卫国:1961年生,江苏南通人,清华大学建筑学院教授、清华大学深圳国际研究生院未来人居研究院常务副院长。
1986年留清华大学任教后,他一贯从事建筑设计及建筑理论研究。
2003年以来,他通过传授教化、工程、策展、出版等办法,持续推动数字设计及数字建造研究。
曾获中国建筑学会建筑设计奖·建筑教诲奖、天下建筑新闻奖“最佳技能利用奖”金奖、天下建筑节精彩设计奖等。

橙色的机器臂,如人的手臂般灵巧移动,前真个3D打印系统正在“打印”建筑……在清华大学深圳国际研究生院未来人居研究院一楼的实验室里,清华大学建筑学院教授徐卫国正在辅导学生进行3D打印操作。
“我们研发的打印新工艺,将运用到更多智能建造中。
”徐卫国说。

3d助力建筑设计 设计原则

2000多公里外,在河北张家口市下花园区武家庄村落,有一座很特殊的农宅。
这座建筑,正是徐卫国与团队采取3D打印混凝土技能建造完成的。

如何用3D打印技能建屋子?智能建造如何从实验室走进人们的生活,前景如何?徐卫国向娓娓道来……

从墙体到屋顶,完备采取3D打印混凝土技能建造,并依赖机器臂完成施工

武家庄村落村落民赵秀娟家的墙上,有一张与徐卫国的合影。
照片背景里的老屋子,已被这座3D打印建筑取代:编织纹理装饰的外墙、圆拱形的屋顶、镂空的围墙……新居与村落中其他农宅很不一样。

更不同的是建筑过程。
从根本、墙体到屋顶,农宅的建造完备采取3D打印混凝土技能建造,并依赖机器臂完成施工。
用赵秀娟的话来说,3套打印设备“就像挤牙膏一样”,“打印”出混凝土材料,一层层向上累加,房屋的根本、墙体等部分便逐渐呈现在人们面前。
屋顶则在单独打印完成后,用吊机安装到墙体上。

“大略来说,智能建造指的是用机器人或者智能系统替代人进行房屋建造。
”徐卫国说,机器人3D打印混凝土技能的上风在于效率高、质量高档,还可以建造出各种幽美的不规则曲面形体。

如何让3D打印建筑更好地知足人们的需求?这几年,徐卫国没少往武家庄村落跑,他辅导的好几篇研究生的论文,也是环绕武家庄村落的3D打印建造展开的。

“我们的很多成果是在工地上取得的。
有一年冬天,我到屯子调研,创造有的村落民家中窗户透风,保暖性有待提升。
”徐卫国说,在设计武家庄村落的农宅时,团队结合3D打印的特点,对墙体布局进行了创新性设计,形成“构造—装饰—保温一体化墙体”,让房屋变得冬暖夏凉。

“只有在实际操作中反复验证,写出的程序、开拓出来的技能才能更好地运用于实践,3D打印建筑工艺才能得以不断完善。
”徐卫国说。

武家庄村落的农宅,并非徐卫国团队完成的第一个3D打印建筑。
在一个又一个“工地”上,3D打印建筑成果落地生根——

上海宝山区聪慧湾,一座形似飘带的3D打印混凝土步辇儿桥引人瞩目。
两台打印系统共用450个小时打印完玉成体混凝土构件。

广东深圳宝安3D打印公园,蜿蜒的道路和自然起伏的地形领悟,如清泉流淌于溪谷间。
3D打印混凝土技能在建造分外曲面造型时的上风,在该公园中得以充分表示。

拱桥、公园、书屋、民宅……徐卫国的作品,从实验室走到了人们身边。
他说,希望自己的科研成果能够助力行业升级,改进人们的生活,“科学研究就该当为社会做事”。

深耕20多年,数字建筑设计逐渐变为现实

这些年,徐卫国团队的3D打印建筑作品不断呈现。
成果背后,是他20多年来在数字建筑设计领域的深耕。

2003年,徐卫国在国外一场名为“非标准建筑”的展览上第一次打仗到数字建筑设计。
如何利用数字技能在电脑里天生建筑形态?这些设计能否被实际建造出来?徐卫国开始了在数字建筑设计领域的探索。

“数字技能与建筑设计的结合形成了数字建筑设计,紧张是通过算法、程序来天生设计方案。
”徐卫国说。

以深圳宝安3D打印公园为例,团队通过算法仿照人群活动,在人流密集区域支配紧张景不雅观,再利用奇异吸引子算法天生公园总平面的雏形。
随后,对公园总体方案进行设计建模,完成3D模型。
在建立模型的根本上,进行打印路径方案,并将代码传输给机器臂。
“通过算法,数字建筑设计能够更大程度地知足人们的需求。
”徐卫国说。

近年来,徐卫国意识到数字设计是智能建造的条件和根本,开始重点研发以3D打印为主的智能建造技能。
从一场展览的启示,到一个个建筑的落成,20多年韶光里,徐卫国关于数字建筑设计、智能建造等的设想逐渐变为现实。

“实际上,一起走来很不随意马虎。
”徐卫国说,自己也碰着过一些质疑的声音,比如,新的设计方法是否可行,能建多大的屋子,性价比高不高,等等。
“但坚持做下去,总会有新收成。
”2020年,住房城乡培植部等部门关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的辅导见地印发,提出加大智能建造在工程培植各环节的运用。
徐卫国深耕多年的技能有了更多用武之地。

是否光彩于自己的探索与坚持?“如果没有及早意识到数字建筑设计、智能建造的广阔前景,没有早去做研究,那便是我们的失落职。
”徐卫国说,“科学研究便是要有前瞻性,要看到未来的需求,不断探索、求新。

引发学生想象力,探索未来建筑的各种可能性

如何在火星上建屋子?

采访时,徐卫国刚刚为学生们上完一节建筑设计专题课。
这门课上,学生们要环绕“火星居留地”进行设计。

“在火星上,人轻轻一跳,就比在地球上跳得高很多——火星上的建筑,与地球上的建筑也完备不同。
”徐卫国说,他想引发学生们的想象力,探索未来建筑的各种可能性。

他讲授的建筑设计专题是一门谈论课,学生在课下完成准备事情,上课时展示自己的成果,老师进行点评、提出建议。

“刚才这节课上,我们谈论了各个小组的建筑设计任务书。
我们要自己设定‘火星居留地’上的人物和背景,在此根本上进行建筑设计。
”刚上完课的学生李洪君愉快地说。

听上去有些科幻,但这实在与建筑设计息息相关。
“人物之间的联系,实在是建筑空间关系的一个参照,会转换成空间之间的关系。
”徐卫国说,课程中的每一项任务,都对应其实际的建筑设计过程。

徐卫国关注建筑的未来,也关注学生的发展。
1983年本科毕业后,徐卫国读研期间就开始担当课程助教,距今已有40年。
在他看来,启示、勾引、互换,是西席事情的重点之一。
“现在获取知识的渠道越来越多,找到答案并非难事。
如何启示学生找到新知识、新方向,是最主要的。
”他说。

“徐老师很尊重学生的见地”“徐老师的创新意识令人佩服”……徐卫国辅导的研究生们,在创新的氛围中不断发展,他们环绕未来城市及支撑技能、数字建筑与智能建造、技能人文等领域开展研究。

他们把目光投向未来。

手记

始于兴趣 源自任务

采访结束后,徐卫国匆匆赶往机场,去外地进行授课。
年过60岁的他依然奔波在各地的传授教化和“工地”现场,探索智能建造前沿,创新的激情亲切不减。

创新,始于兴趣。
回顾刚刚开始研究数字建筑设计的环境,徐卫国说,新兴事物,总是让民气潮澎湃。
当时虽然研究条件有限,但干劲十足,制订年度事情操持,一下子能写好几页。

创新,也源自任务。
在徐卫国看来,随着智能建造的发展,建筑工人的体力包袱将不断减轻,建筑将更加符合人们的需求,人居环境将更加舒适。
心怀这样的目标,也勉励着他矢志创新,不断推动技能进步。