Tối đa hóa việc sử dụng gỗ và kỹ thuật địa phương với Archicad và BIMx ở Nhật Bản
Trường tiểu học Yamaga
Công trình kiến trúc bằng gỗ với quy mô lớn, được xây dựng độc đáo đã giành được giải thưởng lớn của JIA (Viện Kiến trúc sư Nhật Bản).
Năm 2014, giải thưởng kiến trúc JIA Nhật Bản đã thuộc về trường Tiểu học Yamaga City Yamaga do Coelacanth K&H thiết kế. Ngay cả đối với công ty kiến trúc đã nhận được nhiều giải thưởng danh giá và dẫn đầu các công ty kiến trúc atelier của Nhật Bản, đây cũng là một dự án vô cùng khó khăn và nhiều thách thức. Các công cụ hỗ trợ đằng sau công việc sáng tạo của các thành viên công ty, Kazumi Kudo và Hiroshi Horiba, các kiến trúc sư chính, và các nhân viên khác là Archicad và BIMx. Chúng tôi đã phỏng vấn các kiến trúc sư, Kudo và Horiba, về dự án này.
Khái niệm về công trình xây dựng quy mô lớn sử dụng gỗ trong nước
Thành phố Yamaga ở tỉnh Kumamoto là một thành phố trực thuộc tỉnh trải dài dưới chân dãy núi chạy qua Kyushu từ Bắc đến Nam. Khu vực này nổi tiếng với việc sản xuất tuyết tùng “Aya” chất lượng cao, cũng được sử dụng làm nguyên liệu chính cho Trường Tiểu học Yamaga của Thành phố Yamaga. Kudo cho biết, “Lúc đầu, chúng tôi được yêu cầu xây dựng công trình này với một cấu trúc bê tông cốt thép ba tầng, Chúng tôi đã tham gia vào dự án bằng cách đáp ứng yêu cầu đề xuất”.
Các điều khoản và điều kiện của RFP đã đề cập đến việc sử dụng “kết cấu bê tông cốt thép” nhưng không đề cập đến việc sử dụng gỗ”.
Theo Kudo, lo ngại ban đầu của khách hàng là việc thiết kế một tòa nhà quy mô lớn bằng gỗ sẽ quá khó, đặc biệt là với yêu cầu về quy mô dự án gần 9.000 mét vuông (97.000 feet vuông). Tuy nhiên, trong quá trình nghiên cứu, họ thấy rằng vị trí dự án là một trong những vùng sản xuất gỗ tốt nhất trong khu vực.
Trường tiểu học Yamaga – Đề xuất đã gửi
“Nếu đúng như vậy, chúng tôi nghĩ rằng chúng tôi sẽ đề xuất sử dụng gỗ, không phải gỗ ghép mà là gỗ nguyên khối. Horiba nói chúng tôi muốn tận dụng lợi thế sản xuất gỗ trong khu vực. Trên thực tế, các kiến trúc sư đã có kinh nghiệm làm việc trong một dự án trường mẫu giáo rộng 2.700 mét vuông, tất cả đều được xây dựng bằng gỗ vài năm trước ở Fukuoka, Kyushu. Horiba và Kudo đã cùng nhau thực hiện dự án.
“Nhờ dự án xây dựng trường mẫu giáo, chúng tôi đã thu thập được một số kinh nghiệm xây dựng công trình bằng gỗ. Điều này giúp chúng tôi tự tin đảm nhận dự án trường tiểu học Yamaga với diện tích sàn 8000 mét vuông, ”Horiba nói, trong khi Kudo gật đầu đồng ý. “Chúng tôi biết lợi ích của việc sử dụng gỗ và thực tế rằng không thể so sánh chất lượng không khí có được so với việc sử dụng bê tông cốt thép,… Trong trường hợp của dự án trường mẫu giáo Fukuoka, vì không có cơ sở sản xuất gỗ tại địa phương, chúng tôi đã để sử dụng gỗ nhiều lớp. Và lần này, chúng tôi muốn thử thách sử dụng gỗ rắn, có nguồn gốc địa phương”.
Đề xuất của Coelacanth, bao gồm cả ý tưởng sử dụng gỗ, được lựa chọn từ nhiều đối thủ cạnh tranh. Đó là sự khởi đầu đầy thách thức.
Tận dụng các hạn chế của cấu trúc bằng gỗ
Nhìn vào tổng thể quy hoạch Yamaga, ấn tượng đầu tiên là dãy nhà đẹp với mái đầu hồi. Tuy nhiên, nếu quan sát kỹ, bạn sẽ nhận thấy sự độc đáo trong cách định vị của các tòa nhà. Khu vực này được chia thành ba phần từ nam đến bắc. Dãy nhà phía bắc bao gồm nhà thi đấu, hội trường âm nhạc, thư viện, phòng nữ công gia chánh, khu phục vụ ăn uống,… Phía sau con đường mang tên “Con đường học tập”, dãy nhà giữa có các phòng học hai tầng trên, một phòng cầu thang gọi là “Stage of expression” và các tòa nhà quản lý. Ở phía nam, các tòa nhà như phòng học cấp dưới có mái bằng, phòng thủ công, phòng nghiên cứu khoa học đời sống và các phòng học hỗ trợ đặc biệt bao quanh sân trong được gọi là “Trường học”. Sân chơi nằm ở phía đông của khu vực tòa nhà. Điều thú vị là “Con đường học tập” được mở cho người bên ngoài và người dân tự do sử dụng. Tòa nhà ban đầu của trường có một kẽ hở giống như một con đường công cộng và người dân ở đây đã quen với con đường này.
“Ban đầu, địa điểm của trường có cảm giác rộng mở bao gồm kết nối trực tiếp đến ngôi đền lân cận mà không có hàng rào, vì vậy chúng tôi nhấn mạnh sự cởi mở và kết nối này với khu vực lân cận trong kế hoạch của mình. Chúng tôi thiết lập con đường, trước đây chỉ dành cho xe cộ và người đi bộ, và biến con đường này thành “Con đường học tập”. Chúng tôi đã cố gắng tối đa hóa các yếu tố đã có bằng cách tổ chức lại chúng.
Đồng thời, đã có những biện pháp quản lý đặc biệt được xem xét trong quá trình sử dụng gỗ. “Các kết cấu bằng gỗ cần được ngăn cách với nhau trong trường hợp hỏa hoạn và phải có khu vực phòng cháy chữa cháy. Chúng tôi đã tìm ra giải pháp trong ý tưởng về “Lộ trình học tập” và “Lĩnh vực học tập”. Chúng tôi đã sử dụng những hạn chế về cấu trúc bằng gỗ để làm lợi thế của mình và tạo ra không gian học tập ban đầu trong đề xuất”.
Các kiến trúc sư đã kết nối ý tưởng này với văn hóa truyền thống. Họ thảo luận với các giáo viên và người dân và quyết định đưa ra chủ đề của “Lễ hội đèn lồng Yamaga”, sự kiện lớn nhất của thành phố. Sự kiện được tổ chức tại sân trường. Thật khó để đảm bảo đủ chỗ cho hơn 1000 vũ công đứng cạnh trường và đi vào sân theo hàng ngang.
Coelacanth K&H đã tích cực lắng nghe và tiếp thu ý kiến của người dân địa phương và áp dụng vào quá trình thiết kế. Sau một số cuộc trao đổi, họ đã lồng ghép các nhu cầu về lịch sử và văn hóa của khu vực địa phương vào kế hoạch thiết kế. Rõ ràng, điểm mấu chốt của quy trình làm việc như vậy là giao tiếp với nhân viên, khách hàng và người dân địa phương. Cách giao tiếp sáng tạo độc đáo này được Archicad và BIMx của GRAPHISOFT hỗ trợ.
Công cụ nhóm thiết kế chất lượng cao
“Coelacanth được biết đến là một văn phòng thiết kế tạo ra các mô hình kiến trúc cơ sở vật chất lớn. Đó là bởi vì chúng tôi đã thành lập văn phòng với sáu thành viên từ bộ phận nghiên cứu của cùng một trường đại học”.
Cho đến nay, việc sử dụng các mô hình vật lý trong giai đoạn thiết kế ban đầu không còn phổ biến lắm. Mặt khác, Coelacanth ngay từ đầu đã nhấn mạnh vào việc tạo ra toàn bộ mô hình khối lượng để phân tích khối lượng, cũng như các mô hình từng phần, và nỗ lực này đã dẫn đến việc thiết kế nhóm chất lượng cao. Mô hình kiến trúc có thể là một công cụ giao tiếp cho phép hợp tác sáng tạo. Điều này đúng với tất cả khách hàng, nhà tư vấn và dân cư địa phương. Nói cách khác, đối với những người không có chuyên môn về kiến trúc, một mô hình vật lý là một công cụ giao tiếp tốt hơn nhiều so với bản vẽ 2D. Sự phát triển của ý tưởng này đã mang 3D CAD như Archicad vào bộ công cụ thiết kế của họ.
Không gian đa năng “Lĩnh vực học tập” và các phòng học cấp dưới
“Đặc biệt là khi cấu trúc và thiết kế được kết nối với nhau như trong dự án này, một số phần không thể được thể hiện bằng mô hình vật lý, và bản thân mô hình sẽ là một gánh nặng. Tôi không nói là không thể, nhưng nếu không có 3D CAD như Archicad thì sẽ rất khó khăn”.
Trong trường hợp thông thường, thiết kế một công trình kiến trúc lớn bằng gỗ mất nhiều thời gian hơn so với thiết kế một toà nhà bê tông cốt thép. Tuy nhiên, với xu hướng rút ngắn thời gian xây dựng gần đây, việc đảm bảo đủ thời gian thiết kế cũng không hề đơn giản.
Có thể thấy rõ tác dụng của việc đưa Archicad và BIMx vào quy trình làm việc trong “Lộ trình học tập” và “Lĩnh vực học tập” đã đề cập trước đó, là những yếu tố chính của đề xuất. Ví dụ, “Lĩnh vực học tập” có thể trông giống như một kế hoạch có nhiều sân vườn, nhưng trên thực tế, không gian này giữa hai tòa nhà của trường đã được xem xét và thiết kế như một phần của không gian học tập.
“Thông thường, những khoảng sân này đối diện với các lớp học nên không dễ tiếp cận, vì vậy ở phía đối diện với sân, chúng tôi đã đặt một không gian mở để bạn có thể ra vào thoải mái. Điều này làm cho không gian có sẵn để chơi và học. Trên thực tế, hiện tại họ sử dụng không gian này cho việc học quan sát và các hoạt động học tập ngoài trời khác như chúng tôi đã dự định trong thiết kế.
Ngay cả những khái niệm khó diễn tả bằng lời như vậy, ý định thiết kế có thể được truyền đạt trực quan một cách chính xác bằng cách sử dụng BIMx. Do đó, các kiến trúc sư có thể lắng nghe những ý kiến đóng góp rất thiết thực của người sử dụng.
Nankin Tamasudare Structure hỗ trợ tòa nhà
Việc sử dụng Archicad và BIMx như vậy không chỉ vì lợi ích của khách hàng mà còn được sử dụng rộng rãi cho các kỹ sư kỹ thuật và nhân viên xây dựng khác. Với những thách thức kỹ thuật trong việc thiết kế và xây dựng cấu trúc gỗ, Archicad đã đóng một vai trò rất lớn. Một trong những ví dụ đáng chú ý đã trở thành đặc điểm của dự án này – cuối cùng họ đã phát minh ra một khung cấu trúc bằng gỗ hoàn toàn mới, cho phép họ tạo ra không gian lớn trong nhà.
“Một trong những khái niệm là sử dụng gỗ” Aya cedar “có nguồn gốc địa phương thay vì gỗ ghép thanh. Tuy nhiên, ngay cả khi xây dựng ở khu vực sản xuất gỗ, những khúc gỗ dày và dài cũng khá đắt. Chúng tôi cũng tin rằng sẽ không phải là một ý kiến hay nếu đặt những thanh gỗ lớn và nặng như vậy lên ở phía trên những đứa trẻ. Vì vậy, chúng tôi đã có ý tưởng sử dụng gỗ có đường kính 105mm được sử dụng làm cột trong các ngôi nhà thông thường. Đó là một cách tiếp cận độc đáo và chưa từng có của Coelacanth, nhưng để đưa nó vào thực tế là một thử thách. Đối với một cấu trúc bằng gỗ lớn như vậy, kích thước của gỗ dường như quá mỏng để có thể nâng đỡ mái nhà lớn của tòa nhà cũng như khoảng tám mét của một lớp học. Ý tưởng được mô hình hóa trong BIMx, được chuyển cho kỹ sư kết cấu để phân tích; các đề xuất từ kỹ sư kết cấu cũng được thêm vào BIMx. Quá trình này được lặp lại để phát triển thêm. Từ sự hợp tác thực sự giữa các kiến trúc sư và các kỹ sư kết cấu, sự đổi mới của khung kết cấu gỗ mới này đã ra đời.
Ngay cả ở Nhật Bản, không nhiều người sẽ nhận ra cái tên “cấu trúc Nankin Tamasudare”. Tên này xuất phát từ một trong những buổi biểu diễn đường phố được phát sóng trong dịp năm mới trong một chương trình truyền hình cũ. Những người biểu diễn vừa hát vừa nhảy và biến những chiếc mành tre thành nhiều hình dạng bằng cách kéo dài nó ra theo các hướng nghiêng. Tương tự như màn trình diễn “Nankin Tamasudare” này, cấu trúc mới này cũng có nhiều loại gỗ có kích thước nhỏ (đường kính 105mm), trong đó mỗi cây gỗ được dịch chuyển một chút và được kéo dài ra hướng tâm để đỡ vòm mái nhà.
Archicad là ứng dụng hoàn hảo để xử lý một tòa nhà có cấu trúc bằng gỗ lớn
Horiba nói, “Với cấu trúc bằng gỗ mới này, không có vấn đề gì khi kéo dài một lớp học dài 8 mét với gỗ chỉ có đường kính 105mm. Đối với không gian phòng tập thể dục lớn hơn, chúng tôi phải sử dụng các loại gỗ có kích thước 240mm, nhưng chúng tôi sử dụng cấu trúc tương tự như thế”.
Ưu điểm của kết cấu Nankin Tamasudare này không chỉ là có thể che được nhịp 8m bằng gỗ thông thường mà còn tôn lên được vẻ đẹp nguyên bản của gỗ tự nhiên. Nếu bạn sử dụng bê tông cốt thép để làm một hình hộp, nó sẽ chỉ trở thành một hình hộp, nhưng nếu bạn đóng khung nó bằng các thanh dây, sẽ tạo ra một thiết kế kiến trúc đẹp thực sự. Kỹ thuật cấu trúc Nankin Tamasudare chắc chắn đem lại vẻ đẹp cho những thanh dây này.
“Đối với dự án trường tiểu học Yamaga, từ một lớp học bình thường đến phòng tập thể dục, có tổng cộng chín biến thể của cấu trúc dầm Nankin Tamasudare được thiết kế cho các mục đích khác nhau. Việc thiết kế chúng không hề đơn giản, và vấn đề nảy sinh là cách xử lý gỗ và cách chế tạo chúng. Vì chưa có bất kỳ sự ưu tiên nào về cấu trúc như vậy, điều quan trọng là phải làm cho những người thợ mộc hiểu chính xác cấu trúc Nankin Tamasudare là gì. Do đó, trước khi bắt đầu xây dựng, họ đã mời đại diện của bảy đến tám nhà xây dựng địa phương và cùng nhau tạo ra một mô hình của cấu trúc đặc biệt này. Với thực tế là những người thợ mộc chưa bao giờ làm việc trên một cấu trúc bằng phương pháp xây dựng đặc biệt như vậy, có một số thợ thủ công đã không thể che giấu nổi sự quan tâm của họ.
Tự hào về một nghề thực sự
Kudo bày tỏ, “Lúc đầu, tôi có thể nói rằng họ đang nghĩ“ không phải là không thể? ”Chắc hẳn họ đã nghĩ,“ họ có thể nghĩ gì về việc xây dựng?” Nhưng sau khi chúng tôi bắt đầu xây dựng nó, công việc suôn sẻ hơn họ nghĩ. Chắc chắn sẽ được. Tất nhiên, điều đó không dễ dàng, nhưng khi một mô-đun đã được sửa xong, họ chỉ cần lặp lại như vậy”. BIMx, cùng với mô hình vật lý, đóng một vai trò quan trọng khi giao tiếp với thợ mộc trong giai đoạn đầu cũng như trong quá trình xây dựng. Trên thực tế, ngay khi công việc bắt đầu suôn sẻ, những người thợ mộc sẽ hứng thú hơn khi thực hiện công việc.
Horiba tâm sự, “Với cấu trúc xây dựng này chúng ta cũng dễ dàng nhìn thấy công trình ngay sau khi công trình xây dựng xong vì nó không ẩn trong trần nhà, vì vậy đối với những người thợ mộc, nó có ý nghĩa rằng tác phẩm tuyệt vời của họ sẽ được đánh giá cao bởi người sử dụng công trình. Khi các cấu trúc dần trở nên rõ ràng, họ hiểu bầu không khí môi trường làm việc ngày càng trở nên tốt hơn. Không chỉ là việc sử dụng gỗ địa phương – nó còn có một ý nghĩa quan trọng khác”.
Trường tiểu học Yamaga được xây dựng bởi những người thợ mộc và công ty xây dựng ở địa phương, sử dụng gỗ có nguồn gốc tại địa phương đã được khách hàng, thành phố Yamaga, cũng như những người sử dụng như giáo viên, học sinh và cư dân khu vực khen ngợi. Với tư cách là các kiến trúc sư, Kudo và Horiba, đã dự định, trẻ em tích cực sử dụng không gian mở để học tập và vui chơi trong “Lĩnh vực học tập”. Vào buổi tối của Obon (đầu tháng 8), 1000 vũ công với những chiếc đèn lồng đi bộ trên “Lộ trình học tập”. Trường tiểu học Yamaga đã trở thành một phần không thể thiếu của thị trấn, là nơi chiếu sáng cho các cảnh đẹp nơi đây và cuộc sống hàng ngày của họ.
Giới thiệu về Coelacanth K&H Architects
Coelacanth K&H Architects tạo ra kiến trúc hiện hữu như một nền tảng hoạt động chứ không phải như một tượng đài.
Công ty cam kết tận dụng tối đa các điều kiện sẵn có như ánh sáng, gió, đất đai và môi trường đô thị, đồng thời truyền tải thông điệp lịch sử của con người và địa điểm đến tương lai.
Công ty tin rằng việc quan sát kỹ tình trạng hiện tại là điều cần thiết để không bỏ lỡ các dấu hiệu quan trọng. Giống như các nhà khảo cổ học khám phá ra quá khứ từ những manh mối nhỏ, các kiến trúc sư đọc được những mảnh vỡ nắm giữ chìa khóa để thiết kế một không gian mới.
Giới thiệu về GRAPHISOFT
GRAPHISOFT® đã tiên phong cho cuộc cách mạng BIM vào năm 1984 với Archicad®, phần mềm BIM đầu tiên trong ngành dành cho kiến trúc sư. GRAPHISOFT tiếp tục dẫn đầu ngành với các giải pháp sáng tạo như BIMcloud® mang tính cách mạng, môi trường cộng tác BIM trong thời gian thực đầu tiên trên thế giới; và BIMx®, ứng dụng dành cho thiết bị di động hàng đầu thế giới dễ dàng truy cập vào BIM dành cho những người không chuyên. GRAPHISOFT thuộc Tập đoàn Nemetschek.
