新手段設計新建筑

◎ 小雅

CA Group，位于英國 Durham 郡的 Even woo，于上世紀八十年代中期在英國創立，現已成長為工業用及商用金屬屋面和墻體系統的主要承包商、供應商和制造商。該公司專門設計形狀復雜的建筑物和立面。

挑戰：設計完全創新的地標性建筑物立面

全球著名的建筑公司Hopkins Architects聘請CA Group為Debenhams設計一個引人注目的建筑物立面。Debenhams是英國Suffolk郡Bury St.Edmonds投資1億英鎊的 Arc 新開發項目中的一個主要零售店。Debenhams最終將充當整個綜合建筑的主力商店。該建筑物的設計包含復雜的大弧度形狀，而且，CA Group 面對著這樣一項挑戰，即：在完全確定最終的地面形狀和該建筑物在項目地點中的位置之前，開始這座占地85,000 平方英尺的建筑物的設計工作。

CA Group一直使用Pro/ENGINEER——PTC 的 3D CAD（計算機輔助設計）解決方案已差不多三年了，所以該公司知道此軟件可以處理非常復雜的形狀。Pro/ENGINEER 使CA的設計師能夠快速、不斷地更改模型的各個層面，同時參數變更可以立即廣泛應用到整個設計中。PTC的Pro/ENGINEER Advanced Assembly軟件包還使CA Group能夠處理個別部件或整個模型，同時確保設計元件之間保持完整的相關性。

不斷變化的建筑物形狀

Nick Belden，CA Group的設計經理談到建筑設計時，說道：“如果沒有使用Pro/ENGINEER，我們根本無法建造這樣復雜的幾何結構。PTC具有非常專業的能力，它的AdvancedAssembly軟件包對于這樣復雜的項目是必不可少的。”

CA Group的設計經理Nick Belden對他負責的項目感到興奮時，往往會溢于言表。Belden滿懷熱情地描述了在英國Bury St.Edmonds進行的名為Arc的新開發項目中的Debenhams百貨商店，同時指出在此商店的外表運用的復雜大弧度形狀在建筑界中是如何演變的。

Belden解釋道：“建筑設計現在的集結相結合，取得了令人印象深刻的新成果。Gehry設計的著名建筑包括西雅圖的“音樂體驗工程”、洛杉磯的“華特·迪士尼音樂廳”，以及位于西班牙畢爾巴鄂的“古根海姆博物館”，該博物館被《時代周刊》評為“世紀性建筑”。

簽訂了設計合同的工作團隊想仿效像Frank Gehry這樣的建筑師，他們需要找到可以處理這些復雜形狀的軟件。Belden詳細地解釋道：“我們可以看到這股潮流從美國傳播到全世界，而且設計軟件解決方案，在將近三年的時間里，它一直都是CA Group首選的產品建模軟件。最初，C A的設計師使用AutoCAD，后來又購買了 Inventor的許可證。Belden 說道：“但是，我們發覺出現在我們面前的項目變得越來越復雜，而且形狀變得越來越不規則，因此，像Inventor這樣的產品無法處理這種非常復雜的幾何形狀。”

用Belden自己的話來說，該公司對市面上的所有建模軟件包進行了一次變化速度非常快。CAD（計算機輔助設計）技術不斷進步，現已發展到3 D CAD，因此，建筑師不斷構思出越來越復雜的形狀。上世紀八十年代后期到九十年代早期，像Frank Gehry這樣的建筑師在設計風格上發生了轉型。”

Gehry 聞名于世的是，他擅長將充滿美感的曲線形狀與復雜、解構主義的我們知道像這樣的項目將首先出現在英國，當然這是指在歐洲。因此，就在那時我們開始進行這項調查，看看哪種建模軟件更先進，能夠處理這些異常復雜的形狀。”

選擇建模軟件

Pro/ENGINEER是領先的3D產品“選美”。CA Group給每家供應商提供了CA的設計師正在研究的建筑物的示例，要求這些供應商使用各自的軟件建立其模型。Belden指出：“只有Pro/ENGINEER這個軟件包能夠給出我們想要的結果。”

為了實現建筑師的理念，C A Group設計了一座具有三維、曲線流動狀外殼的建筑物，外殼由3,822個獨立部件構成，并包含384種不同的形狀。雖然托管的模型包含60 GB的數據量，但Pro/ENGINEER 卻能夠處理。如今，以獨特的Debenhams主力商店為特色的Bury St.Edmunds零售綜合商場準備開門迎客了。Debenhams商店能夠按時和按預算完工，其中不乏PTC的功勞。

設計地標性建筑物

這座別致的建筑物的方案由全球著名的Hopkins Architects為Arc綜合建筑的開發商而設計。有人將此設計方案形容為“獨一無二的雕塑形狀”，是“從一個流暢的有機形狀形成的”。此方案公開招標，而CA Group提議使用Pro/ENGINEER作為幫助實現此概念的設計解決方案。最終，該公司在此項目的投標中勝出。

(4)茶樹喜陰、需漫射光，茶園周邊的植被類型以針闊葉、喬木林混雜為宜，野生蘭草對茶葉香氣提升具有重要作用；

Hopkins Architects和CA Group的任務是設計一座地標性建筑物，作為在英國Suffolk 郡Bury St.Edmunds投資1億英鎊的Arc的新開發項目的主力商店。Bury St.Edmunds最初只是一個集鎮，后來迅速發展為一個非常漂亮的鄉村休閑勝地，而這個新開發項目希望將它發展成一個集購物、會面、吃飯和消遣于一體的勝地。

Belden解釋道：“設計地標性建筑物可以使一座城市或一個城鎮給人留下深刻的印象。如果您想到悉尼歌劇院、帝國大廈或金門大橋，那么，這些影像可讓您的腦海中浮現出幾乎整座城市。而這正是他們嘗試通過這個開發項目的建筑物做到的一點，目的是要引起人們對這個小鎮的關注，另外還通過運用地標性建筑物為Bury St.Edmunds創建招牌。”

精心設計線條流暢的外表

在中標后，CA Group必須決定如何構建建筑物的模型和付諸建造。Belden 解釋道：“建筑師向我們展示了一系列正視圖和圖片，它們描繪了建筑師心目中的建筑物外觀，另外還展示了一些關系到建筑物如何成形的剖面和幾何形狀。隨后，我們利用這些信息在Pro/ENGINEER中首先創建建筑物的外殼，然后創建其實體。”

立面由3,822個獨立部件構成，包含384種不同的形狀。由于曲率的緣故，每個形狀都不同，而且每個部分均由金屬鑄件制成。模型中的每一個此類鑄件均在其背面鑄有一個參照號，這樣，每個獨特的部件都可以用參照單獨標記。

雖然金屬鑄件是一種通常不會用于建筑物墻體的工藝，但在這座建筑物中使用了此工藝，因為它的外殼形狀非常復雜。墻體后面是藍色的霓虹燈，因此到了夜晚亮燈時，每個接合處都將變成鐵藍色。

用于連接鋼結構背面的方形金屬板的連接方法，也是在Pro/ENGINEER中設計和開發的。PTC提供的結構和熱分析CAD工具Pro/ENGINEER Mechanica 用于分析該連接方法的結構完整性。

完全關聯和參數化特性的重要性

為了滿足最后期限，CA Group不僅要在最終確定地面形狀之前，而且還要在完全確定該建筑物在項目地點中的位置之前，開始該建筑物的設計工作。Pro/ENGINEER的參數化特性使設計師能夠在作出這些決策時更改模型，同時參數化變更可以廣泛應用到整個模型中。

按時按預算交付項目

隨著在Bury St.Edmonds進行的Arc開發項目臨近完工，起重機正不停工作，以完成 Debenhams商店的建造，此建筑物像一件閃閃發光的雕塑拔地而起，給整座綜合建筑添加了生氣和活力。開發商自信現代化的設計將使歷史名鎮Bury St.Edmunds的面目煥然一新，而建筑師正看到他們的構思變成現實。通過PTC，CA Group才能夠設計出這些新穎、高度復雜的形狀。

Belden總結道：“在這個案例中，找到適合項目的工具至關重要。我們相信，除了 Pro/ENGINEER外，市面上沒有其他主要的工具確實能夠執行這個項目，因為建筑物太復雜、我們處理的文件非常大，而且設計的難度非常高。”