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    這七個建筑細部正在被數字時代改變!
    添加時間:2021-01-06

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    隨著最新的自動化設計和生產技術的實現,建筑細部的發展正在發生變化。有了參數化設計和算法設計,加上數字建造的使用,這對建筑師的細部設計能力有了新的要求。同時也有新人開始加入其中。

    雖然建筑細部總是不受重視,但其實它在建筑的各個方面都很重要。建筑細部可以解釋它的理論和技術特征,影響生產過程、組裝加工,甚至生態足跡。與對手工業的重新追捧熱潮不同,當代建筑開始關注建筑細部的表現,是因為建筑師開始參與到實際建造,這也是投入數字技術到生產使用的結果。新詞匯“數字建筑師”負責從電子文檔到工廠加工過程,其中構造細部的形態要求具備與生產過程的相關知識。

    舉個例子,在都柏林英杰華球場(下圖)的設計初始階段,結構構件和立面部件的幾何原理就體現在參數化模型中。在設計的過程中,基于加工限制,將承包商的建議和要求整合至模型中,后被用作加工制造構件的原型基礎。
    分包商選擇使用博普樂思(Populous)設計的參數化幾何建筑,作為他們立面系統的細部模型基礎。因此需要消除理想幾何模型和實際建造中任何可能出現的差異性。

    分包商負責提供有關表皮系統的生產制造信息,這些信息由全面精細的制造模型中提取,保證所有預制生產的構件都能直接現場拼裝。窗欞和結構分包商也可直接從制造模型中獲取大樣圖,方便編號、編程和條碼,也為了定位鉆孔和旋轉鉆孔位。這樣,保證了所有結構構件都能預制加工。

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       Aviva Stadium fa?ade detail. Image ? Wikimedia user Alicia Fagerving licensed under CC BY-SA 3.0

    坐落于法蘭克福的美因河上 Westend Gate Tower ,由a3lab設計的不規則遮蓬則是另一個將數字加工轉換為建筑細部使用的絕佳例子。自概念階段起,這個設計就被寄予表現結構和加工制造的厚望。據作者所說:

    這個設計并不是在一個傳統由上至下的過程中誕生的。傳統的設計方式里,建筑師決定了設計方案,然后將它交給工程師和生產商做進一步的深化。這是一種自下而上的互動過程,團隊的所有不同成員都通過利用自己的專業素養,完善設計過程,最終通過協商后達成共識。在這個過程中,通過不斷更新的通用信息流,建筑師、工程師和生產商被緊密地聯系在一起。

    至于排水、表皮和構件連接,則是由設計者和廠商之間共同決定的。比如說,樹狀分支的尺寸,由它們需要鍍層的鍍鋅池大小決定。這個例子說明了,Deamer 想表達的是,當她堅稱“現代實踐需要通過那些全新的細部、‘建造細部’的人的關注來復興,并提供重新心理適應的機遇,減少在設計到建造連續過程中所需的人力”時,她指的是數字化制造廠商在設計過程中的參與。

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    Tree-structure canopy by a3lab. Image Courtesy of a3lab

    建筑細部中的七大改變

    有了現代參數化軟件和數字生產技術后,建筑細部的發展發生了什么變化?我相信,就建筑設計過程而言,這些技術的引入正在改變著七個神話:

    細思一:概念設計確定后才有細部

    當我們考慮數字生產加工建筑構件時,需要同時考慮它的可行性。我們需要在一開始就預估這些部件該如何加工生產并組裝。一旦發現這個概念無法轉為實際生產,我們就不能冒險繼續深化概念。因此,建筑細部必須與方案概念同步發展,這在當代數字設計的輔助下是很容易實現的。設計師建參數化模型時可以使用臨時的尺寸,之后可隨時更改而無須從草圖開始重建模型。

    細思二:建筑師主導細部設計

    一個建筑師想要獨立且完美地完成建筑細部設計簡直是天方夜譚。好的建筑細部設計只誕生于廠商和材料或是機械工程師的聯手合作與深化探討中。工具和機器參數的規格都會影響到最終成品,因此,數字生產說明現已是細部文字說明中的重要部分。

    細思三:相比概念設計,細部設計微不足道

    建筑設計工作室通常更看重創意而不是技術問題,然后把細部的深化交給技術專家?,F在,要想設計一座優秀的建筑,概念設計和細部設計的協同作用必不可少。近期案例都展示了在早期設計階段、富有挑戰性的過程中,建筑細部是如何巧妙地深化解決。

    細思四:軸測圖呈現細部設計

    過去建筑師用來再現細部的這種典型的二維作圖方式正在被淘汰。盡管為了施工現場,我們仍舊需要傳統的構造繪圖交予廠商,但現在細部的文字說明都包括了生產說明,比如嵌套布局(nesting layouts)和G編程語言文件。建筑信息模型可以幫助設計師表現不同層次的細部,并動態地從三維模型生成二維圖片。建筑細部也可以通過手稿(scripts)生成,并通過相似畫面合成動畫,利于向構造團隊展示。

    細思五: 每個細節設計問題都會有對應的標準解決方法

    細節在現代實施中的地位與日俱增,并成為設計中的重要一環。盡管一個建筑的絕大部分區域會采用標準化的細節設計,一些定制的細節可以使建筑更有價值,幫助確立其特色,例如,創造一個特殊的立面效果。 

    細思六: 細節的存在是為了掩飾材料的缺陷

    細節應該為了傳遞某些含義被發明,而不是為了掩飾瑕疵。數字化制造的成品都很完美;正如在另一期 AD 特刊中討論過的,我們對成品瑕疵已經趨于零容忍。 

    細思七: 數字技術可以使我們免于建筑細部的糾纏

    正相反,參數化建模和數字化制造給設計更復雜有趣的建筑細節提供了新的機會,這要求設計師掌握一系列新的技能。

    基于近期關于這個話題的文章,我們也許可以得出結論,建筑細節設計不僅需要考慮到理論和建造技術層面,還要考慮很多包括參數化和設計預設等個性化問題,以及生產過程中數字化生產技術的應用。用設計預設生成復雜建筑的細節更不容易出錯,但只有在充分理解深層的設計邏輯后才能寫出清晰的預設。例如,設計預設被用于生成瑞士 RE 大樓的絕大部分細節。福斯特事務所的“專家模型組”成員 Hugh Whitehead 稱,這棟大樓的設計迫使他們“處理如何用程序設計及制作細節,而非用手繪。每個樓層的設計規則是一樣的,但結果卻各不相同?!奔毠澆莞宓淖詣踊蛥祷构こ淘O計同步化成為可能,進一步的細節可以在層高這樣的大框架設計還在進行時就開始著手進行。

    Tree-structure canopy by a3lab. Image Courtesy of a3lab

    建筑細部中的七大改變

    有了現代參數化軟件和數字生產技術后,建筑細部的發展發生了什么變化?我相信,就建筑設計過程而言,這些技術的引入正在改變著七個神話:

    細思一:概念設計確定后才有細部

    當我們考慮數字生產加工建筑構件時,需要同時考慮它的可行性。我們需要在一開始就預估這些部件該如何加工生產并組裝。一旦發現這個概念無法轉為實際生產,我們就不能冒險繼續深化概念。因此,建筑細部必須與方案概念同步發展,這在當代數字設計的輔助下是很容易實現的。設計師建參數化模型時可以使用臨時的尺寸,之后可隨時更改而無須從草圖開始重建模型。

    細思二:建筑師主導細部設計

    一個建筑師想要獨立且完美地完成建筑細部設計簡直是天方夜譚。好的建筑細部設計只誕生于廠商和材料或是機械工程師的聯手合作與深化探討中。工具和機器參數的規格都會影響到最終成品,因此,數字生產說明現已是細部文字說明中的重要部分。

    細思三:相比概念設計,細部設計微不足道

    建筑設計工作室通常更看重創意而不是技術問題,然后把細部的深化交給技術專家?,F在,要想設計一座優秀的建筑,概念設計和細部設計的協同作用必不可少。近期案例都展示了在早期設計階段、富有挑戰性的過程中,建筑細部是如何巧妙地深化解決。

    細思四:軸測圖呈現細部設計

    過去建筑師用來再現細部的這種典型的二維作圖方式正在被淘汰。盡管為了施工現場,我們仍舊需要傳統的構造繪圖交予廠商,但現在細部的文字說明都包括了生產說明,比如嵌套布局(nesting layouts)和G編程語言文件。建筑信息模型可以幫助設計師表現不同層次的細部,并動態地從三維模型生成二維圖片。建筑細部也可以通過手稿(scripts)生成,并通過相似畫面合成動畫,利于向構造團隊展示。

    細思五: 每個細節設計問題都會有對應的標準解決方法

    細節在現代實施中的地位與日俱增,并成為設計中的重要一環。盡管一個建筑的絕大部分區域會采用標準化的細節設計,一些定制的細節可以使建筑更有價值,幫助確立其特色,例如,創造一個特殊的立面效果。 

    細思六: 細節的存在是為了掩飾材料的缺陷

    細節應該為了傳遞某些含義被發明,而不是為了掩飾瑕疵。數字化制造的成品都很完美;正如在另一期 AD 特刊中討論過的,我們對成品瑕疵已經趨于零容忍。 

    細思七: 數字技術可以使我們免于建筑細部的糾纏

    正相反,參數化建模和數字化制造給設計更復雜有趣的建筑細節提供了新的機會,這要求設計師掌握一系列新的技能。

    基于近期關于這個話題的文章,我們也許可以得出結論,建筑細節設計不僅需要考慮到理論和建造技術層面,還要考慮很多包括參數化和設計預設等個性化問題,以及生產過程中數字化生產技術的應用。用設計預設生成復雜建筑的細節更不容易出錯,但只有在充分理解深層的設計邏輯后才能寫出清晰的預設。例如,設計預設被用于生成瑞士 RE 大樓的絕大部分細節。福斯特事務所的“專家模型組”成員 Hugh Whitehead 稱,這棟大樓的設計迫使他們“處理如何用程序設計及制作細節,而非用手繪。每個樓層的設計規則是一樣的,但結果卻各不相同?!奔毠澆莞宓淖詣踊蛥祷构こ淘O計同步化成為可能,進一步的細節可以在層高這樣的大框架設計還在進行時就開始著手進行。

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    The top floor of 30 St Mary Axe, also known as the Swiss RE Building or the Gherkin, in London. Image ? Wikimedia user Geekchic licensed under CC BY-SA 3.0

    與此同時,如今 3D 打印機更便宜也更容易獲取,在設計的初始階段即可以被用來快速建模。細節設計建模一度被認為太過費時昂貴,如今使用 3D 打印模型可以極大改善這一狀況。

    最后,深入理解全新的生產過程是極為重要的。Ford 指出了現代派建筑師對概念和現實的理解差異,“他們相信汽車和飛機是被建造出來的?!?他確認到,在20世紀初期 “只有少量理念是通過分析建筑行業得來的,盡管它確實存在?!?大批量生產導致了設計和最終成品的分離,區分了設計師和工廠工人。為了避免重復現代派對設計和產品整合的錯誤理解,我們需要充分數字化制造的過程,這樣我們才能設計出適合現有自動化生產技術的細節產品。

    正如 Robert 和 Rivka Oxman 所斷言,建筑是一項會進行自主性重整的職業。他們指出,材料系統的制造是一項全新的設計和研究領域,需要建筑師和結構工程師合作探索。隨著建筑細節的發展和數字化制造技術的廣泛應用,從業人員需要掌握新的能力。這可能會進化成一個全新的建筑專業領域?,F今我們需要開始思考如何在學術環境中發展所需的技能,增加跨領域工作的機會。

     

     


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