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上一期，通过贾老师有关“IRSILA”的分享会，我们了解到了一个“有生命的”，会“自我成长”的建筑系统，有兴趣的同学欢迎戳下方图片观看录屏及项目解读。那么今天，看看我们又为大家带来了什么有趣的项目呢？ 
UCL,MArch Architecture Design毕业于UCL，the Bartlett建筑设计专业，师从BARTLETT RC5&6 Guan Lee，Adam Holloway，Daniel Widring，专注于Architecture Material 建筑材料研究方向。视频是作者在ucl的一整年学习生涯过程中对于项目所做的一系列工作和研究的浓缩精华。从问题的发现，定义，对于传统回收产业问题的挑战，到材料的选择，材料做法的尝试实验，以及材料本身原型的改进和更新，再加入电子模拟的辅助设计和驱动设计来完善整个产品链。最后再将对于材料的研究学习拓展到建筑学领域，进入材料到建筑实体的跨尺度设计，同时包括了后期研究之中，材料在建筑尺度设计中的3个不同方向。 项目回应作为建筑师对于居民行为所产生的环境影响需采取更绿色，更周到的设计方法的呼吁。通过有趣的研究和严格的设计实验来研究和发现新颖的材料工艺及其在建筑中的应用。经过反复设计模拟，最后将参与从家具到大型公共艺术和建筑各种尺度的数字流程。
| 材料选择 | UCL 建筑材料实验室主要针对有机材料的研究，测试包括生蚝，海藻等各种有机材料在建筑领域上的利用。作者主要研究的则是针对废弃纸张的重生利用，通过作者的调查研究发现，在完善的纸张回收产业里面，一张纸最多具备6次回收再利用的寿命。废纸被打成纸浆，纸浆再重新制造变成新纸，而在这样一次重生过程之中，纸质纤维会缩短一定程度，大概经过6次循环之后，由于纸张纤维受损过短而不能再次进入到新一轮的纸张制作过程中，最后会随着废水流失。针对此种情况造成的浪费现象，作者想到是否可以利用另外一种方式来延长纸张寿命。通过纸张在砖头或其他建筑构件制造过程中被不断回收利用，符合循环经济，为循环经济建筑开拓了一个全新的探索方向，因此纸张被定为此次项目的主要研究材料。在寻找参考案例的时候，作者发现有非常多艺术家在尝试将废纸浆和碎纸进行压制，形成以报纸或纸张作为基底的建筑结构或建筑家居材料。但是在他们的工作流程和制作工艺上，都比较常规化，作者试图站在过往经验的基础上汲取成功经验，并寻找到他们的漏洞加以改善，发展出一套新的体系。在现有的纸张产业市场中，纸张多被卷起来或叠加进行压制，类似于胶合板做法，通过对纸张木质纤维的压制得到硬度较大的纤维板或砖头。通过对于既有类似案例的搜集研究，作者发现这种压制做法同时可以得到一个具备树木肌理年轮符号的剖面，以此暗示了这些纸张作为树木的前身。作者发现这种纹理暗示无论是对于pattern还是循环经济意义来说，都是十分有趣的。与此同时，作者在自然界中也发现了一种折叠板状的结构，类似于有机岩层结构的自然纹理，如果将这种结构层缩小到纸张纤维之中，也有助于提升砖头的耐力，持久度和强度。
通过以上调查分析，作者开始尝试从最简单的纸张砖头做起。通过利用一些废旧报纸，杂志作为原材料，将其揉团剪碎，PVA胶水作为黏着剂，钢制模板用作压制板，在压力器的动力帮助下，填充压实放入模具之中，最后风干，得到了纸砖，而其断面也与预期一致。在此方法基础上，作者探索了四种不同的模式和系统。第一种最常规的shredding system，主要是将纸张研磨成非常细碎的纸浆，将其浸湿，填充进模具之中，在压制的过程中纸张纤维紧密地错动交叠，形成一种有机的图案，同时也会具备一定的强度。在第一种的基础上，作者放大了原材料尺寸，产生了第二种layering system，将纸张一片片叠加进行压制，得到的图案更加线性规则，纸张叠加的过程中采用不同方向的交错叠加方式，以此增强纸纤维在叠加过程中的结合紧密程度。第三种则是一种非常规化的rolling system，将纸张分别卷成几个大卷和小卷结合进行压制形成砖头，得到的截面具有多个不同独立单位的年轮圈图案。在此基础上，将这些小单位的年轮圈无限扩展，具备极大的潜力可以得到类似于天花板，地板等形式的建筑小构件。最后一种是形式上更加有机，操作也更加繁复的folding system。通过之前对于岩层结构的研究，作者发现褶皱的形式更容易形成稳固的结构。于是作者将纸张进行“v”字形的折叠压制，在压制过程中纸张纤维的错位，使得最后得到了一种更加有机的肌理，同时暗示了纸张源于木头的前身。而且这样的有机纹理可以直接在砖头表面上看到而不需要进行剖面切割。
在以上四种原型基础上，为提升产品质量，验证产品是否真的具备适应建筑市场的能力，于是作者展开了一系列的材料测试，如粘合剂测试，压力测试，纹样肌理强化测试等。在测试过程中，为提高产品强度，作者测试了多种不同的粘合剂：完全没有粘合剂，水，玻璃蜡，Jesmonlte（类似于石灰的一种成分），石膏，废纸浆，PVA。通过不同粘合剂的测试实验，最后得到了不同的特性：水作为粘合剂：需具备非常大的压制强度，可以得到成型的纸砖，但却具有一定缝隙，在现有条件经济成本的控制下，水作为黏着剂可行却并不经济；玻璃蜡作为黏着剂：其透明的特性不会影响到图案的形状，但在玻璃蜡使用过程中对功率要求极高。因为玻璃蜡需要高温进行融化，在玻璃蜡浇筑瞬间及之后的短暂时间内需对纸张进行压制，否则玻璃蜡很快便会凝固碎裂，无法达到较好效果，在工艺上具有一定难度，也会使得制作过程更加繁复，对结构来说却并没有特别大的帮助。Jesmonlte作为粘合剂：该粘合剂具有很好的粘合作用，但却会遮蔽部分图案，使得图案成型效果并不理想。石膏最为粘合剂：与Jesmonlte类似，无法获得良好的图案成型效果。纸浆作为粘合剂：可形成成模的纸砖，但由于纸浆溶解度较低，难以融入纸张缝隙之中。PVA作为黏着剂：通过以上不同类型粘合剂实验，最后将PVA这种化合粘合剂应用于实际生产过程之中。通过不同浓度含量PVA筛选测试，最后综合发现25%的PVA浓度具备更好的经济效益和性价比。通过以上实验，将整个产品的质量和黏着剂提高到较为完善的结果之后，又对于方案产品原型进行了一系列物理测试，如压力测试，熔点，吸水测试等，作者发现产品原型都具备一个较好的结果。考虑到图案作为该纸砖的产品特点，作者又开始了针对纸砖的颜色测试，将不同色素滴到纸张压制过程之中，获得具备不同颜色的纸砖样式。
基于基本的物理参数和物理实验，借用电脑技术来模拟物理过程，即针对之前物理实验的数字化模拟。作者针对rolling system，研究了不同直径的单一柱状纸张受到压力时的表现，得到了最佳的纸张摆放平面形式。针对得到的6种纸张摆放平面形式再次进行测试，模拟不同平面形式下的压制结果。从而实现了从单纯模仿物理现象到使用电脑技术发展和推动设计本身，最后得到了一系列针对不同类型的研究。对于folding system，作者也进行了一系列类似的模拟测试。针对“z”字形，“w“字形的纸张折叠方式，观察其在压缩过程中的压缩比例，压缩状态及特征表现。模拟发现在实际压缩结果中，因为吸水和不同纸张之间的间隙问题，纸张之间会形成小的波纹，电子结果却无法显示这种现象，而这种波纹很有可能会变成之后设计的一个重点。于是在设计优化和电子模拟优化之后，作者加入了对波纹因素这种细节因素的考虑，再次模拟了不同形状，宽度的纸张压制，和不同纸张系统结合方式及不同结合密度下所产生的结果。以此指导预测之后的实体制作过程和工艺，来改善实际制作效果。
在电脑辅助设计和驱动设计的帮助下，被电脑驱动的设计基本可以得到一个很好的预测，有了一个比较详细和可操作的系统。基于这样一种系统帮助，作者开始探索最终的装配过程和流程。在此过程中需要用到的材质如基础的报纸，用于强调纹理的杂志和办公纸张，PVA粘合剂，同时也会加入一些色素来增加纹样的多样性。整个制作过程包括，一开始的纸张折叠，剪碎，重新折叠形成锯齿状，再互相交叠放入模具，形成一定的纹样，然后加入PVA粘合剂，必要情况下同时加入色素上色，最后进行压制，脱模风干得到纸砖。在完成单一砖块制作基础上， 作者开始研究砖块与砖块之间不同的相连方式，如利用木板嵌入砖块之间形成“工”字形砖块，或“T”形形成有弧度的墙面。在多种做法尝试之后，作者发现在压缩过程中间，大概以40%的压缩比例可以测算得到每一个标准化的砖头重量，砖头围度和尺寸，一步步完成从原型到标准化砖块制作的过程。在标准做法基础上，针对一些可控的变量，作者开始了一些新的尝试。例如在folding system中用不同高度的纸张进行压缩形成具备凹凸形式砖头，使其更具肌理感和装饰性；通过砖块尺寸的变化，从砖块最初标准尺寸7*7*30cm，拓宽到平板的尺寸，用不同长度的纸张进行压缩得到panel的形式。建立在单一产品基础之上，逐渐向外发散产品变形。对于rolling system，作者也将其拓宽形成panel形式，作为天花板或者地板。在以上对于砖块制作的研究基础上，作者对于不同形式尺寸的纸砖类型进行了总结归纳，对于不同类型的砖块型号，制作时间，生产方式，重量，使用报纸份数等变量进行整理，具备了一定可控的标准化流程，得到了一条完善的产品链。
电脑技术实现了对于砖块本身图案的计算模拟，接下来的工作中作者开始探讨研究电脑技术对于砖块组装的模拟发展。首先对于基础砖头进行定位，对于基础砖块周边砖块的摆放位置利用参数化条件进行选择摆放。周边砖块可根据事先设置好的线条走势或边界范围和密度等参数控制，由电脑自主选择砖块的摆放位置，在此基础上，电脑也会自动识别砖块摆放过程中出现的叠加放置等问题，自动返回重新进行摆放选择。最后建筑的形成是基于人的一系列指数设定之下，通过电脑逻辑完成，从而也完成了对于设计师的任务与角色的转变过程。在以上模拟测试实验之后，作者将目光放眼于几个砖块组合而成的一个构件模型之中，对构件进行系统化的模拟搭建。在以上一系列模拟搭建基础之上，项目进展到对于建筑构建的形成探索。例如，墙面，楼板，楼梯的搭建等，对于这些小的建筑构建的搭建开始了模拟尝试，最终完成了从砖块尺度到建筑构建尺度的全尺度发展。
项目最终进入到建筑尺度上，作者提出了三种策略，分别从社区小尺度临时搭建，落地性和宏观的对于图案，空间本身的建筑云探索。该项目是一个对于社区小尺度空间搭建的初步尝试，基于对于建语言探索的基础之上，作者对于砖块搭建尺度逐渐放大，通过不同的纸砖搭建方式，塑造不同的装饰肌理，利用回收场地直接压制的废纸方块形成结构，形成斗拱柱子，用木条形成横向长距离的搭建元件，最后完成一个社区活动空间的搭建过程。该方案主要针对落地性的研究探索，作者从纸张适合的气候条件，经济，当地制作工艺等方面进行思考研究，将项目选址于非洲坦桑尼亚，为当地一个约15-20人的小型family house设计了具备不同功能空间的家庭群落。根据当地特有的建造方法，夯土技术等与砖块进行融合和搭建方式的串联，使得该案例具备较大的落地性。针对不同人对于功能的需求，项目包括了卧室，客厅，厨房，厕所等不同功能空间。同时结合当地建造记忆，联合使用当地粘土砖和报纸砖的契合方法，以及采用当地对于缸瓦，木结构的用法加入纸砖搭建，以此降低项目的搭建成本，提高建筑可塑性和经济性。该项目将纸砖的图案作为设计主角，从纸砖本身的建筑语言出发，着眼于纸砖的图案形式之上，对图案进行设计。项目选址于全球最大的造纸和伐木国家——芬兰，作者尝试在纸张的回收链里面加入纸砖设计，形成一个更加闭合完整的循环经济。与当地木头和场地进行结合，与未形成纸张的树木和已形成纸张的纸张树木纤维共同协作，形成建筑群落，解决当地由于伐木林而造成的单一种植业问题，实现全球回收的想法。场地位于芬兰，一个具有很多造纸厂和伐木林的小岛空地上。项目希望通过建筑本身和建筑活动，提高在地生物多样性，改善解决由于单一种植业而对场地自然灾害对当地带来的恶劣影响。作者将场地分为几个不同区块，在区块中间放置一个永久建筑作为辐射整个区块的核心，提高区块中间伐木林的生物多样性。在伐木林由于休耕期形成的空地上建造一些临时建筑，通过引入游客和花苗花圃的引入提升场地生物多样性，更快速的使其恢复到较好的状态。当场地恢复到具备生物多样性的状态时，将临时建筑拆除，在另一块脆弱场地中建造临时建筑，改善另一块场地的脆弱状态。在永久建筑的核心辐射下，周边一直活跃着临时建筑，整体提升整块空地的生物多样性，而这些建筑材料同样来源于当地的木材。完成了木头，纸砖，树木纤维合作形成建筑的使命。在树木的伐木过程中，同样对于树木不同部位进行不同的制造方式，例如树梢用作纸张，而其他地方被制作成MDF板，或原材以及燃料，最大化利用树木资源。除此之外，作者针对材料也进行系统升级，例如采用胶合板的制作方式，用木材和报纸纸浆作为材料，最后形成类似于胶合板的结构，但与正常胶合板相比，降低了木材的损耗。在folding system中，作者也进行了相同的测试探索。经过从小的纸砖到长的木板，到最后弯曲木板结构的制作工程，作者开始尝试将纸张图案放大形成新的建筑语言空间。对于永久性建筑的搭建，作者用木头作为保护层，报纸作为填充层，利用folding的图案发展空间，得到不同形式的立面策略。这种立面策略，不仅可以提醒我们纸张来源于木头的前身，同时表现了一种新的设计语言。再次将尺寸放大到高层建筑设计思考之中，弯矩的木头加上报纸纸砖会得到一些有趣的折叠性空间，以此置入到功能空间，获得一些独特的建筑语言和空间形式。通过以上一系列测试努力，终于完成了从材料选择，材料进展发展到电脑模拟，材料本身对于不同尺度和环境下的建筑应用，最后探索出一种新的材料语言形式。
| 其 他 | 项目涉及软件包括rhino建模，grasshopper，kangaroo模拟测试，vray，lumion，keyshot渲染，pr动画制作等。🔗 https://appxet1vu9i3583.pc./index
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