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建筑空間裝置設計 案例調研與分析 LignumPavilion ByFrei SaarinenArchitekten 該設計位于蘇黎世的LIGNUM的展館 LIGNUM是的瑞士信息中心關于木材使用與環(huán)境保護的一項重大項目 弗雷 沙里寧建筑事務所設計的展館 顯示了在當代建筑中木材的使用情況與藝術構思該木亭的目的是告知公眾關于木材在建筑領域應用的可能性 作為一個培訓和信息中心 該項目體現了木材的表達潛力非常現代的關鍵 充分數字化的生產工藝 有可能優(yōu)化的材料的數量和裝配系統(tǒng) 導致在相當大的成本降低 使木材的強度特性 突破后的圖像和建筑師的描述 建筑師是邀請?zhí)峤煌さ脑O計 也顯示在瑞士BAU2010年在巴塞爾展覽之際 也許這是不是一個特別復雜的調查 但這個小物件似乎蒸騰一定的認知度 調制的節(jié)奏是不關注僅僅形式本身 對象 開始生活作為 歌曲 舞蹈 調制的身體和世界在他們的組成要素之間的關系 3 該館是由一系列層產生的有機體 由50毫米厚的板組裝在一起 使用130毫米高的立柱支撐 游客是引導和伴隨沿建筑長廊的元素的 除了展示一定的連貫性之間的表達效果和創(chuàng)意和制作過程 定義和包裝的空間 創(chuàng)造一個驚人的有機圖像泉水從零碎的性質的成分 4 由此產生的空間超越了內部和外部之間的二分法 而不是他們的互惠和仁慈的關系 在幾何方面 它是一個 八字結 從原核相減的結果 然后分段水平分層 541種不同的木材 由一個數控磨切 被用于8噸的總重量 該館將使用約三年 5 Mind BendingWoodenParametricPavilion 麥克吉爾大學 城市家具 與扭曲 讓亭的概念無止境 在參數化建模軟件的輔助下 一個引人注目的三維形式誕生了 建筑肌理由表達層壓膠合板 鋼管和金屬 和一個三角形的桁架支撐 形成了層狀特征 7 展館的混合動力輕型空間框架是由層壓膠合板肋鋼管彎曲膠合板條包 復雜的結構體系及空間框架扭曲周圍 附加到自身后 提供了一個強大而靈活的配置 即能夠解決展館的復雜的幾何形狀問題 又解決了預期光學問題 兩層木質結構產生的效果是明顯的 壓膠合板肋沿縱向參數線伸展 是空間框架的主和弦 8 參與設計的建筑師說 這類展館本身的主要目的是參數化設計中的常見方式 這意味著建筑不這么吸引人 但重點在于建筑的可變通性 我們已經寫了一個計算機腳本 生成這種形式 并與它相關聯的繪圖 換句話說 你可以玩它的形式 你可以拉和伸展 或向上向下發(fā)展 程序將重新生成所有相同的圖紙 和所有相同的幾何形狀 非常容易建造 你不需要重繪這一切 9 ParttoWhole byHG Architecture 這個項目建于韓國 描述了自然界的一切都是由細微的部分組成的 它從原子和分子的基本成分開始 生長到更大的成分 如組織和器官 以構建一個 活 的架構 人工環(huán)境是相同的 這一切都從基本的成分如點和線 生長到表面 并最終構建一個空間 因此 以小見大的手法在本設計中隨處可見 這也是這個項目的靈魂所在 11 部分對整體的定義在整個空間中重復 形成了沿曲線移動的一組連續(xù)的空白空間 從立方體中挖掘出特定的體積 從而最大限度地提高可用空間 同時也最大限度地減少材料 整體由空隙和固體1 1的比例組成的虛與實的變化 根據人們的不同的立場和觀點 創(chuàng)造了點或線 產生了三維空間和二維模式 整體的結構由一系列的部分構成 通過編織和堆放的木質模塊 顯示了構造的性質 韓國傳統(tǒng)的木結構 使整個體系穩(wěn)定下來 使用材料的質量降低 并通過構造的方法 使效益最大限度地提高 12 ICD ITKE研究館 斯圖加特大學 斯圖加特大學計算設計學院和建筑結構與結構設計學院設計完成了2013 2014年ICD ITKE研究館 該研究館由纖維編織而成 是ICD ITKE團隊正在進行的一系列全方位實驗性項目之一 ICD ITKE團隊致力于探索數字化制造工藝 研究新穎高效的仿生設計策略 團隊在與生物學家合作研究甲蟲殼體的基礎上 推出輕量化預制穹頂 為簡化研究過程 團隊進行參數化建模并使用計算機仿真工具 展館的建造引入兩個大型同步KUKA機器人 它們負責將玻璃和碳纖維纏繞在薄質鋼框架上 這個項目本質是一個機器人編織碳纖維亭 基于輕量級外殼包圍的翅膀和腹部的甲蟲為設計來源 該項目提出了一種新穎的建筑纖維復合結構的方法 14 此建筑裝置最初靈感來源于甲蟲類的生物形態(tài) 通過調查研究 甲蟲翅膀和腹部的保護殼 翅鞘 被證實為高效材料結構的理想模型 其輕質結構的性能依賴于雙分層系統(tǒng)的幾何形態(tài)和天然纖維復合材料的力學性能 由于甲殼素纖維嵌入蛋白質基質 從而產生局部分化的材料屬性 使其表現出各向異性特征 翅鞘的形態(tài)基于雙重分層結構 該結構由類柱雙重彎曲支撐元素 骨小梁連接 通過分布于骨小梁的連續(xù)纖維連接甲蟲殼的上下殼段 骨小梁的分布規(guī)律和幾何關節(jié)高度分化于整個甲蟲殼 通過比較研究多個飛行甲蟲物種的結構原理 可確定仿生技術的設計規(guī)則并將其轉化為建筑結構形態(tài) 基于分化骨小梁形態(tài)學和單纖維編織 雙重分層模塊化系統(tǒng)在建筑原型中得以實現 通過計算設計和仿真工具的發(fā)展 使機械制造特點和抽象仿生原理能夠同時集成在設計過程中 15 在結構方面它是基于一個模塊化 雙層纖維復合材料結構的組成 從而降低了所需的模板 同時保持了很大程度的幾何自由的機器人制造工藝的發(fā)展 這使得自然輕量化系統(tǒng)的功能性原則的傳遞到建筑結構 其結果是一個雙圓頂亭與網絡狀的墻壁和天花板 它占地50平方米 但重量僅為593公斤 它不僅提供了獨特的建筑表達和空間體驗 并且非常輕 提高了資源效率 16 重生 南京藝術學院設計學院 該展亭是南京藝術學院2013年的參數化設計與建造作品 作品以 連續(xù)曲面的自主性空間建構 為課題 運用了參數化設計技術 借助Rhino Grasshopper kangaroo軟件進行設計 18 設計通過隨機點生成 網格細分 重力模擬曲面生成 表皮漸變開孔等方法 形成了一個似花朵的有機形態(tài) 作品一共由1600個細分三角形組成 使用了建筑材料中6mm厚的白色聚碳酸酯陽光板 并利用CNC數控機床切割三角形 然后熱彎曲三角形的每一個折邊 最后通過尼龍卡帶連接組裝而成 19 結構材料采用了半徑為8mm的光面圓鋼筋 將鋼筋手工彎曲并焊接做成了簡易拱支撐體系 因為這個場地在校園中有著特殊的景觀作用 因此學生們希望通過這個作品來重新賦予場地新的空間特質 因此取名為 重生 20 計算設計研究館 icd itke 2010年 計算設計學院 ICD 和研究所設計并建造了一個臨時研究館 創(chuàng)新的結構展現了最新的發(fā)展 在材料為導向的計算設計中模擬生產過程中的體系結構 其結果是一個彎曲的活性結構 完全由非常薄 有彈性的彎曲膠合板條構成 在材料的計算中 任何材料的結構都可以被認為是一個系統(tǒng)的內部和外部的壓力和約束的表達 它的物理形式是由這些壓力決定的 然而 在體系結構中 數字設計過程很少能夠反映這些復雜的關系 而在物理世界的物質形式總是密不可分的外力 在虛擬過程計算設計形式和力通常是作為獨立的實體處理 分為幾何形態(tài)的生成和隨后的仿真 是一種基于特定的材料屬性衍生的過程 22 研究館展示了一種替代方法來計算設計 在這里 計算生成的形式直接驅動物理行為和材料特性 其結構完全基于彈性彎曲行為 自動平面元件制造隨后連接 使的彈性彎曲受拉區(qū)沿其長度不斷交替 力存儲在每個彎區(qū) 并由相應的張拉區(qū)周邊地帶維護 大大增加了系統(tǒng)結構穩(wěn)定能力 為了防止局部點集中彎矩 條間的連接點的位置需要沿結構改變 這導致了在80個不同的帶狀區(qū)有超過500幾何獨特部件 兩者組合存儲的能量產生的彈性彎曲在施工過程中形態(tài)分化 形成一個非常輕量級的系統(tǒng) 整個結構直徑超過十二米 但卻可以使用只有6 5毫米薄的白片 為薄木結構 計算設計模型的基礎上嵌入相關的材料行為特征參數的原則 對這些參數的依賴關系進行定義 通過大量的物理實驗對變形的彈性彎曲薄膠合板條測量 23 基于有限元模擬的結構分析模型 模擬本地存儲的能量導致彎曲的每個元素 模型需要80條平面分布 然后通過模擬彈性彎曲和隨后的耦合帶錯綜復雜的平衡 這是一個網狀拓撲結構 詳細的結構計算在反映了獨特的內置原型的基礎上 還計算出內部應力的發(fā)生 由于風和雪荷載等外部力量關系到材料的彎曲 輕質結構計算在這一方面的優(yōu)勢非常明顯 24 思路一 該方案以網狀自由曲面作為對區(qū)域的分割方式 使不同功能區(qū)域間即相互流通又保持分離 同時可運用克萊因瓶的原理 會形成內外相互流通的視覺效果 與周圍環(huán)境渾然一體 材料或傾向木條或塑料材質 連接方式宜選用釘連接或插接 造價較低 但制