UFo用数学模型打造的建筑奇迹:凤凰中心
周瑛琦:凤凰二十周岁了,《筑梦天下》为此专门到北京做了两集特别节目,带观众走进一个无与伦比、精彩绝伦的、崭新不凡的北京地标建筑——凤凰中心。
凤凰中心静静依偎在朝阳公园的一角,日日迎接灿烂的朝阳,夜夜仰望迷人的星空。它的造型,独特而简洁。自从2015年正式投入使用以来,这座建筑的外延和内涵一直在不停拓展,它不仅日渐成为文化时尚圈策展人的宠儿,也为建筑工程界人士所关注,更向普通民众持续散发它的亲和,一如它内部的空间,蕴含无尽的可能。
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如此洋气又别致的建筑,猜猜是哪个著名建筑师设计的呢?
你一定把自己知道的几个著名外国建筑师都默数了一遍……
悄悄告诉你,凤凰中心可是实实在在的“中国创造”!
是以邵韦平为首的UFo工作室汇聚心血打造
没想到吧,先看一段小故事
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凤凰中心的方案创作工作室,以邵韦平为首的Un-Forbiddenoffice,简称为UFo。(小编:光听名字就不一般了。)
邵韦平和UFo工作室全力投入到凤凰中心的方案设计中。经过反复论证和思考,UFo团队首先明确了一点:凤凰中心的外形必须是一个圆润的建筑。
朝阳公园,北京四环以内最大的城市公园,拥有大批的绿地、植被和水体,自然环境优越。凤凰中心的造址,位于朝阳公园西南角,周边被不规则的道路所环绕。建筑师认为,如果设计外形方正的房子,会与地块形状产生冲突,也和周边优美的自然环境不相容。
设计怎样一座圆润的建筑,才能做到既与周边环境相融,又能传达凤凰文化呢?邵韦平团队经历了无数次的方案修改、推倒和重构。
经过无数个日夜的修改和完善,凤凰中心的设计方案终于浮出水面。最终,建筑师赋予了凤凰中心一个“莫比乌斯环”的外形。莫比乌斯环是1858年德国数学家莫比乌斯和约翰·李斯丁发现的数学模型,把纸带旋转后对接,假如在上面行走,将无限循环,走不到终点。(小编:数学和微积分不好的不会是好建筑师!)
邵韦平:这样一个概念,其实和我们阴阳平衡、不断循环往复,正反相互转换这样一个概念,还是很契合的。所以我们说这是一个很有中国文化的数学概念。
莫比乌斯环的“永动”和“拓扑”两大特性,和凤凰文化中的探索不息、创新开拓精神相吻合,而它独特的外形,和凤凰的台标也有着共通之处。
凤为阳,凰为阴,在由阴阳盘踞的凤凰所组成的凤凰台标中,所有的口都是开放的,这和莫比乌斯环无穷无尽的概念异曲同工。这个既带有现代数学之美、又内含传统东方意蕴的方案一出炉,就迅速引发了凤凰的共鸣!
莫比乌斯环就是把一条长条的纸给它这里反转180度贴上,所以如果一个小虫子在这走的话,它可以一直走一直走永无止尽的。但是很有意思就是莫比乌斯环当你从中间,这条虚线把它剪开的时候,然后呢,再从中间再剪开再剪开,会有一个很有趣的现象,你最后会从一个莫比乌斯环,得到两个,然后再是四个八个,而且每一个环独立,又跟其它的连接,一直这样子永无止境的下去,这让我们想起来中国《道德经》里面说的:道生一,一生二,二生三,三生万事万物,就像一个有生命力的种子一样,你放在土壤里面,它会不断的生长,不断的生长。
一个抽象的设计跳出图纸、变成现实的建筑,是一个极其艰难的过程,对于具有独特莫比乌斯环外形的凤凰中心来说,概念的实体化,堪称一场难度极高的建筑工程战役。
凤凰中心最大的工程难点之一,就是要让它自由灵动的曲面外壳变得精确可控。面对这匹容易脱缰的野马,用什么样的套索才能把它驯服?在一次偶然的讨论中,微积分这一数学概念如闪电般点亮了邵韦平的灵感。
微积分的核心,就是一个对象可以视作是无穷多个微小对象的集合。如果把莫比乌斯环的自由曲面连续分割为一个个小的平面板块,那曲面的建造将不再遥不可及,而变为可控的现实操作!
自由的魔环似乎触及到了秩序的曙光。然而新问题又来了,怎样才能实现每一块小鳞片的精准分割呢?为了解除这一难题, UFo团队不经意间掀起了一场数字革命。
在当时,制造复杂曲面属于前沿技术,一般用于航空、汽车等高精度工业领域。UFo团队经过大范围搜寻,选定了一套飞机公司所用的软件,经过全员培训后,开始用它进行建筑曲面建模。
通过最前沿的工业设计软件,建筑模型得以实现全面的数字化,所有的建筑单元都被数字运算精确管控,这意味着传统建筑行业依靠二维图纸打天下的局面被彻底颠覆,建筑师开始跨入三维模型时代,设计师信马由缰的灵感终于被科技的马鞍所具现。
在数字模型系统的精确控制下,凤凰中心的外壳被切分成了3083块鳞片,每一块都不一样,都是独一无二的。只要把它们按模型生产、拼装,莫比乌斯环外壳就能够从创想走进现实。建筑师松了一口气,但这回施工方傻了眼。(小编:3000多块……这可比拼图游戏难多了!)
杨希诚,资深幕墙工程师,凤凰中心的幕墙施工负责人。面对计算机算出来的3083块不一样的幕墙,4943多块玻璃,每块玻璃都独一无二,每套边框构件也同样独一无二,他坦言起初内心简直是崩溃的。
巨大的施工难度,导致幕墙进场后,只挂了两个单元板就没能往下施工,空荡荡的钢框悬挂在那里,没有玻璃。
最终结果是,幕墙相关人员集中培训了三个月,和设计师一同学习数字系统,设计、生产和施工全部玻璃和构件。
在完全数字化的革命下,幕墙工程取得了突破。但鳞片幕墙能够搭起莫比乌斯环的关键,在于钢结构的构筑。凤凰中心的钢结构工程团队,成功操刀过鸟巢等地标建筑的钢结构工程,但面对凤凰中心飘逸自由的钢结构,他们犯了难。
几乎没有一根直线的钢结构,如何精确控制?数字技术同样成为钢构团队的点金石。把每一根弯扭钢梁用计算机建模、计算、定位,微分成50厘米长的小段,然后一段一段的生产,最后焊接成钢架。
由凤凰中心掀起的数字革命,就这样势不可挡的席卷了从设计、结构到施工、材料的整个建筑业界链条。
王舒展(《建筑创作》杂志主编):凤凰中心这个房子我觉得是极大的刺激和提升了我们整个建筑工业的水平。
徐卫国(清华大学建筑学院建筑系主任):它最大的特点,就是把数字技术应用到了建筑设计上,用数字技术控制了建筑设计的各个环节。
插上数字革命的翅膀,圆融自由的莫比乌斯环,在现实中找到了秩序,中国本土设计师的智慧和现代高科技结合,终于让凤凰中心从翱翔天际的创想落地朝阳,让世界看到了一种崭新的中国设计。
崔恺(中国工程院院士,中国建筑设计研究院副院长):它整个从设计到实施的过程,体现了中国设计团队一种新的高度和新的一种实力。
Joseph Giovannini(美国著名设计师,建筑评论家):显而易见,凤凰中心是世界级的顶尖建筑,它在建筑界是名列前茅的,我很高兴看到凤凰中心不是由海外建筑师来设计,而是由中国本土的建筑师一手来打造。
潘公凯(中国美术家协会副主席,前中央美术学院院长):这个是应该充分肯定的一条道路,中国建筑师这么大的盘子,这条路我们一定要有很出色的建筑师在国际上打响。
梦想照进现实,凤凰中心从设计图纸变成了这座圆融温和的建筑,这不是魔法,在它的背后是道不完的突围、创新、挑战和涅盘的故事,个中甘苦,冷暖自知。中国建筑师深刻领悟了凤凰的文化和追求,赋予了它独特的外形和中华传统文化意蕴,更做出了精彩的内部设计和功能规划。
等等,是不是迫不及待想要走进这个精妙绝伦的建筑内部?!
好饭不怕晚,好饭不嫌慢
敬请期待凤凰卫视中文台本周六13:00首播,周日22:30重播,资讯台周日13:30首播
《筑梦天下》“凤凰中心特辑”下
先放一张传说中的梦之桥让你感受一下~
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