力学找形逻辑下的数字化设计和建造实践

在建筑数字技术迅猛发展的趋势下，形与力关联的力学找形设计方法和工具已成为基于性能的建筑设计的驱动力。在回顾由力学驱动的建筑形式设计发展历史的基础上，选取不同尺度的数字建造作品，分析其设计模式和应用技术，阐述基于形式和结构互动关系的力学找形设计过程，探索力学找形逻辑下数字建筑设计和建造的创新方法。     

五座实验桥视角下的数字建造模式思考与策略选择

通过五座实验性数字建造步行桥的设计推演和技术解析,研究了思考模式、策略选择和技术整合在设计建造一体化工作流程中的重要性,探讨了数字建造在建筑形式之外对未来建筑发展的意义,尤其是建造模式升级为建筑工业化带来的影响.五座实验性人行桥均使用了新型材料、工艺和建造方式,融合了数字设计技术和优化实现技术,展现了新型工艺探索和具体工艺约束下对建造策略的思考,得出了数字工艺在建筑表达中的内蕴化策略.同时,对传统建造工艺的效率进行了再思考,展示了数字建造技术对传统工艺升级的重要意义.     

从数字建造走向新材料时代

随着新数字化建造技术的发展,形式主义者不再需要为了纯净形式的抽象性而舍弃客体的结构与物理属性,新的数字技术以及依托数字技术而生的数字材料在极大程度上实现了"物质性"与"形式性"的统一.数字材料与数字化建造技术通过相辅相成的发展实现了一种新的形式表达范式.     

数字孪生建造——探索信息时代数字建造的新范式

数字孪生建造融合了新一代信息技术和数字建造技术,实现了数字模型与物理建造交互共融的需求,是促进建筑产业升级的重要推手。文章总结了数字孪生建造的起源、内涵和优势,分析了国内外的学术研究现状和发展趋势,并通过代表性案例介绍了数字孪生建造的方法和关键技术。最后以近年来笔者团队进行的两个建造实践为例,具体阐述了数字孪生建造虚实交互的运行机制和实时优化的工作流。以期能够给从事数字化设计与建造的建筑师提供一定的参考和借鉴。     

一种潜规则 ——浅谈基于结构性能的数字化形式生成及建造

当形式与功能,结构与空间等论题 还在被激烈地讨论时,一种整合诸多资源的 解决方案已经悄悄地出现。数字建造作为一 种新工业革命的符号,其已经渗透到从工业 制造到日常生活的方方面面,所以建筑学也无 法独善其身。从学科的角度来讲,数字建造是 一个综合多种学科知识的系统性工程,是诸 多技术在某种设计原则引导下的精准表达。 本文通过一些数字建造案例来剖析从设计到 建造的生成过程及其研究方法。同时,一种潜 在的结构与形式的理性脉络也在这个生成的 过程中被严谨地发展并遵循着。     

基于BIM平台的数字模块化建造理论方法

文章指出数字模块化建造是数字设计、生产技术与建筑产业化结合的有效途径。随着数字生产方式与生产工具的不断更新与升级,基于BIM设计平台的数字模块化建造已经成为建筑设计以及产业的重要发展方向。文章通过对于"族群"模块化设计方法以及模块建造的优化方法的论述,阐述了BIM平台下的数字模块化建造理论的基本思维方式与工作方法。     

具身智能建造——“数字工匠”视角下的建筑文化传承与创新思考

数字工具的介入正在重塑传统建筑文化。智能设计算法和数字建造工具的进步预示着具身智能建造时代的到来。回归当下,智能建造的主体正处于从人到机器的过渡阶段。在此阶段,“数字工匠”以人机共生的模式对建造过程中的“身体”进行增强,塑造当代的具身智能建造主体。这种人机共生模式的机制如何？它又会带来怎样的建筑结果？文章聚焦“数字工匠”概念,从感知力、思考力和实现力三个方面,结合性能化设计、机器人建造等案例,探讨人机协作下的具身智能建造方式,以及对传统建筑中空间、形式、材料的影响。     

性能化新材料工艺对传统建筑的转译——以江苏园博园梅亭为例

新材料与数字建造技术相结合拓展了建筑设计方法及建造方式,也为我国传统样式建筑的表达方式提供了新的想象空间。“传统”建筑蕴含的人文观念与材料物性共同发展。江苏园博园梅亭项目继承了传统亭子的形象与功能,但采用了定制化针织物玻璃钢、异型胶合木等新材料工艺;实验了一种新旧交融的建构方法,形式与结构设计追求“薄细轻”的梅花形象,营造了可以透过阳光的半透明顶盖;建造工艺则深度挖掘了新材料工艺、力学优化和数字制造技术。梅亭项目表明传统样式建筑可以重构物质材料与文化意象之间的统一。     

数字建筑设计的并行化整合研究

数字技术与计算机的应用拓展了当下的建筑形式,面对复杂的形式与系统,数字建筑所体现出的个性与传统工业大批量生产的矛盾如何解决？本文通过对先锋建筑师的作品进行解读。将数字建筑设计的并行化过程进行梳理,进而得出结构形态优化、多样性建造方式和制造业新技术应用是实现并行化设计不可缺少的三个方面。三者之间的相互关联使得结构、材料、建造方式在建筑实施中相对独立而又互相依存,构成并行化设计的主题。     

面向大规模定制的数字建筑设计变革

大规模定制是数字时代生产模式变革的重要趋势。促进了产品生产效率和个性需求之间的有效平衡。结合对国内外设计研究案例的分析,本文从基于算法编程的智能生成设计、基于数字建造的自由模块设计和基于协同管理的用户参与设计这三个关键因素来探讨面向大规模定制的数字建筑设计技术逻辑和方法策略。以期对目前仍过分沉迷于视觉形式创造的数字建筑设计研究带来新的启发。     

浅析数字建构在当代建筑创作中的应用

在面对复杂形态建筑设计时,现阶段的低级软件很难准确表达建筑师的设计意图,传统的计算机辅助设计方法已远不能满足各个建筑行业的发展需求,且很难将复杂的建筑形态最终建造出来。数字建构在这一背景下诞生,并迎合了复杂建筑的形态设计与营造需求。"数字建构"是指在建筑设计和建造的各个阶段、层面运用数字化的工具模拟实现建筑目标的状态和过程。随着计算机技术的推进和普及,数字化在未来几年会逐渐成熟,乃至成为主流的建筑设计模式。该文试图从数字建构的概念、应用的必要性、实现方式等方面,解析数字建构对现代建筑设计的指导意义。     

新形式主义的十个关键词

本文主要探讨数字建筑带来的形式问题,基于数字建筑的发展必然导致形式的标准界定出现新观念的认识,提出真实、过程、自下而上、海量、过度、参数、算法、叙事、增强现实、物化等十个关键词作为界定新形式主义的标准。     

ONL的“非标准”复杂形态建筑

"非标准"建筑作为数字时代新兴的设计体系与研究方法.将数码计算手段用于设计的形成与建造,使建筑从一种命令式的预知型设计转变成一种结构、材料和性能"有机组合、复杂关联"的过程.该文以ONL在阿联酋的两个设计作品为例,介绍了ONL建筑设计事务所的"非标准"复杂形态建筑设计理念及建筑策略.     

数控机器人的建造算法应用研究

本文基于对运用数字化软件实现对以机械臂为代表的数控机器人的自动化控制的介绍,进而深入研究“数字化建造”理论中从“生成”（generating）到“建造”（fabrication）的具体实现方法。本文首先在探讨铣削（milling）、热线切割（hotwirecutting）、弯折（bending）、夹砌（grippingandstacking）等机器人建造手段如何与建造算法化与参数化设计结果进行无缝连接的基础上,重点研究如何运用数寺：化软件完成对上述加工方法的精确模拟以及优化加工路径以实现在现灾世界中机械人对材料的数字化加工。然后尝试将这些基于数控机械人的加工方法进行分类归纳,形成一套逻辑清晰的建造算法,从而为数字化建造提供理论与实践指导。     

数字化设计中建构思维的运用

技术的进步已成为建筑发展的重要推动力,而数字建构作为一种新的设计和建造方式已经被许多知名建筑师所采用,然而对数字技术的滥用或者假借"数计建构"的名义,粗制滥造一些所谓的"数字建筑"。却背离了建筑对建造的义理和建构思想,本文旨在分析数字建构和建构思想,探讨数字技术跟建构思想所引起建造和设计方式的转变。     

数字化建造中的结构平衡态

本文介绍了在清华建筑学院2012年"建筑体验实习"课程中进行的一次数字建筑实践。笔者作为指导教师,和33名同学在2周的时间内完成了一个实验性亭子的设计和建造。在这个作品中,试图探索数字建筑语境下的结构形态创新的潜力。经过数字化设计、结构模拟与优化、数控加工与建造等完整的数字建筑实践过程,一个由60块三角形木质面板和201个金属合页组成的亭子被建造出来。本文介绍了这个项目的设计概念和设计、建造的全过程,并对项目的过程和经验进行了总结。     

数字空间——新的建筑空间形式

建筑随空间概念的改变而改变。在数字技术的冲击下,建筑在功能、形式以及审美等几个方面产生了拓展,建筑设计方法及建筑观念受到了前所未有的挑战。本文提出了新的空间概念——数字空间。在数字空间中,建筑的形体与空间得到了解放,能进行参数化智能设计,计算机成为设计师们思维的工具。结合相应的设计案例对数字空间进行解读和思考,并分析了今后的发展前景。     

基于GIS空间分析方法的传统村落空间形态研究——以广州增城地区为例

目前,国内传统村落空间形态研究呈现出细致化、量化、科学化的发展趋势。在此背景下,将GIS空间分析方法引入传统村落空间形态研究具有重要的创新意义。本研究选取广州增城地区传统村落作为研究对象,运用GIS地理信息系统,构建增城地区19个传统村落的形态属性数据库。将增城地区传统村落形态数据库的数据以数字地图的方式表达出来,绘制传统村落形态特征图。综合googleearth航拍图、历史文献资料以及现状调研,对增城地区传统村落形态特征及其演变规律进行分析,形成最终结论。本研究是一种以新方法研究传统村落空间形态的尝试,研究结论对于在快速城市化进程中从区域层面保护传统村落提供了重要启示。     

建结

本文尝试探讨数字建造中数字模型和物理现实之间的差异。在大、中、小三种尺度的实验中,分别运用独特的材料和方法来进行结的建造。这组实验同时也提出参数化材料概念．探讨如何在大型结的建造中克服材料局限性和提高组装精确性。     

认知与建构——建筑学专业空间构成教学改革初探

空间构成是建筑学专业设计原理、方法的重要部分和设计基础的主要内容。文章阐述了建筑学专业空间构成教学亟待改善的问题,提出强化形式与空间的认知、加强与建构的结合、探寻数字技术下的新趋势等,推动建筑学专业空间构成教学的改革。