这些新兴技术带你看建筑未来流行趋势

科技正在以前所未有的方式影响建筑行业。 在过去几个世纪里,建筑材料在不断地推陈出新,引领工程领域不断创造出更美观、更坚固和更舒适的建筑作品。那么建筑技术的未来会是什么样子?

在未来背景下,未来建筑的形态将更加动态、自由、无常、短暂,与周围环境、与人、与车、与一切将与之发生交互作用的事物相互渗透,呈现出一种界限模糊的形态。

3D打印技术

3D打印技术的使用在各个规模的建筑领域都在迅速发展。

准确的数字设计信息使3D打印可用于从快速原型设计,组件制造和比例建模到房屋和桥梁组件的全面打印等各个方面。

01

迪拜政府大楼

全球最大3D打印建筑

迪拜市政府用楼将在建成之后,成为世界上最大的3D打印建筑,其高达9.5米,项目面积为640平方米。

建筑3D打印技术还处于蓬勃发展的初期阶段。我们做了大量的研发工作,致力于将这项技术可以大规模使用。我们感谢有这个宝贵的机会与迪拜市政府合作。这个项目给予了我们独特相关知识和宝贵经验,这些都将帮助我们改进我们的3D打印技术和开发我们的3D打印机的全新版本,而改进后的版本将更可靠、更节省时间(速度是原来的两倍)。此外,在项目中,我们还测试和改进了我们自己开发的3D打印所需的混合材料,所以该项目标志着混凝土3D打印行业向前迈出的一大步。”

——ApisCor公司的CEO和创始人:NikitaCheniuntai

此建筑项目的地基是传统的建筑结构,而墙壁是3D打印建造的,加固的方法是“用钢筋和普通混凝土来人工填充由3D打印的柱子模板”。在这个项目中,使用的3D打印材料是由ApisCor开发并在当地生产的一种基于石膏制成的混合物。

02

2020迪拜世博会

首个3D打印混凝土展馆

项目在现场实施塑造成一个可穿越的空间森林,将超高性能混凝土通过3D打印浇筑出类似棕榈树的结构,并配有枝状分布的LED灯。环形展馆不管是步行还是坐车,都提供了一种全新的城市体验。3D 打印的棕榈树杈间隙将访客引向开放空间。

它本身还是“一个自主能源发电机,通过吸收丰富的太阳能,为自身提供动力”。这些元素在白天产生能量,而在夜间它们依据程序闪烁,组成各种图案。

03

Building Bytes

美国,匹兹堡

Building Bytes将建筑材料与3D打印相结合,展示了3D打印机将如何成为便携廉价的方式来生产大型建筑单元。制造过程从标准的台式3D打印机开始,并连接了定制的挤出系统,该系统可以容纳包括合成材料等任何液体材料。

印刷砖可以具有复杂的外表面,允许最终结构互锁或弯曲,而其内部结构可以进行工程设计以显着降低其重量或增加其特定建筑物在应力点的强度。

04

The Living仿生分区

德国,汉堡

Bionic Partition是世界上最大的金属3D打印飞机部件之一,通过将生成设计,3D打印和先进的材料相结合而创建的新的Bionic Partition,比目前的设计轻了近50%,而且更坚固。

减轻重量意味着节省燃料和减少碳排放-这种设计方法每年可以节省多达100万吨的碳排放。最终设计展示了The Living开发的自定义“生物计算”,并展示了超越典型工程经验法则的超高性能结果。

05

人工合成

Arachne

为了反映其字面意思,Arachne由悬于幕墙机制中悬挂在建筑物上的空间交错格子组成,三层楼高,宽12米,人工合成部分用来覆盖主要立面,立面面对一个重要的公共广场,具有强烈的标志性含义以引起人们的注意。

3D打印技术用于创建可塑造表单的六边形,三组线编织在一起以创建交织网络。

06

双层皮肤立面

美国,纽约州

君主保护区(鳞翅目动物饲养区)设计为纽约诺利塔的八层新商业建筑,目的的中心是帝王蝶(Danaus plexippus)的半多孔繁殖场,路站和垂直草甸。

建筑是一个具有开创性的建筑围护结构–天然通风的双层街道立面,外层为斜交结构,内部填充玻璃,内层为粉煤灰浸渍的3D打印混凝土,封闭了可控空间。这个可操作的垂直草甸在所有季节都可作为帝王的孵化器和避风港。

07

3D打印步行桥世界上最大混凝土建成

目前全球最大规模的混凝土3D打印步行桥在上海宝山智慧湾落成

该步行桥全长26.3米,宽度3.6米,桥梁结构借取了中国古代赵州桥的结构方式,采用单拱结构承受荷载,拱脚间距14.4米。在该桥梁进入实际打印施工之前,进行了1:4缩尺实材桥梁破坏试验,其强度可满足站满行人的荷载要求。

该步行桥的打印运用了徐卫国教授团队自主开发的混凝土3D打印系统技术,该系统由数字建筑设计,打印路径生成,操作控制系统,打印机前端,混凝土材料等创新技术集成,具有工作稳定性好、打印效率高、成型精度高、可连续工作等特点。

随着我国人口红利的消失,建设工程对于劳动力的需求将越来越供不应求,智能建造将是解决这问题的重要渠道,它将推动我国建筑工业的转型升级,3D打印作为智能建造的一种重要方式,将对工程建设的智能化发展发挥重要作用。

自动修复混凝土

混凝土是世界上使用最广泛的建筑材料。事实上,它是水之后地球上第二大消费品。混凝土有廉价和广泛适应性等优点,但也容易开裂,在极热和极冷环境下抗压性能会恶化。

过去修复有裂缝的混凝土的唯一途径就是修补它、加强它,或者把它敲下来从头开始。但以后将不需再这样了。2010年,罗德岛大学的研究生和化学工程教授创建了一种新型“智能”混凝土,可以“智能”修复自身的裂缝。这是因为混凝土混合物中嵌入了微型水玻璃胶囊。当裂纹产生时,胶囊破裂并释放一种凝胶状愈合剂,变硬填补空隙,实现自我修复。

这不是自修复混凝土的唯一修复方法。其他研究人员利用细菌或嵌入玻璃毛细管或聚合物微胶囊达到类似的效果。然而,罗得岛大学的研究人员认为他们的方法是最划算的。

延长混凝土的寿命能带来巨大的环境效益。目前世界范围内的混凝土生产占全球二氧化碳排放的5%。智能混凝土不仅会使我们的结构更安全,也可以减少温室气体的排放。

智能动态墙体

智能墙体是集感知、识别、命令、执行一系列功能于一体的墙体。

Brixel Mirror

美国,布鲁克林

Brixels的设计材料包括合成材料等多种材料,可以旋转到任何精确的位置,并且可以在任何方向上无限旋转。这些无限旋转可变大小的砖块由专有软件控制,并且可以在大型且可自定义的艺术品,建筑立面以及其他一系列应用中充当单元,还可以显示一系列数字内容,并响应路人的移动。

可以360°旋转~不仅能旋转到任何精确位置,还可以向任一方向无限旋转。

借助着内置的传感器,这面很有自己想法的墙还能与人互动,比如说。产生一个与你轮廓相匹配的“剪影”~此外,由于这些砖内置有 LED 设备,可以通过旋转以正负颜色和空间组成各种图案与字母和文字,玩个倒计时啥的根本就不算个事~

而除了一系列的黑科技外,

这些电子砖头还非常人性化~

其尺寸,形状,材料和颜色都可以定制,除了常规的长方形外,还能根据不同需求设计成金属的、木质的、正方形、 菱形,甚至连球体都可以加以运用。

毫无疑问,Brixels 对于建筑和室内设计师来说简直就是一个神器~

它的特性使其很好地融入到对特定空间的设计中。

另外它还在美学的基础上将数字元素和动态美学集成到空间设计内,带来全新的改变和互动~

Brixels 除了作为动态墙壁安装外,还可以作为栏杆、屏风等进行使用。同时,它也会为艺术家们带来更多的创造力,让他们创作出更多的动态雕塑和不同的互动艺术装置。

相信过不了太久,我们就会在很多的建筑大厅、博物馆、美术馆甚至公园等户外空间都可以看到它的身影~

透明铝材

几十年来,化学工程师梦寐以求地开发一种结合了金属的强度和耐久性的与玻璃般透亮的材料。

这种“透明金属”可以以很小的内部支撑来建造高耸的玻璃幕墙摩天大楼。军事建筑可以安装这种薄而透明的金属窗户经受起最高级的炮火攻击。而早在1980年代,科学家们就开始试验一种由铝、氧和氮混合粉所形成的新型陶瓷。陶瓷经过热处理和冷却过程得到硬度很高的晶体材料。他们将混合铝粉置于巨大的压力之下,在2000℃(3632F)高温加热数天,最后抛光生产出透明如玻璃一般又兼具铝的强度的新材料。这种被认为是透明铝材或者ALON的太空材料已经用于军队生产装甲窗户和光学透镜。

透明铝材可以需要更小的内部支撑来建造高耸的玻璃幕墙摩天大楼。

Acne 首尔旗舰店

Sophie Hicks Architects

从外面看,这个建筑是个简练的优雅的半透明盒子,总之就是简单、质朴和谨慎。这里的外观是让人迷惑的。一旦进入到店里面,你会发现这不仅仅是一个半透明盒子,而是一个藏有厚重又幽怨的混凝土结构的盒子,有力和态度鲜明。

顾客会和首尔的景象隔离开,被PC墙过滤后透进来柔和的日光包围,并且头顶上的日光灯的光线也被金属格子给漫射开,增强了一种仙境的感觉。我们同时也配合音乐的选择让整个空间更加的有世外桃源的感觉。

机器人群体建筑

2014年在芝加哥美国科学促进会的会议上哈佛大学人工智能学术研究员KirstinPetersen演示了受白蚁启发而开发的机器人。

自然界最巧妙的建筑者之一是不起眼的白蚁。它用只有沙子一般大小的大脑,与成千上万的“同胞们”一起工作建立起庞大复杂的泥巴结构。白蚁现象引起了哈佛大学机器人研究人员的注意,因为这种昆虫并不是听取来自蚁穴中央的命令,每个白蚁只是根据基因程序规定的行为工作。这一群专一的个体在一起创造出了不朽的“泥塑”作品。

受白蚁启发,哈佛大学自组织系统研究小组的研究人员组建了小型建筑机器人群体进行工作。四轮机器人可以在空地上通过搬砖、爬墙和铺砖砌出砖墙。它们有传感器来检测其他机器人的存在并按规则彼此互不干扰地工作。就像白蚁一般,没有人“控制”它们,但它们按照程序齐心协力把设计变成现实。

想象一下这样的应用场景:成群的机器人沿着淹没海岸线建造堤坝墙;成千上万的微型机器人在火星上建造空间站,或者深海海底天然气管道被海里成群游荡的机器人组装完成。

智能建筑环境(智慧城市)

在建筑行业塑造我们的世界,影响地球上的每一个人是如何几乎能够过自己的生活,使广大其他企业和服务部门来操作。

在这种情况下,确保建筑环境尽可能有效地运作对于人类的可持续性和成功发展至关重要。

集成智能系统可以帮助我们规划更环保,更高效的建筑,更好地满足我们的需求。

通过利用我们正在创建的数字化建筑资产中的数据,我们的住宅,办公室和城市都可以以更智能,更高效,更实用和更环保的方式运营。

此外,所产生的数据可用于评估趋势,并为未来建筑,基础设施项目甚至大规模全市总体规划的设计提供信息。

新兴技术指知识生产过程中产生的相对快速发展的根本性创新技术,具有影响未来经济和社会发展的潜力。

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