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过度使用材料以及提高设计和施工效率是建筑环境面临的两大长期挑战。数字制造是一套不断发展的技术和实践,为减少资源消耗、实现材料和几何形状的复杂性以及改进施工流程提供了强有力的方法。在奥雅纳,我们利用数字制造提高效率、实现可持续发展目标、增强创造力并改善现场安全,从而改变传统流程并提供新的设计可能性。
传统的设计方法给当今的建筑环境带来了困难,尤其是在资源消耗方面。利用数字制造技术进行设计,可以帮助我们应对这些挑战,优化材料使用,突破复杂设计的界限。
通过模块化预制甚至机器人设计,我们可以更精确地使用材料。首先,为数字制造进行设计,可以让我们利用在部件生产和混凝土结构中使用模具的潜力,从而消除浪费。这种设计方法还能创造出更易于加工、组装效率更高的造型。此外,通过创造性地利用混凝土和玻璃等已经使用过的资源作为潜在的可再利用材料,为数字制造设计提供了进一步提高材料使用效率的机会。利用新技术的优势,我们可以对回收材料的强度、可用性和性能进行精确和自信的分析。
在科威特国际机场的案例中,利用数字制造技术进行设计解决了客户面临的众多挑战。例如,通过设计制造专用的混凝土屋顶 "盒",我们能够将已经非常高效的混凝土外壳结构的材料用量减半。随后,一家制造商利用计算机数控(CNC)适应性模具生产了 7 万个这样的盒式结构。这不仅提高了效率,而且将屋顶的重量减半还启动了一个良性循环,减少了柱子和地基所需的材料。通过几何形状实现强度的概念可广泛应用于天花板设计,但也可适用于各种类型。
为数字制造而设计可以提高材料使用效率,降低制造和施工成本,减少碳排放。然而,通过这种方式进行设计,我们还可以在工程设计中使用未经测试的材料,从而突破几何复杂性的界限。
设计可以与 3D 打印等数字制造方法相结合,以简化生产流程,让设计师能够探索更大的形式自由度,并缩短交付时间。在 MX3D 大桥的案例中,通过针对三维打印钢材的特定材料和机械性能磨练设计流程,我们能够确保这一创新设计在公共服务领域得到验证。
在纽约小岛码头的设计中,我们对结构的几何形状进行了合理化处理,以便在施工中使用预制混凝土盆。这既保证了方案的美观复杂性,又保证了这些部件的运输经济性和现场组装的便捷性。三维打印设计还可以更进一步,实现房屋的三维打印。这种技术使我们能够处理更复杂的几何形状和材料,同时还能在时间、成本和碳排放方面实现必要的效率。
数字制造的灵活性和精确性意味着我们可以设计出更快、更能应对不断变化的目标或条件的施工流程。新材料设计和使用方式的创新使我们能够按时完成复杂的项目。
在我们完成高迪的圣家堂(La Sagrada Familia)项目中,为数字制造进行设计一直是我们工作的核心部分。在这个雄心勃勃的项目中,通过计算机数控(CNC)切割石材和在石材内部数控精密钻孔,设计出了后张预制石材板,减轻了重量,并与教堂现有的地基相匹配。
这种对新材料的精确使用有助于在很高的高度上安装这些面板。这些板块的轻质特性也使其能够更快地吊装到位,最大限度地减少了对周边地区企业和社区的影响。
在圣家堂建筑中应用的定制精密建筑概念也可用于改造(延长现有资产的使用寿命)和基础设施维修。在这种情况下,数字制造将能够单独更换现有雨水收集器或隧道竖井所需的元件。