探索新的建築方式 — 運用數位科技所建築的設計

時至今日,科技已經占據了我們生活的幾乎每一個方面。它已經改變了我們的溝通方式、我們的聯系方式、我們的工作和學習方式,甚至改變了我們的購物和飲食習慣。 建築和施工也不例外,現在科技也出現在思考、設計和建造的方式中。

數位工具在建築環境中的使用有各種各樣的應用和結果。 在這個選題中,我們將探索一些計畫,在這些計畫中,從構思,到每個元素的設計,最後到施工和結果,科技都發揮了龐大的作用。這些原型也是徹底研究的例子,以最佳化時間、成本,並盡量減少與傳統建築工藝相關的浪費。

數位製造、機器人技術、AR製造界面、3D列印和掃描以及各種軟體,都被應用於最佳化流程,但也同時保持某些工藝、設計元素和高品質建築空間的美學,允許建築師和設計師在整個過程中進行干預。

 

Augmented Bricklaying / Gramazio Kohler Research

Kitrvs酒廠的外牆由13596塊單獨旋轉和傾斜的磚塊建成,是目前最大的完全用AR製造界面現場組裝的建築。Gramazio Kohler Research的研究人員與incon.ai合作,開發了定製的動態光學引導系統,incon.ai是蘇黎世聯邦理工學院機器人系統實驗室最近推出的一個衍生產品。

“為了解決現有工業機器人的流動性和靈活性有限的挑戰,該計畫將工匠重新引入數位製造過程。通過定製的AR用戶界面,用定製的數位資訊對石匠進行光學指導,可以建立與數字設計模型的直接關聯”。

 

BUGA Fibre Pavilion / ICD/ITKE University of Stuttgart

Dipl. ICD的助理研究員Christoph Zechmeister說:”BUGA纖維館是由150,000米的特殊排列的玻璃纖維和碳纖維組成。鑒於纖維結構的複雜幾何行為,既定的設計和建模模式不足以徹底駕馭纖維系統所開辟闢的設計空間。電腦、數據驅動的設計通常是基於既定的建築系統和相關的數據集,這並沒有充分利用數位技術的生成潛力,也未能解決多層纖維系統的複雜的相互關系”。

“這種共同設計的方法在計畫的所有階段都被考慮。早在初步階段,第一個數位設計草圖就以即時反饋為基礎,並與最初的結構模擬相聯系,並通過實物手工模型來了解結構設計和製造限制。數位模型在設計環境中封裝了所有這些反饋和信息,使我們能夠直接與不同的物件進行互動,而不需要重申圖紙集或模型。例如,我們可以直接從設計模型中生成機器人製造的工具路徑或結構分析的數據集。”

 

BUGA Wood Pavilion / ICD/ITKE University of Stuttgart

ITECH 漢斯-雅各布-瓦格納,ICD的助理研究員:”在Rhinoceros的Grasshopper3D插件的環境下,用C-Sharp編寫,基於代理的建模工具允許空間形式的算法變形。雖然三維幾何圖形的自動生成及其內嵌的物化邏輯使展館的結構構造有了更大的差異性,但實現設計師與這些電腦工具直接互動的流暢模式是至關重要的。這意味著嵌入式和分布式代理建模系統的新興智能與規劃團隊的直觀設計決策相結合。

通過程式語言的普遍有效性和明確的分類法,電腦系統實際上對物件和等級制度並沒有過多著墨。這意味著,一旦這樣的人工系統可以被人類設計師使用,它就會促進建築師、工程師、建築商和建築機器人專家之間更順利和直接的合作。這樣一種方法對於在一個日益數位化的世界中內在地嵌入可持續發展和文化方面是至關重要的。最後,我們相信它將導致一個更具包容性和綜合性的建築設計範式,我們稱之為共同設計”。

 

DFAB House / NCCR Digital Fabrication

Konrad Graser,NCCR數位製造部的博士研究員。”設計意圖是開發一種建築語言,表達其製作過程。因此,從最早的概念設計階段開始,每一種IO技術的設計機會以及制約因素都被用作設計輸入,形成了一個互動的設計過程,在這個過程中,某些建築/規劃資訊(如房間或建築圍護結構的邊界,結構工程約束)被用作IO生成工具的輸入,生成過程的結果被反饋到主模型中,為下一次設計疊代提供基礎。此外,一些生成工具被修改以允許建築團隊修改設計,並提供實時的可建性反饋。

 

A Robot 3D Printed Concrete Book Cabin / Professor XU Weiguo’s Team

“我們根據實體建模的需要,使用MAYA軟件,進行了空間造型和結構合理性的確定,確定了實施模型。然後通過列印路徑規劃和列印編碼完成數位文件,再由數位文件啟動3D列印設備對具體材料進行逐層疊加列印,從而構建出弧形造型的書屋。

書屋的列印使用了2套機械臂列印系統,一套在原地列印建築基礎和主體結構,另一套在原地預列印弧形墻體,還有一個圓頂。每台列印設備需要2人操作,共需要4-5名施工技術人員參與施工過程”。

 

Source: Archdaily

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