广州国际灯光节飞出的”两只蝴蝶“你知道多少？
羊城夜幕，彩灯初上，蝶变华丽上演，划破了广州漆黑的夜空。光影之爱，蝶变广州，轮美奂的光影点缀花城广场的夜色。在最近的广州国际灯光节上，全球首个3D打印蝶形壳体建筑“蝶变广州”成为全场最耀眼的风景线，吸引大批游客驻足观看，扛着“长枪大炮”的摄影爱好者把广州大剧院水池围得水泄不通，静静捕捉两只轻盈飘逸的“蝴蝶”最绚丽的瞬间。
此外，它还两次刊登广州日报头版头条，一次刊登新快报头版头条，多次受各大受各大主流电视媒体采访报道。
▲蝶变广州
轻盈灵动，色彩绚丽的《蝶变广州》翩然停留在大剧院水池上，与极具动感的大剧院流线型主体建筑相映成趣，成为灯光节游客们瞩目的焦点。而对于作品本身，寓意也非常深刻，“蝶变”既象征了广州在城市传承上的“蝶变”，同时也代表了广州科技创新的“蝶变”理念。此外，广州被称作“花城”，花香引蝶，象征广州这座城市开放包容的态度。
▲蝶变广州
▲大批市民纷纷驻足拍照
▲作品得到公众好评
▲作品主创人员接受各大媒体采访
▲各大媒体头条
全球领先的3D打印建筑技术
▲项目团队成员
“蝶变广州”作品由华南理工大学何镜堂科研团队与“4D梦工坊”团队设计完成。主创者是来自华南理工大学的老师苏朝浩和博士林康强，都是师从中国建筑设计大师何镜堂院士。作品是一个3D打印的建筑，也是全球首个3D打印的大尺度蝶形壳体。
主创者介绍， “蝶变广州”作品象征着广州城市的“蝶变”，也代表了广州科技创新的“蝶变”。 花城广州，花香引蝶，何镜堂院士高度评价作品：“这是文化与科技高度融合的作品”。
“蝶变广州”是一个非规则性的双曲面，而且其形态与肌理自然有机，像叶子的微观脉络，其复杂形态采用传统的建造工艺基本不可能完成。作品采用“4D梦工坊”研发的3D打印建筑技术制作，整体由800度块一次性成型的3D打印建筑构件组成。
作品每个建筑构件都各不相同，整体造型以及全部构件全部通过计算机编程控制并生成，形成复杂并整体协调的建筑系统，从而实现复杂形态的定制化设计。构件通过一种特殊环保材料一层一层地累积，逐层3D打印生成，整个打印过程由50多台3D打印机连续工作了1个多月。整个3D打印制作过程无污染、无废料、无人工，采用的材料是绿色环保材料，做到了材料的可循环利用，通过回收降解，打印完毕的材料又可以重新利用，“蝶变”出新的建筑空间。
最后，通过创新的3D打印建筑装配式构造技术，进行拼接。“4D梦工坊”通过利用和开发国际领先的3D打印建筑的技术，将现代的建造技术推动到一个新的国际高度。同时，在进入工业4.0的时代背景下，“蝶变广州”承载着广州地区高新技术开发与产业转型升级的一种“蝶变”的愿景!作品的制作，同时也是一次巨大的3D打印工程实践。
▲作品创作研讨
▲灯光设计讨论
▲现场搭建
▲灯光调试
为了制作出这件全球最大的3D打印蝶形壳体建筑，团队成员在3个月紧迫的时间内，历经初审、调整、复审、制作等多个阶段，每个成员都付出了大量的心血和汗水，最终才破茧“蝶变”。
薄如蝉翼却受力惊人
▲3D打印与结构形态协同研究
“蝶变广州”作品作为全球最大3D打印蝶形壳体建筑，体现了3D打印与结构形态的高度协同。作品尺度有约7m长，6m宽，5m高。不同于3D打印工艺品和雕塑，建筑下尺度的作品需考虑结构安全性与人的空间体验感。
“蝶变广州”作品，通过建筑界领先的参数化设计方法，进行结构形态的全流程编程控制，探究力与形的数字化协同机制。作品中部的机理分布、大小、形式等，通过数字技术与结构受力模型形成联动机制，并融合空间效果和有机仿生的理念，产生蝶状分布和疏密变化。构件内部运用了镂空的蜂窝状结构，形成轻质化结构体，并形成有机丰富的光影效果。作品作为国际上第一个户外的大型3D打印蝶形薄壳，其建造过程也十分复杂，需考虑露天日晒雨淋的环境，风荷载的作用等，整个施工过程应用了不少创新的施工技术。
作品看似薄如蝉翼，却又惊人的受力结构。虽然作品边长12m并且只有两个支点，“蝴蝶”躯体部分厚度也仅有3.8厘米，是边长的1/300，是跨度的1/170，理论计算可承受自重的300-400倍荷载。!
4D梦工坊——多一维度梦想
作为设计和制作的主要团队“4D梦工坊”，他们心中的那个“蝶变”有着不同的意义。“4D梦工坊”由华南理工大学的老师苏朝浩和博士林康强组织成立，“蝶变广州”作品是其推出的第一个大型作品。苏朝浩介绍说：“3D打印建筑是国际上的前沿课题，前沿意味着不成熟，意味着高风险;最大的困难是我们无法预测哪些困难会出现，这才是最大的困难。我们最大的无助就是缺乏先例参考，缺乏经验指导。”
▲作品设计主创，左苏朝浩，右林康强
华南理工大学苏朝浩老师与林康强博士从2014年进入建筑3D打印领域研究开始，经历了一系列追逐梦想的尝试与无数次充满挫败感的探索，到这次的这个作品，成员由一开始的他们两人发展成20多个，来自华南理工大学建筑学院、土木与交通学院、机械学院、材料学院等单位的研究生和本科生。
“4D梦工坊”成长，真实见证了 “蝶变”的破茧历程。团队命名“4D梦工坊”，有人会问起，“为什么你们做3D打印，怎么会是4D呢?”其实，第四个D代表Dream，多一维度的梦想。正是怀揣着这个多一维度梦想，才能把看似天方夜谭的创想成为今日的惊艳羊城的 “蝶变广州”!
“4D梦工坊”的“蝶变广州”只是第一步，后面将开启真正的“蝴蝶效应”。苏朝浩和林康强两位主创有着他们更大的梦想。“这个装置是景观小品建筑，我们的目标是公共建筑。”
他们期待，能够进一步推动3D打印与建筑相结合，为广州的科研创新贡献自己的一份力量。未来，“4D梦工坊”还会继续在数字设计、产品设计研发、材料研发等领域冲击国际领先技术水平!
文丨华南理工大学建筑设计研究院 责编丨 何颖
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