村儿里的互动小屋

建筑师:许卫国/清华大学建筑学院-中南地标数字建筑中心

图1。吴家庄接待中心

黄土的浅丘和缓坡是吴家庄(张家口下花园方鼎水乡)独特的自然景观，据说山沟里有深宝；在这里，我们正在积极为即将涌向2022年冬奥会的游客做准备。清华大学许卫国教授团队结合数字化建筑设计研究，在村头设计建造了一个30平米的游客接待中心。

图2。接待中心处于关闭状态

图3。南侧视图

图4。东南景观

图5。东北风景

这个小游客接待中心平时的功能是照顾游客，卖纪念品，但在节日或重大活动时就变成了表演的舞台，是一个可以开也可以关的小屋。

图6。鸟瞰图

更有趣的是，这个小屋是一个互动的建筑，可以随着气候的变化而改变形状。建筑的设计采用准晶体结构的单细胞形状作为小屋的形状，是一个不规则的16面体，其中三面装有机械装置进行开闭；当室外温度在16-29摄氏度时，这三块面板会以不同的角度打开。

保证建筑内的自然通风和室外景色；当室外温度低于16度时，三个面板会自动关闭，启动锅筒地暖系统进行供暖；当室外温度高于29度时，三个面板将自动关闭并启动空调节系统进行制冷。当刮风或下雨时，三个面板将关闭，以防止风雨侵蚀。

图7-图10。客舱开放过程

舱室这些动作的实现主要依靠安装在建筑物内的交互系统，它包括三个部分:第一部分是采集环境信息的传感器系统，如温度传感器、湿度传感器、风传感器等。第二个是软件中控系统，负责按照设定的要求计算采集到的信息，并发布指令。第三个是安装在三个面板上的机械装置。当系统接收到来自中央的指令时，它将执行指令来推动面板移动到适当的位置。当小屋的三块木板全部打开后，就成了表演的舞台，观众可以坐在周围斜坡的台阶上自由观看表演。

图11-图12。表演场地

这座建筑的土地位于一个斜坡上，是黄土高坡的延续。建筑造型采用不规则的16面水晶造型，与山形、平台地形一致；同时，建筑面板采用GRC材料，再现了当地传统民居中的草夯土墙材料，融入黄土山坡的自然环境，唤起村民潜意识的认同感。

图13。建筑师手绘草图

图14。玻璃纤维增强复合材料用于建筑面板，以复制当地传统住宅中的草夯土墙材料

图15。建筑细节

建筑设计采用数字化三维建模方法，结构、面板、窗户、室内的深入设计以数字化模型为载体。建筑结构采用不规则钢框架体系，整个钢框架由14根直径13 cm的圆形截面钢管现场焊接而成。圆钢管在厂内数控，数字化全站仪现场定位焊接；GRC面板由宝石公司在工厂加工，现场组装，拼接成一个密封的整体；面板上的窗户由制造商根据数字模型中的图纸加工后安装在现场。

图16-图17。施工过程照片

建筑外墙板内侧覆以欧式松木板，内部空随造型不规则折叠，最高点5.5米，形成向心倾向，规模大于当地民居大小，相当于传统祠堂，实际上营造出一种村民精神空，更具现代感和未来感。建筑室外地面和护坡用吴家庄村常用的红砖搭建，因山而形自由活泼；建筑东北侧的台阶斜坡形成了一个自然的观众。当建筑面板作为舞台表演打开时，这些地方挤满了村民，他们轻松愉快地享受各种表演。

图18。室内空房间用欧洲松木板覆盖

可持续发展已经成为人类的共识，绿色建筑、生态建筑、建筑节能等是建筑发展的必由之路。然而，如何真正实现建筑的有效生态化，需要建筑作为载体和基本单位，整合现有的各种技术，创造新的建筑体系来完成这一使命。交互系统和体系结构的结合将是一种潜在的有效方式。这种新的建筑体系涉及建筑、结构、水暖电、声光采暖、健康室内、建筑材料循环、能源系统等。，这需要各专业的配合。这个互动小屋试验了这个新的建筑系统。