数字化设计、3D打印以及机器人如何运用于建筑设计，建筑师应该如何将材料与社区营造融合，拓展了以人为本的建筑技术边界？近日，随着来自中国同济大学教授、建筑师袁烽获得国际建筑师协会三年奖的奥古斯特·佩雷（August Perret）建筑技术奖，建筑与技术的话题再一次引发思考。
《澎湃新闻·艺术评论》(www.thepaper.cn)本期聚焦于袁烽、徐卫国等人运用的机器人技术建造的建筑项目。
7月6日，国际建筑师协会三年奖的奥古斯特·佩雷（August Perret）建筑技术奖颁奖典礼在哥本哈根举办，来自中国同济大学教授、建筑师袁烽获得该奖。
袁烽从事机器人建造研究15年，致力把机器人引入中国的建筑学科。15年里，他从0开始，完成了机器人设计建造房子的突破。2022年，他的团队完成的成都瑞雪展示中心，该建筑的智能建造率达到90%，是中国目前建造率最高的建筑之一。袁烽将工业机械臂引入到建筑学科，让机器人进入到建筑业，让人工智能参与建筑从设计到建造的全过程。他希望真正改变行业，将人们从低效、粗放、危险的建造中解放出来。
奥古斯特·佩雷建筑技术奖设立于1961年，比1979年的普利兹克奖早18年，是建筑设计领域的最高奖项之一，袁烽也是这个奖项设立62年以来，第一次得奖的中国人。在这一技术奖项中，获奖者都是在建造和设计上重要的革新力量，如高技派建筑师诺曼·福斯特，低技派建造代表坂茂，巴黎蓬皮杜艺术中心的建筑师皮亚诺和罗杰斯等。
近日，袁烽在接受媒体采访时表示，“确实前面有20多次的颁奖当中，没有中国人的身影，中国人在文化层面有很多的贡献，但是对于技术层面一直是回避的，或者说，我们一直是在应用的状态。”他说：“10余年前，全球有不超过10个团队在推动这件事情。”
成都瑞雪展示中心鸟瞰图
成都瑞雪展示中心建筑外观
成都瑞雪展示中心建成于2022年，是袁烽的代表性成果。该建筑面积为1836平方米，更是实现了近90%的智能建造化率。相比于传统的设计与建造，建筑师将自己空间想象力与计算设计相融合，再由机器建造工厂把所需的建筑部件加工好，运到现场进行点对点拼装。相比于传统的设计和建造，这样的方式精准、高效，可以最大限度减少资源浪费，减少对人力资源的依赖。据悉，除了地面部分是混凝土浇筑，瑞雪所有的建造，从木结构的安装，从屋面的表皮材料，全部都实现了数字化建造。
瑞雪展示中心位于成都新津区的天府农博园内，包含展览展示、剧场、办公3大功能，共有4个空间。整个建筑犹如一座连绵起伏的白色小山，卷起层层雪，又像一条白色丝绸落在了地面，柔美，富于动感。整个屋面是用可回收材料的改性塑料3D打印而成，屋面面积近2200平方米，由4150块打印板构成，全部在工厂根据设计精准定制，没有完全相同的两块。
成都瑞雪展示中心户外剧场
当然，对于建筑师来说，空间是很重要的。建筑内部，人们可以看到裸露的木结构。在瑞雪展示中心，建筑师通过一个个小的、短的木头相互承接，最终通过木制构件的彼此相接，形成一个受力稳固的屋面结构。“中国的传统，你走进一个寺庙，你会发现整个都是木结构的感觉，通过材料的建构来实现的一个整体，从精神本源上讲，还是有中国的一个情结在里面。”在他看来，建筑师不应该丢掉属于自己的文化传统、文化自信，同时也要面对这个时代的技术。在他看来，数字化是手段，建筑师要尊重材料，并把美学表达出来。
当然，这样的实践也是从体量较小的案例开启的。在2015年，袁烽为上海西岸设计了池舍。池舍的基地是废弃的旧工业遗址，场地上满是废弃的砖头，建筑师则试图将这里打造成一个复合艺术空间，在紧凑的建筑内叠合了展示收藏、创作讨论、休息交流等多重艺术活动。为此，建筑师保留了原有建筑的外围护墙体，进行基本的性能改善和结构加固后获得最大化的展厅空间。
建筑外围采用了和老建筑相协调的青砖形成其面向园区的主要界面，而入口位置的轻轻一掀，形成的褶皱肌理既形成了房子最让人印象深刻的形式处理，又表现了建筑物的基本表情。而为了完成传统工艺无法精确实现的砌筑方式，袁烽让机器人现场识别抓取材料，并自行砌筑。池舍的外墙，将回收自老建筑的古老灰砖与先进的机械臂在场建设工艺相结合，采用一个具有张力的曲面形态，表现池舍的勃勃生机。
机器人砌筑池舍
而近年来，数字建造的案例也屡见不鲜。在去年的深圳双年展的论坛中，清华大学建筑学院教授徐卫国则从数字设计和智能建造的研究切入，讲述了数字设计和智能建造的优势。他以3D打印的花园、经济适用房等建筑作品为例，讲述了数字建造的优势，“智能建造本身包含了2个方面，第一个方面是虚拟建造，即在电脑中将房子建一遍。第二部分是物质型建造，基于已有的数据文本，将虚拟建造的结果在实际工地上用材料、智能设备建造，缩短周期，提高了效率。而从造价角度来讲，造价也比较低。而从环保角度来说，运用环保用料，并能做出不同形状的建筑。”
徐卫国负责的项目有深圳宝安3D打印公园。这一公园位于深圳国际会展中心17号馆前，用地面积5523.3平方米，建设过程中使用了4套机器人打印设备，从设计到建成用时共计3个月。该项目的实施，创造了新的城市环境建设模式。
这一项目基于数字建筑设计及机器人自控系统，将3D打印公园设计以自然与科技结合为理念，围绕设计概念“溪谷清流”，打造全国首座3D打印混凝土绿地花园。据悉，建筑师团队在模拟场地日后的人群活动规律后，通过人流热度分析并用奇异吸引子算法生成公园总体规划雏形，在此基础上建立公园的虚拟三维模型，再基于三维模型，进行公园实物3D打印路径规划，并完成所有园林景观实物的建造。最后，结合设计概念，进行绿化的种植、完成整个公园的建设。
深圳宝安3D打印公园施工现场
蜿蜒的道路曲线和自然起伏的地形融合在一起，模拟清泉流淌于溪谷间的形态，造型生动灵活的园林小品与水平延展的地形有机结合，创造出独特的自然空间。技术与特种混凝土材料技术相结合。
园区内所有3D打印景观小品以“水”的灵动作为原初设计思想，突出机器人3D打印技术在建造曲面造型时的优势：例如，场地北侧开出一朵象征生机与幸运的三叶草，寄托着健康、真爱与名誉的祈愿；场地南端溪水形成一道回旋，正中间开出象征深圳市的勒杜鹃花，欢迎着四面八方的来客；花坛座椅、挡土墙的造型都融入了水流灵动的曲线之中，呼应深圳建设全球海洋中心城市的未来愿景。
深圳宝安3D打印公园，主题雕塑
深圳宝安3D打印公园，3D打印花格铺注冷沥青路面
在海外，同样拥有不少这样的机器人建造案例。如土耳其建筑事务所 Melike Altınışık Architects利用机器人、无人机与3D打印等技术打造出了一座能“自我建造”的机器人科学博物馆。
该建筑位于韩国首尔，该博物馆希望支持机器人公众教育，增加公众对机器人的了解和兴趣。这一博物馆在推动和促进整个社会的科学技术和创新中发挥催化作用，不仅要展示机器人，而且实际上从设计制造到建筑和服务都将由机器人负责。机器人将组装博物馆的金属外墙，在建筑信息模型（BIM）系统的带领下对金属板进行模塑组装、焊接和抛光。另外，3D打印技术被用于博物馆周围的混凝土景观。
机器人科学博物馆
此外，在2019年，SOM建筑设计事务所为芝加哥建筑双年展设计了一座混凝土展馆。这一展示馆是使用先进机器人制造技术建造的未来建筑系统的缩小原型。该项目同时是一个景点和展厅，展示减少混凝土结构碳足迹的设计方法。据悉，利用这种使用先进机器人进行混凝土塑形的可持续建造技术，耗材量和废物量将比传统系统使用少20％的混凝土，并且达到20％的减碳量。
建筑数字建造的最大的意义，是针对建筑业一直以来的粗放发展、浪费大、碳排放高等问题，借由人机协作的机器智能来真正改写产业发展。袁烽说，“正如在马车时代出现了内燃机，人类就此告别了马车时代，迎来汽车时代。如今，机器人的出现，势必带领建筑业迎来新时代。”
（本文综合自一条、有方空间、建筑师疯人院、澎湃新闻此前相关报道等）
