东南大学建筑学院“智能设计与先进建造”方向（无锡国际校区）的《运算化设计与数控建造》（Computational design & Digital Fabrication）研究生专业课程为期8周，共六个小组的28名同学于11月28日下午进行了最终的设计成果答辩。
六个小组围绕性能化建筑表皮的主题，灵活利用阳光等环境资源来调节室内温度、采光、视线，研发了一系列高效省材的数字制造工艺完成了概念原型的建造。各小组采用不同的策略实现功能与形式之间的统一，从构造、材料、加工工艺多个层面探索了新型的表皮系统；利用参数化建模与模拟优化获得合理形式，通过动手实验摸索有效的制造方法，经过设计方案与制造工艺之间的双向反馈逐步达成理想的建构方式。
本课程融合了运算化设计与数字制造两种技术方法，从勒·杜克的结构理性主义与弗兰普顿的建构学（tectonics）理论出发，用数字化方法研究和解决建筑结构、节点构造和物理性能问题，通过多种数字化手段（计算机编程，3D打印，机器人技术等等）制造1:1原型或反映真实细节的缩比模型。
数字制造则兼顾几何形式、材料行为、数控设备、建造流程等因素，使建筑最大限度地贯彻设计意图。课程使用功能强大的工业机器人与多种外部设备，追求数字建造的多样性与创造性。
指导教师：华好，Benjamin Dillenburger答辩评委：李飚，唐芃，刘一歌，李鸿渐，Ludger Hovestadt课程时间：2023年秋学期2-10周
Dynamic Shading Bricks
杨翔宇，沈潇，蒋正达，罗梅龄，徐荣茂
该项目研发了一种可灵活悬挂在建筑立面外侧的遮阳装饰构件，对每个立面单元的几何形状进行优化，改善建筑外围护结构的夏季遮阳和冬季采光性能。
传统的外遮阳构件的形状与朝向比较单一，而该项目用了复杂的六边形单元，以每条边的长度、角度、虚实作为变量，采用遗传算法对其几何细节进行优化。优化目标为夏季平均阳光直射时长和冬季阳光直射时长，采用多目标优化算法获得较好的综合结果。
采用模块化的制造方法，便于生产、 运输、安装。每个六边形模块作为一个零件进行3D打印，模块背面设有特殊构造，可方便地外挂于既有建筑立面外侧的钢索上。
陶土3D打印冷却砖
林子皓，訾金州，刘学奎，邵子沐，罗璘曦
该项目将陶土3D打印技术与传统降温策略相结合，研发了一种新型的被动式调节室温的砌筑墙体。采用几何互锁和后张法的方式把轻质的砖块连接为结构稳定的墙体，便于组装与拆除。
在空调制冷出现之前，蒸发冷却的降温方式已经使用了数千年。3D打印多孔陶土砖块可形成蒸发冷却墙：当空气流过湿润的墙体时，陶土表面中的水分会蒸发，从而降低周围空气的温度。
本项目精心设计了密布交叉悬挑的3D打印路径，形成的多孔几何形状大大降低了砖的重量（用料少），同时具有非常大的表面积，使空气穿过这些孔隙时能与水分充分接触。选取（烧制后）表面粗糙多孔的陶土作为3D打印材料，使砖块能容易吸水并令其蒸发。这种3D打印冷却砖墙适用于干燥炎热的环境，在降温的同时还有加湿作用，改善周围的热舒适感受。
Algae Bioreactor光合藻漪
柴西妮，何沐春，陈心畅，周玥
“光合藻漪”项目利用大型3D打印技术制造了可以养殖小球藻的装置，可安装在玻璃幕墙或窗户内侧，通过装置中小球藻的光合作用为室内增加含氧量，在培养生物质的过程中改善室内环境。
3D打印的曲面将直射光转化为柔和散射光，改善室内光环境。其形态以水波纹为意向，结合碧绿的小球藻养殖液，在建筑立面上增添了一层绿色涟漪。
采用大型工业机器人与热熔塑料挤出层叠打印工艺，3D打印材料选用回收PETG颗粒作为，打印路径为一笔画以提高成品质量并缩短制造时间。
小球藻培养皿选用可弯曲波纹水管，集成太阳能充气泵、太阳能板、集水漏斗等装置，能够利用太阳能驱动空气在小球藻管道内的流通。
可拆卸的波纹水管面向室内，便于更换小球藻并提取生物质。
开合之间: 化扇
冯丽娟，何睿雅，费姝慧，高思琪，陈伊诺
“开合之间：化扇”安装于窗户内侧，打开时可遮挡阳光与视线。该装置的灵感源自中国折扇，将传统文化与机械结构、环保材料融为一体。
装置由八个菱形单元拼接而成，每个单元都通过中心转轴来控制菱形扇面的开合。每个单元的一侧边框被固定，另一侧由刚性与弹性材料组合而成，并以折纸填充其间。
“化扇”为建筑立面增添了美观又灵活的遮阳部件。该项目探讨了人与建筑空间之间的互动，其多变的光影效果丰富了室内环境氛围，增添了诗意的栖居体验。
OctaCore Matrix 智构晶墙
夏之翔，邱淑冰，杨凯中，陈思奇
OctaCore Matrix智构晶墙是一种集结构整体性、保温隔热和灵活采光于一体的新型性能化外围护结构。项目以省材为导向，采用大型机器人热线切割技术，以实现大批量定制化的数控建造。
智构晶墙以截角八面体作为构件单元进行切割与砌筑，创造出具有周期性与方向性的三维多孔结构，从而获得较强的结构稳定性与保温性能。
智构晶墙从空间填充多面体的几何原型出发，以可调节孔隙率(保温)、方向性孔洞(采光)和凹凸饰面(吸声)为目标，探索了三维周期性多孔复杂结构，其中骨架部分与内外面板构成了可定向采光的中空墙体。
数字建造过程以“零边角料”和“高效切割”为导向，按照构件最小单元、骨架单元、内部填充和内外面板四个层级进行批量化生产与装配。
Double Face再生特朗勃墙
赵金晶，洪思远，吴宁珊，蒙婧睿，余信润
“再生特朗勃墙”是一种采用分形几何的热调节性能化墙体，根据不同的季节和时间将水设置在内侧或外侧，以吸收或释放热量，立面在夏季作为冷却装置，在冬季作为加热装置。
再生特朗勃墙采用单一透光材料和3D打印技术，改善了传统特朗勃墙的厚重、遮挡阳光、节能效率等问题，发挥了增材制造的潜力。
墙体由中央隔热层和位于两侧的两个蓄热层组成。隔热层参考了生物细胞的几何形状，采用细长单元以减少对流和辐射。蓄热层模仿树叶脉络结构增加了墙壁表面积，以加快室内外的热量交换。水循环系统通过水平布置的水管和阀门，利用重力和蠕动泵的协作实现水在内外侧的置换。
改进升级后的特朗勃墙巧妙地利用太阳能以获得良好的温度调节作用，以轻薄、透明的特性适用于商业办公建筑、文化建筑，可替代一部分传统玻璃幕墙。
信息提供：教师综合一党支部，建筑运算与应用研究所
