ETH 苏黎世联邦理工十年研究成果：NEST第八个模块‘HiLo’

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ETH 苏黎世联邦理工十年研究成果：NEST第八个模块‘HiLo’


版权: Roman Keller

由Empa（瑞士联邦材料科学与科技实验室）与Eawag（瑞士联邦海洋科学与技术研究院）打造的NEST模块化研究大楼迎来最新模块的正式开放。具有创新性的HiLo单元展示了苏黎世联邦理工学院近十年来在建筑和可持续技术方面的成果研究，其中包括了复杂的双曲面混凝土屋顶、轻型缆索地板以及自成型建筑技术。


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这一全新的建筑结合了中世纪的建筑原理和未来的制造手法：两层高的建筑模型形式受到了过去常用的建造方式的启发，并在其中使用了最先进的计算设计和制造技术进行规划和建造。在全新的单元中，由建筑及结构学教授Philippe Block、建筑及建筑系统学教授Arno Schlueter与行业合作伙伴所领导的科学家团队共同探索了轻质结构和高效施工方法是如何与智能和自适应建筑系统相结合的，并研究了如何以此减少建筑及建造行业自带的及运营的碳排放。


版权: ETH Zurich


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这一单元引人注目的屋顶有着弯曲的几何形体，这一元素与混凝土夹层结构相结合，共同塑造了屋顶区域的高承载能力。其中，混凝土夹层由两层薄薄的钢筋混凝土打造，并由混凝土肋及钢锚进行连接。为了大量减少模板材料，屋顶采用了柔性模板打造，模板由一个张紧的索网构成，覆盖有一层薄膜，混凝土会被喷洒到薄膜上定型。


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项目中，研究人员希望在两层单元的夹层结构中尽可能少地使用材料。HiLo的轻型缆索系统通过使用由筋强化的索道壳代替平面板块，因此，相比于传统的钢筋混凝土楼板，这一架构节约了70%以上的材料。数字化的生产方式让通风、冷却和低温加热系统集成于地板结构之中，从而进一步减少了建筑所需的材料和体积。


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此外，HiLo单元配备了由Schlueter 集团开发的自适应太阳能幕墙。这一架构由30个与太阳光对其的光伏模板组成。这些灵活的模板还可以用于控制进入房间内的自然光量，因此，建筑可以被动加热，也能减少制冷需求。自适应太阳能幕墙是为可以有效地调节室内气候所设计的一系列创新型建筑技术元件中的一个。在使用过程中，研究人员可以通过机械学习和对使用者的考量，不断优化各个技术间的相互作用，以此探索如何以尽可能少的能源和排放实现舒适的室内条件。


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HiLo代表着“高性能-低排放（High performance – Low emissions）”。而建筑单元则容许研究人员测试如何尽可能地在建筑物的构造和运营设计方面节约能源和资源，并同时确保打造具有吸引力的建筑空间以及构筑其中高水准的舒适度。HiLo位于瑞士距离苏黎世较近的杜本多夫市中，同时它也是Empa和Eawag两家研究机构园区中的第八个实验性NEST建筑模块。在模块化的研究和创新建筑探索中，科学家及行业合作伙伴可以在“现实生活”的条件下，在临时的建筑模块或单元中测试并推进全新的建筑及能源技术。


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NEST（Next Evolution in Sustainable Building Technologies，即可持续建筑技术的再升级）是世界上第一个模块化的研究和创新建筑，旨在加速建筑业的创新进程。该建筑位于瑞士杜本多夫Empa的园区，距离苏黎世30分钟车程。


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NEST包括一个用于承重结构的中央 "主干”，以及围绕主干的用于容纳约50个可替换的生活和办公单元的基本网格。由于其高度灵活的设计，允许在 "即插即用 "模式下切换完整的生活/工作单元甚至整个楼层，NEST将不断改变面貌，并解决当下的建筑热门话题。NEST被用作学术宾馆和实验办公空间，也作为可持续建筑的生活实验室，使新型材料、部件和创新系统在真实世界条件下得到开发、演示和优化。


NEST模块化理念


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‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍项目图纸


Hilo爆炸图


Hilo平面图


Hilo细节图


Hilo细节图


Hilo细节图


NEST总平面图


NEST平面图


NEST平面图


NEST剖面图


NEST立面图

项目信息NEST
建筑设计：Gramazio Kohler Architects
项目地址：überlandstrasse 129 8600, 杜本多夫, 瑞士
建筑面积：4935 m2
基地面积：5795 m2
项目建成：2014 – 2016
HiLo建筑设计：ROK Architects；Block Research Group, 苏黎世联邦理工学院
创新性设计：Block Research Group, 苏黎世联邦理工学院；Architecture and Building Systems Group, 苏黎世联邦理工学院
项目建成：2021
摄影师：Roman Keller

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