位于东京江东区潮见的NOVARE(ノヴァーレ)是清水建设打造的开放式创新基地,于2023年竣工。该基地由五个独立又协同的设施组成,旨在模拟自然生态系统的运作,汇聚国内外智慧,推动建筑领域的创新。作为清水建设创业220周年的重要成果,NOVARE不仅承载着传承历史技艺的使命,更致力于将传统智慧转化为面向未来的解决方案。
作为基地核心的NOVARE Hub,其内部空间设计大胆而温暖。为营造舒适的氛围,建筑在三层大厅及办公区上方采用了极具特色的木梁结构。这一设计并非简单的复古,而是对日本传统“金轮榫卯”技术的深度发展与现代化重构,创造出一种既具传统韵味又符合现代建筑需求的“新”金轮榫卯。
金轮榫卯是日本木造建筑中最为坚固的节点连接技术,曾广泛应用于如旧涩泽邸等历史名作中。本次项目创新性地结合了“合式金轮榫卯”与“旋转金轮榫卯”两种形式,用于连接由三部分构成的巨型木梁。面对梁顶点呈正弦曲线移动、每个节点角度与形状均不相同的复杂情况,设计团队利用Grasshopper等计算设计工具,实现了从二维图纸到三维模型的自动生成与验证。这不仅大幅减少了人工绘图工时,更极大地拓展了设计的自由度与可能性。
在都市耐火建筑的严苛限制下,项目采用了“木质混合架构”策略。通过在下部支撑钢制屋顶的木梁,既满足了防火规范,又最小化了钢材用量。当遭遇火灾导致木材烧毁时,该结构仍能依靠自重维持稳定。此外,设计团队巧妙地将木梁顶点布置成波浪曲线而非直线,有效分散了大跨度下的变形应力,实现了“钢”与“木”优势互补的合理架构。
为了精准实现这些复杂的三维曲面节点,项目引入了先进的多轴加工机器人。与传统单轴设备不同,这种机器人能够灵活应对各种复杂曲面,将设计生成的3D数据直接转化为高精度的加工指令。最终,每一个旋转金轮榫卯节点都实现了严丝合缝的精准装配,完美诠释了“数字孪生”与“数字制造”在木结构建筑中的深度融合。
对于中国建筑业而言,这一案例展示了在劳动力短缺背景下,通过数字化手段激活传统工艺的巨大潜力。中国拥有深厚的木构文化基础,若能借鉴此类“计算设计+智能加工”的模式,将有望在装配式木结构建筑领域实现弯道超车,让传统技艺在现代工业体系中焕发新生。
