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巨型的覆土“蝴蝶”，第十屆中國(guó)花卉博覽會(huì)世紀(jì)館

2021-07-19

“蝴蝶”殼體是世紀(jì)館解決問(wèn)題的手段，集合了所有對(duì)設(shè)計(jì)的思考。巨型的覆土地景式坡屋面從建筑的本質(zhì)出發(fā)，在解決設(shè)計(jì)問(wèn)題的過(guò)程中逐漸促成了蝴蝶第五立面的“花海”的效果，使世紀(jì)館的設(shè)計(jì)實(shí)踐過(guò)程成為了一場(chǎng)突破制約條件的“蛻變”過(guò)程。

項(xiàng)目概況

2021年五月第十屆中國(guó)花卉博覽會(huì)在上海崇明舉行，以“蝶戀花”為主題的世紀(jì)館是兩大永久展館之一。作為平面翼展近300米的大型地景式覆土建筑，世紀(jì)館不僅打造了全國(guó)最大的自由曲面連續(xù)拱殼混凝土屋面結(jié)構(gòu)，還通過(guò)對(duì)自然風(fēng)、光資源的充分利用實(shí)現(xiàn)了本次花博會(huì)低能耗、低消耗的“生態(tài)辦博”理念，描繪出花開(kāi)盛世、多元文化和諧共融的美好畫卷。

建筑設(shè)計(jì)

生態(tài)可持續(xù)的稀有木本花卉展覽館
作為木本花卉展館，世紀(jì)館總建筑面積12348平方米，包括東館與西館兩個(gè)部分，東館為沉浸式的視覺(jué)藝術(shù)多媒體展廳而西館為實(shí)體珍稀木本植物主題館，兩館之間通過(guò)連橋相互連接。為規(guī)避短期展會(huì)的集中高能耗，世紀(jì)館充分利用過(guò)渡季的溫和氣候，以整體開(kāi)敞的策略營(yíng)造全自然的通風(fēng)采光環(huán)境，通過(guò)被動(dòng)式的節(jié)能策略最大程度地降低了設(shè)備系統(tǒng)的負(fù)荷。

獨(dú)立展廳作為可替換的功能單元，與薄殼主體結(jié)構(gòu)分離，從而為展廳的布置提供了足夠的兼容度，也為會(huì)后改造時(shí)的新舊功能單元替換提供了最大靈活度，以此實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性的發(fā)展。生態(tài)可持續(xù)的建筑技術(shù)手段，使世紀(jì)館成為國(guó)內(nèi)首批獲得WELL金級(jí)中期認(rèn)證的展覽建筑。

“蝶戀花”
以“蝶戀花”寄托破繭成蝶的寓意，世紀(jì)館取形于中華虎鳳蝶，覆土坡屋面在南向形成一面花坡，與全開(kāi)敞的北立面形成“虛”與“實(shí)”的對(duì)比，流暢的曲線兼顧造型與使用空間的合理性，使世紀(jì)館呈現(xiàn)出振翅欲飛的神態(tài)。

“薄殼”助力結(jié)構(gòu)蛻變
結(jié)構(gòu)是世紀(jì)館最大的挑戰(zhàn)。殼體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)厚度的最小化，并發(fā)展出了獨(dú)創(chuàng)的自由邊界預(yù)應(yīng)力平衡混凝土薄殼體系。跨度280米的薄殼由“樹(shù)林”狀的搖擺柱陣支撐，并應(yīng)對(duì)蝴蝶的自由邊界將單拱化解為連續(xù)拱組合，從而進(jìn)一步將殼體的厚度減小至250mm。最大1.6米的拱高被消隱在屋面的覆土層內(nèi)，在滿足結(jié)構(gòu)合理性的同時(shí)兼顧空間的實(shí)用性，實(shí)現(xiàn)殼體下使用空間的純凈性。三層1080°的不等半徑螺旋樓梯以單柱撐起80噸的重量并懸挑10m，在創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)中挑戰(zhàn)了結(jié)構(gòu)的極限。

純凈的曲面空間
為保證曲面空間的純凈性，世紀(jì)館將地下的結(jié)構(gòu)拉結(jié)層發(fā)展為容納綜合管廊的空間，將原本在樓板下穿行的設(shè)備管線全部隱藏。整體開(kāi)敞的設(shè)計(jì)策略使每個(gè)展廳均獨(dú)立配備空調(diào)系統(tǒng)，避免了穿越公共空間的風(fēng)管和屋面設(shè)備機(jī)組，在凈化室內(nèi)空間的同時(shí)使“第五立面”成為純凈的“花海”。

光導(dǎo)管將天光引入殼體下幽暗的空間，營(yíng)造出“洞窟”式的空間意境，強(qiáng)調(diào)了一種刻意的冷靜。冷靜的室內(nèi)空間與五彩繽紛的覆土屋面形成強(qiáng)烈的對(duì)比，在近距離尺度下凸顯了曲面空間的表現(xiàn)力。純凈的曲面空間是全專業(yè)反復(fù)磨合的成果，是各種特例與巧合綜合而成的特殊解，成就了世紀(jì)館的唯一性。

施工
為了降低清水混凝土的建造成本，世紀(jì)館的施工用“針尖法”取代了預(yù)制模板，通過(guò)在0.8*0.8米的坐標(biāo)網(wǎng)上密布鋼管逐點(diǎn)模擬高程，總共3萬(wàn)個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)形成了“針尖陣”還原出了殼體的曲面形態(tài)。覆土屋蓋種植區(qū)被劃分為2m見(jiàn)方的網(wǎng)格，利用屋面施工已存在的構(gòu)造拉結(jié)鋼絲網(wǎng)片進(jìn)行固土，化整為零從而避免了整體滑坡的風(fēng)險(xiǎn)，為后續(xù)“花?！钡姆N植提供了安全性的保障。