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1、如何利用BIM得到建筑表皮設計的綜合解決方案表皮建成效果表皮設計的難題290 Mulberry Street這個項目坐落在紐約NoLIta（小意大利北部）西北邊緣，北面是Huston 大街，西面是Mulberry大街上的歷史建筑Puck Building。| 1 圖1-290 Mulberry Street總平面圖包括屋頂設備層在內這座建筑高13層，首層和地下室是商業空間，樓上有9個住宅。它的標準層平面有2000平方英尺。考慮到這個區域的房地產價格，290 Mulberry Street表皮厚度的優化對于平衡表皮設計增加的價值和可售面積的價值至關重要。城市區劃要求該建筑朝向Huston和Mul2、berry兩條街的兩面采用“石造建筑”外墻，這是為了與Puck Building這個紐約最著名的石造建筑之一相呼應，整體協調。| 2 圖2Puck Building的一角，以施工中的 290 Mulberry 作為前景結果是，這個建筑的周邊環境直接定義了這個建筑表皮，它是建筑師對于周圍街區和建筑規范的直接回應。SHoP的設計概念的關注點在于：對當地法律法規的詮釋以及對石造建筑（Puck Building）的當代回應，在應對石造建筑和細節方面避免了混雜的處理手法。將難題變成新的可能性290 Mulberry Street的設計是由多個關鍵點驅動的：室內面積最大化，使建筑在規范允許的投影限制內，以3、及使整體立面的厚度最小化。當這些要求與材料的性質和制造的限制相結合時，這些要求就決定了一種對磚墻細節進行現代再詮釋的辦法。建筑技術的提高使得比以往都薄的墻體構造成為可能，較大的面積需求和有限的建筑面積造成的經濟壓力推動了這一趨勢。傳統石造建筑的立面厚度能夠滿足多層次的裝飾需求，但現在技術上不需要那么厚的墻，經濟上又不能讓墻占用建筑紅線內的可售面積，于是SHoP尋找建筑紅線外的可用空間來創造現代的裝飾。紐約市建筑規范允許建筑每100平方英尺（約9.3 m2）的面積內可以有10平方英尺（約0.9 m2）投影在建筑紅線外，挑出長度最多10英寸（25.4 cm）。這個規定適用于突出的裝飾物，比如外圓角4、檐板。SHoP提出了表皮的一種“波紋”設計方案磚塊在整個立面上突出堆疊（不是單調地突出，而是像一個外圓角那樣）這與建筑規范設想的環境并不是很融合。“波紋”的“峽谷”處在建筑紅線上，所以盡管只有0.75英寸（約1.9 cm），但幾乎整個立面都超出了建筑紅線。為解決這一問題，SHoP利用分析軟件計算出超出建筑紅線的平均值，確保其可以滿足建筑規范的要求。| 3圖3表現建筑表皮規則分析的圖紙要使表皮上每塊磚都以精確的數值突出于表面，是難以通過泥瓦匠手砌來實現的。這些磚在工廠被預先制成定制面板。| 4圖4在運往施工現場前，單獨的預制磚面板單元面板化的施工除了增加了設計靈活性外，由于工廠生產的面板可以在5、建筑結構建造的時候制造，然后送到工地通過吊車迅速安裝，從而有不在基地施工的時間優勢。面板化的施工往往能更好地控制質量。這使得建造建筑表皮的時間最小化，這更有利于早日開始室內和飾面工作。建筑師通過使用數字建造技術以最少的成本獲得了最大的效益和額外面積。290 Mulberry Street的表皮臨街面有非凡的質感，而內部是簡單的混凝土框架核心。實墻上窗戶的比例幾乎和舊式公寓大樓（周邊街區的主要建筑形式）是一樣的，整個建筑表皮清晰地表現了一系列錯列的、孔洞式的窗戶。表皮的“包裝紙”概念以及磚的充滿活力的應用給建筑一種整體一致感，開窗和單元面板的形式創造了一種動感的視覺印象，從而使這個表皮更具現代性6、。| 5圖5從Mulberry Street向北看的效果圖，表現建筑的磚表皮和混凝土內核設計在兩個不同的尺度同時發展。在小尺度上，獨立的磚突出它周圍的磚的長度不能超過0.75英寸（約1.9 cm）。同時，在較大尺度上，確保面板的布置與柱網、層高和開窗相協調同樣重要。在使用不同的實體和數字設計模型的基礎上，SHoP通過從細節到整體磚的布置過程以及從整體到細節的表皮設計過程將整個設計深化。| 68圖6磚立面的一順一丁砌（磚）法圖圖7表皮電腦模型，表現窗戶位置、面板設計與建筑結構的協調圖8通過面板控制每塊磚布置的參數化模型建筑師將建筑表皮理解為一種分層的過程而不是理解為一種獨立、先入為主的形式，他們7、在知道建筑的確定形態之前就開始了表皮的參數化數字建模。參數化模型特別有助于在給定參數限制而不是固定形態的條件下，進行可能的構件與制造技術的探索。如此一來，在得知所有參數都已被考慮并且沒有被抑制可能性的條件下，限制條件可以明確，設計過程可以得到發展。反饋循環與測試在290 Mulberry Street項目發展各階段，各種軟件構建的反饋循環測試確定了技術與審美方面的參數的設定。建筑師以開放平臺、多設備的方式為設計的每個部分使用了最好的工具。分開的數字建模在質量控制中起到了關鍵作用，每一個模型都可被用來復查項目的數據和形態。| 9 圖9-290 Mulberry Street反饋設計程序圖，表現了8、每個尺度的操作是如何互相促進的這些軟件使得設計者可以快速建立簡單的規則進行測試并及時更改。這個平臺既清晰又精確，而且足夠開放，可以支持一個不斷變化的方案。這個項目是SHoP事務所第一個測試并使用建筑信息模型（BIM）平臺的項目。BIM是一種軟件技術，它建立的數字模型包含了構件數量與性質等相關的信息，并且能夠自動將任一模型視圖內的變化與模型的其他部分相關聯。Revit是一種可以將各個部分信息進行參數化協調的BIM軟件。SHoP使用Revit軟件，根據其他各種軟件產生的面板數據制作相關圖紙和文件。對話磚面板的材料和制造對于建筑表皮設計的影響是整體性的，它們從一開始就是主導因素。因此，SHoP盡可能9、早地引進了制造商和建造表皮的承包人來進行制造技術的研究，并且取得了面板內和面板間所需的施工容差。表皮面板制造的關鍵在于制作每塊面板時水泥襯里被澆鑄時用來支撐磚塊的襯板。這個襯板是一種可伸展的橡膠，是與制造商Saramac合作、按照SHoP的設計制成的。| 1014 圖10CNC （計算機數字控制）制造的主要的正片，以此制造橡膠襯板圖11澆注用來制作每個表皮單元面板的橡膠襯板圖12一個橡膠襯板單元，將每塊磚安放到位來制造面板圖13將磚放置在橡膠襯板中：磚的背面被固定，與水泥層形成機械連接圖14一塊正在制作的由模板固定的面板，磚在襯板中，上面是加固鋼筋，還沒有澆注水泥由于制造原料的高成本，SHoP10、做了圍護系統中每個面板都由同樣的最小的正片產生的設計。| 15 圖15圖示表示出由同一個正片產生的各種類型的面板：由于正片制造很昂貴，設計的一個主要目標是用一個正片制造出所有需要的面板類型最大限度地使用這種單元片改變了建筑表皮每個細節的決定方式，包括面板到面板、窗戶單元到面板、磚到混凝土以及面板到鋼結構的細節。關于建造過程的精確測試及研究開發主要集中于襯板上。每塊磚的位置、它與周圍磚的關系以及灰漿接縫的形式都通過這一元件進行控制，所以說襯板的精確制造至關重要。價值與經濟在290 Mulberry Street的設計發展過程中，一種簡單形式的獨創邏輯逐步形成。建筑設計通過加入價值參數實現了很強的經濟性。這個項目不只是將數字技術作為一種工具應用，而且體現了建筑師對于電腦軟件的綜合使用，這使兼具技術性和美觀性的設計成為可能，并產生了既經濟又美觀的作品。一個建筑的表皮、結構及其輔助設施在基地上的整合經常是建筑建造過程中最復雜的部分，也是在建筑周期中最可能失敗的地方。這個項目以及其他項目中BIM真正的優勢在于將設計與施工團隊在設計初期階段就結合在一起。將建筑全周期各部分用數字技術虛擬地綜合起來，這使得問題在建造之前就得到解決，而不是等問題出現后再解決，同時可以最大限度地提高建筑的可能性并使其價值最大化。摘自建筑表皮設計要點指南購買鏈接：