编织式建筑技术点亮冬奥，“雪绒星”诞生记｜“科技冬奥企业行”第七站
发布时间：2022-03-02
信息来源：全国科技创新中心微信公众号
字体：
大
中
小
打印
发布时间：2022-03-02
信息来源：全国科技创新中心微信公众号
- 编织结构;冬奥会;铝合金材料;黄蔚
3月1日
“科技冬奥企业行”
大型主题采访活动第七站
来到清华大学建筑学院
了解雪绒星
这件“科技艺术品”诞生背后的故事
北京冬奥会圆满落幕，除了精彩紧张的奥运赛事以外，许多和“建筑”有关的内容也让人过目不忘，这其中就有位于冰立方南广场的八片立体造型雪花雕像——“雪绒星”。
因为外形既像雪花，又像闪烁的星星，且能从多个角度观看。所以这组位于冰立方广场的雕像得名“雪绒星”。夜幕降临后，雪绒星作为冬奥配套景观，营造出层次丰富的科技感和时尚感，在北京的夜色当中格外令人瞩目。
雪绒星主创设计师和项目负责人，清华大学建筑学院长聘副教授黄蔚欣介绍，雪绒星所使用的技术，在建筑上的学名叫做“编织式空间网壳”，简称“编织结构”。这也是这项技术在冬奥会赛场内外的首次应用。
近年来更加美观的曲面（建筑）建造成为行业热门，但传统的数控加工方法造价较高，施工难度也很大，经济效应不佳。怎样才能提质增效？黄蔚欣从中国传统的手工艺编织当中汲取了灵感，能不能让曲面造型像手工艺编织一样“搭建”起来？
在黄蔚欣和团队的不懈努力下，2016年，编织结构诞生了，并且在近几年有了典型的应用案例。2020年初在上海豫园的新春民俗灯会上，用编织结构塑造的曲面造型“鱼旎如意”重量只有400公斤，比传统异形钢结构大大减重，视觉上也更为轻盈通透。虽然因为疫情原因，很多公众没能看到这个作品，但仍然受到了主办方的好评。
△黄蔚欣介绍编织结构的特点与应用
结合科技冬奥理念和公众活动需求，在北京市科委、中关村管委会支持下，2020年，黄蔚欣和他的团队又投入到立体雪花“雪绒星”的设计研发当中。经过为期一年的设计制造，这件立体雪花作品最终得以完美呈现。
黄蔚欣表示，设计制造雪绒星有四大技术“难点”——怎样生成好的网格？怎样为作品设计最佳结构？如何在设计上有新的突破？怎样提高作品的耐久性和可实现性？
首先是拓扑问题，与以往的编织结构相比，雪绒星是先用线元素塑造曲面，再拼接成镂空的三维造型，造型和工艺都更加复杂，对产品本身的基础形态也提出了很高的要求。
作品结构优化也是团队面临的一大挑战：“这种网壳结构是具有弹性可弯曲的自由曲面造型，我们通过数字算法，实现造型从形态设计、结构验证、到施工建造的全过程‘掌控’。”黄蔚欣说道。
艺术表现也是雪绒星设计当中必须考虑的因素。团队从冬奥场馆当中汲取灵感，在延续“水立方”和“鸟巢”形态上的基因，基于正二十面体和编织网格设计出了三维的雪花雕塑，让雪绒星不仅好看更“耐看”，成为冬奥会配套景观当中的经典。
传统的灯光雕塑，都是把灯带直接附着在材料表面上，虽然解决了夜间发光问题，但会很大程度上影响到产品的美观，为了保证雪绒星良好的视觉效果，黄蔚欣决定把电线“隐藏”起来，团队把传统的玻璃钢材料进行了升级，创新研发出铝合金材料的数控编织技术。
“铝合金材料更轻更薄，还能在断面上直接开槽放置电线，这样电线被藏了起来，使雕塑更为美观。”黄蔚欣表示，新材料经久耐用，通过新工艺还实现了杆件预加工，简化了雕塑组装难度。
雪绒星将声光电现代技术综合应用到公共空间艺术中，并结合了几何学、计算机图形学和建筑结构等多个领域的知识，不仅是一件艺术作品，更是一件全新研发的科技产品，是科学与艺术的完美结晶。
除了雪绒星这样的艺术品以外，编织结构在小尺度和大尺度层面，都可以有很好的应用空间。“例如位于昆明的国家植物馆网壳屋顶‘水绒花’，就是编织结构一次很好的应用，独特、生动的空间效果饱受好评。”黄蔚欣介绍。
据了解，冬奥会以后“冰立方”广场将向公众开放，黄蔚欣期待这组降落人间的“雪绒星”能得到更多市民的喜爱，助力双奥场馆的赛后运营，为后奥运时代增添光彩。
本次活动是“科技冬奥企业行”大型主题采访活动的第七站，后续还将组织媒体记者走近更多“科技冬奥”项目，了解科技支撑冬奥背后的故事。
相关人物
