建筑学院《面向冰雪建造的计算性设计与应用实践》入选全国文化和旅游装备技术提升优秀案例名单

(王晨/文)日前,文化和旅游部科技教育司公布了2021年全国文化和旅游装备技术提升优秀案例名单,39个案例获此殊荣。建筑学院“互动媒体设计与装备服务创新”文化和旅游部重点实验室申报的《面向冰雪建造的计算性设计与应用实践》成功入选。

针对冰雪建造,实验室研究人员对建造的技术手段进行了提升,先后分别解决了参数化建模、三维壳体形态力学找形设计、竖向荷载有限元应力分析、性能目标下模型尺寸优化求解、网格拓扑剖分、数控加工制造等一系列关键问题,将多领域技术内容融合在一起,完整地将材料、力学、形式及建造结合起来,建构起了从力学找形设计到数控建造的一体化技术流程。

在实操阶段,要想让一块块冰砖严丝合缝地搭在一起还保证不塌,首先就要从冰砖上下功夫。在计算机精准的计算下,机械臂沿着投影线精准地切割出六边形模具,再将灌满水的模具放在哈尔滨零下20多度的“天然大冰箱”里冻上10个小时,然后这些冰砖就可以用来搭建冰雪建筑。一块块冰砖按顺序砌筑在经过设计优化过的支撑模板上,达到整体受力的水平平衡和垂直平衡后,支撑模板便可拆除,不需要任何粘结剂,冰块在相互挤压的作用下形成一座优美、稳固的冰壳建筑。这是全国首次将力学找形与数控建造的一体化协同方法应用于冰雪建筑,体现了计算性设计理论在综合考虑建筑形态、结构与建造的需求,进一步挖掘不同地域气候与建筑材料潜力方面的创新驱动能力。