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海胆仿生木质亭 - BUGA木质展亭,德国 / ICD + ITKE 等

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海胆仿生木质亭木质展亭,德国等建筑师杂志建筑师杂志微信号功能介绍和你一起还原建筑的温度与故事——建筑师杂志,建筑师的生活志

来自:谷德设计网:本文已获得授权来自̈对的分享木质展亭向我们展示了非线性数字化下的木结构

其片段式的木质外壳的设计和建造基于海胆骨架的生物学原理,由斯图加特大学的计算机设计与建筑研究所,和建筑结构与结构设计研究所,共同研发,前后共耗时将近年

从ß看展亭南侧外观远景©作为该项目的一部分,设计者开发了一个自动制造平台,用于木质展馆的个定制的空心木片的自动装配和铣削

这种制造工艺能够确保所有的构件都能够以亚毫米的精度组合在一起,就像是一个大型的三维拼图

这个令人惊叹的木质屋顶的跨度高达米,横跨了的一个主要活动和音乐会场空间,不仅最大限度地减少了材料使用量,还创造出一个独特的建筑空间

从ß看展亭南侧外观远景,展亭建立在仿生学原理的基础上©从看展亭西侧外观,由个定制的空心木片的自动装配和铣削而成©木质展亭:一种新颖的结构和建筑空间预制木质外壳的装配过程由两组工匠在个工作日内完成,这个过程通常不需要大量的脚手架或是模架样板

在通过可拆卸螺栓连接完所有的构件之后,再在这个建筑结构上铺设一层箔片作为防水层

未经处理的落叶松木材面板则被作为展亭的外部饰面

所有的建筑元素和构件都是可拆卸且重复使用的

从夏季岛屿看展亭西侧外观,采用未经处理的落叶松木材面板作为展亭的外部饰面©从夏季岛屿看展亭东南侧外观©从夏季岛屿看展亭南侧外观©该展亭的承重木质壳体实现了米的无柱跨度,但其自重仅有²

与展厅相比,本项目在跨度增加了三倍尺寸增加了五倍的情况下减轻了结构自重

从传统的木工到高科技的自动制造方法,这个由大师级别的工艺数字化创新设计和多学科科学研究领域共同打造而成的木质展亭向人们展示了木结构建筑在高效性经济性生态型和表现性等方面的可能性

展厅西南侧外观,承重木质壳体实现了米的无柱跨度©展厅南侧外观©木质展亭位于夏季岛屿波浪式景观带中央的十字路口处,将于年月日在巴登符腾堡州的州长的见证下正式对外开放

三个动态的拱门在主要的人流方向形成引人入胜的开口,引导着游客进入展亭的内部空间

这个木质外壳创造出一个平滑弯曲的内部空间,具有非常好的声学效果,同时营造出独特的建筑氛围,人们可以在此举办音乐会和各种公共活动

夜间的时候尤其如此,当壳体内部开口中嵌入的数千盏灯被点亮的时候,这个展亭便被笼罩在一种微妙温暖且温馨的光环境中

此外,对数字化的木建筑系统及其结构的研究将在斯图加特大学新建的建筑的一体化计算设计和施工的精英集群片区内进一步展开

展厅西南侧外观,三个动态的拱门在主要的人流方向形成引人入胜的开口©仿生的轻质结构:片段式的木质外壳木质展馆位于德国西南部的海尔布隆,位于年联邦园林展场地的中央,以其独特的建筑外形吸引着游客的目光

展馆的设计基于海胆骨架的形态学原理

继完成了位于的前导性项目展厅后,该项目团队希望能够在本项目中将仿生片段式木质外壳的建筑节点和结构性能提高到一个新的水平层面上:通过使用与展厅项目中每平方米相同数量的木材,是否有可能建造一个跨度是展厅的三倍的外壳?同时,这种结构是否可以完全重复使用,从而在不损害其性能的前提下,在活动之后将其放置在不同的基地上?展厅东北侧外观,设计基于海胆骨架的形态学原理为了实现这一目标,展亭建立在仿生学原理的基础上,通过使用较少的材料,在整体外壳和各个独立木片结构的层面上,来创造较多的形式

为了最大限度地减少材料消耗量和建筑结构的自重,每个木片均由两块薄板组成,这些薄板在建筑结构的顶部和底部各铺设了一个圈梁,形成了一个多边形形状的大型空心木盒结构

展亭的底部有一个大型的开口,构成了一个独特的建筑特征,同时能够让人们看到在组装过程中被隐藏起来的连接节点

轻质的建筑元素通过指形接头连接起来,同时遵循海胆骨架边缘结构的形态学原理

在组装的过程中,这个壳体结构通过其富有表现力的双曲面几何形状,成为了一个起着形态作用的结构体

展厅北侧外观,展亭建立在仿生学原理的基础上©综合性的合作设计:反馈信息驱动的设计工程建造和制造开发全新的建筑方式需要全新的设计和制造方式

木质展亭是在合作设计的范式下进行概念构思的,通过跨学科团队持续性计算的反馈信息,来探索设计工程建造和制造开发的创新性的可能性

在这个项目中,合作设计的项目团队根据建筑设计的意图和结构的要求生成了展亭各个木壳元素的形状,同时,所有自动制造方面的专业人士都直接参与设计和沟通讨论过程

展亭的各方面设计同时进行,同时实时参考自动制造装置系统的设计反馈信息,值得一提的是,这个自动制造装置系统是为本项目量身定做的

木片单体结构体系爆炸图展亭外壳细节,其底部有一个大型的开口©展亭外壳拱细节,采用片段式的木质外壳©高度整合的设计流程可以处理个各不相同的木片的设计和制造过程以及*个不尽相同的指形接头,以响应多方面的设计标准,从整体结构的大规模尺度到亚毫米精度的细节都可以照顾周全

在不损失精度的前提下,这种多尺度的设计方法能够同时解决建筑和结构两方面的问题

尽管该项目具有首创性,尽管从接到项目委托到最终的联邦园林展开幕仅有个月的时间,本项目的综合计算过程仍然极为精细,考虑到了所有微小的细节和建筑元素

交互式设计模型,木板不同纹理方向分析©展亭内部的灵活性活动空间©展亭内部细节©自动预制:将自动装配与高精度加工相结合与项目团队在展厅中使用的实木板相比,本项目所采用的中空木质结构显著地减轻了建筑结构的自重,减少了耗材量,但与此同时,建筑部件的数量增加了八倍,直接导致了更为复杂的制造过程

因此,在本项目中,需要将争取更高资源效率的目标与壳体构件的自动化生产制造联合起来

为此,斯图加特大学建筑结构与结构设计研究所和股份有限公司合作开发了一种新型可移动的轴木材自动制造平台,生产制造过程则在其工业合作伙伴股份有限公司内进行

该平台包括两个高负荷的工业机械系统,这两个机械系统被安装在英尺高的标准集装箱底座上

工业机械系统的灵活性使得展亭的所有预制过程都能够聚集在一个紧凑的制造单元中完成

施工过程,放置顶板,木片单体采用中空的形式©构件预制装配过程©在生产过程中,每个定制的木质壳体构件都是机械组装的

这就需要预先设置好木板和梁这二者之间的榉木钉临时固定节点,以及梁板之间结构胶接处的受控性应用程序

在第二步中,复杂的指形接头和开口被加工成微米精度的区段

从梁板的组装,到多工具加工和感官过程,再到图像的质量控制,一切都在完全自动化的工作流程中进行,这个工作流程由万个自定义的机械代码进行控制,而这些代码则是从计算设计框架中直接导出的

平均而言,每个木片的装配时间为分钟,高精度的铣削过程则需要额外的分钟

实地装配过程©展厅夜景©展厅内部夜景©项目图纸展亭俯视图©剖面图©木结构详图:–*:**ö****–*:***ü*:ü*ü**:*:*:ü::::**************ä:*:²*:²*:*²::**:*原文链接::经过该项目设计师授权发布此文章,拥有本文合法的英文及图片版权

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