NEST（Next Evolutionin Sustainable Building Technologies，即可持續(xù)建筑技術(shù)的再升級）是全球第一個(gè)模塊化創(chuàng)新建筑。整個(gè)NEST項(xiàng)目融合了材料、能耗研究、數(shù)字化建造、自動化施工、機(jī)械和數(shù)據(jù)挖掘在建造和系統(tǒng)運(yùn)營中的應(yīng)用，是跨專業(yè)合作領(lǐng)域的最新成果。

HiLo是Nest大樓位于瑞士Duebendorf兩所研究機(jī)構(gòu)（Empa和Eawag）的第八個(gè)模塊，是蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH Zurich & Block Research Group)的高迪式弧形殼屋頂實(shí)驗(yàn)，旨在研究使用輕質(zhì)柔性模板噴涂紡織增強(qiáng)薄混凝土的可行性。

Nest Hilo結(jié)合了中世紀(jì)建筑原則和未來主義的建造手法：兩層高的建筑模型形式受到了過去建造方式的啟發(fā)，并在其中使用了最先進(jìn)的數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造技術(shù)進(jìn)行規(guī)劃和建造。

由建筑及結(jié)構(gòu)學(xué)教授Philippe Block、建筑及建筑系統(tǒng)學(xué)教授Arno Schlueter與科研團(tuán)隊(duì)在該模塊中共同探索了輕質(zhì)結(jié)構(gòu)、高效施工與智能化和自適應(yīng)建筑系統(tǒng)的結(jié)合，并研究出如何以此減少建筑行業(yè)的碳排放問題。

在Next Hilo中的薄殼混凝土屋頂是一個(gè)由碳纖維加筋混凝土建成的三明治殼體結(jié)構(gòu)，混凝土夾層由兩層薄薄的鋼筋混凝土打造，并由混凝土肋及鋼錨進(jìn)行連接。為了大量減少模板材料，屋頂采用了柔性模板，模板由一個(gè)張緊的索網(wǎng)構(gòu)成，覆蓋有一層薄膜，混凝土?xí)粐姙⒌奖∧ど隙ㄐ汀?/strong>

屋頂覆蓋太陽能光伏板，其中集成了暖通系統(tǒng)。這個(gè)屋面為反向曲率曲面，表面積大約160 平方米，覆蓋面積約120 平方米，5個(gè)支點(diǎn)分布在兩層樓不同位置。

在這個(gè)三明治結(jié)構(gòu)中，上下表面混凝土薄殼夾心聚氨酯泡沫，這既阻斷了薄殼結(jié)構(gòu)與立面相接處的熱橋，又給薄殼提供了一定的結(jié)構(gòu)高度。這三明治殼結(jié)構(gòu)的平均厚度8厘米，跨度6-9米。 

織物模板系統(tǒng)是建造雙曲率薄殼屋面的核心創(chuàng)新點(diǎn)所在，該團(tuán)隊(duì)在 20米 x 10米 x7米的邊界框內(nèi)組成了張緊的索網(wǎng)和剪裁織物作為模板。這套模板系統(tǒng)僅需要少量的材料，非常容易運(yùn)輸，并且大部分材料可回收利用。除此之外，固定于周邊支撐結(jié)構(gòu)的索網(wǎng)作為混凝土的柔性模板，并不占用其下方的空間。

總體的建造思路是：通過張拉錨固于周邊梁的索網(wǎng)，承托起織物模板，再將混凝土噴于其上。由于織物模板也是柔性的，其表面會在混凝土自重下形成一個(gè)個(gè)的“枕頭”，這形成了一種獨(dú)特的屋頂內(nèi)表面肌理。索網(wǎng)和織物模板可以自由構(gòu)建各種反向曲面，并且剪裁容易，體量輕，這體現(xiàn)出很大的實(shí)用空間。

為了最大程度的發(fā)揮薄殼結(jié)構(gòu)靈活性、高效性和美觀性，以下兩點(diǎn)在本項(xiàng)目中非常重要：第一，找到在工程限制條件（支點(diǎn)位置，凈高等）允許范圍內(nèi)最優(yōu)的殼體形狀；第二，施工過程中通過控制和調(diào)整柔性索網(wǎng)內(nèi)的拉力來保證在混凝土澆筑后殼體能夠達(dá)到預(yù)先設(shè)計(jì)的形態(tài)。

HiLo的輕型纜索系統(tǒng)通過使用筋強(qiáng)化的索道殼代替平面板塊，因此相比于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土樓板，這一架構(gòu)節(jié)約了70%以上的材料。數(shù)字化的生產(chǎn)方式讓通風(fēng)、冷卻和低溫加熱系統(tǒng)集成于地板結(jié)構(gòu)之中，從而進(jìn)一步減少了建筑所需的材料和體積。

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此外，HiLo模塊還配備了自適應(yīng)太陽能幕墻，這一架構(gòu)由30個(gè)光伏模板組成。這些靈活的模板還可以用于控制進(jìn)入房間內(nèi)的自然光量。因此，建筑可以被動加熱，也能減少制冷需求。

HiLo代表著“高性能-低排放（High performance – Low emissions）”。而建筑模塊則允許研究人員測試如何在建筑物構(gòu)造和運(yùn)營設(shè)計(jì)方面節(jié)約能源和資源，并確保建筑空間和舒適度。一共有超過150家來自學(xué)術(shù)界，工業(yè)界，公共事業(yè)的機(jī)構(gòu)和公司參與到了NEST項(xiàng)目中，不僅涵蓋了建筑、材料、和能源相關(guān)機(jī)構(gòu)，還有眾多的科技公司。