建筑传播需要新形式
为此
《建筑学报》携手“全球知识雷锋”
推出系列直播节目
中国当代建筑新经典
在这里你不会错过，
主创建筑师每一句真知灼见
建筑新经典每一处精妙细节
创评博弈论每一瞬智识火焰
所有你想看到 的
以及你没想到能听见的
为你 精挑细选
为你 一刀不剪
第一期
后人文建构
——乌镇“互联网之光”博览中心品谈会
建筑机器人现场演示智能建造
业界大咖云集讨论数字建造现状与未来
论坛详细介绍
论坛嘉宾
主讲人
袁烽：同济大学建筑与城市规划学院教授和博士生导师，美国麻省理工学院客座教授，中国建筑学会计算性设计学术委员会副主任委员。本次品谈建筑“乌镇互联网之光博览中心”主创建筑师。
张准：和作结构建筑研究所联合创始人，国家一级注册结构工程师，国家一级注册土木工程师（岩土）。
讨论嘉宾
常青：中国科学院院士，同济大学建筑与城市规划学院建筑系教授、博士生导师，同济大学学术委员会委员、城乡历史环境再生研究中心主任。
黄居正：建筑学报执行主编。
李翔宁：同济大学建筑与城市规划学院教授，副院长，长江学者青年学者，哈佛大学客座教授，美国麻省理工学院访问学者。
娄永琪：同济大学设计创意学院教授、院长、博士生导师，瑞典皇家工程科学院院士，首届“长江学者奖励计划”青年学者。瑞典哥德堡大学、意大利米兰理工大学、芬兰阿尔托大学客座教授。
孙澄：哈尔滨工业大学建筑学院院长，教授，博士生导师。长江学者特聘教授。
张彤：东南大学建筑学院建筑学院院长，教授，博士生导师，中瑞生态建筑研究中心主任。中国绿色建筑与节能委员会绿色建筑理论与实践学组副组长。
张宇星：张宇星，趣城工作室（ ）创始人，深圳大学建筑与城市规划学院研究员，策展人，深圳市规划学会常务理事，住建部城市设计专家委员会委员，中国建筑学会建筑评论学术委员会理事，深港城市/建筑双城双年展（UABB）发起人。
周榕：清华大学建筑学院副教授，知名建筑评论家。
论坛特征
本次活动由“建筑学报”与“全球知识雷锋”联合策划，开辟“中国当代建筑经典直播系列”新型论坛，旨在传统PPT汇报式学术论坛基础上大胆创新，将项目介绍与实地调研相结合，通过现场跟拍直观了解项目建成现状，体验真实的构造与空间。调研结束后，更有大咖云集的项目研讨会，进行思考的深入碰撞！
活动流程
13:00 – 14:30
袁烽老师导览乌镇“互联网之光”博览中心建筑
14:30 – 18:00
主创建筑师主题演讲&项目研讨会
参与方式&直播信息
7月25日13:00点（北京时间）
点击下方链接进入哔哩哔哩直播：
直播间地址：
直播间ID：
或搜索B站up：全球知识雷小锋，进入直播页面
项目介绍
“
数字时代对设计和建造业的颠覆改变，
我已经察觉到了，
谁能抓住历史前进的脚步，
跟上时代的发展步伐，
利用技术进行人本化的创作和应用，
谁就在时代的风口上把握住了机会。
——袁烽
”
主创建筑师：袁烽
同济大学建筑与城市规划学院教授和博士生导师，美国麻省理工学院客座教授，中国建筑学会计算性设计学术委员会副主任委员，上海市数字建造工程技术中心学术委员会主任。2003年，他在上海成立Archi-Union创盟国际建筑事务所，致力于将建筑设计理论、技术与在地文化融合，专注于将数字化设计以及智能建造方法运用于实际建筑项目中，代表作竹里、Fab-Union Space、池社、OCT“水西东”林盘文化交流中心、乌镇“互联网之光”博览中心等。
项目主体
乌镇“互联网之光”博览中心建筑群
乌镇“互联网之光”博览中心建筑群是具有标志性意义的一个建造项目。项目采用了领先的理论体系，先进的数字建造工艺体系，配合机器建造的全新技术，使得这一数字化设计的建造不仅停留在纸面上，更是在极短的工期内精准的实际建造起来。乌镇互联网之光博览中心建筑群实现了概念、设计、建造的一体化，是本体论方法论和具体实践的贯穿。这一项目的落成，标志着数字建造的硬核技术，中国首次领先全世界。
山长绵脊，帷帐层叠
——乌镇“互联网之光”博览中心
乌镇是一个活着的古镇，作为一个拥有7000年文明史的江南水乡古镇，其原真的水乡风貌和积淀的文化底蕴形成了乌镇独特的地域性特征。自2014年乌镇成功举办第一届世界互联网大会永久会址以来，千年古镇逐渐成为中国互联网对话世界的窗口。至2018年，乌镇已成功举办了5届世界互联网大会，千年古镇，科技赋能，大型的会展事件带动了相关产业的聚集，形成了整个区域经济从传统的旅游产业向科技和先进会展业发展。
“互联网中心”与新水乡城镇布局
项目用地位于乌镇核心镇区的西北角，周边相对是近年来新开发的镇区空间。用地西南侧为王澍先生设计的原互联网大会永久会址，南侧为景区配套停车场，东侧和西侧为新农村集中住宅，西北侧为今年新开发的田园旅游综合体“乌村”。整个片区紧邻乌镇西栅古建筑群，在区域城镇化发展进程中，新老区域建筑交织，土地资源的利用相对松散，呈现出复杂的多样性。
设计尝试以三条轴线关系展开布局，对现有周边空间进行整合，并适应未来区域的功能发展。第一条关系轴为空间仪式轴，呼应现有会展建筑的轴线关系，尝试形成具有仪式感的南侧入口广场。
第二条轴线为生态轴，自场地南北向中轴展开形成互联网公园，并在其中设置四处展示最新的绿色智能建造技术及工艺的服务亭，充分体现了最新数字技术带来的丰富可能，并统一于整体景观秩序。
第三条轴线为城市轴，结合现有东侧规划道路和未来功能片区落位，为未来打造综合的会展片区创造了条件与机遇。
架构与内部空间布局
为了在六个月时间之内建成这一规模巨大、功能复杂的大型展馆，提升结构施工的效率是重中之重。我们创造性的结合空间需求提出最小脚手系统，多立体施工介面的全预制装配结构体系来实现空间功能与时间的平衡。
考虑展馆互联网大会和未来多元运营的功能要求，展馆自南向北划分为四个展厅，既分又合，既可以在大型展会时串联使用，又可以并联单独开启从而应对未来不同规模和性质的活动。考虑独立展厅空间的空间感受和适用性，每个展厅采用了中高外底的空间断面，将主张弦梁布置于展厅中部，利用张弦梁进行起拱，满足空间需求。同时将张弦梁在顶部打开，引入天光，进一步结合结构提升空间品质。
主张弦梁之间创造性的提出了“悬链梁”的结构形式进行连接，这个结构形式原型来源于悬索结构，通过材料受拉让钢材的性能得以最大释放，但又不同于常规悬索结构需要大量的时间进行索形调整，我们用工字钢替换钢索，实现了材料的预找形，同时设计并不追求极致的结构形态的悬链线，而将230根悬链梁统一优化为半径一致的圆弧段，大大降低加工难度并降低加工出错的几率。梁索互换同时大大降低了屋面的铺设难度，为施工界面的立体切分创造了条件。结构形式的逻辑进一步定义了辅助用房和机电系统的逻辑，结构的主空间进一步为辅助用房和机电系统提供了合理的通廊空间。
而这一形式也同时实现了对结构施工单元的合理划分，在施工时，先在主张弦梁部分进行临时的脚手支撑，而所有的张弦梁都可以通过吊挂装配的方式加以施工，而不会占据地面空间，这样就可以实现地面和屋顶的同步施工，结构装配、屋面铺设、机电安装都可以在非常少的工作面切换后同步展开，从而极大的提高了工程效率。
屋顶几何找形与结构找形
弗雷·奥托作为建筑找形的先行者，坚定地提倡建筑设计应该与自然界和谐而不是对立，我们也试图通过这次设计展示了“找形”过程清晰的逻辑性：在指定的一系列条件下，找出自然界的形式生成规律，通过模拟的方法，找出适合的结构形式和构造方式。在这样“自主构形”过程下生成的自然建筑有许多特质：效率高，建筑的性能参数可以到达最优。
单就结构经济性，采用悬索或钢板带的悬垂屋面具有更低的用钢量，但柔性体系的建造控制及相应屋面的构造处理都相对复杂，与项目快速建造的需求不符，因此半刚性体系成为首选。间距2m的H型钢悬链梁与屋面直立锁边板的经济跨度相吻合，兼顾“檩条”的作用，檩条层的合并使屋面的结构构造也得以优化。48m跨以200mm高的檩条尺度即可实现。
项目初期便确定了“瓦”作为屋面材料和屋面连绵起伏的基本形式需求。瓦的自重较大，与大跨结构通过减重提高跨度并降低用钢量的常规设计思路有悖，因此不是常用的大跨屋面材料，但从抗风的角度而言适当加重屋面又对于大跨屋面是有利的。连绵的屋面产生了下弯的弧线，这是一种顺应重力的力学形态，如果得以利用将化解瓦屋面过重的劣势而同时获得其抗风上的优势。
纵向的悬挂结构亦实现了一种连绵不断，反宇向阳的凹曲屋面形式，与传统水乡文化相呼应。下压的处理带来了屋顶形态在视角内更加可见，以使得屋面覆盖的传统小青瓦也成为了形式表达的一部分，而建筑整体也以黑白灰为主色调融入淡薄雅致的江南地域建筑。柔曲连绵的的形态刚柔并济，既有江南灵秀内敛的气质，同时充满张力和激情，呈现出江南文化的诗性内蕴，传统文化与先进的结构形态在这里得以对话统一。
屋顶结构设计与优化
本项目为了考虑整体形态的灵动，屋面在形式方面双向起伏且相邻跨的跨度及屋脊高度均不一致，这会带来屋脊位置两侧悬链梁拖拽力度的不同，因而引起屋脊侧向变形及屋脊梁的扭转，为此对各跨悬链的形态进行了优化调整，以便降低相应不利影响。最终优化确定的屋面悬链形态与圆弧已差异较小，故又将悬链线梁优化为悬链形态的圆弧梁。
悬链梁的结构方式创造了极致的用钢量优化，在重力荷载作用下，作为最大跨度达到接近50m的最大跨距，单根工字钢梁优化到了200mm（h）（w）的断面尺寸，而整个展馆的设计用钢量也达到了极致的75kg/㎡。但过轻的结构使得屋面抗风成为了结构的又一挑战，我们通过在悬链梁最低点附加抗风索的方式加以稳定性平衡，同时抗风索的位置又正好成为了每个展厅划分的边界。结构形式的逻辑进一步定义了辅助用房和机电系统的逻辑，成角布置的抗风索为辅助用房和机电系统提供了合理的通廊空间。
屋面的悬链梁系统自身受力完备，在悬链梁中部（空间分割位置）设置立柱缺乏力学必要性，因此选择了更为经济便捷的挂索来配合空间分割的设计思路。挂索上安装轻质饰面板可免去装饰板龙骨，同时挂索又可考虑为屋面在极端风吸力作用下的安全储备。在结构设计及优化的过程中结构与建筑功能、空间、形式、文化、建造等多方面因素进行了互动。
深层表皮建构
为了实现整个展馆的快速建造，动态模数系统和全预制装配的逻辑运用到整个展馆项目的整体表皮构建中来，全预制装配式的上部建筑结构本身已经通过8个A字柱，4根张弦梁，两段边缘弧梁，以及230根悬链梁而逐步分解成了由合理化的结构构件所对应的数学逻辑。
设计创造性地采用了半预制化的方式，通过合理的节点研究和改善，将传统瓦作的湿作业优化为预制化的安装单元。同步结构部分的施工，在地面将每18块瓦片组合成为一个安装单元，每个单元在屋顶只需要5分钟即可安装完毕，极大的优化了屋顶瓦片的铺设。
建筑外立面部分将南北和东西加以不同界定，南北立面作为整个项目的主要仪式面，通过折叠展开的幕墙系统加以表现。受结构布置影响，南北立面原始形态为双曲面，紧张的工期不支持大面积曲面玻璃的加工与安装，因此在设计时通过平面玻璃的叠错而加以降维处理，从而最大化减少加工难度，而竖向叠错的幕墙玻璃也最大化的消解掉了横向龙骨的划分，实现了南北立面的通透化。东西立面考虑为展馆朝向城市和公园的主要立面，但同时又是全部机电系统和管线的侧向主要连廊，因此通过侧立面上部及展厅分隔空间得以走通，形成结构和机电复合的整体深度表皮，将全部非必要管线进行全部隐藏。东西立面采用了丝网印刷聚碳酸酯板加以覆盖，模数的最大化优化，使得板型完全统一，通过每块板材的角度变化实现一个有生气的建筑表情系统。
人机共建 水月红云
——乌镇“互联网之光”博览中心智能建造亭集群
沿展览中心东侧长边的线性公园内部规划了三个下沉式的空调户外机房以及四个展亭。四亭三院被“之”字形动线空间组织。四亭四揽，又带来四种穿透、围靠、进入、登临的四种观看与体验的方式。四个展亭空间构建了线性的市民公园的游牧与行走的方式。
人机共建 水月红云
人机共建，正是对建造美学革新的具体场景描述。未来建筑行业的人机合作主要体现在“数字化设计的人机协作”以及“机器人建造的人机协作”。随着参数化设计软件工具的发展，编程与代码正在成为新的设计生产工具。从设计“生成”、“模拟”、“优化”再到“建造”，正在经历着人机合作的全新创造。同时，随着建筑机器人技术的发展，建筑机器人木构、建筑机器人砖构、建筑机器人改性塑料打印等技术正在重新定义着设计与建造生产流程。
水亭
水亭坐落于乌镇“互联网之光”博览中心主场馆东侧，取红砖为材料，力图通过“机器人砖构”的智能建造工艺，实现园区的服务驿站功能。在建筑形式上借助高曲率、多肌理的砖墙，求取乌镇“水”乡之意，是为“水亭”。水亭设计从机器人砖构的可砌筑性出发，借助错动的圆弧墙面对场地进行分隔，空间流动而又各自围合，体现了全新的物质形式。
砖墙的深化过程中引入了性能化模拟方法，为此种肌理的实现提供了结构合理性验证与优化。实际建造过程中，全部砖墙面由建筑机器人在现场进行批量化与自动化的预制。不仅在短短一周内完成了墙体的砌筑工作，也实现了高曲率渐变墙体形态的精确砌筑。水亭总建筑面积52m²，场地面积190m²。在砌筑过程中，一造科技运用了机器学习技术对砂浆的涂抹质量进行监测，实现了对建造质量的有效闭环控制。现场预制完成后所有墙体可直接进行吊装，构成了基于施工现场的预制装配一体化建造流程。
月亭
月亭形状由三圆相切得到，球面被月亭轮廓投影曲线所切，从而得到月亭屋面的几何形状。月亭屋面几何确定后，将其轮廓均分为24份，正面开间10间, 正立面中间扇设置旋转门，双门敞开时可让月亭以拥抱的姿态面向场地，双门关闭时，檐口之下的一圈座椅可承载公共休息的功能，其环抱场地的姿态让游人可以停留，即为相应月晴而来的“月阴”，两种回应场地的姿态皆体现了月亭极强的公共性。
月亭的建造采用了建筑机器人木构工艺。所有的几何构件在半月形找形中实现了木构精准铣削。让非线性的平面与木构单元形成了精准的建造对应关系。屋顶以阳光板作为屋顶材料，充分引入日光，其内部细格栅也可过滤炫光，使室内光照柔和。月亭屋顶构架为放射状钢结构，并配合结构辅以LED照明灯带；在夜间，灯光透过阳光板漫射而出，使月亭获得晶莹剔透的视觉体验，实如地上明月，呼应月亭设计的主题。月亭总建筑面积98m²，场地面积239m²，均通过数字模型模拟建造过程，施工过程中对每块木料编号，预制加工后现场快速装配，亦可拆解运输，达到可循环使用的目的。
红亭
红亭以中国传统红砖为材料，与乌镇传统中经典的青砖材料和而不同，相互映衬。同时利用现代数字设计得到的曲面拱壳之形态，取“虹”之意，一方面与主场馆屋顶的起伏感相互配合，另一方面也体现了数字互联的时代下，本次大会的重要引领作用和桥梁的作用。
红亭的形态设计从传统砖结构拱壳的找形方法入手，依托现代先进的数字算法，对超薄壳体适合的纯受压结构进行精确的形态设计。整体结构最大跨度40m，最高点高度9.2m，结构层厚度0.15m，仅仅利用砖实现了1：250以上的结构跨度和截面厚度之比。
红亭在作为中国现代第一座复杂双曲形态大型壳体结构的同时，在数字建造的角度同样进行了最为前沿的先锋性尝试。针对传统砖结构壳体在建造过程中由于大量模板系统带来的建造速度慢、材料浪费严重等问题，红亭的建造中首次引入了建筑机器人3D打印这一最新的建造技术，利用机器人3D打印的预制化结构单元为壳体提供复杂曲面形态的结构模板。
红亭总建筑面积273m²，场地面积487m²，作为首个复杂砖结构壳体结构，红亭的建造过程也自始至终利用了现代的数字化设计方法。接近1500个3D打印单元的预制工作由8台3D机器人同步完成，同时利用和设计模型中对应编号系统，最大程度上优化了现场600多平方米的壳体曲面模板拼装。红亭建造过程中的全部过程由完整的设计模型进行尺寸定位上的指导，依托数字可视化界面实现了以数字信息模型为媒介的高效的数字设计与建造一体化流程，快速、高效、准确地完成了此项高难度建造项目。
云亭
亭长约20m，宽约15m，高约6m,由建筑机器人3D打印改性塑料构件组成。其在内部划分为三个空间体量，分别为一个室内咖啡厅、两个半露天休憩平台，形成三束各自独立的伞状结构。通过采用一系列拓扑优化算法来提高云亭的整体结构性能，从而优化展亭的形式， 在进行结构计算后原本平展的屋顶转换成整体起伏的几何形状，其结构刚度大大增加。在拓扑优化的同时，根据结构内部应力分布，展亭整体自动划分为不同的加工构件，形成简洁高效的结构框架。
云亭总建筑面积139m²，场地面积233m²，由于预制和建造分别在不同的地点，云亭采用了预制装配化生产的方式进行组装建造。主体部分在划分为400余块不同的打印构件。所有的构件通过4台建筑3D打印机器人在两周内预制完成，运往乌镇互联网大会会场进行现场装配。装配过程也同样使用到机器人定位技术，精准实现异形板的非标装配，单构件装配误差小于2mm，整体装配误差小于20mm。整个建造过程融合了机器人智能建造中从工厂定制到现场装配的全部流程。在数字化智能设计和机器人建造技术的支持下，“云亭”结合了结构性能分析技术与改性塑料打印路径优化流程，采用工厂预制化生产与现场装配的建造方式，革命性地提出了一种基于新型材料的“数字孪生”智能化生产模式。
“游目意行，四亭四览”体现的是我们对于乌镇水乡的人文态度；“人机共建，水月红云”则是我们将整个项目融入数字化时代的具体实验与实践。
主办单位
全球知识雷锋
特别鸣谢：桐乡市人民政府、桐乡市科学技术协会
建筑学报
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