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BIM建筑|结构创新:‘壳层镂空’光之塔与能量之墙 / Tonkin Liu

BIM建筑|结构创新:‘壳层镂空’光之塔与能量之墙 / Tonkin Liu

光之塔是一座支撑和包裹着曼彻斯特市中心全新低碳能源中心烟囱的40米塔楼。这一“仿生”架构建立在事务所长达十年的创新和研究的基础之上,其“壳层镂空结构”(Shell Lace Structure)则由建筑师与Arup工程师合作开发。光之塔从自然界中的几何学中汲取元素,其形态既是其力量。此外,光之塔使用了超轻、超薄的单面结构构成,以此用最少的材料达到最多的效果。

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6毫米及8毫米厚的扁平钢板经过定制、激光切割、焊接,最终组合、形成了光之塔如波纹般起伏的硬朗表面。该建筑的设计及建造使用了前沿的数字建模、分析和制造技术,并与“剪裁”的原理结合,最终使得极具创新性的“壳层镂空结构”成为可能。同时,光之塔也是迄今为止落地的最大“壳层镂空结构”。

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能源之墙是一个包裹着新能源中心、63米长、4至6米高的沿街立面系统。玻璃瓦映照着天空中云彩间的光线与动态、反射着街道上行人和汽车的喧嚣。镶嵌在墙上的互锁、紧扣的菱形瓷砖犹如层层海浪在沙滩上留下的波纹,呼应了地球运动的动态能量。此外,建筑中使用了31种不同类型的共1373块瓷砖,它们以不同的高度起伏捕捉着环境的能量场。同时,新能源中心大厅内部也有着得到自然启发的结构,街道上的人们可以通过一个长长的“丝带”窗口一瞥其中的奥妙。

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光之塔使用了最少的能量以点亮建筑。白天,塔内经过抛光处理的反射器随风“摇曳”,从而将太阳光反射入高塔中的房间内,由此也让光之塔内部充满了不断变幻的光线。而在夜间,LED 等将通过反射装置在塔内制造了极具动态、极具巧思的泛光设计,这一泛光效果将每隔一刻钟启动,从而标志着时间的流逝。此外,能量墙在白天映射着街道上变幻莫测的云层和汽车前亮眼的灯光,并在夜间利用集成灯光程序系统,在立面上重现着白天的光景。并且,在一年中具有里程碑意义的日子里,光之塔和能量墙都将用绚丽的彩灯点亮,以此纪念各种文化庆典。

BIM建筑|结构创新:‘壳层镂空’光之塔与能量之墙 / Tonkin Liu

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Tonkin Liu 建筑事务所与当地的制造商合作、共同完成了塔与墙。光之塔由 Shawton Engineering 制造,其焊缝工作则由两名经验丰富的焊工完成。项目中使用的瓷砖则由英国备受尊敬、历史最悠久的赤陶制造商 Darwen Terracotta 提供。

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光之塔与能源之墙作为位于曼彻斯特中心的核心公民大楼 Civic Quarter Heat Network (CQHN) 及能源中心,在其正式开幕后,这一项目可以将可以通过 2 公里长的埋地绝缘管道和电力电缆网络获得低碳能源。能源中心中包含了一台高效的 3.3MWe CHP 发动机和两个备用 12MW 燃气锅炉,并且,该建筑将在未来将整合绿色燃气、氢燃料和热泵等的低/零碳能源技术,以此不间断地供应所需的能源。此外,CHP 发动机生成的热力资源将被用于供应热水,并将通过隔热的区域管道,在城市范围内分配。这一技术改善了能源供给系统,并有助于曼彻斯特达到其 2038 年实现零碳排放的目标。

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完成后的光之塔与能量墙创造了一个通往曼彻斯特历史城区的壮丽门户,组合成一个全方位的地标性能源建筑,它通过创新科技与曼彻斯特城市中央的社区互动,由此实现这座城市的低碳愿景以及达成其应对气候变化行动的计划。

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项目图纸

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△透视图

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△立面图

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△等距图

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△风荷载示意图

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△爆炸图

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△分析图

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△外壳工艺图

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△能源之墙透视图

项目信息

建筑设计:Tonkin Liu

面积 :373m²

项目年份 :2022

摄影师 :David Valinsky

厂家 : Darwen Terracotta,Shawton Engineering Limited,Tryka UK

主创建筑师 :Mike Tonkin

泛光程序 :ECS Limited

泛光安装 :ProGen

业主 :曼彻斯特市议会和 Vital Energi

能量墙面积 :349sqm, 63.4 m long

材料使用 :31 种类型的1373 种瓷砖

主要用途 :能源中心烟道塔与立面墙体

结构工程师 :奥雅纳

灯光设计 :SEAM Design

铁艺 :Shawton Engineering Ltd

立面承包商 :Axis Envelope Solutions

规划顾问 :Turley

地点 :英国,曼彻斯特

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