ArchDaily Topic 2021 建筑自动化: 最新资讯

ICON成立于2017年底，2020年被评为“世界上最具创新力的公司“之一。ICON是一家建筑公司，致力于突破技术限制，不断开发工具推动人类发展，包括机器人技术，软件和建筑材料。这家位于德克萨斯州的初创公司还相对年轻，ICON为美国和墨西哥提供3D打印房屋，试图解决全球住房挑战。与此同时，与BIG和NASA合作开发建筑施工系统以支持未来的月球探索。

《时代周刊》的“未来100强”，选出了100名将塑造未来的新晋领导者，作为ICON的CEO兼创始人之一的Jason Ballard便是其中之一。Jason Ballard在ArchDaily的采访中谈到了公司的创立，全球范围内的住房挑战，他不断发展的3D打印技术和流程，与BIG的合作，以及建筑领域在地球和太空的未来。

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数字制作工具进一步加速了建筑设计和渲染的自动化。3D 打印机、装配机器人和激光切割机等工具完善了设计和施工过程，在优化资源、提高精度和加强过程控制方面至关重要。

在木工行业，最常用的数字化生产工具是铣床或CNC（计算机数控）刨槽机。这些工具利用 2D 矢量绘图和 3D 模型，将它们编码为机器遵循和执行的指令。通过这个从数字档案（通常使用统称为 AutoCad 的设计软件创建）为开始的流程，铣床和 CNC 路由器可以快速、精确地切割木材，生产准备组装的部件。

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自动化无处不在——我们的家、家具、办公室、汽车，甚至我们的衣服; 我们已经习惯了被自动化系统所包围，以至于甚至忘记了没有它们的生活会是什么样子。虽然自动化系统通过净化空气和温度控制等解决方案显著提高了室内空间的质量，但没有什么能与大自然母亲的自然凉风相比。

但是，就像建筑中的其他事物一样，没有一刀切的方法; 在坦桑尼亚行之有效的方法在瑞士或哥伦比亚就行不通了。这是由于不同的风向、平均温度、空间需求和环境限制(或缺陷)等原因造成的。在本文中，我们将了解所有形式的自然通风，以及建筑师如何在不同的环境中使用这种被动式解决方案的。

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施工现场可以通过减少浪费，降低成本，完善规划以提升安全性以及在辅助建设和设计过程中引入机械的方式来提高效率。 这些改进可以通过建筑自动化来实现，而为了科技达到像目前这样兼顾提升效率和支持创新的水平我们付出了长久的努力。为了方便理解自动化的发展和它在建筑领域的前景，本文总结了一份关于建筑自动化的简史。

HANNAH Office由LeslieLok和Sasa Zivkovic创立，是一家总部位于美国的建筑设计与研究机构，一直在从家具到城市设计的各种类型项目中尝试数字设计和建造技术。Leslie和Sasa两人都是康奈尔大学建筑、艺术与规划学院的教授，领导着一个专注于创新设计的工作室。技术在他们的设计工作中发挥着至关重要的作用，他们结合对材料、新的应用和建筑技术的敏锐研究，设计出了一系列极具创新性的项目。

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任何生活在大城市的人都可能梦想着搬到其他与世隔绝的地方，在树丛或荒凉的海滩上居住。在新冠疫情和无休止的几个月的隔离期间，更多的人可能也有同样的想法。然而，尽管这可能看起来浪漫且有诱惑力，但生活在大自然深处也有一些需要面对的实际挑战。很少有人会放弃他们习惯的舒适生活，比如打开水龙头流出的淡水或给手机充电。如果这个地方实际上是偏远的，它可能没有电、饮用水、天然气、污水或固体废物收集系统。但是，仍然有几种可能性，可以在荒无人烟的情况下过上舒适的生活。有哪些解决方案可以实现这一点，一个建筑项目如何能够提供舒适的离群生活？

目前，很明显技术已经支配了我们生活的几乎每一个方面。它改变了我们沟通、彼此联系、工作和学习的方式，甚至改变了我们的购物和饮食习惯。建筑和建造也不例外，目前技术已经渗透到了建筑的概念、设计和建造当中。

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多年来，施工部门一直面临劳动力短缺的问题，这催生了建筑行业对自动化的兴趣高涨。而健康危机更是加剧了这个趋势，促使自动化公司将注意力从汽车制造转向施工行业，在接下来的几年内，施工行业的自动化率预期将提高到30%。下文探讨了施工过程自动化的现状和未来可能性，其在主流建筑实践中的应用以及对设计的影响。

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3D 打印在建筑中的可行性——仅在过去几年就发生了翻天覆地的变化。 3D 打印在建筑设计中通常用于原型或概念模型的制作。越来越多地实体项目不断实现。2013 年，中国盈创科技公司在 24 小时内打印出 10 套房屋，成为首批利用3D 打印技术建房的公司之一。近期，法国的一个家庭于 2018 年首次入住 3D 打印的房屋。迪拜市期望至2025 年，四分之一的建筑物将由3D 打印建造。这些案例展示了该项技术的上升空间，伴着时间的推移，3D打印的建筑技术将更广泛地融入到自动化施工模式中。

3D打印是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

在当今设计和技术飞速发展的时代，你是否认可建筑和自动化是相辅相成的两个概念？一方面，部分人对“机器人将取代设计师”的说法忧心忡忡，因为这将使设计专业更加自动化而缺少创造力。另一方面，技术又使建筑实践在过程和成本上都更加高效。技术能带我们走向多远的未来，又会不会取代我们的工作？——短期的答案是否定的。

在2016年对美国400名员工的调查中，圣戈班公司发现办公楼的使用者通常抱怨照明，温度，噪声和空气质量差，这促使该公司推断出需要改善建筑物的照明和热舒适性，同时保持低能耗，并为建筑师和客户提供设计自由。他们的解决方案是SageGlass，这是一种创新玻璃，于1989年首次发明，并在过去的三十年中得到了发展。这种玻璃是一种可防止太阳得热和眩光的动态玻璃，同时还优化了自然光的吸收。SageGlass是一种可持续发展且美观的解决方案，其对外部条件的适应性消除了对百叶窗或百叶窗的需求。

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毫无疑问，3D打印的发展势头正足。 然而，由于技术尚不成熟，3D打印依然存在一系列问题：它对大规模建造真的有效吗？它有多可持续？它会不会从一种选择变成建造业的常态？为了厘清3D打印在建筑和建造业的应用范围，我们对XtreeE的董事总经理兼联合创始人AlainGuillen进行了访谈，XtreeE是一个为建筑师提供大规模3D打印技术支持的平台，可以实现在不浪费材料的情况下快速精准地完成建造。下文就是AlainGuillen及他的团队对智能建造未来发展的看法，以及建筑师如何接受这一新技术，走向一个更高效而且创意不减的未来。

2020年11月，福斯特建筑事务所（Foster + Partners）宣布与机器人设计公司波士顿动力（Boston Dynamics）合作。两者共同开发了一款名为Spot的机器狗，旨在监控建筑工地建造的进度。这个机器狗非常灵活，它可以爬楼梯、避开障碍物并在崎岖不平的地面上行走，所以它能够快速、轻松地监控建筑工地并收集数据。这样一来，设计师和承包商就能以最小的成本迅速补救错误，确保建筑项目按照既定的时间框架和预算进展。如果采用人工监工的方式收集数据，发现错误的速度可能会慢很多，承包商之间的沟通也会受到影响。因此，Spot优化了施工监控和现场协作。

近几十年来，工业制造领域已经普及了机器人自动化。大多数汽车、家用电器、甚至家用机器人本身，都来自于机器人“大军”的制造和组装。机器人自动化带来了更高的生产效率，更安全的工作环境，更低的成本和更卓越的品质。经过多年发展的机器人流水线，过程中已经仅需要极少的人工干预和配合。

在2018年，UN释出的一篇文章声明到全球55%的人口已经居住在城市区域，并且预测截止到20500年这个百分比将会达到68%。这个趋向于更加城市化的趋势也夹带着环境退化和社会不平等的问题随之而来。根据国家地理杂志，城市发展加重了空气污染，给濒危物种带来威胁，也恶化减少了城市树种覆盖量，并且加重了一些环境灾难的可能性，如暴雨成灾。这些健康危害和灾难性现象大可能会影响那些较为贫穷的人，因为大城市趋向于显示更高的经济不平等，与此同时这样不可控的发展也趋向于衍生出空间，服务和机遇的不平等问题。

为了消除减弱城市化的消极影响，设计师们更多倾向于优先考虑可持续性发展和可用空间的最大最优化，以此来允许更多的人们用更少的足迹来占据更少的空间。

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增材制造（AM）指通过层层叠加而实现的3D打印制造的方法。这一方法不仅能够通过使用精准的几何形状和材料用量来减少浪费，而且这一受机器控制的制造方法因不需要使用其它工具和仪器而比传统方法快很多。

增材制造的实现基于一个数字化模型。这一过程首先需要一个平面设计或是三维扫描，然后将这一形状转换成可以打印的被切割成剖面的物体。这一技术被使用在工业设计，考古文物复制，生产人工人体器官组织等大量范围。

家庭自动化技术一度仅限于豪华或高科技建筑使用，但事实证明，无论是新建建筑还是旧建筑翻修工程，家庭自动化对建筑项目的重要性和价格可负担性越来越强。虽然它们复杂的运作原理难以理解，但这项技术的主要目的是使生活更简单、更安全、更方便。根据定义，家庭自动化追求的是全局智能化的功能系统，为用户简化流程，同时不为他们的生活带来不必要地繁杂。其理念是连接家居设备，这些设备通过一个集中控制单元进行连接，并可以通过电脑、平板电脑和移动电话进行访问。家居设备主要包括灯具、电器、电源插座、冷暖系统，也包括警报器、门、窗、烟雾探测器、监视摄像机和其他各种传感器和设备。