竹与机械臂的舞动空间 Bamboo Group 北京交流分享会作品介绍篇(一)

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活动先导

○ 活动主旨

首先，为希望去英国学习建筑的学生分享专业情况，教学背景和优秀毕业作品；其次让即将去英国学习建筑的同学们能和学长学姐面对面交流，为以后的择校提供参考；最后借着这次交流会的机会，集合北京地区有建筑热情的小伙伴，组建北京新青年设计圈，为大家提供一个交流平台和活动分享平台。

○ 活动介绍

• 主题：UDL设计实验室将邀请7位英国建筑名校优秀毕业生，在中关村“微度咖啡”和同学们分享建筑名校UCL B-pro毕设优秀作品，在英国的学习体验及关于毕业后的工作感受，探讨当代青年建筑师的未来发展方向。
  

• 时间：2016年9月4日下午2:00 – 4:00

• 地点：北京市海淀中街16号底商C101号，微度咖啡

• 人数：60 - 80 人
  

• 费用：免费
  

• 报名：添加微信号 UDLservice01（好友请求请注明：报名+姓名）

• 主办方：UniDesignLab | 一合公设

• 微信群：北京新青年设计圈（二维码在文末）

以下为本期正文

RC5 Bamboo Group

Team Members：Zhenhua Luo、Jianhua Ren、Junwei Ren、Longfei Wang、Lina Lan

Tutors：Guan Lee、Vicente Soler

第五组主要是关于材料属性的模拟研究以及材料在数字化建造方面的应用，尤其关注材料特性在计算机和机械工具等数字化领域的研究。我们认为传统建筑技术是所有创新实验的出发点，以传统技术为基石，挖掘技术层面下材料的特性，针对不同材料的不同特性，研究并创新建造技术是我们的研究宗旨。对我们来说，建造技术是一个需要全面考虑的建筑技术，不能将材料特性和数字模拟建造分开研究，尤其是当建造过程是在一个多尺度多空间的情况下。机器系统搭建通常包含软件系统设计和机器间断性或连续性的行动片段。严格意义上讲，机器从设计转化到实际搭建的流畅性取决于三个方面：计算机几何的实际应用，持久的材料试验，以及工具选取与材料特性的匹配。

我们这一年的研究项目仅仅围绕着AD建筑设计专业的核心思想一步步展开，主要体现在探索性实验设计，理论层面研究，以及先进建造技术的开发三个层面。我们希望能够寻找到竹子作为建筑材料在使用方面的新形式和新方法。针对于竹子的使用，无论是作为家具，还是特殊装置或建筑构件，我们希望能够结合数字化技术和传统手工艺技术，实现在应用层面的新突破。我们将竹子三维空间弯曲定型作为我们的技术目标展开研究，同时配合竹子特性展开建筑形式的设计与研究。主要使用的设计软件为Rhino、Grasshopper、Kangaroo和Karambe。

Bamboo Art Timeline

○ 研究过程

整个项目进行期间，我们做了大量的试验：切割、打磨、弯曲、加热等等。每一个小问题的解决都需要几次试验来印证，所以前期的过程是枯燥的，磨人心智的，试验过程也是朴素和实在的，但是这个过程是至关重要的，它的成功与否直接决定了我们这个项目能否继续下去。

Physical Tests

在这里要说明一下，在AD学习，一旦前期项目研究一直没有进展，有可能你的选题将会被取消，也就意味着你要更换研究课题，这是一个很恐怖的事情。

我们的项目有一个重大的技术难点就是如何实现竹条弯曲后快速定型，它贯穿了我们整个项目，但随着项目的推进，从基础试验到椅子的设计，再到梁柱的设计，问题也在一步步解决。首先我们想要实现用两根竹条通过弯曲定型实现同一曲率，但竹子自带弹性，弯曲后回弹明显。作为一般规律，竹子加热后会达到一个初期定型的效果，但还是伴随微微回弹。后来我们想到了一个简单实用的方法，而且无毒无害。这个方法就是水浸。换句话说就是在竹子受热弯曲后，喂水给它。竹子吃水，效果明显，既实现降温冷却，又让加热后的竹子恢复活力，使纤维快速松弛，同时防止竹子强度下降，机体变脆。这种方法得到了试验的初步印证。

Records of PhysicalTests

在技术问题初步解决的同时，竹结构设计也在进行中。项目的概念是网格空间连续。指的是在空间内的一些特定位置通过连接线条形成空间网络。在这个项目里，空间网络的形成不仅仅局限于线段的连接，同时包含三维曲线的连接。空间的固定点可以同时被多个线条连接。连接线条要尽量做到顺滑，为了能够更好的模拟竹条弯曲的效果。

Design Concept

基础概念演示：下图中有四个空间点，初始垂直的三根线条低端触碰并固定到一个点。模拟下压力从上至下，让三根线条均匀展开，类似于竹子弯曲的效果，三根线条另一末端将会触碰到空间固定点（可参看视频介绍）。因此，空间四个点通过空间曲线实现连接，形成空间网格。整个过程是在电脑收集完竹子属性的前提下完成的。

Simulation of Design Concept

最初的设计是一个凳子。凳子的概念完全来自于前文所讲，像一朵盛开花朵，同时将竹子的弯曲特性也展示出来。椅子是第二个试验设计，采用同一概念。椅子的扶手和背部需要考虑设计，竹条的多结构性也在这个里面渐渐显示出来，因为扭曲后，竹子的弯曲程度受到一定影响。

Bamboo Stool Design

Bamboo Chair Design

通过手动弯曲竹条的试验后，我们开始采用机械臂进行弯曲试验，机械臂的出现既实现精确度，又达到超高的力量强度。数字系统注重寻找数字逻辑与应用材料的连带关系，利于机械臂的优势（效率、可靠、准确、灵活）与能力（处理非重复性的任务），来实现综合性数字技术与材料基本特性完美融合。

Robotic Arm Tests

Fabrication of Column I

测试完机械臂后,由于单根竹条过于轻薄，不适合发展成为建筑层面的建筑。所以我们试图结合层压,弯曲和扭转技术，使竹条更加结实、耐用，感官上更加灵动、有趣。

Tools for Bamboo Project

层压技术的使用让我们的项目向前进步了一大截，机械臂的使用也节省了人力，但是整个机械臂参数系统的设定需要我们自己研究开发，当然老师也会成为我们的技术支撑，一起合作实现我们的想法。

Records of PhysicalTests

完成初期机械臂层压弯曲操作试验，便开始了新柱子的设计。新柱子除了使用层压技术，还增加了二级结构，旋转角度更大，挑战自身结构性能。通过Karambe进行力学计算，模拟自身稳定性和承重形变情况。

Bamboo Column II Design

竹子整个建造过程经过反复试验，每一个部分都进行了系统研究和设计。基本流程是：蒸汽机加热竹子、手动上胶、机械臂弯曲、铁夹固定、热风机烘烤、淋水冷却。

Fabrication of Column II

Physical Model of Column II

柱子设计和搭建过程已经充分验证层压技术对于竹子的弯曲定型效果明显。再加上机械臂数字化控制，精准定位，可以使三维空间竹条实现工厂化预制。因此，我们继续采用同样的方法，同样的结构，将梁柱结合进行一体化设计，作为建筑尺度下的结构模型对外展示。

Bamboo Pavilion Design

最终的设计模型在UCL9月份的毕业作品展上展出。物理模型按1:1搭建，共包含150组层压胶合竹条，每一组的制作耗时7小时左右，其中包括1小时的蒸烫、1小时的上胶弯曲烘烤和5小时的彻底定型时间。团队所有成员至少花掉50天时间一起在工作车间完成最终模型，并亲自押运送往展馆。

Final Physical Model in B-pro Show

○ 为未来设想加入新概念——虫茧+叶脉生长规律

这个项目的未来设想是能够建立一种城市景观，为人们在公共场所提供休闲娱乐的服务。为人们的城市生活增添一种新的光影体验，阳光透过镂空的竹条，形成光影，行人穿梭在光影交错中，实现自然与城市的相互融合。设计的灵感来源于虫茧形态和叶脉生长的规律。虫茧代表着在竹框架下的栖息地，以邀请的姿态欢迎每一位到访的游客，同时也挑战着每一位到访者的想象力，感知力和鉴赏力，希望每一位到访者能够从不同的角度感受到竹空间的美与和谐。叶脉的生长规律是整个虫茧成型的设计逻辑。与此同时，基于柱梁结构的基础设想，虫茧概念的引入是为了未来竹空间的完整性才提出的。换句话说，竹子通过按照叶脉生长的空间算法逻辑，参照虫茧的形状特点，在原有竹结构的基础上生长出竹空间。

New Concept for Future Proposal

Render of Bamboo Pavilion

Render of Bamboo Pavilion 

Render of Bamboo Pavilion 

我们这个项目选址在中国山西王家大院，因为山西地区气候少雨干燥，适合竹装置的长久存放。设想竹空间放置在王家大院城墙脚下的一块开放空地，人们可以通过大门进出院里，来到这个竹空间休闲娱乐。这个设计也有一个想法，就是是让参数化设计和传统历史建筑形成一种文化层面、形态意识层面的冲击和碰撞，希望能够产生一些奇妙的化学反应。

Site Location

Render of Bamboo Pavilion

Render of Bamboo Pavilion

最后，我希望在这里展示一下我们团队的合影，他们都是非常棒的伙伴，我非常希望在未来的某一个时间，大家能在一起吃吃喝喝回忆研究生生活，各种酸甜苦辣只有亲身体会过才会懂得这一切的成果都是那么的来之不易。在此，我还要代表我的团队感谢我们的导师，评委和技术顾问：Guan Lee, Vicente Soler, Philippe Morel, Thibault Schwartz；特别感谢 Grymsdyke 农场为我们提供吃住和工作车间。

X-Bamboo TeamPhoto

非常高兴能够得到 Bamboo Group 项目组的供稿

在这里代表UDL全体成员对他们表示感谢！

英国建筑名校毕设 北京交流分享会

活动详情请点击文末  “阅读原文”

○ 活动介绍

• 主题：UDL设计实验室将邀请7位英国建筑名校优秀毕业生，在中关村“微度咖啡”和同学们分享建筑名校UCL B-pro毕设优秀作品，在英国的学习体验及关于毕业后的工作感受，探讨当代青年建筑师的未来发展方向。

• 时间：2016年9月4日下午2:00 – 4:00

• 地点：北京市海淀中街16号底商C101号，微度咖啡

• 人数：60 - 80 人
  

• 费用：免费
  

• 报名：添加微信号 UDLservice01（好友请求请注明：报名+姓名）

• 主办方：UniDesignLab | 一合公设

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