技术引导建筑？看BIG、ZHA等如何抢占变革先机

今年7月，扎哈事务所、罗杰斯事务所等联名抗议Autodesk“无法满足当前设计需求”。风波已告一段落，但有疑问未明：对于全球前沿建筑实践者，有哪些“需求”已无法被既有软件满足？

UNStudio官网首页有一句话：“Technology moves fast, but construction is slow.”建造的特性似乎注定了：建筑对于技术变革只能遥遥追随。但一部分人不甘于此，于是只存在于想象中的设计工具、天马行空般的建筑材料被开发、实验，从研究室带入更大规模的应用中——引领了变革本身。

从建筑设计到运营，新的概念层出不穷；BIG、ZHA等头部设计团队纷纷下场。从以下的五个事实片段里，或能管中窥豹，探察正在发生的变革。

01

设计 – 模块化用户订制

扎哈·哈迪德建筑事务所、AKT II和Hilson Moran事务所开发了一个数字建筑平台，并以此在洪都拉斯Roatan群岛上进行住宅开发，将在地的建筑材料、空间体验，与新的数字设计、工程和施工技术相结合，使居民能够建设个性化的、可定制的房屋。

模块化系统使用木材作为主要结构材料，这些木材来自洪都拉斯大陆附近的森林，并在当地进行处理。建筑被拆分成一个“组件包”，在现场快速组装，减少对场地的影响与废料的产生。木材可快速组装和拆卸，使建筑具有模块化回收与重新配置的潜力。

设计制造和组装的概念在结构组件中得以体现。集成设备和保温材料可预先组装，并安装在该结构系统中。

数字配置平台允许业主规划他们自己的住房。算法将为业主计算出适应其选择的体量排列。每个体块的平面面积为35平方米，高4米。住宅单位的面积从35平方米（1体块）到175平方米（5体块）不等，通过连贯的形式和物质逻辑结合在一起。住户也可与邻居分摊成本、共享资源，灵活设置如儿童游乐区等公共模块。房主可以使用该平台定制住宅的室内布局，以适应建筑体量。至少有15000种不同的室内设计布局来适应最多5个体量。

Hilson Moran开发了该设计的被动式环境控制和水循环策略，通过降低温度来提高热舒适性，使能耗最小化，对机械通风几乎没有要求。动态热模型用于验证用户舒适度和能耗参数。模块可自遮阳，面向盛行风向开放，以促进自然冷却。需要时，通过除湿以辅助冷却。顶棚取最佳形状，以容纳光伏发电板阵列，以达到自给自足和净零碳的目标。电池将储存可再生电力，供未来使用。

02

合作 – 虚拟现实

创意数字工作室Squint/Opera与BIG和UNStudio合作创建了Hyperformance，这是一个允许建筑师和规划师在虚拟现实中合作的工具，尚在测试中。BIG创始人Bjarke Ingels将该工具描述为“未来的创意协作环境增强器”，它可以用来查看、分享和浏览项目的数字模型，可以从电脑、平板电脑、手机或者其他虚拟现实设备进行访问。

该工具可以通过地理位置数据创建一个包含建筑和周围景观的虚拟模型，让建筑师看到建筑将如何与其环境相关联。Squint/Opera董事总经理Jan Bunge将这种空间描述为“测试环境”（test environment）。 

“我们通常在2D界面上讨论3D的内容。你永远感受不到空间。在这个平台，你可以将建筑的某些元素或室内空间做成1:1的模型，并在3D环境中体验。”“Hyperformance标志着我们第一次在空间建成之前就能感受到它。这将彻底改变我们设计、审查和交流项目的方式。这是为行业量身定制的工具。”

UNStudio的创始人Ben van Berkel说：“它能让我们创造出更具关联性、更有目的、更以用户为中心的设计。形式追随效果。从材料选择到集合设计，我们可以合作做出更明智的设计，并见证这些决定的直接后果。”

Bjarke Ingels补充道：“在未来，每个物理物体都将相互连接，感知彼此以及两者之间的一切。每一个物理对象都会有一个数字双胞胎。每个物理空间将伴生一个虚拟空间。” 

03

建造 – 量产3D打印

ICON是一家位于奥斯汀的3D打印公司和开发商。2018年，它成为美国第一家获得3D打印建造许可、且实际建造了此种房屋的公司。一年后，该公司公布了在墨西哥建造世界上第一个3D打印社区的计划。

项目正在进行中，该社区预计将包含50座这样的房屋。借助长33英尺（约合10米）的3D打印设施，一座46平方米住宅的水泥墙壁可以在24小时之内完成，之后由工人添加屋顶、门窗等设施。被选中的家庭每月缴纳约20美元的房租即可入住。每座房屋包含两间卧室，一间客厅，一间厨房和一间卫生间。

今年8月，ICON正式宣布，建筑公司BIG成为其投资者之一。作为新的投资者，BIG将在不久的将来拓展3D打印机器人建造领域的知识和设计能力。BIG创始人兼创意总监Bjarke Ingels表示:“我们相信增材制造将在建筑业的未来发挥变革性的作用，通过我们的投资和与ICON的合作，我们可以为正在进行的转型做出积极贡献。”

Bjarke Ingels认为，投身于这一工程前沿领域是必然的趋势。“通过采用电脑辅助设计和楼宇信息管理，设计业已发生革命性的变化。但无论文件数字化的程度如何，目前的设计基本上还是按照原来的方式进行。”“机器人制造将使我们消除从数据到物质转换过程中的损失，使我们能够以比现在更快的速度、更少的浪费、更高的精度建造房屋。”

04

体系 – 模拟建设火星

考虑到未来地球面临的危机，一种从“模拟建造火星”而产生的解题思路应运而生。AI SpaceFactory对火星人居环境重新思考，综合分析建筑形体、材料、建设方式，从而提出一种具有完整体系的新建筑——MARSHA。

那将不是另一种低洼的圆顶或封闭的、半掩埋的结构，而是屹立在火星表面的明亮、多层次、没有廊道的住宅。地球上的结构主要是为重力和风而设计的，而火星的条件要求优化结构以应对内部大气压力和热应力。MARSHA独特的垂直蛋形体量占地面积小，最大限度地减少顶部与底部的应力。高、窄的结构减少了对施工机械连续在表面上移动的需要，降低了风险，提高了速度和精度。

在与材料设计公司Techmer PM的合作中，AI SpaceFactory开发了一种创新的混合物，其中包括从火星岩石中提取的成分。这种可回收的聚合物复合材料在NASA的强度、耐久性和粉碎测试中优于混凝土。经过实验室测试，这种太空级材料在压缩条件下比混凝土强两到三倍，在冻融条件下也比混凝土耐用五倍。

MARSHA的双壳方案，使居住空间围护结构免受火星极端温度波动带来的结构应力影响。这种分离使得室内环境不受外壳的约束。外壳可保留简单而有效的形式，室内可以围绕着人类的需求自由设计。

05

运营 – 负能耗建筑

世界资源研究所称，能源行业和建筑业的温室气体排放量占全球工业总排放量的40%以上。Brattørkaia能源大楼旨在建立未来建筑的新标准：在包含建造与拆除的建筑全寿命中，建筑产生的能源多于其消耗的能源。Snøhetta创始人Kjetil Trædal Thorsen认为，能源积极型建筑是面向未来的建筑。设计师应当将环境考量与减少消耗置于设计首先要考虑的位置。”

大楼平均每天生产的电力是其消耗量的两倍，并且在为自身供电的同时，通过一个局部电网为周围建筑、新能源汽车与船只提供可再生能源。项目希望达成三个目标：让建筑产生的清洁能源最大化；让建筑运行消耗的能源最小化；为租户与公众提供一个舒适的空间。

倾斜屋面以及立面上部覆盖有近3000平方米的太阳能板，能够最大化地吸收太阳能，每年产生大约50万千瓦时的清洁可再生能源，使建筑起到了城市小型发电站的作用。建筑为能源的存储设计了充分的空间，使其可以应对夏冬两季极端化的日照变化。

建筑倾斜的屋顶中心有一个巨大的中庭，允许日光进入建筑内部空间。室内灯具可根据建筑内人的活动来调整亮度。这些策略使建筑的照明消耗只有同等规模商业大楼的一半。建筑也关注极度节能的前提下使用者的舒适度。办公室内安装有可调节的通风装置。空气在接近地面的地方以较低的速度排出，换风则集中在楼梯井进行。

参考资料：

[1] https://www.zaha-hadid.com/2020/07/28/roatan-prospera-residences-roatan-island-honduras/

[2] https://www.designboom.com/architecture/zaha-hadid-roatan-prospera-residences-honduras-07-28-2020/

[3] https://www.dezeen.com/2019/06/21/hyperform-squint-opera-big-unstudio-virtual-reality-design/

[4] https://www.dezeen.com/2019/10/29/growing-pavilion-mycelium-dutch-design-week/

[5] https://worldarchitecture.org/article-links/efmnc/big-partners-up-with-icon-to-expand-knowledge-and-design-for-3d-printed-robotic-homes.html
[6] https://mp.weixin.qq.com/s/-NOH60onQtNF5P2bXg-LVg

本文由有方编辑整理，欢迎转发，禁止以有方编辑版本转载。图片除注明外均源自网络，版权归原作者所有。若有涉及任何版权问题，请及时和我们联系，我们将尽快妥善处理。联系电话：0755-86148369；邮箱info@archiposition.com