走出计算机 - 彭博社
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在克莱姆森大学建筑楼后面的庭院里，来自维吉尼亚·圣·弗拉泰洛设计工作室的学生们正在用数字设计的餐具为午餐提供香蕉福斯特、波伊三明治和穆菲莱塔。在期中评审之前，这是一个通过分析场地和当地美食材料特性来开发新奥尔良码头食品博物馆的项目的一部分，这种野餐典型地体现了圣·弗拉泰洛在南卡罗来纳州克莱姆森这个小大学城中带给学生的玩乐与挑战性设计场景的结合，距离夏洛特约140英里。正是这种实验精神激励了圣·弗拉泰洛的水墙，它是今年大都会赞助的下一代创意竞赛的获胜作品。但最大的挑战将是将数字图像从3-D建模程序Form•Z“从计算机中取出”，正如她所说，指的是构建原型的过程。
水墙是一个巧妙构思的建筑组件，它从屋顶收集雨水，并将其储存在墙内的橡胶“膀胱”中，以作为热质量。该墙旨在应对温差剧烈的炎热气候，通过防止阳光的热量在白天通过外墙辐射，从而降低空调成本和能耗。水——自然界中最好的热导体之一——将储存墙内的多余热量，并可以安装热传递系统，在夜间温度下降时将温暖的空气吹入室内。水还可以用于灌溉生长在墙面嵌入口袋中的植物。“使其有趣的地方在于，它在设计时兼顾了可持续性和实验性造型，”SCI-Arc研究生项目主任、下一代竞赛评审团成员杰弗里·伊纳巴说。“作为设计的一个更大方向，它是独特而重要的。”
“去年我们去了也门，那里的机械和电气系统使用得不多，”San Fratello说，引用了她对这个项目的灵感之一。“他们实际上利用建筑来通过墙壁移动水并进入建筑。我在思考内置系统的建筑与我们现在建造的薄层和在其上应用工程系统的建筑之间的区别。但是这些东西能否重新回到建筑中？”
这是San Fratello在过去一年中向她的材料与方法课程的学生提出的问题，要求他们选择一种包含工业副产品的材料，研究其属性和特性，然后提出一个创新的再利用方案。“在许多正在建设的建筑中，建筑师只是指定传统的施工组合并购买它们——并没有真正发明或设计它们，”她说。“我认为这与我们建造的便利性以及时间和预算的限制有关。但设计建筑组件是建筑师作为某种大师建筑师的悠久传统的一部分，而我们现在不再是。很多时候，我们只是规范者和购物者。”
与San Fratello合作Hydro Wall并帮助研究可能应用的学生Isaiah Dunlap，在秋季学期也提出了一个混凝土墙系统的提案，该系统将作为一个蓄水池收集雨水以供再利用。San Fratello最终在她的下一代提案中使用了他的模型，以展示墙壁的曲线如何用于聚集和捕捉水。“我在研究可以用水做的事情的清单，”Dunlap说，“例如植物系统的灌溉、加热和冷却建筑的方法，或用于管道设施——任何类型的灰水应用。”
水力墙系统整合了关键区域主义的概念——即当代建筑应与当地气候相兼容——以及使用计算机编程和数字建模来模拟自然过程的“生成”技术。San Fratello和她的丈夫Ronald Rael——同样是克莱姆森大学的教授和她的工作室伙伴——在1990年代末都曾在哥伦比亚大学学习，并受到包括Evan Douglis、Laurie Hawkinson和Sulan Kolatan在内的一组人的影响，他们正在开发生成建筑的概念（在某些前卫圈子中非常时尚）。
在他们的联合实践中，San Fratello和Rael最近开始在南卡罗来纳州安德森建设一个完全由钢框架和由植物构成的外墙组成的娱乐中心，并设计了一座未建成的位于德克萨斯州马尔法的房屋，水流通过其建筑组件。San Fratello说：“水在建筑中流动的想法是一个已经使用了数千年的想法，”她提到古老的形式，如没有独立管道系统的土耳其清真寺。“但我正在尝试弄清楚如何将其从计算机中提取出来，这就是那些古老想法与新技术开始结合的地方。我认为它会作为一种从数字文件中铣削出来的模板制作，然后将热塑料应用于其上，因此将使用高科技制造技术进行构建。”
与许多当今最具创新性的办公室一样，传统方法与新技术的冲突使得工程师的输入变得至关重要。在学生们的期中评审后的第二天，克莱姆森大学的机械工程研究生Brady Godbey在她的工作室与San Fratello会面，讨论各种塑料和复合材料的特性，以及不同的制造技术。根据Godbey的说法，聚丙烯——最便宜和最常见的塑料形式——的问题在于它在强烈的紫外线辐射下会降解并最终开裂，但更坚固的聚碳酸酯材料则更难成型，并且容易被划伤。这两种类型的塑料在形成植物容器时可能会很困难，因为尖锐的曲线会减少这些区域墙体的厚度，从而影响其强度。“塑料将限制你在设计上的创造力，”他说。“在你建造它、观察它并说，‘哦，天哪，这些裂缝是怎么回事？’之前，你无法知道会有怎样的应力。”他建议使用玻璃纤维，这种材料可以支撑尖锐的突出部分，但表面效果不如其他材料好。
San Fratello 正在开始将水力墙从数字模型转变为材料原型的过程，她最终选择的材料特性将对最终设计产生重大影响。例如，一些塑料仅以 4 英尺 x 8 英尺的板材制造，而理想情况下，她希望将其生产为 20 英尺 x 4 英尺的部分，可以像倾斜混凝土面板一样组装，每个间隔对应一个结构钢梁。但尽管在当前形式下实现该项目的难度很大，Inaba 仍然对渲染效果不完全满意。“看起来她可以以更奇特、更引人注目的方式推动形式创造的逻辑，”他说。“现在，这个东西所做的事情和它的形式之间有一种透明性。设计可以通过墙和气囊之间没有如此紧密的对应关系而得到真正的丰富。”
这将是一项艰巨的任务，但 San Fratello 有幸位于全国顶尖建筑学校之一的校园内，配备了各种快速原型工具——从 CNC 铣床和激光切割机到 3D 打印机——这将有助于推动过程向前发展。“考虑所有这些事情是好的，因为它确实影响形式，”San Fratello 在与工程师会谈结束时说。“我可以在电脑上做任何事情，但当你开始讨论如何将其实现时，这无疑是一个挑战。”
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