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梦幻建筑师用数据挑战最节能建筑

导读: 如果遇到被前面的观众挡住了视线?没关系,身为虚拟世界里的神,只要一挥手,其就能让体育场的设计改变。

  这一幕建筑师工作的场景酷似电影《钢铁侠3》的画面—无数激光设计蓝图定格于空中,电影主角小罗伯特·唐尼帅气地用各种姿势与手势,变换着机器人的设计方案。远在美国西雅图的NBBJ建筑师事务所办公室里,NBBJ全球合伙人乔纳森·沃德(Jonathon Ward)正在扮演着现实世界里的小罗伯特·唐尼。

  沃德使用一种名为草蜢(Grasshopper)的计算机辅助系统赋予虚拟世界真实的物理学定律,甚至连太阳的光芒与轻风的微抚亦在其计算中。沃德只需轻点鼠标,就能改变体育场任何一根梁柱的粗细、长短,甚至令其消失。沃德,这位一方世界的神,还能化身为虚拟体育场中的一名普通观众,考察其观赛视野是否足够完美。如果遇到被前面的观众挡住了视线?没关系,身为虚拟世界里的神,只要一挥手,其就能让体育场的设计改变。

  数据控

  一座尽可能多的保证良好观赛视野的体育场,意味着什么?答案是:能卖出更多的高价门票,并且提升观赛体验。这正是沃德对中国杭州奥体中心的设计良方。从观众视野入手通过人体工程学收集大数据在计算机模拟后,形成最利于观众视野的体育场内部结构,这种混凝土结构在体育场馆设计中被称为碗(Bowl),其承载着所有观众、座位、通道的运算。

  计算机也许无法模拟出每一次观众的活动,但大数定理在人群中永远有效。草蜢凭借从全球各处采集到的人类活动数据,在被导入计算机模型后,通过分析观众进出场习惯、人群聚集习惯,沃德不断修正碗的造型。

  当然,在传统体育场的设计之中,碗的内部设计与构成体育场外部钢结构设计并无太大关联,正是这一点造成外部钢材的极大浪费。计算机辅助设计成为建筑师们为业主节省资源的利器。“当业主方问我们,‘你们能为这座体育场带来什么特别之处’,我们就想到节约大量钢材是个很好的方案。”沃德表示。

  中国杭州奥体中心与北京鸟巢体育场体量相当,同样拥有八万个座位,但用钢量仅为鸟巢三分之一。鸟巢总计花费11万吨钢材,而杭州奥体中心在NBBJ计算机设计规划下,省下超过7万吨优质钢材,足以装满1240个火车车皮。这是一个未来的建筑世界,却早已诞生于实际建筑设计之中,乔纳森说:“在这个世界,一切都由数据驱动。”

  建筑设计业早就不是埋头图纸堆的工作,真正的顶尖建筑高手用电脑设计虚拟的真实世界。

  草蜢系统是BIM(建筑信息模型)系统软件犀牛的一种插件,其中含有大量事先编制的运算器,能够自动根据输入参数生成形体。数以万计的二维构件图纸进入这个系统,互相勾连形成模型。

  任何改变都会自动生成整个建筑结构的改变,新建筑方案会自动生成。但真正做到这一点并不容易。

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