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1、案例调研与分析 By Frei + Saarinen Architekten 该设计位于苏黎世的LIGNUM的展馆。 LIGNUM是的瑞士信息中心关于木材使用与环境保护的一项重大工程。弗雷+沙里宁建筑事务所设计的展馆，显示了在当代建筑中木材的使用情况与艺术构思 该木亭的目的是告知公众关于木材在建筑领域应用的可能性。作为一个培训和信息中心，该工程表达了木材的表达潜力非常现代的关键。充分数字化的生产工艺，有可能优化的材料的数量和装配系统，导致在相当大的本钱降低，使木材的强度特性。突破后的图像和建筑师的描述。建筑师是邀请提交亭的设计，也显示在瑞士BAU 2021年在巴塞尔展览之际，也许这是 不是一个
2、特别复杂的调查，但这个小物件似乎蒸腾一定的认知度，调制的节奏是不关注仅仅形式本身，对象开始生活作为“歌曲，舞蹈，调制的身体和世界在他们的组成要素之间的关系。 该馆是由一系列层产生的有机体，由50毫米厚的板组装在一起，使用130毫米高的立柱支撑。游客是引导和伴随沿建筑长廊的元素的，除了展示一定的连贯性之间的表达效果和创意和制作过程，定义和包装的空间，创造一个惊人的有机图像泉水从零碎的性质的成分。 由此产生的空间超越了内部和外部之间的二分法，而不是他们的互惠和仁慈的关系。在几何方面，它是一个“八字结从原核相减的结果，然后分段水平分层。541种不同的木材，由一个数控磨切，被用于8吨的总重量。该馆将使
3、用约三年。 麦克吉尔大学 “城市家具与扭曲，让亭的概念无止境，在参数化建模软件的辅助下，一个引人注目的三维形式诞生了。建筑肌理由表达层压胶合板，钢管和金属，和一个三角形的桁架支撑，形成了层状特征。 展馆的混合动力轻型空间框架是由层压胶合板肋钢管弯曲胶合板条包。复杂的结构体系及空间框架扭曲周围，附加到自身后，提供了一个强大而灵活的配置，即能够解决展馆的复杂的几何形状问题，又解决了预期光学问题。两层木质结构产生的效果是明显的，压胶合板肋沿纵向参数线伸展，是空间框架的主和弦。 参与设计的建筑师说：这类展馆本身的主要目的是参数化设计中的常见方式，这意味着建筑不这么吸引人，但重点在于建筑的可变通性。我们
4、已经写了一个计算机脚本，生成这种形式，并与它相关联的绘图。换句话说，你可以玩它的形式，你可以拉和伸展，或向上向下开展，程序将重新生成所有相同的图纸，和所有相同的几何形状。非常容易建造，你不需要重绘这一切。 by HG-Architecture 这个工程建于韩国，描述了自然界的一切都是由细微的局部组成的。它从原子和分子的根本成分开始，生长到更大的成分，如组织和器官，以构建一个“活的架构。人工环境是相同的，这一切都从根本的成分如点和线，生长到外表，并最终构建一个空间。 因此，以小见大的手法在本设计中随处可见，这也是这个工程的灵魂所在。 局部对整体的定义在整个空间中重复，形成了沿曲线移动的一组连续的
5、空白空间。从立方体中挖掘出特定的体积，从而最大限度地提高可用空间，同时也最大限度地减少材料。整体由空隙和固体1:1的比例组成的虚与实的变化。根据人们的不同的立场和观点，创造了点或线，产生了三维空间和二维模式。整体的结构由一系列的局部构成，通过编织和堆放的木质模块，显示了构造的性质。韩国传统的木结构，使整个体系稳定下来，使用材料的质量降低，并通过构造的方法，使效益最大限度地提高。 斯图加特大学 斯图加特大学计算设计学院和建筑结构与结构设计学院设计完成了2021 2021年 ICD / ITKE研究馆。该研究馆由纤维编织而成，是 ICD / ITKE团队正在进行的一系列全方位实验性工程之一。ICD
6、 / ITKE团队致力于探索数字化制造工艺，研究新颖高效的仿生设计策略。团队在与生物学家合作研究甲虫壳体的根底上，推出轻量化预制穹顶。为简化研究过程，团队进行参数化建模并使用计算机仿真工具。展馆的建造引入两个大型同步KUKA机器人，它们负责将玻璃和碳纤维缠绕在薄质钢框架上。 这个工程本质是一个机器人编织碳纤维亭，基于轻量级外壳包围的翅膀和腹部 的甲虫为设计来源，该工程提出了一种新颖的建筑纤维复合结构的方法。 此建筑装置最初灵感来源于甲虫类的生物形态。通过调查研究,甲虫翅膀和腹部的保护壳翅鞘,被证实为高效材料结构的理想模型。其轻质结构的性能依赖于双分层系统的几何形态和天然纤维复合材料的力学性能。
7、由于甲壳素纤维嵌入蛋白质基质，从而产生局局部化的材料属性，使其表现出各向异性特征。翅鞘的形态基于双重分层结构，该结构由类柱双重弯曲支撑元素骨小梁连接，通过分布于骨小梁的连续纤维连接甲虫壳的上下壳段。骨小梁的分布规律和几何关节高度分化于整个甲虫壳。通过比较研究多个飞行甲虫物种的结构原理，可确定仿生技术的设计规那么并将其转化为建筑结构形态。基 于分化骨小梁形态学和单纤维编织,双重分层模块化系统在建筑原型中得以实现。通过计算设计和仿真工具的开展,使机械制造特点和抽象仿生原理能够同时集成在设计过程中。 在结构方面它是基于一个模块化、双层纤维复合材料结构的组成，从而降低了所需的模板，同时保持了很大程度的
8、几何自由的机器人制造工艺的开展。这使得自然轻量化系统的功能性原那么的传递到建筑结构。其结果是一个双圆顶亭与网络状的墙壁和天花板。它占地50平方米，但重量仅为593公斤。它不仅提供了独特的建筑表达和空间体验，并且非常轻，提高了资源效率。 南京艺术学院设计学院 该展亭是南京艺术学院2021年的参数化设计与建造作品。作品以“连续曲面的自主性空间建构为课题，运用了参数化设计技术，借助Rhino、Grasshopper、kangaroo软件进行设计。 设计通过随机点生成、网格细分、重力模拟曲面生成、表皮渐变开孔等方法，形成了一个似花朵的有机形态。作品一共由1600个细分三角形组成，使用了建筑材料中6mm
9、厚的白色聚碳酸酯阳光板 ，并利用CNC数控机床切割三角形，然后热弯曲三角形的每一个折边，最后通过尼龙卡带连接组装而成。 结构材料采用了半径为8mm的光面圆钢筋，将钢筋手工弯曲并焊接做成了简易拱支撑体系。因为这个场地在校园中有着特殊的景观作用，因此学生们希望通过这个作品来重新赋予场地新的空间特质，因此取名为“重生。 icd-itke 2021年，计算设计学院ICD和研究所设计并建造了一个临时研究馆。创新的结构展现了最新的开展，在材料为导向的计算设计中模拟生产过程中的体系结构，其结果是一个弯曲的活性结构，完全由非常薄、有弹性的弯曲胶合板条构成。 在材料的计算中，任何材料的结构都可以被认为是一个系统
10、的内部和外部的压力和约束的表达。它的物理形式是由这些压力决定的。然而，在体系结构中，数字设计过程很少能够反映这些复杂的关系。而在物理世界的物质形式总是密不可分的外力，在虚拟过程计算设计形式和力通常是作为独立的实体处理，分为几何形态的生成和随后的仿真，是一种基于特定的材 料属性衍生的过程。 研究馆展示了一种替代方法来计算设计：在这里，计算生成的形式直接驱动物理行为和材料特性，其结构完全基于弹性弯曲行为。自动平面元件制造随后连接，使的弹性弯曲受拉区沿其长度不断交替。力存储在每个弯区，并由相应的张拉区周边地带维护，大大增加了系统结构稳定能力。为了防止局部点集中弯矩，条间的连接点的位置需要沿结构改变，
11、这导致了在80个不同的带状区有超过500几何独特部件。两者组合存储的能量产生的弹性弯曲在施工过程中形态分化，形成一个非常轻量级的系统。整个结构直径超过十二米，但却可以使用只有毫米薄的白片，为薄木结构。 计算设计模型的根底上嵌入相关 的材料行为特征参数的原那么，对这些参数的依赖关系进行定义，通过大量的物理实验对变形的弹性弯曲薄胶合板条测量。 基于有限元模拟的结构分析模型，模拟本地存储的能量导致弯曲的每个元素。模型需要80条平面分布，然后通过模拟弹性弯曲和随后的耦合带错综复杂的平衡。这是一个网状拓扑结构，详细的结构计算在反映了独特的内置原型的根底上，还计算出内部应力的发生。由于风和雪荷载等外部力量关系到材料的弯曲，轻质结构计算在这一方面的优势非常明显。 该方案以网状自由曲面作为对区域的分割方式，使不同功能区域间即相互流通又保持别离。同时可运用克莱因瓶的原理，会形成内外相互流通的视觉效果，与周围环境浑然一体。 材料或倾向木条或塑料材质，连接方式宜选用钉连接或插接。造价较低，但制作难度较高。 该方案以“溶洞为切入点，将空间“无中生有的思考方式转换为“有中生无的建构方式。层状的叠加空间从不同角度看去会有别样的视觉效果，虚实结合。同时还能巧妙将装置与桌椅等休息家具或置物空间有机结合，浑然一体。 材料宜硬度较高，不易变形，板材叠加方式多样，可片状或块状连接。但因材料使用量较大，造价较高。
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