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葡萄牙實(shí)驗(yàn)建筑“混合塔”-柔軟的塔樓

項(xiàng)目信息

設(shè)計(jì) :CITA -The Royal Danish Academy of Fine Arts

位置 :葡萄牙

類(lèi)型 :景觀建筑 混合塔

材料 :彎曲GFRP桿件及定制的CNC織物

分類(lèi) :景觀資訊

定制編織結(jié)構(gòu)的多種尺度

項(xiàng)目SU景觀塔模型探討的核心問(wèn)題是利用材料性能進(jìn)行設(shè)計(jì)的潛能。為了測(cè)試材料性能，設(shè)計(jì)融入了三種不同尺度：結(jié)構(gòu)尺度、單元尺度及材料尺度。為了讓項(xiàng)目達(dá)到預(yù)期效果，我們需要回答在設(shè)計(jì)進(jìn)行的過(guò)程中如何建立關(guān)于材料、設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)模擬分析之間的反饋機(jī)制。

設(shè)計(jì)一座柔軟的塔樓

這座塔樓利用編織結(jié)合 GFRP 彎曲桿件的膜結(jié)構(gòu)建筑，材料及細(xì)部節(jié)點(diǎn)都是定制的。表皮與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系是建筑表皮肌理研究中的核心問(wèn)題，在這里利用膜材料代替了面磚，并且膜與桁架結(jié)構(gòu)各自分離但是形成了整合的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)本身具有高度的控制性并且需要了解膜材料的特性。項(xiàng)目研制了將結(jié)構(gòu)和材料系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的計(jì)算工具用于設(shè)計(jì)并定制材料，從整體的形態(tài)一步步推導(dǎo)到具體單元，最終在進(jìn)行編織的機(jī)器上進(jìn)行自動(dòng)化的節(jié)點(diǎn)生產(chǎn)，以及基座的制作。

柔性建筑模擬

在建筑中采用柔性材料需要對(duì)整體的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行預(yù)估，以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。采用新型的柔性材料需要進(jìn)行新的結(jié)構(gòu)模擬。一種比較新式的模擬過(guò)程是進(jìn)行基于彈性釋放的有限元結(jié)構(gòu)模擬，可以有效地模擬材料的束縛過(guò)程：程序會(huì)根據(jù)模擬的結(jié)果生成數(shù)據(jù)庫(kù)，不僅僅用于材料的定制，同時(shí)也記錄了材料的延展性，因?yàn)檫@種建造方式對(duì)于建筑業(yè)還是一個(gè)新領(lǐng)域。數(shù)據(jù)庫(kù)不僅記錄了織物的特性，同時(shí)也包含了結(jié)構(gòu)與其他元素及力的互動(dòng)。

定制編制結(jié)構(gòu)的交互及生產(chǎn)

“混合塔”對(duì)編織結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)進(jìn)行了創(chuàng)新?，F(xiàn)有方法會(huì)從大塊材料上裁切下小片，將其縫合并進(jìn)行細(xì)部處理。這種消耗勞動(dòng)力及材料的方式在塔樓的建造中被大大改進(jìn)。所有的細(xì)節(jié)在 CNC 切割的過(guò)程中就被包含在了材料之中。因此 CITA 和 AFF 聯(lián)合制造的 Shima Seiki 切割機(jī)中，設(shè)計(jì)環(huán)境和CNC的生產(chǎn)整合在了交互系統(tǒng)中。這樣機(jī)器就可以直接引導(dǎo)創(chuàng)意，紡織過(guò)程中就設(shè)定了圖案，控制了織物的形式及肌理，為結(jié)構(gòu)、材料及形狀提供了直接的控制。

制作細(xì)部及組裝

柔性的建筑需要對(duì)細(xì)部及組裝進(jìn)行新的思考。因?yàn)檫@和傳統(tǒng)的利用預(yù)制板材構(gòu)建的拔地而起的多層塔樓不同，需要考慮形狀、張力，以及如何在水平狀態(tài)下運(yùn)輸并最終將其豎直。九層高的結(jié)構(gòu)相當(dāng)輕便，只需要六個(gè)人就可以移動(dòng)。為了方便組裝我們?cè)O(shè)計(jì)了較為復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，通過(guò)滑軌可以固定在小的圓珠上。利用GFRP桿件之間的互相滑動(dòng)創(chuàng)造了穩(wěn)固的連接。桿件固定在金屬的固定器上，讓圓珠位于預(yù)定的位置，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以承受50公斤的重量。這種方法使得組裝和拆卸變得非常便捷。成果“混合塔”在其3個(gè)月的展示期間表現(xiàn)了定制編織結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及高性能，為小鎮(zhèn)提供了新奇的建設(shè)，利用這種半透明的肌理為舊城區(qū)提供了新的體驗(yàn)。

“混合塔”基于 CITA 復(fù)雜模型（Complex Modelling）的研究框架建造（www.complexmodelling.dk），在 Guimaraes 的 Contextile 慶典上進(jìn)行了展示。

產(chǎn)品描述

建筑和工程學(xué)的傳統(tǒng)思維將建成環(huán)境看作是靜態(tài)的。建筑物因其穩(wěn)固性拒絕了環(huán)境的變化。而“混合塔”提出了建筑可以是怎樣的問(wèn)題，雖然柔軟但是具有控制力。這是一座融入了彈性及適應(yīng)性思想的建筑。

“混合塔”是一個(gè)混合的同時(shí)進(jìn)行了整合的建筑，僅有兩種元素建成：彎曲 GFRP 桿件及定制的 CNC 織物。這兩種材料的獨(dú)特結(jié)合創(chuàng)造了輕質(zhì)且穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)，通過(guò)張拉及壓縮材料的結(jié)合保持了對(duì)于風(fēng)及其他外界元素的平衡。結(jié)構(gòu)極為輕質(zhì)且易于組裝，但是又十分強(qiáng)勁，可以在葡萄牙 Guimaraes 中央廣場(chǎng)的世界遺產(chǎn)旁進(jìn)行三個(gè)月的室外展示。

塔的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)過(guò)程可以被視為建筑師、結(jié)構(gòu)及織物工程師(KET, Berlin, Fibrenamics, Guimaraes) 以及材料測(cè)試專(zhuān)家（Duisburger…..）、AFF編織公司（(A. Ferreira & Filhos）之間的合作，因此編織結(jié)構(gòu)達(dá)到了前所未有的尺度。這種合作可以成為利用織物進(jìn)行建筑建造的全新方式。的植物和溫室都是根據(jù)張拉整體結(jié)構(gòu)而采用的懸索屋頂結(jié)構(gòu)。

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