材料的变革往往能引发建筑空间的变革,科技无疑为设计界带来了剧变,技术的进步使新的材料工艺、新的建造技术成为可能,并不断拓宽着建筑的边界。 任何技术的出现、应用、普及都要经历一个极其漫长的过程,BIM的应用也是如此。目前市面上已出现了广泛应用到工程建设中的BIM平台,其工业化程度已达到较高的水平。
这座展亭最初拟使用“钢板带编织 + 聚合物砂浆”的材料 ,在预制过程中, 因为局部实际厚度超出了设计厚度,从而带来了超大风力下的稳定问题。
为了更好地适应山谷中的风环境,建筑师想要寻找一种更为轻盈且精确的预制建造方式,因此把目光瞄准到 碳纤维材料 上。
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什么是碳纤维
碳纤维一般被广泛地应用于航空航天、轨道交通、风能 发电等先进制造业,它有着很高的强度和耐高温性能。
把它稍加处理后可形成集结构层、防水层、装饰层三层合一的碳纤维,其厚度只有35mm, 相当于 5 根头发丝的厚度 。
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“拼乐高”一样盖房子
这么薄的碳纤维是如何制作,又是如何安装的?
据介绍,技术人员在异形双曲面屋顶造型的基础上进行了不同方式的分格研究,在不同方案的比选中确定了550的尺寸单元构件,共 230 片,通过图形均布算法将六边形网格单元构件进一步优化至 0.9~1.12 ㎡,为后续工厂加工套材提供了便利。
通过软件对230片造型各异的碳纤维定制单元构件进行自动化图形算法转译, 230 个非标构件在几秒内就生成了机器人和机床的可执行生产的数据,高效且准确地完成了定制构件的自动化生产,大大节约了拆图和编程技术人员的时间投入。
考虑到施工场地的局限,以及项目难度大、周期短,建筑师将建造过程从工地前置到工厂,将 数字建造与预制装配 的策略结合,通过工厂模块预拼装和现场快速吊装,做到像“拼乐高”一样建房子。
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智能建造的高效
几个数字就能体现出智能建造的高效:
工厂预验后以运输规格(9m× 2.5m )作为拆分逻辑进行编码,将 230 个构件分成 10 套预组装模块装入两辆高栏式货车运输;
工地吊装到位后仅需将 10 套模块间的连接节点安装拼接;
现场装配过程中,工人仅需进 行螺栓 连接即可完成模块的定位安装,最终 177 ㎡的双曲面碳纤维屋面吊装作业仅用了24小时就完成了安装,整个过程非常高效。
数字化技术为新材料 应用、定制化生产和智能化建造提供了有效保障,实现了高效率、高精度的建造。
35mm纤薄的碳纤维屋面被锚定在金山岭的群山之中,通过视觉的传递给空间赋予张力,轻盈的背后我们看到数字设计与智能建造的优雅魅力。