本次优秀作品
我们为大家分享的是来自
张益萌、梁尹议、覃珺婕、李心语同学的
2022eVolo竞赛作品
《唤醒干涸土地的风滚草建筑》
<Tumbleweed architecture: Awakens dry lands, sowers in the desert>
👀
项目背景
核心概念的形成
▲最初的思维发散图
▲全球地表温度变化
植物对地球的重要性
植物是自然界中的第一生产者，即初级生产者。植物体内含有叶绿素，可以通过光合作用把太阳能转化为化学能，并以各种形式储存能量。植物在维持地球上物质循环的平衡中同样也起着不可替代的作用，为地球上其他生物提供了赖以生存的栖息和繁衍后代的场所。植物在调节气温和水土保持，以及在净化生物圈的大气和水质等方面均有极其重要的作用。治理土地荒漠化是保护植物的一种有效手段。
区位环境
我们项目的选址在乌兰布和沙漠。乌兰布和沙漠位于中国内蒙古，地处内蒙古自治区西部巴彦淖尔市和阿拉善盟境内。地质构造上是一个断陷盆地，是中国八大荒漠之一。该地属于中温带干旱气候，气候温差大，光热资源充足，风势强劲，全年风速可达4.1米每秒。南部多流沙，北部多半固定、固定沙丘。尽管乌兰布和沙漠浅层水资源较丰富，但由于人们的滥砍滥伐、过度放牧以及近年来全球气候变暖使得这片土地沙漠化越发严重。
解决策略
唤醒干涸土地的风滚草建筑
「 概念的选择 」
结合沙漠中现有的环境状况我们试图将建筑与生态发展理念相结合，通过发展自然界生物的生存智慧来解决环境问题。风滚草,英文名Tumbleweed。每到深秋季节，它们就干枯了，靠近地面的茎部也变得很脆，风一吹就很容易折断，断落的“圆球”就会在草原上随风滚动起来。“圆球”在滚动过程中，与地面不断发生碰撞，果实的种子也不断掉出几粒来，一棵风滚草就好比一架天然播种机，经过滚动，种子就散布在广阔的草原上。
因此在概念植入时我们选择了借助风滚草随风运动，在滚动与碰撞中播撒种子的自然形态通过仿生学的方式将其代入我们的建筑运行模式，使其能够在沙漠中转动行驶。
「 低能耗运转 」
「 中心稳定 」
我们了解到陕西省治沙研究所曾在乌兰布和沙漠地区进行过藻结皮技术的实验并成功将试验区沙漠治理成为绿地，该技术将人工培育出的藻类与沙砾结合，可以起到提高沙漠地表抵抗力，改善沙漠土壤养分促进生物多样化，维持沙漠土壤水分的作用。而我们的建筑可以为其提供科研，培育的场所，使这项技术更广泛的应用于治沙工作上，实现自动化，系统化生态圈。
▲沙漠绿化的变化图
「 动力装置 」
由于建筑要保持持续的播撒移动，我们决定利用当地自然资源，将风力发电作为建筑物的主要发电方式，充分利用季节性有害风，其次在磁极作用下，通过切割内轴和外轴的磁场线运动来发电。
「 空间结构 」
中间有一根将上下空间串联起来类似管道的空间，不仅可以作为上下交流的电梯出入，而且中轴外也是种子向外传输向外掉落的一个装置。外部放置一些环绕向上的结构，这些结构也能够使上下空间连接得到更加紧密，同时作为上下沟通的桥梁。在每一层的框架结构不仅有支撑的作用，同时也是传输电能和水源的通道。
「 种子传输装置 」
种子在建筑的种植平台上栽培，通过人工智技术和藻结皮技术，使得种子在沙漠中具有更高的存活率，并且加速土壤的转换以及荒漠生态系统的原生演替。栽培后的种子通过管道输送到中心轴的透明管道，并在重力的作用下下降。当种子落到连接点后，通过转换器的作用力和压力使种子输向管道。最后种子到达出口时，在高压泵口的作用下，种子向外弹出，随着球体表面的运动落在沙漠中。
「 稳定装置 」
为了使建筑内部在运动时达到稳定，我们选择使用三轴稳定系统。它可以让我们的设备知道它们的位置和去向以及当外部球体滚动的时候，由于转子的角动量，内轴有抗拒方向改变的趋向，使得建筑内部根据能量守恒的原理来保持稳定。
「 框架结构 」
「 膜结构 」
膜结构是用高强度柔性薄膜材料与支撑体系相结合形成的具有一定刚度的稳定曲面，能承受一定外荷载的空间结构形式。除此之外，膜本身具有良好的透光率，建筑空间白天可得到自然的漫射光，能节约大量照明能源。因此我们采用膜结构来承受并吸收沙漠中的高强度紫外线，防止沙尘暴，以及保护建筑物内植物的生长。并且膜结构十分轻盈，它形成的面则会给风一个反向的力，帮助推动建筑移动。
方案表现
这个方案本身比较像一个大型的装置，但我们主要想向大家展现的还是它更多的功能性，在环境方面我们也做了比较细致的刻画，来突出建筑主体。
主要效果图我们选择了一个偏俯视的视角，场景放置在沙漠中。因为在概念想法中，我们模拟风滚草的运动方式，但由于中间培育部分需要保持平衡的局限性，我们在效果图中也表现出内部不运动外部滚动的三轴稳定平衡原理。同时为表现种子如何运动，我们在外表皮的织物和喷出口处都做了细致的描写，种子吸附和种子飘落都能在效果图中展现出来。
由于大图无法表现出内部空间的运作过程，所以我们运用了两张小图来表达，第一张是内部的培育空间的特写，第二张则是种子向外传输通过管道的特写。
这次竞赛我们在最初出概念想法的时候都是比较顺利的，困难主要出现在后面的方案推进和建模阶段。这是我们团队第一次做建筑类竞赛，所以在方案推进的过程中我们组就遇见了很多困难，比如讨论整个建筑体运动的过程中，中间结构是运动还是不运动;中间结构的形态如何适应球体形状；功能如何放置在建筑体上等。在这些问题上面，杨老师和各位老师都能给予我们很大的帮助，每次在讲述分析时，老师还会手绘示意图帮助我们了解。从最开始只是简单的概念到每一个细的小结构点，老师都提供给我们很多新的思路和想法来完善这个建筑。
在建模阶段我们差不多做出十个版本的内部结构，然后都被我们一一否定得到最终的这个版本，有些建筑中运用的技术涉及别的专业领域我们也通过各种方法来解决我们的知识盲区。遇到一些建筑结构合理性的问题，就需要边找相关教程边学习建出实物。
总的来说，这是一次特别的经历，很感谢各位老师的指导和付出，让我们在提升自己的同时也提升了软件使用的能力，也很感谢在这个竞赛中付出的我们，但凡付出，皆有收获 。
▲最后附上IVEN老师给我们指导时手绘的图
在图纸和五花八门的表达手法背后，是什么支撑了设计本身？在设计过程中又有哪些难点，哪些地方需要格外注意？你在做这个项目时候有哪些地方借鉴了别的建筑师 / 建筑项目，谁更值得学习？个人风格是如何养成的？…… 基于大家对于那些项目的好奇心，LAC 空间学社特地推出【优秀项目集合地】栏目！选自海内外知名高校的优秀学生的作品，从本科到研究生各个年级的大神在线回答我们的提问。
LAC空间学部 25、26fall 招生现已全面开启！
扫描下方二维码即可免费咨询！
wechat：客服账号
推 荐 阅 读
▼
