建筑模型的構(gòu)建
就讀建筑專業(yè)的同學(xué)和老師應(yīng)該毫不陌生,在平時(shí)的學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候,必然會(huì)有制作建筑模型這么一個(gè)套路,意思就是,是驢是馬,你總得拉出來遛遛,對(duì)不對(duì)?在以往的搭建建筑模型里面,我們看到很多的同學(xué)是使用五花八門的材料,紙皮、鋁材、石膏等等,很難達(dá)到統(tǒng)一的美觀和品質(zhì),就是說你最終模型未必能體現(xiàn)你的設(shè)計(jì)理念,或者說是有偏差的。
有一次,到某高校拜訪,恰逢畢業(yè)季,要求的畢業(yè)作品是橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),院長在介紹學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)作品時(shí)給我打趣來了一句:“這個(gè)模型可不可靠,關(guān)鍵不是設(shè)計(jì)合不合理,而是學(xué)生的手工有多強(qiáng)!”何出此言?因?yàn)闉榱斯?jié)約制造成本,學(xué)生們?cè)跇蚨盏闹圃鞎r(shí)候,統(tǒng)一使用的材料是紙,你的橋梁強(qiáng)度夠不夠,除了跟你的設(shè)計(jì)合理與否外,還很重要的是你的橋墩承重力怎么樣。
那么,你的手工好,卷紙卷得夠緊密,夠結(jié)實(shí),你的承載力就比其他同學(xué)的強(qiáng),設(shè)計(jì)合理性反而不容易體現(xiàn)出來,這就有違初衷了!另外,一般的學(xué)生哪怕再心靈手巧,也難以把建筑細(xì)節(jié)給表現(xiàn)出來,一個(gè)大型的樓盤,每個(gè)窗戶,每個(gè)陽臺(tái),每個(gè)大門,沒有開發(fā)商賣房子般的熱情和時(shí)間,并且有一點(diǎn)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力,是難以完成的。如果學(xué)校提供3D打印軟件和設(shè)備,每個(gè)學(xué)生的設(shè)計(jì)理念和細(xì)節(jié)都可以通過3D打印把它真實(shí)的展示在人們的面前。
同樣的材料,在考慮材料本事硬度的情況下,可以真正考核建筑的結(jié)構(gòu)力學(xué)等問題。我們看Stockholmsarenan球場,它在設(shè)計(jì)初使用3D打印技術(shù)創(chuàng)建了這個(gè)令人震驚的,具有高度細(xì)節(jié)的3D建筑模型,在實(shí)物模型中完美表現(xiàn)7400個(gè)高細(xì)節(jié)度的座位,征服了投資者的心。把3D技術(shù)放到建筑模型的構(gòu)建上,是非常實(shí)際且必要的應(yīng)用!
建筑適用性研究剛才,我們提到了建筑模型,建筑模型不僅僅是為了給客戶觀看或者老師評(píng)比作用,它可以有更實(shí)在的應(yīng)用。里約奧運(yùn)會(huì)已經(jīng)結(jié)束了,能順利結(jié)束簡直就是一個(gè)奇跡,無論美好還是失望,都已經(jīng)過去了,喜歡足球的朋友可以期待更遠(yuǎn)的2022的卡塔爾世界杯了。在卡塔爾,我們不用擔(dān)心球場會(huì)在臨比賽前一天才建設(shè)完成,也不用擔(dān)心球員會(huì)在40°的高溫下踢球而把比賽搞得了無生趣。
世界杯球場的球場正在如火如荼的建設(shè)當(dāng)中,而且,新的球場建設(shè)將完美考慮天氣、遮陽、風(fēng)速、暴雨等等一切可能會(huì)影響一場精彩賽事的因素。為什么?讓我們看看以下的采訪摘要:————(除了改變比賽日程之外,來自卡塔爾大學(xué)工程學(xué)院的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)一直在借助3D打印的體育場模型對(duì)空調(diào)進(jìn)行測試,以優(yōu)化他們的設(shè)計(jì)。
這群科學(xué)家總共3D打印了6個(gè)3D打印的1:3000比例的體育場模型來測試它們的熱反應(yīng),并通過一個(gè)特制的風(fēng)洞來實(shí)驗(yàn)其空氣動(dòng)力學(xué)特性??茖W(xué)家們會(huì)用激光束來準(zhǔn)確地捕獲空氣是如何從設(shè)計(jì)的建筑中流過。來自激光束的數(shù)據(jù)隨后會(huì)通過分析軟件進(jìn)行處理,變成可以幫助科學(xué)家和建筑師來實(shí)現(xiàn)體育場最優(yōu)設(shè)計(jì)的測量數(shù)據(jù)。據(jù)卡塔爾大學(xué)工程學(xué)院的 SaudAbdul Aziz AbduGhan教授解釋說:“我們分別打印體育場的各個(gè)部件,再組裝在一起,隨后把3D打印的體育場模型放進(jìn)風(fēng)洞進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)測試。”
這個(gè)創(chuàng)新系統(tǒng)毫無疑問是令人印象深刻的,因?yàn)樗o科學(xué)家們提供了精確的信息,比如某一層座位的溫度;以及在給定天氣條件下,為了維持體育館的溫度有多少觀眾是合適的等等。Saud教授補(bǔ)充道:“為了降溫,我們希望讓最少量的外部熱空氣進(jìn)入,并期望里面的空氣呆在那里,我們可以改變風(fēng)的方向并模擬體育場中不同的風(fēng)向。”換句話說,通過測試建筑的空氣動(dòng)力學(xué),工程師將能更好地優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)。
該技術(shù)可以用于幫助將建筑屋頂結(jié)構(gòu)上的鋼材數(shù)量降至最少,從而降低成本和減少對(duì)環(huán)境的影響。另外,卡塔爾大學(xué)的科學(xué)家們要測試場館里的風(fēng)和雨,因便于盡量保持觀眾不被淋濕。)————摘自網(wǎng)絡(luò)
實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。無論你在腦海里設(shè)想的如何精致,在你的設(shè)想里如何完美,只有真真正正的把它實(shí)踐出來,才能檢驗(yàn)?zāi)愕恼胬?。是的,我們?dāng)然沒有辦法建起一棟樓后,再去檢驗(yàn)它的適用性,如果不適合,再拆掉重建,這根本就是不可能的事情。
3D打印技術(shù)相對(duì)完美的解決了這個(gè)問題,我們可以3D打印出來你設(shè)想的建筑模型,通過風(fēng)洞、日照、雨水等測試,去達(dá)到最優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案,可以大量減少無謂的材料浪費(fèi)和試錯(cuò)。借用我們老朋友——諾基亞的廣告詞一用:科技以人為本!只有以客戶的需求為準(zhǔn),才能創(chuàng)造客戶滿意的作品。
成本的控制
前面,我們提到了節(jié)約成本的問題,我們?cè)偕钊肓囊幌?。為什么說3D打印技術(shù)應(yīng)用到建筑業(yè)里面會(huì)有效的控制成本。我們可以分兩個(gè)方面來看:一、設(shè)計(jì)成本。一般的用戶是沒辦法一眼就看懂設(shè)計(jì)師的CAD圖紙的,自然也沒辦法憑空在腦海中自動(dòng)呈現(xiàn)一個(gè)立體模型。哪怕是運(yùn)用BIM技術(shù)建模,在設(shè)計(jì)師眼里是嚴(yán)謹(jǐn)有序的水暖電信息模型,在用戶眼里可能還是一團(tuán)麻絲,客戶需要更直接的展示方式。
如果我們一開始就可以把設(shè)計(jì)通過3D打印技術(shù)把建筑模型展示出來,可以有效的避免客戶因?yàn)閭€(gè)人喜好或者實(shí)際使用要求而產(chǎn)生的非必要性后期修改。甚至,如果有適合的、易上手的3D建模工具,客戶自身就可以通過3D建模軟件,設(shè)計(jì)出他心目中的建筑模型,或許在建筑結(jié)構(gòu)的合理性上不一定專業(yè),但可以通過該3D打印模型,設(shè)計(jì)師就能快速的與客戶進(jìn)行交互,把握住客戶的需求,繞開無謂的交流環(huán)節(jié),從而達(dá)到減少設(shè)計(jì)成本的目的。
二、建造成本(我們稍微從小角度談?wù)?D打印的建筑)。去年,我去參觀了廣州中山紀(jì)念堂,當(dāng)然,本人不是建筑專業(yè)出身,不能非常透徹的看懂紀(jì)念堂的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。在一個(gè)介紹紀(jì)念堂的設(shè)計(jì)展示臺(tái),我注意到了一個(gè)細(xì)節(jié),就是紀(jì)念堂在建造的時(shí)候大量使用了預(yù)制構(gòu)件,從而在很多藝術(shù)的表現(xiàn)上體現(xiàn)出了統(tǒng)一的建筑風(fēng)格。那么,3D打印技術(shù)是否可以運(yùn)用在預(yù)制構(gòu)件上呢?它是否可以使得設(shè)計(jì)師和建造者能夠不受限制的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)制構(gòu)件,并可以靈活運(yùn)用到建筑的構(gòu)造上,從而讓成本和藝術(shù)上將達(dá)到一個(gè)新的統(tǒng)一呢?相較于傳統(tǒng)的建筑方法,3D打印建筑幾乎沒有原料浪費(fèi),工業(yè)垃圾少,從而降低工程總造價(jià)。
(3D打印裝飾結(jié)構(gòu)一體化墻體)
私人定制
上面我們提到客戶是否可以自行設(shè)計(jì)建筑或者說定制公寓呢?私人定制是現(xiàn)代生活的一種要求,隨著我們生活水平的不斷提高,客戶需求逐漸從大眾化轉(zhuǎn)向個(gè)性化。私人定制,并不在僅僅是一場電影或是一個(gè)夢,客戶擁有更多的能力去實(shí)現(xiàn)它。
每個(gè)居家的女主人都想把自己的家裝扮得溫馨和甜蜜,男主人或許都希望有一個(gè)有特色的書房或一個(gè)充滿科幻的游戲室,你的小孩期待一個(gè)夢幻的星空和奇趣的伙伴。要實(shí)現(xiàn)每個(gè)人的想法,并不是僅僅是讓立X漆去刷幾下墻就能實(shí)現(xiàn)的,客戶完全可以自己去設(shè)計(jì)和打印3D模型,再結(jié)合設(shè)計(jì)師的視覺,去建設(shè)自家的家園!
古建筑的保護(hù)和傳承
3D打印技術(shù)不僅僅是只能應(yīng)用于現(xiàn)代建筑,在古代建筑的保護(hù)上,我認(rèn)為也是有一席之地的。古建筑修復(fù)、傳承和保護(hù),一直是行業(yè)內(nèi)的重要問題。中華文化,源遠(yuǎn)流長,從魯班到梁思成,還有千千萬萬未留名的古代工匠把他們的智慧都留在了他們的建筑作品當(dāng)中。歷經(jīng)戰(zhàn)火的洗禮和朝代的更迭,還有無數(shù)的運(yùn)動(dòng)和無知的摧毀,能夠保存至今的,都是文明的精華。
如何保存智慧的結(jié)晶和工藝技術(shù),除了有賴“非遺”的保護(hù)與課堂上的傳承外,我們更要依賴新技術(shù)、新工藝讓更多的人有機(jī)會(huì)認(rèn)識(shí)和了解古建筑的美。我們是否可以把古建筑的各個(gè)結(jié)構(gòu)拆解,把每個(gè)構(gòu)件乃至每個(gè)細(xì)節(jié)都進(jìn)行三維掃描和建模,從而保留一份完整的數(shù)字模型,并可以通過3D打印技術(shù)把它呈現(xiàn)在孩子和游人的面前,讓大家更多的了解和關(guān)心古建筑,懂得去欣賞古建筑從內(nèi)到外的美?
從小學(xué)生抓起,培養(yǎng)他們的興趣和激發(fā)他們的天賦,把民族的美融合到現(xiàn)代的美之中。我們不需要那么多的大褲衩和秋褲,我們不僅需要更多有本事的建筑工人,我們更需要更多的梁思成!或許我孤陋寡聞,但是除了我們自封的建筑老祖宗魯班外,近現(xiàn)代得到國內(nèi)外一致認(rèn)可的建筑家,只有一個(gè)梁思成而已,嗚呼哀哉!
城市規(guī)劃
嗚呼哀哉外,又見新城被雨埋。東方威尼斯一而再,再而三的在這片古老的大地上出現(xiàn)。從十年一遇到百年一遇,甚至千年一遇的大暴雨,讓我們不由感嘆:古人誠不及吾輩嘢!我們不用去看一夜暴雨就癱瘓的北京交通,只需看看故宮的排水系統(tǒng),你就可以懷疑古人究竟是不是怕被皇上砍頭而把排水系統(tǒng)建設(shè)成為彪悍的萬年一遇了!現(xiàn)在的各地城市包括廣州,又在號(hào)召建設(shè)海綿城市,海綿城市的概念,我不是特別了解,海綿寶寶,我也是特別熟悉。
我只看到了,鋪好的地磚又被挖起,突然間又多了幾個(gè)收費(fèi)的濕地公園,游人如織,該淹的還是淹,該收錢的還是收錢。卡塔爾在規(guī)劃一個(gè)運(yùn)動(dòng)場都可以再三實(shí)驗(yàn),一個(gè)3D模型要經(jīng)受風(fēng)、雨、陽光、沙城暴等等的試驗(yàn),你們?cè)谝?guī)劃的時(shí)候,就不能夠更用心一點(diǎn),更努力一點(diǎn)。是的,我只是萬千納稅人中的一員,我比起馬云創(chuàng)造的稅收只是九牛一毛,但是,有億萬個(gè)像我一樣的人,希望馬路更順暢一點(diǎn),希望下雨的時(shí)候,我們的鞋能盡量干一點(diǎn)!更好的利用新技術(shù),做更多的測試,更完善的規(guī)劃,可以讓這個(gè)世界更美麗一點(diǎn)點(diǎn)!這不僅是建筑業(yè)圈內(nèi)人的責(zé)任,而是大眾的責(zé)任! 最后,上一張小朋友的廣州塔三維建模截圖,希望我們這個(gè)城市能更美,更人性化,更適宜居住一點(diǎn)。
——2016年8月23日文.淼良
本文轉(zhuǎn)載自微博
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