指导教师：华好，李飚

助教：季云竹，郭梓峰

课程背景

运算化设计与数控建造（大四）课程旨在融合运算化设计（Computational Design）与数控建造（Digital Fabrication）这两种数字化设计方法。课程从建筑设计的实际问题出发，用数字化的方法研究和解决建筑问题，最终通过数控加工的方式来搭建真实的构筑物。运算化设计从众多建筑属性中寻找原型，以此来制定程序运行的规则，借助算法及编码来定义、分析、解决建筑问题。数控建造则兼顾数据输入、数据处理与及输出数据（机器代码），通过程序构架，材料选择及数控设备，使最终的产品（构筑物）能够最大限度地反映设计意图。

 

The 2015 workshop of Computational Design and Digital Fabrication (CDDF2015) at the School of Architecture is directed by Hao Hua and Prof. Li Biao.The workshop consists of 12 students of fourth grade. They gain a newarchitectural perspective by exploring the potential of machine-induceddesign and materialization processes. The course is very intensive since thestudents learn computer programming, computational geometry, CNC machines, andmaterial properties almost from scratch. The challenge is to encode theirdesign ideas via computational logics, and eventually to implement them withmaterials and machines.

The digital fabrication workshop has been productive since 2007. We haveproduced a wide range of pavilions, furniture, facade and celling. It’s asignificant step from drawing to building. Along these digital fabricatedworks, we have gradually established a design methodology focusing on computationallogics and fabrication process.

教学要点

1.基于运算化设计（Computational Design）的技术与思维对建筑问题进行解析。

2.研究真实建造过程中的实际问题，进而从建造的角度推动建筑设计。

3.利用计算机程序解决建筑问题。

4.Processing（Java）程序学习，运用各种程序方法和各类库文件。

5.材料研究，充分挖掘并整理与数控建造相关的各类材料。

6.掌握CNC数控设备基本知识和操作要领。。

7.基于现有的各类数控加工设备（激光切割机、铣床、机器人、水切割机及三维打印机等），选择1-2类数控加工设备为对象，对其可加工材料、机器语言、加工效果等进行深入研究。

· Everfall

作者：王忆伊，张祺，白宇坤，黄俊瑜

材料：3mm碳钢，6mm密度板

加工设备：激光切割机，3轴铣床

材料成本：1200元

加工成本：7000元

加工时间：22小时

组装时间：19小时

Everfall是一个运算化设计与数控建造项目，建造地点拟位于宜兴太湖畔自行车骑行区。形体灵感来源于宜兴当地的陶窑。构筑物形体的生成过程基于Processing编程工具和悬链线力学原理，使最终形态既切合陶窑形态特征，有优化了整体的力学稳定性。构筑物主要由密度板与钢板构成。节点构造经历了从组合扇形构件、双圆盘节点到单圆盘的转变。项目使用木工机（3轴铣床）和激光切割机分别对密度板和碳钢进行加工，获得构筑物的所有构件。

· PARAB· M

作者：唐浩铭，沈略，王宗冠，夏晓瑜

材料：1mm 201不锈钢

加工设备：激光切割机

材料成本：7686元

加工成本：3610元

加工时间：16小时

组装时间：34小时

本设计利用processing平台，结合抛物线把音乐可视化，利用材料特性形成稳固的构筑物。

音乐，是听觉的艺术。在程序的帮助下，我们将听觉可视化。本设计借助Processing平台，先将音乐转换为数据流，引入与悬链线和合理拱轴线的抛物线，获得符合力学特性的整体形态。数据流控制抛物线参数，形成凝固的空间实体，不同的音乐可以形成不同的空间形态；利用钢材的可塑性强、强度大的特点，用激光切割机切割钢材后，将本来柔软的钢材进行弯折，用最为简单的方法塑造高稳定的节点。弯折，不仅是形式表现，更是结构需要。

· CANOPY

作者：徐静怡，俞敏浩，陈孜，郝子宏

材料：1mm 201不锈钢板，2mm 201不锈钢板，650g PVC张拉膜

加工设备：激光切割机，折弯机

材料成本：6164.60元

加工成本：4167.20元

加工时间：15小时

组装时间：36小时

Canopy项目选择了结构钢材与张拉膜的组合，以构建遮蔽物为出发点。方案结合悬链线结构和细胞分裂的原理，以Processing为平台，编码生成结构骨架，再以张拉膜为辅助表皮，创造出形似华盖的遮蔽物。

结构采用1mm201不锈钢板，每根骨架用两片不锈钢片叠合而成，并向相反的方向弯折以增加强度。节点连接件为2mm201不锈钢，双层的扇形连接件可以固定每根骨架的位置和角度，并且在多个扇形连接成完整的圆形时获得稳定的状态。骨架和连接件之间用螺丝固定。外层表皮采用650gPVC张拉膜并用钢索固定。Canopy为“单元”到“整体”的构建方式提供参考。