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国家南海博物馆在建筑立面优化设计中的具体流程

作者:学术论文网 来源:未知 日期:2021-09-03 20:36人气:

数字链介入立面深化设计实践,国家南海博物馆作为近年来华南理工大学建筑设计研究院接受的超大规模、流线形态文化建设,在投标设计阶段采用Rhino3D软件推敲建模.

在目前的数字化协同平台下,针对空间曲面形式的建筑形态如何施工落地,我们在数字化技术协同设计方面做了一些有益的尝试,本文论述了国家南海博物馆在建筑立面优化设计中的具体流程,为今后同类型的建筑设计实践提供参考.深化设计目标和设计平台的选择,深化设计目标.

①博物馆屋顶为三维曲面坡屋顶,研究屋顶和立面的交接定位,解决施工误差.

②幕墙和格栅的平面模数在保证外观的同时,考虑到工厂的快速材料和施工的便利性.

③优化格栅上的纹理方法,满足内部光和施工进度的要求.

项目团队设计平台:项目深化阶段没有Revit、Catia等成熟的商业BIM平台支持的团队选择Rhino3D平台下的grasshopper程序和对应的插件和算法界面进行深化设计,结合各具体的深化程序进行效果和施工难易的权重取舍,交叉选择传统的设计模式和适当的数字协同工具,寻求施工效率和视觉效果的最佳平衡.部件坐标定位,外立面幕墙分为玻璃幕墙系统和垂直长窗系统外立面部件坐标定位直接关系到两个方面——如何取舍施工的难易度和良好的视觉效果.

为了达到最佳视觉效果,弧形幕墙板需要在数百米长度上均匀变化尺寸,影响幕墙工厂的供给时间和现场的放线定位难度.

建筑师结合两种幕墙系统的功能位置,采用了完全不同的两种设计方案.

兼顾了视觉效果的完美以及施工精度的要求.

对处于公共空间的传统玻璃幕墙体系,我们经软件三维模拟整理数据后发现,采取对应等角度轴线的6个一组的分板模数比均匀划分模数开料尺寸减少到1/6,从正面看去不影响空间效果,但在侧面视角则会发觉尺寸的阶梯式变化.

由于大空间幕墙体系的分板数量并不算多,综合考虑我们采用定角度等分方式切割幕墙,这一决策中主要考虑大空间室内效果的权重(图1).

西南侧纵向长窗系统作为博物馆办公室和辅助区域的主要立面,自然分隔为几个区域,多处于背面和内庭区域,对空间视觉效果的要求较小的长窗外纵向锯齿格栅结构复杂,施工难易度在整体决策中的权重较大因此我们采用分区域布置不同平面尺寸的方式排布长窗.

针对每个不同的立面区域,我们采用遗传优化算法,运算选取6种不同的开窗模数,解决室内不等尺寸的隔墙与室外等尺寸的锯齿幕墙的碰撞冲突.

垂直长窗外的穿孔网兼顾了遮挡外部视线和保持隐私的作用,同时立面上的大屋顶对立面上部区域有一定的遮阳效果,因此设计了网格的3种穿孔尺寸,上层采用高穿孔率,光线容易透过的下层主要考虑视觉隐私,从外部看室内办公空间三种不同透光率的格栅交接形成了波形深度不同的媒体形象.

在穿孔网格的设计中,我们采用grasshopper插件ladybug和honeybee链接Radiance光照数据库,模拟夏至中午建筑内各空间的光照质量状况,为定义接口的垂直高度和透光率的大小提供参考.

碰撞避免优化垂直模数,立面幕墙系统和上方曲面坡屋顶的交接应兼顾防止部件碰撞和减少施工误差两个目的.

玻璃幕墙上方的交接采用天花板缓冲方式——下幕墙进行折线连接,基本符合天花板底面高度差,与天花板之间设置通用天花板连接部件,确保施工中尺寸微调的可能性.

垂直长窗外的穿孔格栅悬挂,向外突出大距离,在三维空间中可能与挑选向下倾斜的坡屋顶底面相撞——因此,建筑师在三维软件中提取格栅的最外侧点阵,向上制作辅助参考线,与屋顶分别取出碰撞交点,因此碰撞点向下移动固定的距离作为格栅的最高控制高度,有限施工条件下数字协同设计流程经验分析.

模块化流程适应项目信息传递,在解决复杂项目的整个流程中,我们倾向于将巨大问题分解为相关的各种分支问题,对应不同的设计模块,不同的模块相互独立,模块之间的交流采用统一的格式,有利于不同数量协同水平的设计在不同独立的模块中,重新应用相应的数字协同技术、性能模拟技术或直观经验.

在外立面深化设计的案例中,验证了项目流程中模块化战略在解决问题上的效率.

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