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迪拜不止有最高摩天楼,还有‘最强建造博物馆’

迪拜不止有最高摩天楼,还有‘最强建造博物馆’
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Courtesy of Killa Design

虽然高 78 米的未来博物馆(MOTF)远未触及迪拜著名天际线的顶端,那里拥有无与伦比的、世界最高的摩天塔楼,哈利法塔;但未来博物馆有着大胆的造型和被 14000 多米的阿拉伯书法照亮的醒目外墙,无疑成功地成为了该市最具标志性的建筑之一。该获奖项目由 Killa DesignBuro Happold 操刀,被很多人称为“世界上最美的建筑”,于 2022 年 2 月在迪拜金融区正式开放。项目建筑面积共计 3 万平方米,容纳了服务于创新意识形态、服务和产品的展览空间、剧院空间、实验室和研究中心。

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Courtesy of Museum of the Future LL

未来博物馆象征了阿拉伯的文化遗产和未来走向,由三个主要部分组成:绿丘、建筑和空腔。绿丘扎根于基地文脉,牵涉时间和历史,代表了土地;其还以不引人注目地方式将博物馆抬高到相邻地铁线的上方,继而营造了一个高架公园。同样,项目的圆环形结构象征着人类创新和突破现代工程和建筑极限的能力。而在另一方面,椭圆形的空腔表达的是“未知”,旨在激励那些当下面对人类还无法写就的未来的创造者。

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北侧长立面三维试图 / Killa Design

凭借其巨大的规模、引人注目的形式和极其复杂的设计,这座建筑和工程上的奇迹是有史以来最先进的结构之一。因此,该项目自然也就需要一系列突破性的技术手段来应对复杂的设计挑战,并将愿景变为现实。为更好地了解这些技术手段,我们与来自 Killa Design 的建筑师 Shaun Killa 和 Pippa Tucker 进行了交流。

未来博物馆项目是我设计过的最激动人心的项目之一,因为这是一座高度公共性的文化建筑,且形式独特,执行阶段所需的技术颇为复杂。 – Shaun Killa, Killa Design 联合创始人,未来博物馆项目主创建筑师

革命性设计背后的挑战

建筑师和工程师在项目中遇到的许多挑战都源于建筑斜交网格结构及其立面的复杂性的碰撞。为克服这些挑战,项目在设计过程中就需要将先进材料和 3D 建模软件、协同设计和参数化构造等方面的最新技术结合在一起。这些数字化工具对项目最终的成功是至关重要的,否则这一切都是不可能的。

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Courtesy of Museum of the Future LL

Shaun 和 Pippa 还和我们提及项目最难建造的特征之一,是建筑物的弧形外墙,其是由 1024 块玻璃钢和不锈钢板所组成的。外墙的雕刻面板还将模制的阿拉伯书法融入其独特的 3D 形状,之于整个项目而言,发挥着至关重要的作用。它们在白天充当窗户,并使自然光撒入无柱的建筑内部;而在夜间,它们则用 LED 灯照亮城市。这些窗户的深度为 1.3 米,足以让参观者站在其内部,继而成为一个永久性的展览空间。然而,项目的建筑团队必须克服多重的复杂挑战才能最终实现这一成果。

未来博物馆项目的一个主要挑战是将带有阿拉伯文字书法的窗户融入参数优化的圆环造型中,例如避免书法窗户穿过钢斜交网格的结构节点;所有的这些设计优化花费了我们一年多的时间。 – Shaun Killa, Killa Design联合创始人,未来博物馆项目主创建筑师

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Courtesy of Killa Design
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Courtesy of Archfeed

另一个与执行阶段相关的重大挑战还包括了“协调 1000 多个独特的结构节点及其基础的连接,以及避免结构节点与二级支撑的钢结构、项目装修和 MEP(机械、电气和管道)发生冲突。”

创新设计原则

为应对项目的这些复杂性,建筑师在建造技术和材料上采用了多种创新设计原则。例如,开发具有增长算法的参数化设计工具,“以数字化的方式优化主要的斜交网格结构、立面和玻璃元件的效率”。项目中所使用的软件包括与 Revit 联动的 Dynamo、与 Grasshopper 联动的 Rhino。同时,项目过程中所使用的 BIM 也至关重要,通过多学科协作创建了一个精确的数字模型;它还被用于所有图纸的制作,以及虚拟现实的冲突检测、挠度公差和现场实时构建序列的核对。

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Tekla Structures BIM软件. 图片来自Trimble

考虑到博物馆的非传统几何形状及其所包含的大量数据,项目还使用了由 Trimble 开发的结构性 BIM 软件,Tekla Structures。除了提供强大的 3D 建模功能外,该技术还被广泛地用于识别与 MEP、屋顶和外墙团队等之间的建造冲突。此外,该解决方案增强并简化了项目的设计细节,使工作流程更加顺畅,并在项目的设计、制造和协调阶段满足了复杂的界面要求。这一策略还使不同的参与者可以在短时间内精准地探索和开发建模及其细节深化的操作途径。总体而言,每种数字设计工具的创新使用都能带来最大程度的项目优化。

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Tekla Structures BIM软件. 图片来自Trimble
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Tekla Structures BIM软件. 图片来自Trimble

未来博物馆项目的计算机辅助设计在算法以及形式和结构系统优化上所需的设计脚本都是独一无二的。 – Killa Design

项目还特别采用了诸如航空软件和自动化机械臂等在内的高科技程序,以将覆盖建筑外部的书法面板拼凑在一起。首先,建筑师使用 3D 建模软件将所需的书法图案设置在建筑物的表面,确保未在窗户中心出现上述的 1000 个钢斜交网格节点。具体建造则涉及“CNC 机器人技术和尖端的成型和加工系统,其生产过程共涉及 16 个步骤。”同时,为了准确地将面板放置在建筑结构之中 - 并确保它们的动态运动没有任何变形 - 建筑师使用了多层激光定位系统;而该系统也被用于钢斜交网格的精准放置。

有利于社会福祉和可持续的技术

正如 Shaun Killa 所言,可持续性是设计的主要动机,这也通过先进的技术得到了解决:“我们的愿望是使用最高的创新技术使设计、制造及其运营资源尽可能地变得可持续。”这就涉及三维能源模型、低能耗和低用水工程解决方案、能源与水回收策略、被动式太阳能设计、空气质量过滤系统以及停车场建筑屋顶附近的太阳能农场的综合可再生能源的开发。总的来说,这些措施有助于减少 45%的用水量并节约 25%的总能源消耗。项目最终也成为 LEED 白金级认证的低碳建筑,旨在为阿联酋未来的所有建筑树立榜样。

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Courtesy of Killa Design

未来博物馆是一件建筑和工程上的杰作,在博物馆的意义实现上采取了开创性的设计和建造方式。毫无疑问,项目的成功有很大一部分在于最新技术的创新和使用;无论是从机器人技术到参数化设计,还是从 CNC 到航空软件。这一标志性的建筑地标突破了创新的极限,为通往充满希望的未来铺平了道路;在这个美好的未来之中,技术将成为建筑环境的一部分,继而利于创造力、福祉和可持续性的达成。

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引用: Montjoy, Valeria. "迪拜不止有最高摩天楼,还有‘最强建造博物馆’" [Overcoming Design Challenges with Technology: Museum of the Future in Dubai ] 22 6月 2022. ArchDaily. (Trans. Jiang Yao) Accesed . <https://www.archdaily.cn/cn/983498/di-bai-wei-lai-bo-wu-guan-ru-he-ke-fu-she-ji-dai-lai-de-ji-zhu-nan-guan>

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