2024年创造性设计2组

时间:2024-07-23 21:09 编辑:czxsj2024team2 点击:1161次

第一天:项目启动,小组讨论

7月15日是开课第一天,老师宣布项目主题为“筑法自然——源于大自然、绿色、低碳、可持续的仿生建筑结构”,要求基于低碳、绿色和可持续发展理念,从大自然中获取灵感,借鉴生物结构功能,设计出一座仿生建筑结构。

在老师对项目进行介绍后,我们围绕“筑法自然”这一设计主题展开了讨论。首先,每个人独立查阅并收集了有关仿生学绿色建筑的相关资料,参考已有建筑的绿色仿生,形成了个人的构思和想法。在集体讨论中,大家分别阐述了自己的构想,包括仿蜗牛壳结构建筑、仿白蚁巢穴、仿蘑菇结构建筑、地下垂直城市、仿仙人掌结构建筑、采用荷叶形态结构建筑等多种方案。最终,我们达成了共识,初步确定了几个待定方案:

1通过模仿树木的结构,将仿生树干作为建筑的支撑部分,仿生树枝则作为不同功能区的布局构想。

2通过模仿蘑菇群的分布情况,根据小菇围绕大菇的模式构筑,并将小菇分为几个不同的功能区。

3通过研究蜂巢,运用其建筑形状,正六边形是覆盖二维平面的最佳拓扑结构,此形状的建筑结构密合度最高、所需材料最简、可使用空间最大



第二天:概念设计

7月16日我们延续确定的几个待定方案:地下垂直森林城市建筑、仿蘑菇结构建筑、仿蜂巢结构建筑,对这几个方案的项目建设应用场景和承载功能进行设想,思考设计的仿生结构的结构形式、建筑用材、功能分区及可能的设计方法,从仿生结构的适用性、创新性和可行性出发,分析三个方案的各项利弊。我们小组通过任务分配分别队三个待定方案进行发展和分析完善,具体如下文,我们在此基础上确定选用的仿生建筑方案为仿蘑菇结构建筑,并在这基础上继续完善:


1仿蜂巢结构建筑:


建设应用场景:建筑物外立面。

承载功能:‌防水、‌挡风、隔热、‌采光、提高建筑物的美观度、‌体现个性化、‌满足生态节能需要。‌

建筑用材:铝合金、不锈钢玻璃。

设计方法:建筑整体采用立方体或任意形态,外立面采用蜂窝状结构,以铝合金材料做边框,以玻璃做填充,实现密封。


优点:1.节约资源,降低成本。蜂巢的全等六边形组合的结构具有优越的面积材料比、组合形式,砌块组合造型。正六角形的建筑结构具有最高的密合度、最小的材料空间比,其结构致密。

2.丰富了建筑景观的美学形态。六面墙壁可以带来多样的空间感、结构感和层次感,同时120°的内角比90°更优越,可以削弱转角处带来的转折感,使建筑更加灵活,使建筑设计拥有比传统四边形建筑更加丰富多样的组合方式和造型结构。

3.采光效果好。从室内采光采景角度来看,蜂房状的3个向量使建筑的立面多了一个有别于非明即暗的正交立面之外的灰度面,更多的面使每个房间都能均匀地沐浴到阳光,对于一些朝向大海或湖面的建筑,六边形可以增加优美风景的视觉面数量,且体块之间可以围合成更多的较为封闭的户外空间。

4.结构强度高,稳定性好。蜂巢结构具有非常高的强度和韧性,各方受力大小均等,且容易将受力分散,所能承受的冲击也比其他结构大。


缺点:1.施工难度。相比传统的矩形建筑,蜂巢建筑的设计与施工更具难度,在施工中,建造120°角的难度高于直角,有时候垂直关系在建筑学之中相比六边形更好安排,因为六边形的构造如果不精心安排可能适得其反,给人一种视觉上的凌乱感。

2.城市规划角度。从城市规划的角度,世界各地城市的发展与规划基本上都离不开网格,街道和方形街区的垂直排布与人流的集散方式决定了建筑体块之间的排布趋势是向横竖方向延伸的,蜂巢建筑与周围建筑的融合与协调可能更难。另外方形的街区更能给人一种视觉上的整齐,也方便街区与街区之间的合并和交通的设计。

对于建筑林立的商业区和住宅区,在一个都是矩形体块与空间趋势的环境中插入一个蜂巢式不规则体块会打乱城市的协调性,从而很难使建筑和周围的环境有序地协调融合。而对于相对开放的广场空间,具有地标性的蜂巢建筑一般不做办公或居住用途,其观赏性大于实用性,如美国纽约广场的地标性建筑theVessel,建筑全部由楼梯上下交错组成,作为商业综合体的观赏部分。

因此,对于蜂巢形结构,外立面的剖向设计比整体空间的纵向利用更加可行。这也是实际应用中外立面采用蜂巢结构的建筑比顶视图为蜂巢结构的建筑多得多的原因。


2地下垂直森林城市建筑:

垂直森林背后的概念,即“树木的家园,也是人类和鸟类的家园”,不仅定义了项目的城市和技术特征,还定义了建筑语言及其表现力。在正式层面上,塔楼的主要特征是大型、交错和悬垂的阳台(每个约三米),旨在容纳大型外部植被盆,并允许更大的树木不受阻碍地生长,甚至在建筑的三层以上。同时,外墙的瓷器-石器饰面融入了典型的棕色树皮,唤起了一对巨大的树木的意象,它们生活在其中,具有丰富的文学和象征意义。与白色石器中的一系列元素——阳台的线条和窗台前部的一些模块——形成对比,在构图中引入了切分节奏,打破了建筑主体的视觉紧凑性并“非物质化”,进一步放大了植物的存在。不仅仅是表面,立面可以被视为三维空间,这不仅是因为绿色窗帘的密集性和功能,而且由于植物大小的多色周期性和形态变化,在美学时间方面也是如此。

植物的颜色和形状的变化在每个季节都会产生巨大的虹彩地标,即使在远处也很容易辨认出来。这种变化原则也适用于塔楼侧面和各楼层的不同处理,其中植物和树木的选择和分布反映了为适应立面的方向和高度而应用的美学和功能标准。

环境效益:空气质量改善:树木吸收污染物并释放氧气,从而改善城市地区的空气质量。

温度调节:树木和其他植被提供的阴凉有助于为建筑物降温,减少城市热岛效应。

减少二氧化碳:树木吸收二氧化碳,这有助于减少温室气体排放和应对气候变化。

生物多样性增强:垂直森林可以为各种动植物物种提供栖息地,增强城市生物多样性。

社会福利:改善心理健康,接触大自然已被证明对心理健康有积极影响,可以减轻压力,改善整体幸福感。

社区建设:垂直森林可以作为聚会场所和社区中心,将人们聚集在一个共享的绿地中。

美学吸引力:垂直森林创造的郁郁葱葱的绿色环境可以增强城市地区的视觉吸引力。


经济效益:

降低能源成本:树木和植被提供的阴凉有助于减少对空调的需求,从而降低建筑业主的能源成本。

减少噪音污染:垂直森林的茂密植被可以作为声屏障,减少附近道路和其他来源的噪音污染。

尽管垂直森林有很多好处,但在城市规划中实施垂直森林也存在一些挑战。


技术挑战:

结构设计:建造一个可以支撑植被重量的高大结构需要仔细的工程和设计。

维护:垂直森林需要持续维护,以确保树木和植物保持健康并继续茁壮成长。

灌溉系统:为垂直森林中的树木和植物供水可能是一个挑战,需要复杂的灌溉系统。

土壤质量:垂直森林中的土壤必须经过精心选择和维护,以确保其能够支持植物健康生长。

财务挑战:


3仿蘑菇结构建筑

蘑菇由3部分构成:菌盖、菌柄、菌丝。菌盖离地有一定高度,菌丝呈放射状向地下扩散,菌柄把两者连接起来。

- 应用场景: 儿童主题乐园、童话风格度假区、创意园区、生态体验区、蘑菇博物馆。

- 承载功能: 娱乐活动区、儿童游乐区、教育体验区、艺术展览区、餐饮和休憩区。

- 结构形式: 大蘑菇为中心支架,小蘑菇围绕大蘑菇布局;整体结构高度灵活,类似积木搭建。

- 建筑用材:架空钢结构+玻璃材料(钢结构为建筑提供稳定性和强度,而玻璃材料能够充分利用自然光,内部通透性极佳,且具有较好的保温隔热能力)、 轻质混凝土、复合材料、玻璃纤维、耐候木材。

- 内部材料: 木材、复合材料以及低VOC(挥发性有机化合物)涂料,以确保内部环境的健康和环保。

- 基础材料: 使用高强度混凝土和钢筋混凝土,以确保建筑的稳定性和安全性。

- 优势:

视觉吸引力强: 建筑外形独特,吸引家庭和儿童游客。

分散布局: 功能区独立而紧凑,提高空间利用率,同时创造多样的景观效果。

灵活性: 模块化建设,可以根据需求灵活调整和扩展。

生态友好: 采用环保材料和可持续设计理念,降低环境影响。

- 功能分区:

中心大蘑菇

底层: 入口大厅、接待区、游客服务中心。

中层: 展览区、教育体验区、互动区;可以通过楼梯或电梯到达各层。

顶层: 观景平台、餐厅和休闲区,提供全景视野。


- 计算机辅助设计(CAD): 用于详细的蘑菇形态和结构建模,确保设计精准和结构合理。


- 环保设计: 融入雨水收集系统、太阳能电池板、自然通风和采光设计,打造可持续建筑

- 材料和技术:使用现代钢结构和高性能玻璃,结合智能化系统和可持续发展的技术,进一步增强了建筑的创新性和功能性。

- 经济性:初期建设成本较高,但这种创新设计可以通过长期的能效和功能优势来降低运营成本,现代建筑材料的持久性和易维护性有助于延长建筑的使用寿命。


- 仿生蘑菇建筑通过其独特的视觉效果和功能布局,能够在特定场景中创造出独一无二的空间体验。其创新性和高度灵活性使其成为适合特定项目和应用场景的理想选择。这种设计不仅可以提供独特的文化和美学价值,还能促进生态友好和可持续发展的理念。


第3天:方案初步设计

7月17日我们对方案进行了完善,并对仿生建筑物周围环境进行设想和分析。首先我们对建筑功能进行决策,通过对建筑风格和适用环境的分析,最终决定功能主题为度假区。我们初步设想以一湖泊作为画面中心,并以形似龟壳的交通线路连接下图右侧的主要仿生蘑菇度假酒店和画面下侧圆顶蘑菇形公共厕所;而在画面左侧的入口处建立拱门,也运用仿生蘑菇来建立;在其余空地部位都采取种植草地,并在绕湖四周建立散落的度假亭。

仿生方面分析:

蘑菇的形态:蘑菇的形态通常由菌盖和菌柄组成,这种结构可以启发设计具有良好采光和通风的建筑外墙。例如,可以设计出类似菌盖的圆形或椭圆形屋顶,以最大化自然光照的摄入和雨水收集。利用蘑菇的结构特点:蘑菇的菌根结构向地下扩散,这种放射状的生长模式可以被用来设计建筑的基础和支撑系统。通过模仿这种结构,可以创建稳固的建筑基础,同时减少对土地的占用。

蘑菇的生态功能:蘑菇在自然界中扮演分解者的角色,能够分解有机物质。在建筑设计中,可以借鉴蘑菇的这种功能,使用可生物降解的材料,如菌丝体复合材料,这些材料可以在建筑生命周期结束后回归自然,减少环境污染。

蘑菇的生态共生策略:蘑菇与其生长环境之间存在密切的相互作用关系。在建筑设计中,可以通过模拟这种关系,设计出能够与周围环境和谐共存的建筑,例如通过绿色屋顶和墙体来提供生态栖息地,促进生物多样性。


具体设计方案:

设计阶段:设计一个圆顶形的建筑,顶部中央设置一个大型天窗,四周布置多个小窗户,以实现最佳的采光效果。

材料选择:使用竹子和再生木材作为主要建筑材料,内部隔热采用纤维素绝缘材料。

通风系统:在建筑的底部和顶部各设置一组通风口,利用热压效应实现自然通风。

能源系统:在建筑顶部安装太阳能光伏板,并在后院安装一个小型风力发电机,以满足建筑的电力需求。

水资源管理:安装雨水收集系统和灰水回收系统,确保水资源的有效利用。

智能化管理:安装智能控制系统,实时监控和调节室内环境,确保居住的舒适度和能源的高效利用。

建造出一个既美观又节能的蘑菇形建筑,充分体现仿生学原理和可持续发展的理念。


选用材料GRP:Glass Fiber Reinforced Plastics是一种复合材料,全称为玻璃纤维增强热固性塑料,也被称为玻璃钢。由两部分组成:增强体和基体。增强体主要是玻璃纤维,而基体则是树脂,起到连接和粘结的作用,通常占总体积的30%到40%。该材料具有优良的耐腐蚀性、质轻、强度高、可设计性能好等特点,因此被广泛应用于各种领域,如建筑装饰、管道制造等。

GRP因其轻质、高强、耐腐蚀等特性,常被用于制作各种装饰材料,如雕塑、天花板等;又因其优良的耐腐蚀性和轻质特性,广泛应用于给排水等领域;也用于制作生活污水处理设备、消防水罐储罐等。


第四天

7月18日今天,我们先对建筑的选址进行了讨论。

考虑到建筑为仿生蘑菇建筑,小组成员首先联想到的就是我国云南省。该省自然条件复杂多样,立体气候十分明显,生态环境及植被类型特别丰富,其中野生蘑菇种类尤其多样,是我国野生蘑菇资源最为丰富的省份,与仿生蘑菇建筑风格尤为契合。

其次,为了实现低碳、绿色、可持续的发展理念,我们预想在建筑周围的空地上建造一些风车来进行发电,这就对当地的风力资源有一定的要求。通过查询我国主要的风电场分布情况,发现云南沪西便是其中之一,且该省建有我国孔照普风电项目,总装机容量为48兆瓦,安装单机容量为2兆瓦的风力发电机组24台,估算风电场年平均上网电量约11537.4万千瓦•时,年等效满负荷运行小时数约为2302.4小时。这些成功案例说明云南沪西县有着充足的风力资源,满足项目的需求。

最后,了解当地的旅游业发展情况。我们发现云南沪西有着黄草洲国家湿地公园、阿庐古洞、城子古村、青龙山生态休闲农业庄园等旅游景区。其中,沪西阿庐古洞现为国家级风景名胜区、国家地质公园,美国纽约国际摄影家协会授予“美国纽约国际摄影家协会创作基地”称号。县境内大部分地区气候温和,光照充足,降雨适中,具有“冬无严寒、夏无酷暑”的高原季风气候,适宜开展旅游度假活动,符合建筑对选址的需求。

在这之后,我们对建筑及周边环境进行了大致的cad平面设计与3d建模。进一步完善了对与建筑物设计材料、功能技术、应用场景、周边环境的设想后,我们设计制作了明日中期答辩所需要的展板并理清思路,为答辩做好准备。


第五天:工作内容:展板展示、方案调整

7月19日今天,我们小组进行了展板的中期展示,根据老师的建议我们及时记录,总结得到以下问题:

1太阳能发电板和集水装置存在一定矛盾,需要提出兼并方案

2风力发电一般放置于山上,并且风力发电风车叶片大,可能影响酒店,可设置观赏性的风车,起到美观游玩作用

3所得到的建筑与相应的能源处理功能存在拼凑感

4仿生蘑菇方面只做到普通的形态仿生,也应找寻蘑菇深层次的仿生方面

5仿生蘑菇可以做成建筑群,与提出的形态更为融洽

下午,我们对这几个问题进行讨论,采纳老师提出的蘑菇建筑群,实现蘑菇分布模式的仿生;取缔风力发电,采用观赏性的风车;搜集方案合理结合太阳能发电板和集水装置,或单纯采用光伏发电,响应云南泸西县光伏发电扶贫项目;考虑找寻蘑菇深层次的仿生,考虑引用菌褶各异的形态,提取点线面,结合菌褶特质选择富有弹性的曲线形、螺旋形、网格形以及转化后的折线形,设计走道轮廓。此外,我们对模型进行大致的区域划分,探讨完善模型形态、思考其各段长度大小,并考虑结构搭建方式,为第二天的模型制作做好准备。


第六天:工作内容:方案进一步细化与模型的初步制作

7月20日

今天,我们主要进行了两个关键步骤的工作:方案进一步细化和模型的初步制作。

第一部分——方案细化:

为了确保中期答辩中提到的改进点能够得到全面落实,我们对整体方案进行了详细的计划和完善。具体而言,我们对蘑菇建筑群、观赏性风车、太阳能发电板、菌褶形态的仿生走道等结构及外形进行了详细设计。同时,我们通过昨日对大致区域划分以及建筑总体大小版本的基础上,进行了进一步的细化。具体步骤如下:

1. 设计确定:针对蘑菇建筑群、观赏性风车、太阳能发电板及仿生走道的外形和结构进行深度设计。

2. 平面布局:将各个功能区域的具体平面尺寸标示在一张A1大小的设计图纸上,细化了每个建筑的细节。

3. 材料规格设定:明确了每个建筑所需要的组成材料及大小规格(例如木条的长度与规格、纸张的大小等),以便接下来的模型搭建。

通过这些步骤,我们对整个方案进行了具体阐述,确保后续的模型制作有据可依。

第二部分——模型初步制作:

在方案明确后,我们开始进行核心模型的初步制作。我们首先选择了整个展板中最核心的蘑菇酒店进行了搭建。具体步骤如下:

1. 分工合作:根据方案分工裁出所需的木条,并将其粘合成蘑菇酒店的木框架。

2. 框架搭建:采用木框架和纸外壳结构,搭建起蘑菇酒店的大致框架,为后续的细节制作打下基础。

3. 其他模型制作:随后,我们又分别制作了观赏风车的纸制模型、酒店边小蘑菇建筑的纸质模型以及入口大门的木条纸片结合模型。

总体来说,今天我们对方案进行了深入的细化,并开始了模型的初步制作,为后续工作奠定了坚实的基础。


第七天:模型的进一步制作

7月21日

今天,我们继续深化了项目的推进,主要集中在模型的精细制作与方案的技术性调整上,以确保设计方案的可行性和模型的最终呈现效果。具体工作内容如下:

一、模型精细制作:

蘑菇酒店细节完善:我们针对昨天搭建的蘑菇酒店模型进行了细节上的优化。首先,对蘑菇帽部分进行了纸壳塑形,使其更加圆润且符合设计比例。接着,对蘑菇柄进行了加固处理,确保模型稳固不易倒塌。

观赏性风车模型精细化:风车模型方面,我们注重了叶片的流线型设计和旋转机制的模拟。通过调整纸片的折叠角度和粘贴方式,使风车叶片看起来更加自然流畅。

仿生走道与太阳能板模型:对于仿生走道,我们采用了可弯曲的纸板材料,模拟菌褶的形态,同时在其表面覆盖了一层环保涂料,增加其耐用性和观赏性。

二、方案技术性调整:

结构稳定性评估:考虑到模型展示时可能遇到的各种情况,我们特别对各个模型的结构稳定性进行了评估。针对可能存在的薄弱环节,我们进行了加固处理,确保模型在运输和展示过程中能够保持完整。

材料替代与优化:在模型制作过程中,我们发现部分原定材料存在获取难度或成本过高的问题。因此,我们进行了材料替代方案的探讨,并成功找到了一些性价比更高、更易获取的替代材料,如使用环保纸板代替部分木质材料,既降低了成本又符合绿色设计理念。

展示效果提升:为了提升模型的展示效果,我们还对模型的摆放位置、灯光布置以及背景设计进行了初步规划。计划通过合理的布局和灯光效果,突出模型的特点和亮点,吸引观众的注意力。

明天我们将继续完善模型细节,并着手准备展示所需的其他材料和设备。


第八天:工作内容:模型细化和模型上色

7月22日

今天,先是在展板上规划建筑物的具体位置和交通路线,并注意考虑到访客流线和景观的连贯性。通过详细的布局设计,确保每个建筑和道路的位置与整体环境和谐统一。

再是对蘑菇建筑进行了精细的上色工作,以突出其独特的仿生形态和设计风格。通过深入理解蘑菇的生物特征和色彩变化,精心选择并涂抹合适的颜色和纹理,使建筑在展板上栩栩如生。

然后,对展板各区域进行精细的色彩渲染,以营造出丰富的视觉层次和空间感。从建筑物的周围环境到远处的背景,逐步施加合适的色彩,使整体画面具有深度。

在这之后,进一步完善建筑的细节设计,包括结构的精细化处理和装饰的艺术性提升。通过加强建筑物的比例、线条和质感,提高其视觉吸引力和实用性,以及增强整体仿生度假区的建筑美学价值。

此外,制作蘑菇建筑周围的环境景观,注重自然与人工结合的艺术表达。通过精心安排植被、水景和地形特征,营造出与蘑菇建筑相融合的生态系统,使仿生度假区呈现出和谐、宜人的生活和旅游环境。


第九天 工作内容:完成设计和模型优化

7月23日

今天,我们将已经上色完成的建筑物放置在了展板特定的位置上,完成了初步的展示模型。这个模型展示了一种全新的、充满创意的仿生蘑菇的建筑理念,结合了团队成员前期的心血和努力。

在形成初步展示模型后,我们立即对其进行了全面的评估,将其与我们的预期效果进行了详细的对比分析。尽管整体效果较为满意,但仍有一些细节需要进行进一步调整和优化:

1.细节装饰:为了增加模型的生动性和真实感,我们在细节处加入了一些小的装饰模型。

2.色彩调整:根据初步评估发现的一些问题,我们对色彩部分进行了稍微的调整,确保颜色更加和谐统一。

3.功能调整:我们对一些功能部分做了微小的修改。保证我们的仿生蘑菇建筑的功能的具体实现。

通过上述一系列的优化和调整,我们最终完成了整体展示模型,将其推向了更高的质量标准。

在完成展示模型之后,为了能更好地展示我们的创意和设计理念,我们制作了一份详细的PPT。PPT中体现了整体工作进程、仿生蘑菇建筑的各方面详细介绍以及各小组成员的分工合作情况。

制作PPT的过程中,我们力求每一页都能准确体现我们的设计理念和创意价值,同时兼顾视觉效果和信息传递的清晰度。这样,我们将能够在展示过程中更好地向观众传达我们的设计思想,赢得他们的共鸣和支持。