2027年德国慕尼黑国际建材、建筑系统及建筑贸易展览会:通过数字立面技术实现生物多样性...

2026-04-17 17:09:08 3025

德国慕尼黑国际建材、建筑系统及建筑贸易展览会(BAU)是世界领先的建筑、材料和系统展览会,每两年举办一次,汇聚所有参与国际规划、建造和建筑设计的专业人士,例如建筑师、规划师、投资者、工商界代表、建筑行业人士等,促进思想和信息的具体交流,发挥了中介作用,并产生了协同效应。

新一届展会将于2027年1月11日至15日举行,不要错过!

2027年德国慕尼黑国际建材、建筑系统及建筑贸易展览会:通过数字立面技术实现生物多样性

慕尼黑工业大学开发了一种3D打印外墙原型,它能为城市鸟类和小动物创造栖息地,同时改善微气候。该项目将创新数字技术与生态责任相结合,使城市成为人类和动物更宜居的地方。这种“筑巢外墙”展现了建筑如何积极促进物种保护和可持续城市发展。这些模块采用可回收粘土,通过机器人控制的打印工艺制成,可以灵活适应不同的动物种类和地理位置条件。

城市作为生活空间——为所有人而设

生物多样性的丧失和全球动物种群多样性的减少,加上气候变化,对我们的生态系统构成了威胁。这一发展趋势与上世纪以人类为中心的科技和建筑发展方向密切相关。建筑外壳的设计主要以人和能源效率为导向,很少考虑到动物的需求。与此同时,欧洲城市正面临着一波大规模的建筑翻新浪潮。慕尼黑工业大学(TUM)数字制造教席认为这是一个双重机遇:翻新不仅有助于气候保护,还能增强城市地区的生物多样性——前提是从一开始就考虑到生态因素。

“筑巢立面”是一种巧妙融合生态功能与建筑设计的创新原型。采用数字化设计和3D打印的粘土模块,专门为鸟类和小动物打造筑巢和栖息空间。模块的几何形状会根据场地特定参数(例如日照强度或风压)进行调整,并通过自遮阳作用改善微气候。

2027年德国慕尼黑国际建材、建筑系统及建筑贸易展览会:通过数字立面技术实现生物多样性

动物辅助设计

这种方法的科学基础源于动物辅助设计(AAD)的概念。在这种设计中,动物物种并非事后才考虑的因素,而是从一开始就被视为建筑的“使用者”。项目负责人尤利娅·拉里科娃解释说:“我们运用特定的生物学参数,例如巢穴的大小、朝向或距离。” 目前的装置包含了三种典型的城市居民:家麻雀、黑红尾鸲和刺猬。它们的具体需求被直接融入到模块化立面元素的几何形状、位置和深度设计中。立面上筑巢机会的分布是通过数字规划和气候数据模拟确定的。在原型建筑的上部,集成了九个供家麻雀群落筑巢的地点。六个空间上彼此分离的黑红尾鸲巢穴则策略性地分布在立面上。在建筑底部,五个带遮荫的地面层元素为刺猬提供了庇护所。

除了物种适宜性设计外,微气候也纳入考量。利用气候模拟对正面几何形状进行建模,以实现差异化的自遮阳效果。每个构件都具有根据当地太阳辐射量定制的独立深度。因此,建筑围护结构不仅能为巢室降温,还能降低立面整体的升温。这对于夏季气温升高时人类和动物的热舒适度至关重要。

2027年德国慕尼黑国际建材、建筑系统及建筑贸易展览会:通过数字立面技术实现生物多样性

黏土3D打印

该装置采用机器人控制的粘土3D打印机制造。“粘土有很多优点:它是天然的、可回收的、耐用的,而且对气候有益。此外,它对许多动物物种无害,”拉里科娃解释道。打印过程中使用了一种含有耐火粘土的混合物,其中约40%的成分来自陶瓷废料碎片等回收材料。

这些几何体的开发基于自主开发的数字化设计工具。“我们使用 Rhino 或 Grasshopper 等现有工具进行可视化,但实际的形态生成逻辑是用 Python 编写的。这使我们能够将生物和气候参数直接转化为几何形状。” 通过这种方式,我们可以创建具有特定深度、方向和开口尺寸的模块,以适应不同动物物种的需求和场地特定的条件。其中一个特别的挑战是粘土在干燥过程中的变形。“我们花了近两年时间,通过调整材料和优化打印路径来控制变形。” 最终的原型由 85 块单独打印的瓷砖组成,每块瓷砖的打印时间约为 1.5 小时。打印采用机器人辅助挤出机完成,干燥在实验室条件下进行,并且所有部件都经过两次烧制以确保其耐候性。

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下届展会时间:2027年01月11号~01月15号

展会地点:德国 慕尼黑

展会行业:建材

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