葡萄牙实验建筑“混合塔”-柔软的塔楼

项目信息

设计 :CITA -The Royal Danish Academy of Fine Arts

位置 :葡萄牙

类型 :景观建筑 混合塔

材料 :弯曲GFRP杆件及定制的CNC织物

分类 :景观资讯

定制编织结构的多种尺度

项目SU景观塔模型探讨的核心问题是利用材料性能进行设计的潜能。为了测试材料性能，设计融入了三种不同尺度：结构尺度、单元尺度及材料尺度。为了让项目达到预期效果，我们需要回答在设计进行的过程中如何建立关于材料、设计以及结构模拟分析之间的反馈机制。

设计一座柔软的塔楼

这座塔楼利用编织结合 GFRP 弯曲杆件的膜结构建筑，材料及细部节点都是定制的。表皮与结构之间的关系是建筑表皮肌理研究中的核心问题，在这里利用膜材料代替了面砖，并且膜与桁架结构各自分离但是形成了整合的结构系统。结构本身具有高度的控制性并且需要了解膜材料的特性。项目研制了将结构和材料系统相关联的计算工具用于设计并定制材料，从整体的形态一步步推导到具体单元，最终在进行编织的机器上进行自动化的节点生产，以及基座的制作。

柔性建筑模拟

在建筑中采用柔性材料需要对整体的结构性能进行预估，以保证结构的稳定性。采用新型的柔性材料需要进行新的结构模拟。一种比较新式的模拟过程是进行基于弹性释放的有限元结构模拟，可以有效地模拟材料的束缚过程：程序会根据模拟的结果生成数据库，不仅仅用于材料的定制，同时也记录了材料的延展性，因为这种建造方式对于建筑业还是一个新领域。数据库不仅记录了织物的特性，同时也包含了结构与其他元素及力的互动。

定制编制结构的交互及生产

“混合塔”对编织结构的生产进行了创新。现有方法会从大块材料上裁切下小片，将其缝合并进行细部处理。这种消耗劳动力及材料的方式在塔楼的建造中被大大改进。所有的细节在 CNC 切割的过程中就被包含在了材料之中。因此 CITA 和 AFF 联合制造的 Shima Seiki 切割机中，设计环境和CNC的生产整合在了交互系统中。这样机器就可以直接引导创意，纺织过程中就设定了图案，控制了织物的形式及肌理，为结构、材料及形状提供了直接的控制。

制作细部及组装

柔性的建筑需要对细部及组装进行新的思考。因为这和传统的利用预制板材构建的拔地而起的多层塔楼不同，需要考虑形状、张力，以及如何在水平状态下运输并最终将其竖直。九层高的结构相当轻便，只需要六个人就可以移动。为了方便组装我们设计了较为复杂的节点系统，通过滑轨可以固定在小的圆珠上。利用GFRP杆件之间的互相滑动创造了稳固的连接。杆件固定在金属的固定器上，让圆珠位于预定的位置，每个节点可以承受50公斤的重量。这种方法使得组装和拆卸变得非常便捷。成果“混合塔”在其3个月的展示期间表现了定制编织结构的强度及高性能，为小镇提供了新奇的建设，利用这种半透明的肌理为旧城区提供了新的体验。

“混合塔”基于 CITA 复杂模型（Complex Modelling）的研究框架建造（www.complexmodelling.dk），在 Guimaraes 的 Contextile 庆典上进行了展示。

产品描述

建筑和工程学的传统思维将建成环境看作是静态的。建筑物因其稳固性拒绝了环境的变化。而“混合塔”提出了建筑可以是怎样的问题，虽然柔软但是具有控制力。这是一座融入了弹性及适应性思想的建筑。

“混合塔”是一个混合的同时进行了整合的建筑，仅有两种元素建成：弯曲 GFRP 杆件及定制的 CNC 织物。这两种材料的独特结合创造了轻质且稳固的结构，通过张拉及压缩材料的结合保持了对于风及其他外界元素的平衡。结构极为轻质且易于组装，但是又十分强劲，可以在葡萄牙 Guimaraes 中央广场的世界遗产旁进行三个月的室外展示。

塔的设计及生产过程可以被视为建筑师、结构及织物工程师(KET, Berlin, Fibrenamics, Guimaraes) 以及材料测试专家（Duisburger…..）、AFF编织公司（(A. Ferreira & Filhos）之间的合作，因此编织结构达到了前所未有的尺度。这种合作可以成为利用织物进行建筑建造的全新方式。的植物和温室都是根据张拉整体结构而采用的悬索屋顶结构。

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