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​香港置地 x 大界智造 | 数模驱动的上海“西岸漩心”

来源:大界机器人发布时间:2023-06-15


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建筑效果图 ©Devisual


根据“上海2035”的城市总体规划,承载全球城市核心功能的徐汇滨江西岸金融城高品质中央活动区正在紧锣密鼓地展开建设。


西岸金融城由香港置地开发,“西岸漩心 ORBIT”正位于该地块的核心地带,由英国明星建筑事务所Heatherwick Studio设计,大界智造团队为本项目提供飘带造形GRC (Glassfiber Reinforced Concrete) 幕墙设计咨询及BIM (Building Information Model) 服务,通过三维数据驱动复杂幕墙的工业化生产,以跨专业的整合能力与数字化技术,赋能建筑更高品质、更绿色环保地落地。


西岸漩心 ORBIT

数模驱动的建筑幕墙咨询

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参数化提取曲面板块定位信息和板块数量


©大界智造
“西岸漩心”高21.4米,地上建筑面积4500平方米。GRC幕墙分为层间飘带(4圈)、屋面飘带(外圈、内圈)共6圈飘带,面层材料为GRC,每层飘带由外圈至内圈、由下到上以同心圆收缩。每个层间呈两组对称,每组由7个叠级造形组成,飘带由建筑最高点至花池再往地面均匀延展。造形自由灵动、模具脱模受限,无法批量生产。
大界智造介入后,对GRC的产品制作工艺进行了大量分析,提出几何造形聚类优化解决方案,利用数模驱动建筑幕墙的设计优化及生产,使模具利用率增加600%+,成本节约50%+,经济效益显著提升。


  • 表皮有理化

大界智造通过与Heatherwick Studio的协作,对“西岸漩心”的非线性复杂幕墙进行几何找形优化和数字建造。将形如飘带的GRC板块有理分布,通过理性的数理逻辑建构,最大程度实现幕墙表皮建造的标准化和模块化,发挥工业化高效生产的优势特点,提高模具的使用率。

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©大界智造


在优化的过程中,原方案幕墙造形的基准曲线是不规则的三维空间曲线,大界智造基于弧线(Arc)在几何形中可以镜像的特性,以弧线来拟合原曲线,通过演算法,在弧度、弧长、拟合度等因素中找到最优解,在效果与成本中找到平衡。
幕墙造形母线参数化优化 ©大界智造
大界智造对幕墙造形重新按照居中错缝的效果分缝排列,按2.5~3米设计单元板块长度,8毫米缝宽进行均匀阵列,把原本不均的飘带空间轮廓线优化,进行均匀排布。使飘带的造形效果更好地保留建筑师的设计意图


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圆弧拟合自由曲线 ©大界智造

  • 模具聚类化


大界智造团队使用参数化设计工具对每一块面板、龙骨、节点、构件的空间角度和形体分解进行控制和模拟,对每块造形面板设定参数归类。


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通过截面归类及轮廓线拟合圆弧达到模具最大的使用率
©大界智造


每1/4飘带按平面投影半径划为3段,每段进行同类型曲面拟合。在保证造形整体效果的前提下对局部位置进行微调,满足模具生产制造的需要。

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 模具聚类化 ©大界智造
在误差允许的范围内,将构件优化为尽可能少的种类,最终使得模具使用率提高600%以上,模具面积由原来的约2000平方米减少到约300平方米。


  • 构造系统设计

建筑幕墙与主体结构之间的间距变化较大,构造关系复杂,无法以传统的二维图纸来表述。大界智造基于对结构规范与GRC材料工艺的掌握,在BIM模型中通过参数化程序设计了钢结构龙骨系统

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钢结构龙骨系统设计 ©大界智造

经过对构造节点和构件布置的反复推敲与结构验算,最终实现了满足造形、方便施工、安全可靠的龙骨-GRC面板挂接体系。该体系不仅方便安装,龙骨成本也降低至少50%。

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GRC构造方案计算分析 ©大界智造


  • BIM碰撞检查

在复杂造形项目的建造过程中,传统的图纸设计并不能将空间的问题全部暴露,大界智造在该项目中将二维不能完整表达的细节均在BIM模型中细致呈现。

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识别碰撞点 ©大界智造
团队将构造节点进行仿真计算,通过软件协同识别碰撞点,进行二次优化;通过参数化程序设计,验证表皮与结构距离是否满足构造要求,以及安装时所需的空间。为项目落地预先检验,降低了现场安装的未知风险。

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碰撞位置检测 ©大界智造



龙骨空间碰撞检查(左)碰撞位置输出(右) 

©大界智造

  • 辅助现场施工

在施工端,大界延续着对项目的严谨态度与品质追求,以专业经验辅助工厂生产与现场施工,实现设计效果的同时,检验系统设计的合理性与可行性。

工厂引导:原材料配比、制模、喷射、脱模、切割、打磨、清洗、喷漆、包装等生产过程全程跟踪;评审工艺条件、操作方法、产品保护等影响GRC造形与强度的关键要素,提供合理建议。

工地巡检:从埋件、龙骨、面板,由内到外、由下到上围绕GRC系统拍摄现场切片,与设计模型的“每一”进行比对,捕捉细节、及时纠偏,提供解决方案。


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△近期大界团队工地巡检实景 ©大界智造




ESG评价下的


地产项目建设


香港置地在本项目投资开发中综合考虑ESG评价体系,强调环境友好和绿色环保,注重企业承担的社会责任,以及企业与项目治理的高效廉洁。大界智造也在此过程中积累着ESG实践经验

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大界智造ESG体系(点击图片看详细内容)


  • Environment


节能减排/平衡效果与成本


非标复杂幕墙项目常常因为模具的重复率低,导致大量的成本与材料花费,也意味着碳排放的增加。在本项目原方案中,飘带造形的开模面积达到了表皮面积的一半。而大界智造通过算法提升模具使用率,一方面平衡效果、优化成本,另一方面也极大地减少了碳排放,达到节能减排目的。

  • Social

数据社群/协同多专业BIM


在大界看来,通过BIM平台数据打通行业上下游,联动地产项目建设的前后端,这既是数据驱动生产,也是建筑行业以数据作为多专业社群纽带的一种表现。西岸漩心由国内外多个专业、顾问团队参与设计,大界智造以BIM模型为基础进行结构、幕墙、机电、景观专业协调:一方面增加了设计数据连贯性和利用率,另一方面也大大提高了多专业协作的效率。


△大界的多专业协同能力 ©大界智造

  • Governance

采购治理/链接设计与建造


在复杂幕墙项目中,自由形态的表皮往往经过采购供应链的二次拆解,而难以保障加工产品与原始效果的匹配。本项目大界智造在顾问阶段,从材料、构造、工艺等多个维度考虑,幕墙GRC造形曲线模型优化为可提供生产的BIM模型
采购前期的可行性验证、生产阶段的设备数据对接、施工阶段的数字化管理,大界衔接设计与建造,最大程度发挥BIM模型的效益,为业主的采购治理工作提供进度控制、质量控制、精度控制,达到降本增效、风险管理的目标。
基于RoBIM的矩阵式生产网络 ©大界智造


智能建造,低碳未来


规划效果图 ©香港置地

上海西岸金融城“西岸漩心”在设计数字端通过大量仿真,提早预判问题,找出最优解决方案,以极少的资源投入,换取时间、人力与资源成本的大幅降低;建造过程中减少人为错误,有效降低材料与人力方面的成本;在地产与建筑业的工业化转型中,减少资源的浪费与对环境的破坏,实现更好的可持续性。


数字化技术和智能建造方式可以显著提高建筑建造的效率大界智造以此为理念,从设计、生产到施工,为业主提供低碳智能建造解决方案,同时协助业主将环保理念贯彻始终,为绿色低碳的未来而不断努力


项目信息

项目名称:上海西岸金融城“西岸漩心”

项目地点:上海市徐汇滨江

项目业主:上海怡滨置业有限公司

建筑师:Heatherwick Studio

智能建造:上海大界机器人科技有限公司

智能建造团队:赖冠廷, 梁喆, 王先峰,兰军,王钰淇,徐子杰,周兴,徐通阳,于子惠

文字编辑:梁喆、王先峰、孙佳爽、陈静



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