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​投后企业动态:香港置地 x 大界智造 | 数模驱动的上海“西岸漩心”

PLUGANDPLAY 2024-06-07

The following article is from 大界智造 Author ROBOTICPLUS.AI


大界智造是璞跃中国(Plug and Play China)投后企业大界机器人专注于智能建造工程业务板块的子品牌,通过数字化技术驱动,以“复杂幕墙顾问+结构咨询+正向BIM+智能建造”的多重角色,为数百家地产商、国内外建筑设计机构和总包提供设计咨询与智能建造工程服务。


创始团队来自苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich),斯图加特大学(University of Stuttgart),同济大学的建筑学院、土木学院和智能建造实验室,专注于建筑工业化建造变革中工业软件、机器人技术以及材料工艺的创新应用。


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


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。


©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


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。


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。


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


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%。


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。


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。


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“每一帧”进行比对,捕捉细节、及时纠偏,提供解决方案。



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。


大界智造ESG体系


▎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、景观等专业协调: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,将幕墙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;在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



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