2018 AIA 大会展示创新复合材料建筑应用

2018 AIA 建筑大会，美国建筑师协会（AIA，华盛顿特区）年度全国盛会，6 月 21-23 日在纽约举行。美国复合材料制造商协会（ACMA）建筑分会展出第五届复合材料馆，含第三届面向建筑设计学生的 COMPOSITES DESIGN CHALLENGE 优胜项目。

新参展商 Arcitell, LLC（马里兰州哈格斯敦），系 Acell（意大利米兰）与 Belden Brick Co.（俄亥俄州坎顿）合资。该商住包层系统采用玻纤/酚醛树脂复合三明治结构，开孔酚醛泡沫芯，提供非燃烧面板，外观手感如砖石，却仅传统砖石重量和工时的零头。“熟练工严重短缺，传统砖石安装成本上涨，”Arcitell 销售营销副总裁 Ben Skoog 解释。“复合材料创新者与本土建材公司合资，将这项专利技术引入北美。”玻纤供应商 Owens Corning，树脂来自 Hexion，此易安装系统可提供多种表面饰面，含石材、雪松瓦、铜、铝、陶瓷砖。“模块化场外建造正增长,” Skoog 说，“Arcitell 不仅加快施工，还减轻重量，降低模块化结构安装传统砖石复杂度。”公司正完成结构包层认证测试含 ASTM 136 非燃烧建材。住宅产品预计 2019 年 Q1 上市。

另一新品：Röchling Glastic Composites（俄亥俄州克利夫兰）Duroprotect SP 玻纤复合面板，为飓风防护提供轻量可复用替代，替代胶合板或定向刨花板（OSB）。

“Concept AIA”木碳纤维复合面板（左上）用数字自适应模具（右上）制造，为奥地利 UAV 学习中心主动网格单壳屋顶设计缩比模型（下）。来源：Digital Architects
UAV 学习中心由维也纳应用艺术大学建筑学院、Kazuyo Sejima 工作室设计。

木材与碳纤维

另一亮点：Digital Architects（奥地利维也纳）设计工程的 3.7 米长×1.6 米宽木碳纤维复合面板，演示其主动网格单壳（AGM）屋顶建造系统。合作伙伴 ma.lo 建筑事务所，凭丰富规划项目管理经验，紧密协助 Digital Architects 推广 AGM 系统落地未来项目。“Altair Engineering HyperWorks 软件支持，AGM 面板用碳纤维 SPRINT材料和柔性轻木芯材BalsaFlex制造，均由 Gurit 供应，贴榉木单板饰面。展出“Concept AIA”面板为蒂罗尔州办公楼屋顶设计 1:10 缩比模型。此UAV 学习中心采非对称双曲面屋顶形状，实现超 100 米跨度且统一屋顶厚度仅 10 厘米。“正常为达此跨度配此厚度须保持对称折叠形状,”Digital Architects 联合创始人 Atanas Zhelev 解释。 追求智能建筑复合结构概念属因斯布鲁克大学实验建筑研究所——高层建筑研究课题。

Concept AIA 面板独特起伏形状在技术合作伙伴 Curve Works 车间用其数字化自适应模具 ADAPTA 热成型加工大型塑料复合结构（见我 2018 年可重构工装文章）。

感谢 2018 设计挑战赞助商！

学生设计竞赛

ACMA COMPOSITES DESIGN CHALLENGE 吸引 6 校 27 队 150 学生，任务开发复合材料在建筑构件总成创新应用。竞赛由 ACMA 建筑分会组织，Windsor Fiberglass（北卡罗来纳州伯加）副总裁 David Riebe 监督。

一等奖授康奈尔大学团队“管状针织”设计。改装现成针织机构用玻璃纤维粗纱构建预制件，用充气球球作临时模具在树脂浸润中固定粗纱。固化后结构形成结构性有机柱，小凳演示件以 1/10 木重提供同等支撑。

管状针织复合建造技术应用设计概念。
来源：Cornell RCL Tubular Knitting 团队。

二等奖授俄亥俄州立大学学生“坚韧簇绒”设计。灵感源奥地利艺术家 Erwin Wurm 和美国设计师 Andrew Kudless，但不用 Kudless 过度充气美学墙的石膏，改用发泡聚氨酯。团队用木棒在可浇注双组分发泡聚合物中造簇绒，用织物赋予表面饰面。极易缩放，这些面板将赋予结构保温板和夹装内饰系统声学性能与个性。

“坚韧簇绒”由 OSU 学生 Chris Block、Jon Decipeda、Rachel Ghindea 及助理教授 Justin Diles 合作。来源：OSU Knowlton 学院。

三等奖“别留我悬着”授另一康奈尔团队，浸渍编织玻璃纤维粗纱，利用重力形成悬链线结构，酷似蜘蛛网。

“别留我悬着”由 Karolina Piorko、Veronika Varga、Song Ren 及 RCL 主任 Sasa Zivkovic、Crhistopher Battaglia 合作。

荣誉提名授 Pratt 学院本科建筑学生 Andy Kim 和 Barbara Miglietti 的“腰带弹出表面”设计。“我们探索如何通过切割和刻痕改变平板 FRP 面板形状,”Miglietti 说。半透明原型用CNC 路由器切“腰带”入表面，再折叠铆接成有纹理刚性结构。黑白漆展件用水刀切割。

“腰带弹出表面”由 Andy Kim、Barbara Miglietti 及教师 Jason Lee、Prof. Chei Wei Wang、Prof. Richard Sarrach 合作，用 FRP 板数字化切割图案折叠铆接创造无数图案和 3D 结构。