東京「學習、學習舍」：VUILD與Explayground計畫合作成果，將3D加工技術應用於教育空間
秋吉浩氣帶領的「VUILD」數位製造團隊與日本東京学芸大学的教育孵化中心「Explayground」計畫合作，創造一個名為「學習、學習舍」的參數化空間，打造開放式實驗室，讓任何人都能體驗先進的數位製造技術，這片整合木材和混凝土的大屋頂位於東京都小金井市的東京學藝大學小金井校園內，以3D加工的CLT木構，實現有機形狀的混凝土殼。
從2023年春季完成以來，這個波浪形的巨大屋頂已開始作為學生、教師和企業人員的聚集地。此結構體也是由Mistletoe Japan和東京學藝大學於2019年開始的「Explayground」計畫的基地。該計畫目標是創造全新的公共教育形式，涵蓋產業、官方、學校、民眾到兒童的合作及參與。為了實現這一宏偉主題，這棟非傳統的建築應運而生。
結構體採用有機形狀的屋頂，結合了鋼筋混凝土和交叉層壓木材（CLT）作為模板，VUILD的參數化團隊使用幾何演算法來生成CAD模型，進而方便計算出5軸CNC加工的CAM路徑。預製組件在VUILD的工廠使用5軸CNC製造，隨後組裝成為建築體，作為一個開放設施，提供個人參與先進製造技術的機會，並積極參與創建自己的空間。
設計挑戰在於創建一個開放且適應性強的空間，用於新型公共教育，既是學習環境又是可擴展、無形的區域。VUILD選擇使用5軸CNC銑床來打造一個大跨度的多功能空間。限制在於切割最厚達240毫米的CLT板材，需要重複模擬以優化整體形狀和切割便利性，同時考慮到建造物流。CLT樑設計有縱切面上的正弦曲線，創造了一個堅固的外殼，屋頂形狀仿照葉脈。外殼的深度透過橫切面上的鋸齒形圖案達成，並通過三層相位的變化增加強度。3D切割的CLT板材在VUILD的工廠裁剪，現場與樑連接，並用金屬配件固定。
將混凝土澆注入樑中，形成脈絡上的樑和8厘米厚的板覆蓋空間。這種創新的建造方法已作為專利「JP
2021-042568」註冊，將成本降至普通殼體建造方法的60%。5軸加工功能的數位化製造需要進一步優化，特別為5軸切割創建路徑。參數團隊開發了一種用於自由形式表面的幾何算法，能夠自動生成CAD文件。路徑創建流程以減少手動加工。自動板材放置和形狀生成的演算法高效地安排了不同厚度的CLT板材，有利於結構力學和施工便利性的最佳化。
閱讀完整圖文：參數化設計＋數位製造，東京「學習、學習舍」教育孵化中心／秋吉浩氣 VUILD
作品資訊
作品名稱：【学ぶ、学び舎】The Learning Architecture for Learns
作品位置：日本東京都小金井市貫井北町4-750-2
作品類型：校園建築、CLT、木構、參數化設計
設計單位：VUILD
結構設計：佐藤淳構造設計事務所
設備設計：Arup
施工：：アトリエ海
構造：RC造
規模：地上1階
敷地⾯積：297,471.22 ㎡
建築⾯積：251.28 ㎡
延床⾯積：295.90 ㎡
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