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建筑学专业四年级课程|运算化设计:青年公寓·垂直社区
本次居住建筑设计课题通过数理逻辑来定义和解析当代青年公寓中的核心问题,并把个性化的设计策略转化为计算机算法(algorithm),最终通过编写代码让程序生成一系列优良的方案。运算化设计(computational design)通过算法来生成传统方法难以企及的个性化方案。本课程探索运算化设计方法在居住建筑设计中的新应用,通过数理方法来剖析居住问题并追求设计创新。
来源:InstAAA

时间:2020年秋季学期第9-16周

学生:弥笛,高睿璇,曾意涵,王逸玮,李嘉皓,刘师予,刘羿罡,徐友璐,张笑凡,殷烨,刘逸卓

指导教师:华好

公寓设计顾问:杨靖

中期答辩评委:李飚,唐芃,李力

答辩评委:王祥(同济大学),李飚,李力

经济高效而不失品质与优雅是当下青年对居住环境的追求。课程介绍当今居住建筑体系、空间与功能要素、社会经济需求;引导学生思考住宅的物质构成与日常需求之间的关联,探索当下居住问题的解决途径。本次居住建筑设计课题通过数理逻辑来定义和解析当代青年公寓中的核心问题,并把个性化的设计策略转化为计算机算法(algorithm),最终通过编写代码让程序生成一系列优良的方案。运算化设计(computational design)通过算法来生成传统方法难以企及的个性化方案。本课程探索运算化设计方法在居住建筑设计中的新应用,通过数理方法来剖析居住问题并追求设计创新。

本设计聚焦单栋高层青年公寓设计,探讨当下年轻人的生活工作模式,营造空间集约的垂直社区。基地为南京市江北新区国际健康城人才公寓3号楼地块,面积2163 m2。公寓不高于100米,建筑面积22000-27000m2,其中公寓总面积不低于16000m2。本设计强调青年公寓的居住品质、性价比,追求都市环境中垂直居住模式的创新。

 

processing

 

课程采用Processing编程工具与Gurobi优化器。教学过程中介绍了Truchet拼贴、细胞自动机、整数规划(Integer programming)、形式语法的基本原理与编程。中期答辩时每位同学单独用Processing生成各自的初步方案,之后以小组的方式继续发展方案,最终共有5组设计作品: CUBE+、拼多多、瓣·宅 、 生长·聚居、ACROSS THE LAYER。

 

在Processing编程环境中调用Gurobi优化器实现空间布局的自动化生成

 

CUBE+

高睿璇,曾意涵

 

建筑面积:21652m2,层数:35,户数:299,容纳人数:525

 

 

为了应对都市青年多元化的文化背景与生活习惯,CUBE+通过箱体单元来实现公寓套型与居住组团的“新陈代谢”。整座公寓楼由两座相互连通的塔楼组成,连接处朝北的区域布置了共享厨房、健身房、书吧、沙龙等功能。12×4×2.8米的箱体单元衍生出9种基本户型,这些户型按照一定的比例以及住户需求组合成三维的组团,进而将这些组团集约化地安装在塔楼整体结构中。组团之间的“间隙”自然地形成公共空间或空中绿地。整数规划考虑了各类组团的数量、特定组团不相邻等约束条件,最终利用Gurobi生成了上百种组团拼接方案。

 

CUBE+_1

CUBE+_1

 

 

拼多多 Pin House

徐友璐,张笑凡

 

建筑面积:25992m2,公寓总面积18016m2,得房率69.3%

层数:30,户数:278,容纳人数:513

 

 

计算机可以穷尽在正交网格上的所有空间组合,而建筑师往往是在“穷尽”与“优选”之间反复寻找最好的结合点。“拼多多”模式在户型、楼层平面、塔楼三个尺度上展开了居住元素的拼接实验。在户型层面上,生成并选用了176种单人户型、53种双人户型、12种三人户型。在楼层平面布局中,用整数规划(Gurobi求解)实现户型之间的紧密拼合以及交通空间的最小化。在塔楼的整体设计中,不同边界条件和核心筒布局可以让程序生成板式或塔式的多种形式。“拼多多”模式还设定了3-4个层级的公共空间。最大型的公共空间是跨越楼层的、属于整个公寓楼的办公区、会议室、娱乐休闲场所等等。中型的公共空间是2-3户共享的餐饮、健身区等等。而最小型的“公共空间”是每一户的阳台。因此,“拼多多”模式较好地平衡了宏观的经济性、年轻人居住需求的多样性以及社区组团的个性化。

 

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瓣·宅 Floral House

王逸玮,李嘉皓

 

建筑面积:23725m2,公寓总面积18625m2

层数:31,户数:351,容纳人数:595

 

 

大城市中的青年人充满理想而又往往形单影只。“瓣·宅”试图打破青年公寓的生硬、千篇一律、缺乏亲和力的现状,营造一个外形柔软与内心丰富的青年社区,以亲和的姿态接纳每一个居住者。每一层的户型排布较好地适应了不规则的曲线外轮廓。南北两侧布置窄长的单人小户型、角部设双人户型,东南两侧可以布置宽大的复合多人户型。整个塔楼中设便利店、餐厅、办公室等功能,局部形成较大的室外平台,营造出功能丰富的垂直社区。

 

Floral-House_1

 

 

 

生长·聚居

刘师予,刘羿罡

 

建筑面积:27900m2,公寓总面积19600m2

层数:31,户数:296,容纳人数:600

 

 

当今青年公寓缺少公共交流空间,住户之间缺乏沟通,邻里感薄弱。“生长·聚居”方案提出一种居住单元与聚会活动交错共生的新模式。核心筒位于塔楼的中央,围绕核心筒“生长”出若干邻里单元(作为公共活动空间),这些邻里单元再向外扩展出多个居住单元。通过整数规划(由Gurobi实现)进行邻里单元与居住单元的合理排布。整个塔楼的空间与功能布局错落有致,形成有活力的垂直社区。

 

Generative-Community_1

 

Generative-Community_2

 

ACROSS THE LAYER

殷烨,刘逸卓

 

建筑面积:24840m2,公寓总面积16460m2,得房率66.3%

层数:30,户数:332,容纳人数:524

 

 

该方案将公共空间打造成富有活力的垂直街道,形成一条螺旋上升公共廊道,其中设有放映室、开放客厅、健身房、便利店、阅读空间等等。公共空间在局部贯穿楼层,楼面形成折板,提高空间的趣味性和利用效率。ACROSS THE LAYER公寓内的户型十分丰富性,可以适应不同人生阶段和经济水平的住户需求。除单人间和家庭间外,还安排了舒适的家庭跃层和层高较低的合租户型。将设计好的户型用整数规划(由Gurobi实现)满铺在建筑中,限制条件为:户型不出界、不重叠、每户均接到走廊、每种户型在整个建筑中至少出现一定次数。

 

CROSS-THE-LAYER_1

 

CROSS-THE-LAYER_2

 

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指导老师

 

 

华好,东南大学建筑学院副教授,苏黎世联邦理工学院博士。研究方向为运算化设计与数控建造。获CAADRIA青年奖,ALGODeQ算法设计奖。2016年开设“机器人建造”本科设计课程,发布javakuka.org机器人离线编程库。参展 “建造·运算·应用”国际展览与2018年中国国际机器人展览会。

 

信息提供:教师综合党支部(运算所)

 

2021.02.07
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