巨型的覆土“蝴蝶”，第十屆中國花卉博覽會世紀(jì)館

2021-07-19

“蝴蝶”殼體是世紀(jì)館解決問題的手段，集合了所有對設(shè)計的思考。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)計問題的過程中逐漸促成了蝴蝶第五立面的“花?！钡男Ч?，使世紀(jì)館的設(shè)計實踐過程成為了一場突破制約條件的“蛻變”過程。

項目概況

2021年五月第十屆中國花卉博覽會在上海崇明舉行，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)館不僅打造了全國最大的自由曲面連續(xù)拱殼混凝土屋面結(jié)構(gòu)，還通過對自然風(fēng)、光資源的充分利用實現(xiàn)了本次花博會低能耗、低消耗的“生態(tài)辦博”理念，描繪出花開盛世、多元文化和諧共融的美好畫卷。

建筑設(shè)計

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部分，東館為沉浸式的視覺藝術(shù)多媒體展廳而西館為實體珍稀木本植物主題館，兩館之間通過連橋相互連接。為規(guī)避短期展會的集中高能耗，世紀(jì)館充分利用過渡季的溫和氣候，以整體開敞的策略營造全自然的通風(fēng)采光環(huán)境，通過被動式的節(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，也為會后改造時的新舊功能單元替換提供了最大靈活度，以此實現(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)館成為國內(nèi)首批獲得WELL金級中期認(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，與全開敞的北立面形成“虛”與“實”的對比，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)用實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)厚度的最小化，并發(fā)展出了獨創(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“樹林”狀的搖擺柱陣支撐，并應(yīng)對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)合理性的同時兼顧空間的實用性，實現(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。整體開敞的設(shè)計策略使每個展廳均獨立配備空調(diào)系統(tǒng)，避免了穿越公共空間的風(fēng)管和屋面設(shè)備機組，在凈化室內(nèi)空間的同時使“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，營造出“洞窟”式的空間意境，強調(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烈的對比，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，通過在0.8*0.8米的坐標(biāo)網(wǎng)上密布鋼管逐點模擬高程，總共3萬個坐標(biāo)點形成了“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，為后續(xù)“花?！钡姆N植提供了安全性的保障。

“蝴蝶”殼體是世紀(jì)館解決問題的手段，集合了所有對設(shè)計的思考。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)計問題的過程中逐漸促成了蝴蝶第五立面的“花?！钡男Ч故兰o(jì)館的設(shè)計實踐過程成為了一場突破制約條件的“蛻變”過程。