香港置地 x 大界智造 | 数模驱动的上海“西岸漩心”

来源：大界机器人发布时间：2023-06-15

△建筑效果图 ©Devisual

根据“上海2035”的城市总体规划，承载全球城市核心功能的徐汇滨江“西岸金融城”高品质中央活动区正在紧锣密鼓地展开建设。

西岸金融城由香港置地开发，“西岸漩心 ORBIT”正位于该地块的核心地带，由英国明星建筑事务所Heatherwick Studio设计，大界智造团队为本项目提供飘带造形GRC (Glassfiber Reinforced Concrete) 幕墙设计咨询及BIM (Building Information Model) 服务，通过三维数据驱动复杂幕墙的工业化生产，以跨专业的整合能力与数字化技术，赋能建筑更高品质、更绿色环保地落地。

西岸漩心 ORBIT

数模驱动的建筑幕墙咨询

△参数化提取曲面板块定位信息和板块数量

©大界智造

“西岸漩心”高21.4米，地上建筑面积4500平方米。GRC幕墙分为层间飘带（4圈）、屋面飘带（外圈、内圈）共6圈飘带，面层材料为GRC，每层飘带由外圈至内圈、由下到上以同心圆收缩。每个层间呈两组对称，每组由7个叠级造形组成，飘带由建筑最高点至花池再往地面均匀延展。造形自由灵动、模具脱模受限，无法批量生产。

大界智造介入后，对GRC的产品制作工艺进行了大量分析，提出几何造形聚类优化解决方案，利用数模驱动建筑幕墙的设计优化及生产，使模具利用率增加600%+，成本节约50%+，经济效益显著提升。

表皮有理化

大界智造通过与Heatherwick Studio的协作，对“西岸漩心”的非线性复杂幕墙进行几何找形优化和数字建造。将形如飘带的GRC板块有理分布，通过理性的数理逻辑建构，最大程度实现幕墙表皮建造的标准化和模块化，发挥工业化高效生产的优势特点，提高模具的使用率。

©大界智造

在优化的过程中，原方案幕墙造形的基准曲线是不规则的三维空间曲线，大界智造基于弧线(Arc)在几何形中可以镜像的特性，以弧线来拟合原曲线，通过演算法，在弧度、弧长、拟合度等因素中找到最优解，在效果与成本中找到平衡。

△幕墙造形母线参数化优化 ©大界智造

大界智造对幕墙造形重新按照居中错缝的效果分缝排列，按2.5~3米设计单元板块长度，8毫米缝宽进行均匀阵列，把原本不均的飘带空间轮廓线优化，进行均匀排布。使飘带的造形效果更好地保留建筑师的设计意图。

△圆弧拟合自由曲线 ©大界智造

模具聚类化

大界智造团队使用参数化设计工具对每一块面板、龙骨、节点、构件的空间角度和形体分解进行控制和模拟，对每块造形面板设定参数归类。

△通过截面归类及轮廓线拟合圆弧达到模具最大的使用率

©大界智造

每1/4飘带按平面投影半径划为3段，每段进行同类型曲面拟合。在保证造形整体效果的前提下对局部位置进行微调，满足模具生产制造的需要。

△模具聚类化 ©大界智造

在误差允许的范围内，将构件优化为尽可能少的种类，最终使得模具使用率提高600%以上，模具面积由原来的约2000平方米减少到约300平方米。

构造系统设计

建筑幕墙与主体结构之间的间距变化较大，构造关系复杂，无法以传统的二维图纸来表述。大界智造基于对结构规范与GRC材料工艺的掌握，在BIM模型中通过参数化程序设计了钢结构龙骨系统。

△钢结构龙骨系统设计 ©大界智造

经过对构造节点和构件布置的反复推敲与结构验算，最终实现了满足造形、方便施工、安全可靠的龙骨-GRC面板挂接体系。该体系不仅方便安装，龙骨成本也降低至少50%。

△GRC构造方案计算分析 ©大界智造

BIM碰撞检查

在复杂造形项目的建造过程中，传统的图纸设计并不能将空间的问题全部暴露，大界智造在该项目中将二维不能完整表达的细节均在BIM模型中细致呈现。

△识别碰撞点 ©大界智造

团队将构造节点进行仿真计算，通过软件协同识别碰撞点，进行二次优化；通过参数化程序设计，验证表皮与结构距离是否满足构造要求，以及安装时所需的空间。为项目落地预先检验，降低了现场安装的未知风险。

△碰撞位置检测 ©大界智造

△龙骨空间碰撞检查（左）碰撞位置输出（右）

©大界智造

辅助现场施工

在施工端，大界延续着对项目的严谨态度与品质追求，以专业经验辅助工厂生产与现场施工，实现设计效果的同时，检验系统设计的合理性与可行性。

工厂引导：原材料配比、制模、喷射、脱模、切割、打磨、清洗、喷漆、包装等生产过程全程跟踪；评审工艺条件、操作方法、产品保护等影响GRC造形与强度的关键要素，提供合理建议。

工地巡检：从埋件、龙骨、面板，由内到外、由下到上围绕GRC系统拍摄现场切片，与设计模型的“每一帧”进行比对，捕捉细节、及时纠偏，提供解决方案。

△近期大界团队工地巡检实景 ©大界智造

ESG评价下的

地产项目建设

香港置地在本项目投资开发中综合考虑ESG评价体系，强调环境友好和绿色环保，注重企业承担的社会责任，以及企业与项目治理的高效廉洁。大界智造也在此过程中积累着ESG实践经验。

△大界智造ESG体系（点击图片看详细内容）

Environment

节能减排/平衡效果与成本

非标复杂幕墙项目常常因为模具的重复率低，导致大量的成本与材料花费，也意味着碳排放的增加。在本项目原方案中，飘带造形的开模面积达到了表皮面积的一半。而大界智造通过算法提升模具使用率，一方面平衡效果、优化成本，另一方面也极大地减少了碳排放，达到节能减排目的。

Social

数据社群/协同多专业BIM

在大界看来，通过BIM平台数据打通行业上下游，联动地产项目建设的前后端，这既是数据驱动生产，也是建筑行业以数据作为多专业社群纽带的一种表现。“西岸漩心”由国内外多个专业、顾问团队参与设计，大界智造以BIM模型为基础进行结构、幕墙、机电、景观等专业协调：一方面增加了设计数据连贯性和利用率，另一方面也大大提高了多专业协作的效率。