NAUKA
Jednostki Instytutu A-4 prowadzą badania naukowe w szerokim zakresie związanym z zagadnieniami technicznymi w architekturze i w budownictwie. Dotyczą również problemów projektowania architektonicznego i architektoniczno-budowlanego. Obejmują kwestie wzajemnych powiązań tych zagadnień z praktyką oraz z teorią. Wyniki tych prac badawczych pozwalają na owocną współpracę w tej dziedzinie z zewnętrznymi podmiotami gospodarczymi oraz innymi instytucjami naukowymi oraz z jednostkami administracji państwowej samorządowej.
W ramach badań naukowych jednostek Instytutu prowadzone są następujące główne tematy:
- „Studia nad technikami budowlanymi architektury współczesnej i zabytkowej”. (Katedra A-41)
Tematyka ta jest realizowana w szerokim zakresie obejmującym zagadnienia techniczno-budowlane współczesnych budynków o różnych funkcjach: od mieszkalnych poprzez obiekty użyteczności publicznej aż do przemysłowych i innych o specjalnym przeznaczeniu. Jednocześnie w zakres badań realizowanych w ramach tego tematu badawczego wchodzą również badania dotyczące obiektów zabytkowych, w szczególności ich rozwiązań techniczno - materiałowych, a także zagadnienia techniczne związane z architekturą krajobrazu.
W ramach tej tematyki prowadzone sa badania z podmiotami gospodarczymi:
• „ Zastosowanie pneumo- i hydro- deformacji blach zespolonych w kształtowaniu paneli
elewacyjnych w celu wykorzystania energii słonecznej”. Projekt realizowany wraz z
firmą BTH
• „Opracowanie technologii budowy wielofunkcyjnego budynku rozbieralnego o charakterystyce niemal zero-energetycznej”. Projekt realizowany z firmą „Norpolhaus”
• „Opracowanie innowacyjnej technologii budownictwa modułowego, prefabrykowanego na bazie drewna” . Projekt realizowany z firmą „ PalettenWerk”
- „Techniki budowlane i ich udział w kształtowaniu warunków środowiskowych”. (Zakład A-42)
Tematyka ta jest realizowana w szerokim zakresie obejmującym zarówno historyczne, tradycyjne techniki budowlane, jak i współczesne zagadnienia techniczno-budowlane stosowane w budynkach mieszkaniowych i użyteczności publicznej, a także przestrzeniach zewnętrznych towarzyszących tym budynkom. Zakres badań obejmuje zróżnicowane formy zbudowanego środowiska bytowania człowieka, zarówno środowisko wewnętrzne w budynkach, jak i zbudowane środowisko zewnętrzne. Badania te mają charakter interdyscyplinarny w zakresie prawidłowego i zgodnego z aktualnym poziomem wiedzy medycznej realizowaniem potrzeb zdrowotnych organizmu człowieka w architekturze.
- „Modelowanie dachów pod kątem geometrii, technologii i kinematyki” (Zakład A-43)
W ramach tematu zebrano i uporządkowano informacje na temat zadaszeń obiektów architektonicznych. Wiedza ta jest podstawą przedstawienia innowacyjnych rozwiązań w tej dziedzinie. Szczególną uwagę poświęcono najbardziej złożonym pod kątem technologicznym dachom ruchomym. Jako kontynuację wcześniejszych badań przeprowadzono analizę ruchomych zadaszeń dla wyodrębnienia w ich budowie mechanizmów, które wykorzystano następnie do budowy modeli badawczych. Zebrano i uporządkowano informacje na temat zadaszeń zbudowanych w systemie koła rowerowego. Sprawdzono ponadto możliwości wypośredniczania połaci dachowych rozpiętych na dowolnym wieloboku, w zróżnicowanych programach komputerowych.
- „Techniki cyfrowe zastosowane do analiz i prezentacji przestrzeni architektonicznej w obiektach zabytkowych”
(Zakład A-43)
W ramach badań zrealizowano nowe inwentaryzacje sklepień gotyckich, żebrowych zachowanych w obiektach sakralnych. Na tej podstawie zbudowano modele wirtualne zabytków i sporządzono dokumentację cyfrową. Wykonane wizualizacje i rysunki architektoniczne porównano z dawnymi dokumentacjami oraz ze stanem oryginałów-wprowadzając korekty pomiarów i szczegółową rejestrację detali.
Uzyskana dokumentacja cyfrowa ma znaczenie praktyczne i teoretyczne dla zabytków, może być użyteczna zarówno dla właścicieli obiektu jak i konserwatorów czy studentów
- „Kształtowanie struktur architektonicznych w aspekcie zagadnień
inżynierskich geometrycznych i nowoczesnych technologii wspomagających
projektowanie”
(Zakład A-43)
Zasadniczym celem prowadzonych badań była prezentacja wielopłaszczyznowych możliwości zastosowania nowoczesnych technologii wspomagających projektowanie
w szeroko rozumianej działalności architektoniczno – inżynierskiej. Podjęte badania zaowocowały stworzeniem aplikacji geometrycznej „szkicownik deseni” wykorzystującej symetrie płaszczyzny w języku Processing. Doświadczenia z tego zadania oraz analiza teoretyczna fabrykacji robotycznej w projektowaniu architektonicznym pozwoliły na przeprowadzenie ciągu badań i doświadczeń, ukoronowanych stworzeniem wystawy grafik rysowanych przez sześcioosiowe ramię robotyczne. Dokonano również analizy możliwości formowania elementów architektonicznych przy użyciu ramion robotycznych. Podjęto następnie temat video mappingu obiektu zabytkowego i wykonano pokaz multimedialny. Dalsze badania nad przestrzenią nierzeczywista w sztuce zostały ukoronowane stworzeniem wirtualnej galerii malarstwa obejmującej 300 obrazów
- „Przekrycia dachowe – geometria i technologia wykonania” (Zakład A-43)
Przedstawiony temat jest kolejnym etapem badań dotyczących ruchomych dachów
z panelami sztywnymi i zmiennymi. W pierwszym etapie dokonano przeglądu literatury, realizacji, norm, patentów dla uzyskania komplementarnej informacji na temat ruchomych przekryć dachowych. Kolejny krok poświęcony był poszukiwaniom nowych rozwiązań
w oparciu o badania strukturalne mechanizmów. Zbudowano modele badawcze, analogiczne do istniejących zadaszeń, w których najczęściej występują mechanizmy klasy II. W ramach proponowanego tematu kontynuowane będą badania związane z budową modeli ruchomych dachów zawierających mechanizmy klasy II oraz poszukiwane będą nowe zadaszenia zbudowane w oparciu o mechanizmy klas wyższych.
- „Techniki cyfrowe w warsztacie architektoniczno-konserwatorskim” (Zakład A-43)
Techniki cyfrowe stają się środkiem nowego zapisu i przekazu wiedzy o zabytkach.
Celem prac będzie wzbogacenie bazy danych o najcenniejszych zabytkach. Wizualizacje opracowywane dla szczególnie cennych obiektów mogą przysłużyć się przyszłym działaniom ochronnym, dokumentacyjnym i stać się elementem systemu dokumentacji dziedzictwa architektonicznego. Zastosowanie tych narzędzi do dokumentowania, analiz
i odtworzeń wirtualnych brył zabytków przewidywane jest w zakresie wnętrz średniowiecznych w Krakowie (szczególnie ze sklepieniami gotyckimi). Modele 3D pozwolą na wielostronną prezentację obiektów, obserwację architektury i wystroju pod dowolnym kątem i kierunkiem oraz przystępne ilustrowanie problemów konstrukcyjnych czy związków z kompozycją. Ma to znaczenie nie tylko poznawcze, ale i praktyczne, bowiem zabiegi konserwatorskie wymagają szczegółowego rozpoznania dawnych technik i materiałów. Wizualizacja pozwoli wydobyć reguły geometrycznego kształtowania
i lepiej rozumieć kunszt dawnych budowniczych
- „Informatyzacja procesu projektowania struktur architektonicznych w aspekcie
technologii BIM” (Zakład A-43)
Informatyzacja procesu projektowania struktur architektonicznych jest coraz bardziej znacząca w związku z postępującym procesem cyfryzacji projektowania, jak
i wykonawstwa w architekturze oraz budownictwie, z tego też powodu powinna być przedmiotem teoretycznych, a także praktycznych badań naukowych. Podjęto tą tematykę w celu prezentacji jej wielopłaszczyznowych możliwości zastosowania w szeroko rozumianej działalności architektoniczno – inżynierskiej, z szczególnym uwzględnieniem technologii BIM.
- „Technologiczne determinanty form strukturalnych w architekturze dawnej i współczesnej” (Pracownia A-44)
Podstawowy profil działalności naukowo-badawczej dotyczy stosowania metod numerycznych, głównie z zastosowaniem technologii BIM, w projektowaniu konstrukcyjnym i architektoniczno-budowlanym różnego rodzaju obiektów szczególnie w zakresie analiz statycznych nowatorskich rozwiązań konstrukcyjnych. Planowane do wykonania opracowania naukowo-badawcze mają być poświęcone nowym metodom obliczeń statycznych oraz kompleksowym analizom innowacyjnych systemów konstrukcyjnych przeznaczonych dla różnych form przekryć dachowych oraz konstrukcji nośnych budynków silnie obciążonych, w tym budynków wysokich, łącznie z konstrukcjami ich fundamentów. Dotyczy to obiektów projektowanych bądź aktualnie konstruowanych oraz budynków zabytkowych wznoszonych na podłożu gruntowym zwłaszcza o niskiej nośności bądź na terenach charakteryzujących się bardzo niekorzystnymi warunkami geologicznymi, do których należą strefy szkód górniczych oraz inne obszary aktywności sejsmicznej. Ponadto tematyka badań dotyczy zagadnień związanych z zastosowaniem nanotechnologii w architekturze współczesnej.
W ramach wymienionych wyżej tematów opracowywane są liczne publikacje naukowe, referaty konferencyjne, opinie sądowe, opinie i ekspertyzy techniczne na temat jakości i sposobu wykonywanych inwestycji, z dziedziny architektury i budownictwa, między innymi również w oparciu o współpracę z TUV Rheinland Polska.
Monografie i książki pracowników Instytutu ( od 2003 roku )
• Celadyn Wacław - „Przegrody przeszklone w architekturze energooszczędnej”, 2004
• Górska Renata - „Descriptive Geometry : freshman level course addressed to engineering students”, 2013
• Górska Renata - „Geometria wykreślna : podstawowe metody odwzorowań stosowane w projektowaniu inżynierskim : podręcznik dla studentów Wydziału Inżynierii Lądowej”, 2015
• Kulig Anna - „Problem dokumentowania, modelowania i rekonstrukcji sklepień gotyckich”, 2015
• Kusionowicz Teresa - „Problemy projektowania budynków mieszkalnych a zdrowie
człowieka: wybrane zagadnienia”, 2008
• Kuc Sabina - „Techno-kreacja a architektura krajobrazu: wybrane zagadnienia”,
2011
• Kurek Jan - „Drewniane dzwonnice cerkiewne dawnego województwa
przemyskiego”, 2013
• Kurek Jan - „Wojciech Leśnikowski – architekt, obywatel świata”, 2012
• Kurek Jan - „Sacrum i mentalność w kształtowaniu świątyń Kościoła Wschodniego: na przykładzie drewnianych cerkwi województwa przemyskiego”,1997
• Listwan Antonina, Romaniak Krystyna -„Podstawy struktury mechanizmów : podręcznik dla studentów wyższych szkół technicznych”, 2008
• Markiewicz Przemysław - „Building construction : solutions & details for professionals”, 2014
• Markiewicz Przemysław - „Budownictwo ogólne dla architektów”, 2011
• Bojęś Andrzej, Markiewicz Przemysław - „Przeszklone ściany osłonowe : projektowanie architektoniczne przeszklonych ścian osłonowych o konstrukcji słupowo-ryglowej”, 2008
• Markiewicz Przemysław - „Projektowanie budynków halowych”, 2006
• Vogt Beata - „Geometria w AutoCAD : Rzuty Monge'a : podręcznik dla studentów wyższych szkół technicznych”, 2015
Doktoraty wykonane w jednostkach Instytutu (od 1998 roku)
• Dziedzic Bogdan - „Architektura, a kolektorowo - reflektorowe systemy oświetlenia
dziennego, 1998.
• Siedlecki Bogdan - „Akustyka jako czynnik kształtowania architektonicznego”, 1998.
• Markiewicz Przemysław- „Dobór nowoczesnych technologii budowlanych dla budownictwa mieszkalnego”, 1999.
• Gaczoł Tomasz - „Wentylacja jako czynnik kształtowania architektonicznego”, 2002.
• Piebiak Iwona - „Transparentne izolacje termiczne w kształtowaniu architektury obiektów solarnych”, 2008.
• Kamieniarz Marek - „Detal budowlany a cechy techniczne i estetyczne współczesnych budynków mieszkalnych”, 2012.
• Wesołowski Łukasz - „Wpływ przeszklonych ścian osłonowych na kształtowanie warunków użytkowych i środowiskowych w pomieszczeniach mieszkalnych”, 2013.
• Mika Paweł - „Wpływ prefabrykowanych, betonowych rozwiązań fasadowych na estetykę obiektów architektonicznych”, 2017
