Bartlett RC5&6 | 继“花椰菜建筑”之后的“碎片布鲁斯” | 自由微信

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Bartlett RC5&6 | 继“花椰菜建筑”之后的“碎片布鲁斯”

LAC STUDIO 2020-01-24

The following article comes from UNbuilt Author 曾嘉诚

文中素材已得到原作者授权，如需转载请联系我们

转载改编自公众号：UNbilt | 作者／曾嘉诚

整理&编辑／廖一天

文字&图片来源：曾嘉诚、陈力、温睿、张淑文

| 前言 |

巴特莱特建筑学院AD项目的RC5&6专注研究材料的多样性，研究建筑材料并且挖其本质找到突破其本身用于建筑的方法进而找到新颖的材料用于建筑的潜能。在导师提供的选择范围内我们组选择了纤维进行研究。

团队成员：曾嘉诚、陈力、温睿、张淑文

指导导师：Guan Lee、Daniel Widrig、Igor pantic

| 简介 |

本项目以聚丙烯绳为研究对象，通过一系列喷融实验，证明该材料在滨水设计和更新应用中的可能性。介绍了多层编织技术和噪声控制喷雾熔凝技术。多层编织技术可以将多股丝绳纺成基本组件，使多股钢丝绳在喷涂后足够坚硬，达到承载性能。喷融技术通过限制松绳缠绕位置的具体形式，在不同的温度和时间喷融实现其有限的自由成长为蓝色珊瑚结构。这两种技术的结合，加强了承重结构与附属装饰材料之间的连接。塑料纤维的防水性能也突破了传统建筑材料的腐蚀特性，可应用于水溶性建筑的施工。在设计工作的不同阶段，从小型构件到实际家具设计，最终实现了大型滨水建筑结构的设计，实现了其结构形式在不同时期的循环更新。

| 前期思考 |

基于研究的是纤维，上一届的本组研究的是自然纤维——椰子纤维，所以这一次我们想做出一些改变所以选择了人造纤维进行研究，我们最关键的思考在于：自然纤维和人造纤维的本质区别之一是,加热之后自然纤维诶的下一个状态时燃烧而人造纤维加热之后再燃烧之前还有另一个特殊的状态存在，那就是融化。基于这一特点，我们对很多种人造纤维进行融化测试，最终发现，聚丙烯塑料绳会在融化冷却之后变得格外坚固，并且会创造出特殊的珊瑚质感。

所以我们最终确定聚丙烯塑料绳为我们这一年的研究材料。

| 最初的想法 |

▲ NATURAL FIBER （自然纤维）/SYNTHETIC FIBER（人造纤维）

天然纤维更环保，材料成本更低，如剑麻纤维、椰子纤维或油棕榈纤维。由于这些优势，对天然纤维的研究吸引了更多的全球兴趣（Danso，2017年）。

他们拥有的这些材料特性可能有一些建筑材料的潜力（Steffens，2017年）。

合成绳在被机器熔化时，其强度足以形成结构，并在熔化过程中形成珊瑚纹理。由于其独特的材料性能，我们试图根据历史、理论和研究，采用数字化设计技术和计算机制造技术相结合的新设计方法。

尤其是合成绳在机械熔化时会发生化学反应，使结构更加稳定。控制熔化/加热钢丝绳的过程证明了有选择地硬化钢丝绳的能力，并达到了美学上非常令人满意的效果。

| 参考案例 |

▲ Meltdown Chair — TOM PRICE

http://www.outdoorzgallery.com/tom-price/

融化的椅子

熔化系列是由汤姆·普莱斯开发的一个实验过程的结果，该过程使用各种普通的塑料产品，创造了一个引人注目的各种雕塑座椅集合。汤姆·普莱斯从他在美术和设计方面的背景中汲取技术，将新的工艺概念应用于一种故意操纵和材料创造性的行为中。

PP蓝绳熔化椅是通过加热和将座椅形状的成型器压成一个聚丙烯绳球而制成的。当绳子与加热的前者接触时，它开始液化，当它冷却时，它以座位的形状固定，在形状和质地上与剩下的绳子形成对比。没有添加额外的材料来制作座椅-它都是由融化的绳子制成的。

▲Knotted Chair — MARCEL WANDERS, 1996

https://www.marcelwanders.com/work/knotted-chairlawless-chair/

打结的椅子

为了消除工艺和工业之间的区别，“打结椅”（1996年）结合了相互冲突的方面、方法和材料，以实现惊喜和创新。将手工制作的触觉设计与高科技工业工艺相结合，设计从围绕碳纤维芯的芳纶编织线开始，碳纤维芯在传统的Macram_技术中被操纵以形成椅子的形状。松弛的螺纹浸有环氧树脂，并悬挂在一个框架中以硬化，从而利用重力来完成其形状。

▲ 材料&建造工具 © 曾嘉诚、陈力、温睿、张淑文

发现聚丙烯尼龙绳在高温（约200°C）下会发生化学熔化和硬化。我们开始做一个实验，用这个性质的热枪，并使用板和铝管来帮助控制形状。

| 材料研究 |

▲ 强度测试 © 曾嘉诚、陈力、温睿、张淑文

▲ 结绳测试 © 曾嘉诚、陈力、温睿、张淑文

采用紧密缠绕和双向编织的方法，可以使丝网更加牢固。

我们采用不同种类的钢丝绳和编织方法做了更多的试验，并测试了不同的厚度和硬度。

▲ 材料测试结论 © 曾嘉诚、陈力、温睿、张淑文

从这些测试中，有两种类型的融化绳，一种是珊瑚质地，另一种是顶部质地，但它真的很结实。

| 建造方法 |

▲ 三种不同的工具 © 曾嘉诚、陈力、温睿、张淑文

我们花了两个星期才把这把椅子熔化。用喷枪熔化尼龙绳是最有效的方法吗？不确定，所以我们试图找到最有效的方法来处理不同工具的绳子。

我们用热风枪、窑炉和蓝色火焰筒来熔化绳子，发现窑炉比热风枪和蓝色火焰筒效率高，但是难以控制，所以还是使用了能控制情况下效率最高的工具——喷枪。

| 计算机建模 |

因为想把这把椅子落实成物理模型，我们简化了模型让他达到能在DDL之前完成的工作量。

| 网格研究 |

家具设计

我们使用一块700mmx1200mm的椴木板作为模具的底座，在板上不同的时间间隔填充10毫米（8毫米）的孔。填充铝管（30 cm和100 cm），单面缠绕用30 cm铝管，三向缠绕用100 cm铝管。

我们将椅子沿Z方向旋转45°，取每个平面并找到缠绕方法。垂直面完成后，用铁丝按顺序放在铝管上。第三次绕线后，最后做一个坐垫。

在小半年的研究中，我们一直在与绳子的融化收缩做抗争，也就是如何让设计更精确可控，然而我们还是失败了，在人为的使用喷枪熔化的情况下我们无法控制绳子的融化收缩量，所以在这个瓶颈处，我们有了一个全新的想法：如果我们不尝试直接控制绳子的融化伸缩量，而是建立骨架，外包聚丙烯塑料绳进行融化，这样我们只需要控制骨架的精确性就能控制整体设计的精确性。

| 组件设计 |

▲ The Thread Wrapping Machine by Anton Alvarez

https://www.dezeen.com/2012/10/30/the-thread-wrapping-machine-by-anton-alvarez/

线头缠绕机器

线头缠绕机是通过在数百米的线头上绑上组件，然后涂上胶水来制造物体。当机器旋转时，木头、钢或塑料等材料通过机器，由脚踏板控制。改变所用的线的颜色和类型会在最终物体周围产生不同的图案，到目前为止，这些物体包括椅子、凳子和长椅。

▲ 组件Y © 曾嘉诚、陈力、温睿、张淑文

▲ 三维组件框架 © 曾嘉诚、陈力、温睿、张淑文

▲ 同样形状—不同的质感 © 曾嘉诚、陈力、温睿、张淑文

| 三维建模 |

我们对这一阶段的三维模型进行了技术上的提高，运用RHINO(GH),HOUDINI,MAYA,ZBRUSH多种软件的合作让巨大运算量的模型得以运算优化并且物理模拟最大化相似。

▲ 墙 © 曾嘉诚、陈力、温睿、张淑文

▲ 小体块 © 曾嘉诚、陈力、温睿、张淑文

那么怎么把这个大东西做出来呢？

这是这个设计中最精髓的一步，对，你没有看错，就是这么一根玉米棒，灵感取自毛衣的编织，这种编织结构使结构体在融化之后外层形成坚硬的聚丙烯塑料而内部夹杂着聚丙烯纤维。好比纤维混泥土，在没有纤维的情况下混凝土时易脆易裂的，而夹杂了纤维的混泥土变得不仅抗压还抗拉。反观绳子，绳索在建筑中的应用，应该说在人类生活中的应用都是在利用它的抗拉性，而这种编织结构进行融化后的编织物，不仅抗拉并且抗压，是对于抗拉性和抗压性的重新思考，也是这个设计的核心。

最后我们设计了一个结构比较稳妥的墙体进行物理建造，渲染图会跟最终实体模型一起展示。

| 建造 |

节点制作过程

我们使用3D打印制作接头，并使用铣床在木管中心钻2厘米的孔，让打印的节点和木料相互匹配。

当连接接头时，我们用微型针（一种泥）覆盖塑料节点的暴露部分，以防止高温从热枪。

▲ 玉米棒制作 © 曾嘉诚、陈力、温睿、张淑文

▲ 拼装过程 © 曾嘉诚、陈力、温睿、张淑文

当接头准备好后，我们按照结构编织绳索，并用熔化的圆筒连接。下一步，我们用松绳绕关节，有助于提高稳定性，我们也可以增加一些洞来丰富形式。

▲ 45天

▲ 60天 © 曾嘉诚、陈力、温睿、张淑文

▲ 最终成果（半吨重，最终10个人花一天分两次从一公里外搬到展厅）

▲ 最终效果图 © 曾嘉诚、陈力、温睿、张淑文