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| EmTech波状天棚 2009 |
urbanflux
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 2011-04-15 12:35 
      《城市 空间 设计》总15期 EmTech波状天棚 2009 THE EMTECH WAVE CANOPY 2009 Michael Weinstock 英国伦敦建筑协会建筑学校的涌现技术与设计的硕士课程（Emetech）每一年都要进行一次实验性质的结构建设。今年的项目坐落于Bedford广场36号的顶层天台，由一系列学院内部竞赛产生，入选的9个方案在各自设计实验3个月后进行决选，通过决选的3个方案各自由更多的学生自愿加入进行发展，与Wolf Mangelsdorf带领的Buro Happold年轻的工程师们一起完成。波状天棚拥有两个主要的子系统，木片与玻璃纤维的复合物制成的波状条带，以及竖向木鳍将天棚固定于现有的天台上的铁质圆柱上，同时局部加固木制条带强度。顶层天台是整个学校最活跃的公共区域，全年都由学生和教职员工所使用，因而这些多重的限制决定了设计的最初功能—天棚能提供局部的遮雨、局部的遮阳，同时调节天台上的通风性能。施工的方法由CNC机器和木制胶合板的尺寸所限制，最终，由学生参与的加工制作以及组装只能在学校内部的狭小区域进行，而运输路径的尺寸进一步对天棚的大小、重量以及组装逻辑提出限制。  1. 5米长的波浪状木制合成条带由独立的更短的木胶合板薄片、CNC切割而成，并且和树脂与玻璃纤维的中间夹层被层压在一起，直接弯曲并螺栓固定于模板上（Sue Barr摄）。 5米长的波浪状木制条带由两层1.5mm厚的胶合板混合玻璃纤维与树脂的夹层构成，三根鳍状支撑则由三层更加厚的木板制成。波浪状条带的上下两层胶合板厚度均为1.2mm，中间的玻璃纤维混合树脂夹层厚度可达1.8mm。鳍状支撑由上下两部分通过一个钢制的夹板连接固定。一根20mm直径的钢栓将每一根鳍状支撑固定于天台栏杆柱顶端的铁片之上。鳍状支撑的下缘位于天台栏杆的外侧，通过分体的钢箍与栏杆柱底端对接。 设计在发展中囊括了两个研究方向： 进化设计算法以及基于材料性能的物理实验。设计和制造的迭代推演过程中使用了先进的计算工具，将物理实验与制造组装逻辑作为参数输入。波浪状条带和鳍状支撑的设计，与组装逻辑互相演化，最大化地突破了AA天台基地的空间和建造时间的限制，保证了整个组装过程都能够安全地在天台的护栏内进行。  2.空气流体动力学分析，将天棚整体表面上风荷载的最大值作出标记。在叠压的木质条带之间的空洞也相应增大用以增强天棚在风力荷载下结构的稳定性。 相互叠压的木质波浪状条带是由一系列从最初单元直到等比例节点的物理模型发展而成。组装起来的条带形体的结构性能有一系列条带之间的叠压程度实验进行验证，并且生成分化为不同的叠压图案，使用简单的铆钉进行图案的固定。探索性的物理模型提供了一个精确的结构构架，但是仍然需要进行计算机的自重与风雨荷载下的形变分析。天台的空间排布与环境信息被转化为数据，输入到优化的算法中，经过20个连续的迭代发展进化，天棚的最初表面得以生成，并以最小化风力荷载，径直将雨水引入基地的排水管道口中。空气流体动力学模拟（CFD）作为设计工具被引入到天台最初表面基于环境信息的历代几何变化中，连续的迭代数字模型优化逐渐减少了天棚下方湍流的产生，并增强平流的供给。天棚最初表面的大量孔洞避免了天棚在风力荷载下成为鼓满的船帆，增强了结构的稳定性。  3.最初的现实材料尺度的模型，探索了木制胶合板薄片在叠压中的结构性能。 物理实验则提供了材料的曲率半径信息，薄的胶合板的木条被弯曲用以得到需要的曲率，但是却不足以提供足够的材料硬度。所以两层木条被层压在一起，并且与玻璃纤维层和树脂层一起作为一种在航海工业中常见的足够坚硬的合成材料。在层压之前，木条在CNC机器中被裁切成“之”字形，弯曲并且钳紧于预制的模板之上，用以精确检测每一段曲率与数字模型的契合程度，数字的几何模型曲率由一个“引力点”脚本生成，逐渐地增加波浪状木条搭接形成的空洞的开放尺寸，减少表面上最危急区域的风力荷载。  4.英国建筑联盟顶层天台天棚从外缘望入的视角。（Sue Barr摄） 木条的层压过程需要夹具的辅助来定义完成天棚的整体曲率。波浪状木条被层压在一起，直接弯曲并用螺栓固定于模板上，用以固定的夹子和内撑在树脂晾干后取下，而下一条条带就在前一条的上面直接进行制造，确保叠压搭接每两根条带的铆钉对位。  5.为了天棚的结构和设计所使用的联想模型。 所有条带制造完毕之后，三根鳍状支撑被横放在天台上，木条通过空中运抵天台并且插接在横放的鳍状支撑中。部分插接完成后，三根鳍状鱼鳍上下连接处的钢制夹板被提升至栏杆柱顶端的铁片上，使得鳍状支撑的下缘指向天空，上缘触地。剩下的11根波浪状条带此时被插入相应位置。全部插接固定完成后，整个系统以栏杆柱顶端的铁片和钢栓作为支点，进行180°的旋转，使得鳍状支撑的下缘和栏杆柱底端的钢箍对接。鳍状支撑作为整个材料系统的施工组装工具，最终也成为建成的AA天棚构筑物的一部分。
tears edited on 2011-04-15 16:33
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EmTech波状天棚 2009
| urbanflux | 2358 | 2011-04-15 12:35 |
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