2016年最值得期待的建筑新技术

    新的一年刚开始往往伴随着对新年乐观的期盼,本文通过对12位建筑数字化设计大师的研究项目的采访,了解他们对于建筑技术在2016年发展的期望。从数字设计产品到物理材料,文中从5个方面来整理他们对于技术革新的期望,这些研究项目反应了建筑行业中多方面的进步。

    1. 从图纸到建造的流线化设计

    Randy Deutsch:AIA 伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校建筑学院副教授

    2016年我们将看到成熟专业的从数字设计到建造的工具。直到现在,建筑师要想输出数字设计不得不通过激光切割、3D打印或是CNC数控生产的方法,并对产出的部件进行东拼西凑,经历由2D构成3D的工作流程,同时还需要运用大量的软件、屏幕快照以及一些让产品变得更好的辅助工具。而在16年,新工具的出现让设计与施工方法之间的界限将开始变得模糊,虽然这中间存在着责任、法律以及保险等,这个从设计到建造的产业将更接近于一个一体化的工作流程。基于Autodesk University的Autodesk Revit 2017将在2016年首次亮相,把从设计到建造的特点带入主流。 


            Diego Valdes /AutodeskAutodesk这是一个用户可以用作3D打印的程序

    Scott Marble:Marble Fairbanks事务所的创始人;佐治亚理工学院建筑学院教授

    自定义设计工具将便得流行起来,因为越来越多的建筑师精通脚本同时越来越多的厂商正在开发基于网页的软件,用户可以定制个性化的产品线和建造流程。例如Oldcastle BuildingEnvelope的BIM IQ以及Zahner的ShopFloor。这代表着工业规模的数字技术文件制作下一阶段的工作流程将通过CNC技术变为可能。 


            OldcastleBuildingEnvelope的BIM IQ基础渲染界面

    BIM IQ(http://www.bimiq.com/


            A.Zahner Co.

    在Zahner's ShopFloor上其中一个可达成的APP
    ShopFloor(http://www.architectmagazine.com/technology/products/by-opening-its-shop-floor-to-the-web-a-zahner-co-hopes-to-disrupt-the-construction-world_o)

    2. 机器人辅助设计

    Mark Collins:Morpholio Apps的联合创始人;哥伦比亚大学GSAPP建筑学兼职助理教授;

    2016年将会是数字化辅助设计的一年,这种辅助并不局限于纸上。现在的技术让我们的软件去看、去听、去思考,比曾经能为我们做的更多。机器学习算法、数据科学的进步以及更广泛的人工智能(AI)开放资源访问,例如谷歌的TensorFlow项目,这些进展将会发生碰撞。成果:从电子邮件到CAD都将忙着思考或是偶然与人工智能连接,跨越式的把数据巨头的亚马逊和谷歌连接到几乎所有的服务。这样的连接有时会令人信服有时会显得有些滑稽,但与软件的合作将会带来真正的进步并且无处不在。  


            MichaelTyka/Google and MIT CSAIL

    图片中幻想的图像或是像“梦”一样的场景,是由随机的噪声数据迭代生成并用训练的人工神经网络识别。这项技术由MIT的计算机科学和人工智能实验室开发。
    MichaelTyka(http://googleresearch.blogspot.com/2015/06/inceptionism-going-deeper-into-neural.html)

    Joyce Hwang:AIA,Ants of the Prairie项目的创作者;纽约州立大学水牛城分校建筑系副教授以及专业研究主任;

    在芝加哥的建筑双年展中我们对“岩石打印”感到震惊,利用机器人技术和低位集料进行概念的证明和建造形式的研究是苏黎世联邦理工学院的Gramazio Kohler与MIT自组装实验室共同完成的。同样能激起我兴趣的还有STIK(智能工具集成)展亭,它由Gramazio Kohler在东京大学带领的Advanced Design事务所开发而成,以木质的筷子作为聚合材料进行大规模的3D打印形体生成。这个项目开始探索在不确定条件下怎样部署高科技的数字建造?这些集料将怎样在地震后的环境中发挥作用?我非常期待这些挑衅的测试,它们体现了在学术界和工业界的合作中原型和煽动性的野心。 


            YusukeObuchi, Advanced Design Studies laboratory, University of Tokyo /courtesy Forty-Five

    AdvancedDesign研究实验室在东京大学开发了手持3D打印机,它自动定位和胶合筷子构成STIK展亭。
    STIK展亭(http://t-ads.org/?p=319)
    Ants of the Prairie(http://www.architectmagazine.com/design/ants-of-the-prairie-into-the-wild_o)

    Robert Yori:AIA;Skidmore, Owings & Merrill资深数字设计师

    多年来我一直关注德国斯图加特大学的计算机设计学院(ICD)的研究工作,它由ICD的主任和教授Achim Menges带领,ICD一直在探索有想法的计算机及机器人在设计与制作方面的使用,产生了一系列的展览馆充分展示了技术能够被娴熟的工匠作为工具使用,而不是替换工匠的职能。机器人通常被认为是做重复性人物的自动化人员,促进高质量始终如一地生产项目。Menges的工作室从单一的、基于工匠的角度来探讨设计和制作。计算机和机器人作为应该作为设计者工作的组成部分,并由设计者操作它们辅导设计和制作。我们迫不及待的想要看到更多的发展。

    3. 材料里程碑

    Stephen Van Dyck:AIA;LMN Architects合作建筑师

    今年,由于几个重大突破,复合材料在建筑中发挥了重要的作用。首先在建筑业和制造业继续碰撞的过程中我们有工具并让它们参与进设计,越来越多的工作室拥有先进的建模平台以及拥有丰富复合材料制造经验和手段的员工。其次,我们将有代码和指导方法控制复合材料在建筑中的应用,在2016年美国复合材料制造商协会将发布综合文档,让用户更好的理解和使用复合材料。最后,我们将克服对于Snøhetta设计的San Francisco现代艺术博物馆扩张的恐惧,这个项目阐明了复合材料不仅仅在建筑中是可行的,同时建造中剩余的储存以及它所带来的特性可以运用于更广泛的项目中。 


            Henrik KamSan Francisco Museum of Modern Art

    Snøhetta (http://snohetta.com/)

    Blaine Brownell:AIA;明尼苏达大学建筑学校副教授,研究生课程主任;Mind and Matter专栏作家,建筑师

    为了设计出高性能的建筑表皮,建筑科学家们将密切关注房屋中的热桥,特别是在窗户、结构连接和承重材料这些构件方面,是建筑立面中最可能产生热桥问题的地方。因此,我对由Pittsburgh Corning Corp发明的保温材料Foamglas非常感兴趣,它是由密集的闭孔泡沫材料以及沙子、具有良好聚源和耐压强度的回收玻璃构成。导热系数R-2.5,每英尺厚度和抗压强度的比值为400磅/平方英寸,Foamglas Perinsul HL(高负荷)能够支持基础的砌体墙面,否则景难以创造一个保温隔热的连接点。这种材料属性的组合带来了一个预想,利用Foamglas代替整个建筑的立面,也就是说,它可以作为砌体同时保温减小材料强度。简而言之,Foamglas是否可以作为下一代的砖?

    Ronald Rael 和Virginia San Fratello:Rael San Fratello的合作创始人

    我们期望结构能将柔软和生物学与建筑融为一体,参阅利福尼亚大学伯克利分校(UC Berkeley) 助理教授Simon Schleicher的研究,他观察了植物运动的灵活性去创造基于生物灵活性的柔性结构,例如影子双曲线立面。我们会发现越来越多基于生物灵感的技术运用于建筑构造中,例如对于微生物改善空气和水质量的应用。几个加州大学伯克利分校的研究人员,包括建筑助理教授M. Paz Gutierrez,正在测试一个紫外线消毒的水循环系统同时结合了热量储存和能量的传导以及光传输的控制。 


    由加州大学伯克利分校环境设计学院设计的“超越平面:柔性结构设计“展览于2015年11月在加州大学伯克利分校由SimonSchleicher策划。
    Out of plane(https://vimeo.com/147886514)

    4. 智能工具带来更好的设计

    Benjamin Ball:AIA;Ball-Nogues Studio艺术家和负责人

    我在寻找激光雷达(LIDAR)扫描技术运用于测量和设计,这样就不必通过建立模型而得到模型,而且我们可以得到几乎任何材料制造的建筑形式和空间。寻找“样品“”组合“”工具箱“的概念成为我们字典中的一部分。3D扫描能让我们获得对现有建筑非常精确的测量,便能根据数据制作出合适的构件去满足现有的建筑条件,重新界定”紧密的适合“概念。具体可以参阅在伦敦的ScanLab项目,或是Ball-Nogues Studio在Yevrus 1 项目中的工作。 


            ScanLab 项目

    对隐藏在现代罗马下面的Mithras Temples 进行可视化拼贴
    Ball-NoguesStudio (http://www.ball-nogues.com/)
    ScanLab项目(http://scanlabprojects.co.uk/index)

    Billie Faircloth 和 Matthew Krisse:AIA;KieranTimberlake事务所的合作伙伴

    我们期待更多的增强现实(AR)和虚拟现实(VR)工具的出现,其中包括了“一键式的解决方案“,尽管用户可能需要承诺更多的条例。我们将开始看到越来越多关于AR和VR一体化的例子出现在设计工作流程中。例如,虚拟现实超越了可视化成为了一个结合模型和仿真模拟的平台。虽然我们之前已经在游戏引擎中对虚拟现实有所了解,它通过我们对自己设计工作流程的重新审视从而发现新的应用。我们应该利用这种工具得到一些非规范性的成果,他们可以支持深度的查询能力我们才刚开始想象,从思维能力和信息共享,到与客户接洽甚至是对大厦的管理。这项工具在2016将进行概念证明申请,它将变得更为普遍、学术和专业。 


    KieranTimberlake利用了太阳路径数据、建筑位置和建模软件创造了一个可视化的阳光照亮室内空间的模拟现实场景。

    Scott Marble:Marble Fairbanks事务所的创始人;佐治亚理工学院建筑学院教授

    数据驱动的决策将指导越来越多的设计工作流程和建筑性能。在BIM中的信息捕获将包括实时的环境分析和材料数据,例如本地可用性以及维护费用在建筑师进行设计时可以考虑在内。Flux Metro是由谷歌启动的Flux,体现了设计工具在城市尺度下的运用,它集聚了设计版本中可用的数据集,例如分区和代码信息直观的传达特定站点构建和发展的制约因素。虚拟现实工具也将在AEC行业中取得进展,通过构造更多身临其境的场景和丰富的数据表现形式项目。最近的一个例子是VIMtrek,它能迅速的把一个标准BIM模型转换成一个高分辨率、高效的虚拟环境文件。
    Flux Metro(https://metro.flux.io/metro/)
    VIMtrek(http://vimtrek.com/)

    Ronald Rael 和 Virginia San Fratello:Rael San Fratello的合作创始人

    大数据将影响传统的设计,建筑在数字化领域中将有新的发展。利用GIS,大量的数据构件在城市的样貌,它可以在几分钟内被搜索和组织。加州大学伯克利分校建筑与城市设计的副教授Nicholas de Monchaux正开发设计在大规模的范围内如何基于数据更好的将人类和大的系统联系的软件。 


            Local Code , 2009-2011.

    Local Code:Real Estates是一个研究项目,希望寻找真实存在的可以被利用却被城市抛弃的场地,通过数字软件的介入将它们转化成社会和生态的资源。 


            Site Survey, San Francisco, 2009

    使用地理信息系统可以在几分钟内收索和定位到数以千计的城市废弃场地

     5. 前瞻性的技术革新

    Eric Owen Moss:FAIA;南加州大学建筑学院主任和教授;Eric Owen Moss Architects首席设计师

    我主张使用技术工具要以务实的态度,由需求、关注和不使用工具存在的现有问题驱动工具的辅助设计。建筑中存在的一个问题是将手段和目的混淆,在某种程度上内容与软件和技术工具相关,让建筑看起来像是正在使用的工具的产品。现在出现一个有趣的练习,让工具在复杂方式下的使用变得不像卖方所想象的那样,而是在你、你的客户、朋友或是所接触的文化所认为重要的方向去思考它能为建筑做点什么。我们需要记住,我们不属于工具而是工具属于我们。我的公司目前利用虚拟建模去理解没有梁或柱的建筑的建构顺序。这个工具帮助我们揭开绘图和工程师的神秘面纱,而不是建筑在构筑过程中是否能站立的结果。 


    EricOwen Moss Architects 图中的环形带既是建筑装饰也是结构元素。
    Eric OwenMoss Architects事务所(http://ericowenmoss.com/)

    Gordon Gill 和 Alejandro Stochetti:分别是Adrian Smith +Gordon Gill Architecture事务所的合作伙伴和设计总监

    我们正在设计一个有些革命性意义的数据和分析学,其中很少有东西是被认为理所应当的,几乎一切都是富有挑战性的。这引领着我们能够拥有一个很好的机会,去影响变革,不断增长地去自定义和调整事物的能力,包括软件、技术、材料、甚至总体规划,这将使我们能够在每个物件、建筑和城市营造上实现最完美的表现。在未来建筑:观点(细部,2012)一文中,扎哈•哈迪德建筑事务所的高技研究员Nils Fischer将这一概念比喻为“智能粘土”,“界面允许设计师群体在重要决策转化为参数进行试试传达,尽可能直观地进行工作。”我们的目标是看看这些通过迭代进行调整,实现最佳性能和最终定义的形式。我们也期待在未来看到制造商能够实现现代化并专注于创新而不是生产。在我们自己寻求并实现将光伏电池安装在双曲面玻璃之前,我们找到了许多欧洲的公司愿意调整他们的进程来帮助我们。对于材料和技术来说,为了性能优化所需的新颖的和细小的修改可以改变整个行业。 


    Adrian Smith+ Gordon Gill建筑事务所计划在2017年的哈萨克斯坦世博会上,把光伏电池镶嵌在哈萨克斯坦国家馆的中央球体上的计划由于高昂的成本而改变。

    文/郑静云 同济大学建筑与城市规划学院 硕士研究生
    部分文字图片来源转译自:http://www.architectmagazine.com/technology/the-tech-to-expect-in-architecture-in-2016_o
    (来源:http://www.archcollege.com/archcollege/2016/03/24655.html)

    【引领建筑发展的七项未来主义制造技术】:http://www.iarch.cn/thread-31920-1-1.html

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