencia del material, lo que afecta el tamaño y la composición de la estructura en su conjunto.

pero la mayoría de las arquitecturas no son “acerca de” reacciones físicas y químicas como las ciencias las estudiarían, sino que utilizan el conocimiento desarrollado en ellas, como un diseño en sí mismo. Puede que esté analizándolo demasiado, ya que me gustan las tipologías, etc. pero eso es lo más cerca que puedo ver de la física y la química en relación con la arquitectura en cuanto a los paradigmas actuales de la epistemología.

Además, en general, todavía se concibe como sistemas que trabajan juntos, un poco maquínicos. Los sistemas de estructura, los sistemas de energía, todos con sus especialistas … en cierto modo parte de la estandarización de componentes en un diseño.

¿Qué sucede en una era donde la nanotecnología se vuelve más activa en la vida cotidiana? ¿Reunirán las ciencias de la química y la física, las dos se verán a través de la termodinámica y la energía en su conjunto y cómo se relacionará esto con la topología y la síntesis de la forma?

Hay algunos ejemplos “biomórficos” o biofílicos interesantes que puede ver y luego preguntar si la arquitectura puede “crecer” en lugar de “concebirse en el diseño como una forma y construir”. Algunos ejemplos incluyen: Rachel Armstrong, ACADIA Participantes en la conferencia. Francois Roche y Philippe Rahm exploran de manera interesante el sentido de la atmósfera como un aspecto dominante.

aunque toda mi respuesta proviene principalmente de una perspectiva analítica … donde cuantificar es una cosa.

En la práctica de la arquitectura, un conocimiento profundo de la física es necesario. Sin embargo, la mayor parte de la aplicación práctica ocurre en las disciplinas de ingeniería tales como el diseño estructural, mecánico, eléctrico y de plomería. Pero el arquitecto debe tener un buen conocimiento práctico del tema. En el caso de la química, no hay una aplicación diaria de la química en el sentido tradicional. Nuevamente, el arquitecto debe tener un conocimiento práctico para comprender las propiedades de los elementos que se incluyen en los materiales de construcción. Particularmente al evaluar los requisitos de desempeño; porosidad, durabilidad, resistencia a la humedad, luz ultravioleta, etc. ¿Pero necesito poder descomponer los componentes de las fórmulas químicas en la arquitectura? No.

La combinación de química y física facilitó la invención de: vidrio a prueba de balas, cemento fuerte para formas arquitectónicas delicadas, aleaciones metálicas estructurales más fuertes y livianas, madera resistente al fuego, cimientos de edificios que compensan los terremotos, muebles y decoraciones para otras partes del interior de edificios. .

Los desarrollos continuos en la estática y la resistencia de los materiales, la metalurgia, la ciencia de la cerámica y la química de los polímeros prometen mayores posibilidades arquitectónicas para la construcción bajo el agua, en el espacio y en las zonas de mal tiempo (y fuego).

El papel de la física es bastante obvio. Cuanto más grande es el edificio (más grande que una carpa de una sola habitación), mayor es el estrés en los materiales y más la necesidad de descubrir cómo es la mejor manera de construir.
La necesidad de la química es un poco más compleja y un poco oculta. Una de las cosas que la química nos dice es cuán fuertes son los materiales y cuán susceptibles son a la corrosión y la descomposición. Esto nos dice cuánto durará la estructura y qué tan grandes deben ser los componentes más grandes, sino que también pueden ser. También es muy importante para determinar la habitabilidad del edificio. Con qué frecuencia se debe cambiar el aire para que sea transpirable y qué hacer con los productos de desecho. Todas estas respuestas se pueden calcular y preparar de antemano, o resolver por ensayo y error.