一、背景
冰雪建筑是一種以冰、雪作為主要建造材料的建筑形式,可用作短期抵御風寒及造型觀賞,具有材料易得可持續、外表絢麗美觀、易于造型施工等優點,卻又被其較低的材料強度、穩定性,較差的塑性、延性性能阻礙發展。
冰雪建筑與結構具有悠久的歷史,幾乎在世界各地的寒冷區域都有其獨特的冰雪建筑。從14000年前加拿大北部靠近北極地區的極地因紐特人用于居住的Igloo到現代冰砌體結構、冰殼結構,冰雪建筑的功能從滿足人類生存需要逐漸轉變為人們藝術欣賞和實用體驗的一種方式。
在當今人們生活品質逐漸提高,生活方式逐漸趨向高效、便捷的時代,小到智能手機、智能家居,大到大數據分析、物聯網,“智能”的概念融入了世界的方方面面。智能與建筑的融合也早已發生在建筑材料、施工和運營當中。例如,光致變色材料鍍膜玻璃根據室外的光照強度,自動調節其透光性,不僅能防紫外線,防眩光,還具有智能調節室內溫度、室內照明、節能環保的功能。又如,將3D打印技術應用在建筑領域同樣是將智能應用于建筑的表現。2013年3月,荷蘭的DUS Architects建筑公司在阿姆斯特丹打印一座住宅,先用3D技術打印出住宅的組件,然后將這些組件進行裝配,最終把用戶定制的設計圖變成建筑物。上海盈創裝飾設計有限公司較早研制出2臺全球最大的建筑3D打印機,可以整體打印房屋。該公司在上海青浦區成功打印出10棟房子,這是全世界第一批通過3D打印技術建造的實體建筑物。2015年,美國宇航局NASA百年挑戰第一名的獲得者更是提出了“火星冰屋”的想法,即利用火星地下冰建造一個完整的3D打印棲息地。再如,形狀記憶合金(SMA)是一種同時具有自感知、驅動和耗能特性的多功能材料,利用SMA的上述特性可發展智能土木工程結構。SMA的電阻與其應變之間的關系是近似線性的,因此SMA具有良好的感知特性,可用于結構的健康監測,為結構的使用、運維提供可靠的數據支持。SMA在受限恢復時,可產生很大的恢復力,故可用于結構損傷后的智能修復。
綜上,“智能化”無疑是冰雪建筑繼實用化、藝術化后的一個新的發展方向。如何將智能與冰雪建筑相結合,如何將科技創新融入冰雪建筑的發展理念,并為大眾創造更美好的冰雪體驗,成為了冰雪建筑師、工程師必將面臨的問題。
二、競賽內容
2.1 賽事描述
主要目的:
本競賽以智能冰雪結構的設計和建造為出發點,旨在探討智能冰雪材料性能、冰雪結構智能建造方法和智能運維策略,以及如何將冰雪建筑的建筑功能、建筑美學與結構可靠性有機結合的問題。
主要內容:
具體要求現場設計并制作一個冰雪建筑模型,建筑室內凈空不低于2m×2m×2m。
賽程安排:
參賽報名時間:2021年11月4日—11月15日,作品方案遞交截止時間:2021年11月30日。競賽將分兩階段進行,第一階段為方案評選環節,評選出優秀方案,獲評優秀方案的團隊將進入第二階段,受邀赴哈爾濱開展實地建造。組委會綜合兩階段評審結果,評選出特等獎、一等獎、二等獎和優秀獎若干名,頒發榮譽證書及獎金。首屆比賽若受國際疫情影響,組委會承諾將優秀方案以代建的方式呈現,并在官方網站提供過程直播及成品展示。待國際疫情緩解后,第二屆及后續競賽將繼續邀請各所高校赴哈爾濱進行建造。
具體要求:
第一階段方案提交要求:
每組參賽隊伍提供以下幾方面的成果:
1.海報1~2張:介紹建筑與結構設計方案的有關設計理念、模型效果圖、創新點等。
2.詳細圖紙(包括建筑、結構、水暖電),結構建模與分析的計算書,結構技術細節、節點構造、模型加工圖(含材料表)等。
3.演示視頻:對設計和制作方案進行不超過10分鐘的分析和介紹,視頻格式為mp4。
第二階段模型建造要求:
1.模型結構部分選用的材料必須主要為冰雪材料,可以用輔助材料予以加固、裝飾。
2.比賽現場提供足夠的水、紙漿或木削、染料、鋼絲等制作材料,并提供水桶、鐵鍬、用于充氣的薄膜、麻繩、鼓風機、模具等可能使用的工具。其他自行準備的材料和工具在經組委會同意之后也可使用。
3.各參賽隊要求在兩天時間內完成模型的制作及養護。
4.建筑外形、結構體系、建造方式不限。
2.2基本準則:
參賽隊伍須遵守以下競賽準則:
受邀參賽隊伍僅能包含五名學生和至多兩位指導老師。
每支隊伍須在第一階段截止日期前提交方案,第二階段在哈爾濱工業大學比賽現場制作完成一個冰雪建筑模型。
每支隊伍須嚴格遵守競賽規則,如有爭議或任何不遵守競賽規則的行為,將有評審委員會進行仲裁。
三、評分依據及評分方式
3.1評分依據
評分按總分100分計算,其中包括:
海報制作:5分
圖紙表達:10分
建筑設計理念:10分
結構體系、技術細節、節點構造和模型加工圖的合理性:15分
從建造材料、建造過程、運維和使用方面綜合評價其智能化程度:30分
創新性:15分
成品質量:10分
演示效果:5分
3.2評分方式
評分采取評委打分的方式。最終通過加權平均計算總成績。
3.3冰雪論壇:
扎根東北,結合地方特色,前瞻布局深海—極地等未來產業,構建冰雪文化,打造數字經濟新優勢,組委會依托政府、高校、企業和社會組織等,在開展冰雪結構競賽的同時,將邀請冰雪和智能化領域的國際知名專家、學者講述科研前沿動態,共話學科交叉融合新領域。
本屆競賽作品著作權歸高校所有,組委會對本屆大賽享有最終解釋權。
四、報名說明
1、比賽相關聯絡群:
賽事負責人:崔老師
2、報名截止時間:2021年11月8日晚24:00