中国陶溪明珠——废弃工厂改造而成的建筑奇迹
- 中国景德镇以瓷器而闻名。陶溪明珠作为新晋网红打卡地，是一个将废弃的陶瓷厂改造成多功能综合体的创新项目。
- 创新的设计给陶溪明珠的建造带来了挑战，包括波浪形拱门、详细的拱廊和复杂的钢结构元素。
- 这些独特的设计是使用先进的数字技术实现的，包括BIM 3D视觉仿真、CNC雕刻和铣削、3D放样、3D扫描、混合现实和云协作。
景德镇，这座古老而充满活力的城市，以其千年来的陶瓷制作技艺和深邃的陶瓷文化积淀而成为享誉世界的“瓷都”。如今，在景德镇的“心脏”地带，一座新晋网红打卡地——陶溪明珠拔地而起，并以其开放、互联的姿态，和独具匠心的建筑造型，成为陶溪川地区一个连接古今、连接空间与人、连接历史与现代艺术的崭新名片。
事实上，陶溪明珠的所在地曾经只是景德镇城区的一个老旧瓷厂。在中国顶级建筑大师崔愷院士的勾勒下，这一废弃工业用地被改造成为一个以一条横穿建筑的彩色清水混凝土拱廊为核心，总建筑面积约4.28万平方米，拥有复杂异形波浪拱形结构的多功能建筑综合体，宛如一条“游龙”游走在重焕生机的陶溪川地区。
废弃厂址的重生
在颠覆性设计创新与建造之美背后，是项目建设方中建一局华江公司团队一段充满挑战的探索之旅。据介绍，该项目的工程特点在于其高24米、长70余米的不规则陡曲面多曲率外形，这种异形的特点使得建筑的每一厘米都呈现出独特的曲率变化，并衍生出7,000多个截面视图。此外，工程还融入了复杂的钢结构、多变的景观铺装和色彩斑斓，材质特殊的釉面窑砖等设计，并大量使用了新材料、新工艺与新技术，对团队的施工建造带来了前所未有的考验。
回顾陶溪明珠项目最为成功的地方，中建一局华江公司的总工程师黄勇和BIM中心主任万仁威感慨到，是“数字化建造技术真真正正的应用落地”以及“设计与建造的充分连接”，成就了这一复杂异形建筑的建造。“没有数字化技术的仿真模拟、基于Revit的异形建模、各种三维扫描技术的诸多应用，这种大师级的异形复杂建造是难以实现的”。
建筑内部装饰的精确性和艺术性
其中针对异形拱廊的独特造型，项目团队基于BIM技术进行了三维建模，精心构建了弧形龙骨的数字模型，并进行了编号、分割和排版。为了确保龙骨弧度的精确变化，团队还运用放线机器人进行精准的放线校核。此外，通过可视化编程技术，团队导出了数字三维物料单，这些数据被用于数字雕模机，实现了拱廊的自动化定制加工，有效解决了现浇拱廊的找形难题。通过使用Autodesk工具，包括Revit、Dynamo和Navisworks，三维设计结果被应用于模板和釉面砖的自动加工以及现场施工。同时，团队还通过模型的深度全面应用来进行设计方案的验证和优化，不仅确保了曲面的精确度，还保证了设计的可行性和施工的精确性。
在陶溪明珠项目中，建筑内部的装饰堪称一项壮举，涉及在24米高的拱廊上精细铺设多达36万块、五种色彩各异的釉面窑砖。万仁威透露，每一块定制的釉面窑砖都预先设定了其独特的位置，这要求团队必须将这些砖块精确地放置于设计指定的地点。在这一过程中，团队还必须解决一大技术难题：如何在钢结构穿插其间的情况下，确保这些砖块在后期使用中不会脱落。
团队几番摸索后，“我们确定了’波浪形颜料现浇混凝土’的结构方案，万仁威解释道。基于此，团队率先构建了不同颜色序列的模型，并进行了渲染和细节优化，以模拟实际光照下的效果。之后，团队按照1:1的比例打印出施工蓝图，确保所有参与方都能准确确认。“数字化的嵌砖技术让每一块釉面窑砖都有自己精准的编号”。精准的铺设也确保了所有砖材在完全浇筑混凝土之后，没有任何缝隙，能够相互融合，呈现出丰富而变幻的色彩，给观赏者独特的视觉体验。
通过数字创新实现效率和可持续性
为预防后期浇筑时混凝土溢出，团队在项目初期还进行了详尽的工艺模拟，有效杜绝了漏浆和砖材污染情况的发生，确保了浇筑一次成型。万仁威指出，前期的数字化协作、可视化编程、从曲线到模版定制加工流程的确立，以及全工艺的1:1完整测试等，都为项目的成功奠定了坚实基础。尤其是BIM三维可视化模拟、数控雕模、3D放样、三维扫描和混合现实等技术，与云协同平台的有机结合，使得数字模型在施工全程中发挥了关键作用。
最终，该项目不仅提前完成既定工期，还因为数字化技术应用所带来的效率提升和一次成型，累计节省1,077平方米模板和525立方米混凝土、1,213平方米装饰砖辅助材料，和13,769吨碳排放。根据中国建筑业协会的一份统计，该项目中釉面砖的BIM布局技术共减少了19.4%的材料浪费，节省了近170万元人民币的材料成本，并为团队各方节省了70%的沟通时间。
历史保护的未来前景以数字化技术攻克复杂特殊设计的建筑挑战之余，中建一局华江公司的总工程师黄勇和他的团队当下还在积极探索如何利用数字化技术对古建保护、历史城镇保护这一建造细分领域带去更多全新可能。
在万仁威的介绍中我们看到，随着当前城市更新节奏加快，中国广袤的土地上还拥有大量的木制古建、石刻建筑、传统建筑、壁画和很多历史城镇需要加以保护、修缮。“针对数字化如何帮助历史城镇的保护及其周边文旅的一系列建造项目，我们目前在做课题研究”，“但历史古建和现代化的异形建筑本身还是存在很大不同，但又有其共通之处，所以数字化就是一个很好的切入点”。
古建筑保护不仅需要融合BIM、可视化建模与分析、VR等多样化的数字化技术，以促进历史城镇保护项目的管理和协同作业更加精细。团队还面临着将现代工艺应用于古建筑的新挑战，这包括对古建筑的材料、结构等信息进行综合分析，以制定出合理的保护方案，从而将数字化技术真正融入传统建筑工艺，为古建筑的保护和传承注入了新的活力。
回顾陶溪明珠项目丰富的建设经验，中建一局华江公司的总工程师黄勇指出，为满足未来更多顶尖“大师之作”超高水准的呈现要求，关键在于“如何将建筑大师的设计理念巧妙地融入建筑的实际建造之中，将每一座建筑都当作艺术品般精心雕琢”。
为此，黄勇认为，团队一方面要全面拥抱数字化的生产模式，使数字化技术成为跨团队协作当中的“牵头部门”。同时，数字化技术应被真正内化为一种创新的思维模式和工作方法，从而增强团队对数字化带来的实际效益的信心和依赖。
中建一局华江建设有限公司BIM中心主任万仁威同样强调了在处理复杂异形结构项目时，数据的无缝连接和高效协作平台的重要性。以及在未来，随着新型建造技术、创新材料的不断涌现，如何利用数字化手段和模型的能力来应对由复杂工艺和材料叠加带来的挑战，将成为一项长期而深远的探索任务。