海上游牧——基于GH的渔排经济设计

艾景奖组委会

2023/04/30 00:08

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作品编号:ILIA-S-WORL11722
主创姓名:林晓帆
设计成员:毕倩茹 雷佳宁 冯湉婧
申报类别:其它 - 综合
项目名称:海上游牧——基于GH的渔排经济设计
院校名称:福州大学-建筑学院
指导老师:于凯文 秋原雅人
设计时间:2023-03-20
项目地点:福建省福州市罗源湾鉴江镇
项目规模:7.48k㎡
项目类别:其它-综合

▲项目展示

海上社区是渔村借助渔排在海上空间的延展,打破了沿海地区各村固有的行政区划,未来应继续探索以社区为基本单元的渔村振兴模式,倡导BIM技术与参数化设计指导沿海聚落的海上社区建设,为滨海生产与生活空间的有机融合与动态平衡提供新思路,在注重可持续发展的同时利用海洋资源为海洋经济体系赋能。 装配式海上木屋,设计意向来源于抗震性能良好、稳定性强的泉州八角塔。木屋的主要承重元件提前预制,在确定渔排基本单元骨架后布置柱网并固定渔排,最后进行预制构件的搭建,完成海上木屋的建造。建筑上层是人们居住活动的主要空间载体,底部架空为水产养殖、晾晒等活动提供半户外平台,同时可减少自然灾害损失。

设计说明

推动蓝色经济与海洋文化交融的发展目标已成为我国21世纪关注的焦点。作为国家向海洋进军的出发点,滨海聚落空间的海上人居环境建设战略将成为国家经略海洋,发展可持续蓝色经济的坚实后盾。 在渔排中落实海上社区建设,可首先利用GH对现有渔排形制进行总结归纳形成基本模型数据库,以水道为媒介借助黏菌算法形成基本空间骨架,保证资源配置的合理性。而后利用RH-GH平台结合退火算法进行社区设计方案的自动生成与迭代,确定渔排斑块类型配比与其内部基本单元形制的最优范围,在保障渔排产值效益最大化的范围内充分发挥渔排空间功能与形式的多样性,并从建立海洋垃圾回收系统及创建海上智能场景出发,构思集日常生活与生产养殖活动为一体的海上智慧社区建设,实现空间的活化与更新,避免形成风貌单一的机械化建设局面。 海上社区的营造应尊重并延续现存渔排斑块的组合肌理,激发社区自治与互治的内驱力,唤醒人们心灵深处守望相助、患难与共的情感共鸣。未来仍需更多相关研究者和开发人员对该种社区生成方法进行改进与二次开发,进而形成一套具有普适性的跨学科数据处理方法体系。可以预见,该系统将为各学科研究方法和分析手段的拓展以及学科间的交叉融合提供可能。

▲前期调研——基地背景&现状分析

项目基址位于福州市罗源湾鉴江镇湾外海域。滨海聚落得天独厚的海洋资源开发价值远高于陆地,渔民们的经济收入来源多依附于海洋资源的开发利用,这也使得该片海域“三生空间”保护与海洋环境开发的矛盾日益突出。

▲数据分析——渔排类型&智能场景营造

设计针对沿海地区渔排空间人居环境改善、水产养殖优化及海洋环境治理问题,以福州市罗源湾为研究对象,在罗源湾湾外养殖现状及现场调研实践的基础上,运用Rhino&Grasshopper参数化设计平台,总结归纳渔排类型,分析渔排空间内在形成机制,并从建立海洋垃圾回收系统及创建海上智能场景出发,构思集日常生活与生产养殖活动为一体的海上智慧社区建设。

▲设计层面——算法架设&实施前景

基于游牧思想,利用GH黏菌算法结合多种偏好模拟规划多方案航道生成。而后采用AHP技术,通过加权计算并考虑当前专业人士和学者以及当地居民的意见,确定理想的渔排规划方案。最后从现有渔排数据库中根据养殖品种选择基础模型并使用模拟退火算法进行演化,以确定该地区渔排单元的最佳配置和养殖工人的分配,在确保养殖密度合理高效的同时,最大限度提高水产养殖利润。

设计感悟

设计立足海上空间,借助参数化技术,构建精准可量化的集日常生活与生产养殖活动为一体的海上智慧社区。依据渔排数据库,利用RH-GH平台进行多方案的综合对比与迭代计算,以生成产值效益最大化的渔排配比方案,充分发挥数字渔排交互性、科学性、智能性的优势,实现社区内部自给自足、可持续发展的动态平衡。

设计亮点

1、立足海上空间:探讨建立集日常生活与生产养殖活动为一体的海上智慧社区的可能性。 2、将参数化技术应用于设计调研阶段:借助Rhino&Grasshopper参数化设计平台,总结归纳渔排面积及形制,解决渔排尺度规模难以用传统人工方法进行统计分析的问题,充分挖掘软件在数据处理方面的潜力。 3、基于黏菌实验的航道规划:基于游牧思想,利用GH黏菌算法结合多种偏好模拟规划多方案航道生成。 4、多方参与选择最优解:采用AHP技术,根据单因素评估方案为各影响因素分配权重,通过加权计算并考虑当前专业人士和学者以及当地居民的意见,确定理想的渔排规划方案。 5、基于退火算法的个性化渔排定制:在确定场地区域内拟养殖的水产品后,从现有渔排数据库中选择基础模型使用模拟退火算法进行演化,以确定该地区渔排单元的最佳配置和养殖工人的分配,在确保养殖密度合理高效的同时,最大限度提高水产养殖利润。 6、装配式海上木屋设计:利用BIM技术指导装配式海上木屋建造,同时结合光伏发电技术,充分发挥其建造效率高、可移动性强、绿色环保的特点。
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