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        花博會竹藤館——用數字技術打造中國式浪漫(by華建集團沈迪)

        發布于:2021-08-11 10:12:51 來自:建筑設計/公共建筑設計 1 50 [復制轉發]

        ▲總體鳥瞰圖? 崇明區花博會籌備組


        花博會竹藤館——用數字技術打造中國式浪漫


        設計從竹器中找形,結合花博主題,選取“繭”為原型,取“破繭為蝶”之意,擬編織層疊之形,彰顯編織竹器自然流暢的形態與細膩豐富的肌理質感,讓場館本身成為竹園景觀中的一件工藝展品。


        竹藤館為本次花博會永久場館中體量最小的展館,位于花博園主軸西側的竹藤園中。從空中鳥瞰,竹藤館沒有墻面、屋頂、門窗等建筑要素,并不像一個常規的展館建筑,而更像是一個巨大的編織竹器。如同其建筑形態的“非常規”設計,竹藤館在材料運用、建造工藝上經由建筑師、結構師和工藝師等的通力合作,研發出一系列具有獨創性的“非常規”建造方案,突破了現有園藝展覽建筑的設計范式,故此我們將本次設計實踐稱之為“非常規定制”


        ▲視頻? 時差影像


        ▲鳥瞰圖? 時差影像


          景觀雕塑式的“竹繭”造型

        園區總體設計為建筑面積僅350㎡的場館規劃了近10000㎡的“竹園”用地,“館”與“園”的組合成為本次設計的顯著特征。因此,我們希望將建筑景觀雕塑化,消解墻體、屋頂、結構等建筑要素,以一種連續的、均質表達的界面圍合出形態與空間,使建筑器物化、雕塑化,以獲得類似竹藤手工藝品的藝術表現力。


        設計從竹器中找形,結合花博主題,選取“繭”為原型,取“破繭為蝶”之意,擬編織層疊之形,彰顯編織竹器自然流暢的形態與細膩豐富的肌理質感,讓場館本身成為竹園景觀中的一件工藝展品。


        ▲編織主體西面鳥瞰圖? 光明花博會指揮部辦公室黨委

        ▲編織面及曲橋鳥瞰圖? 時差影像

        ▲編織面人視圖? 時差影像
        ▲竹藤館入口人視圖? 時差影像
         
        編織曲面限定的漫游空間

        類似于竹器通過編織工藝生成作為容器的空間和形態,本次設計希望通過建筑尺度、建構性的編織,統一構建出場館的形態和功能空間,由此實現形態邏輯和空間邏輯上與竹器的同構。


        ▲竹藤館夜間效果? 時差影像

        編織曲面整體西高東低,懸挑面與垂直面環繞、圍合形成一個游廊空間,扭轉的頂面覆蓋形成一個具有橢圓形開口的、空間形態隨編織頂面起伏變化的庭院。設計將庭院地面下沉一層,環形的坡道順應編織曲面由西向東緩緩下沉,強化了空間隨編織面蜿蜒流轉的動勢,并將參觀路徑與編織界面的流動結合起來,形成在編織面中漫游穿梭的獨特體驗。






        ▲東側坡道游廊? 杜進(上);時差影像(下)
        ▲曲橋? 林松
        ▲曲橋夜間效果? 時差影像

        空間性編織曲面:
        竹與鋼的三維立體編織

        利用參數化設計,我們嘗試了一種交叉編織單元從平面沿曲面法向逐漸扭轉的三維編織方式,形成具有空間深度變化與強烈光影效果的空間性編織曲面。而從方寸之間的工藝竹器,到一個跨度30米的永久建筑,我們以建構層次為依據,區分了作為主要受力單元的鋼結構形態骨架與作為附加受力單元的竹材填充構件,由此實現器物——建筑的尺度轉換,并對鋼材與竹材進行了符合各自材料特性的建構表達。


        ▲編織面建構邏輯示意圖? 華建集團科創中心創作研究中心



        經過多種竹藤類材料的編織試驗,竹材的選擇最終采用新型環保的可再生復合竹材——高強度竹基纖維復合材料(俗稱“竹鋼”)。建造方式上,選取30mm 寬、5mm厚,2.5m長的竹鋼片單元,豎向上在雙層索網之間壘疊填充成面,曲面展開方向則沿鋼索拼接成與之等長的“經緯線”,同時,每根“經緯線”采用平行排列的雙層竹鋼片,間隔設置加固條,并在交叉節點處開企口固定,完成兩個方向竹鋼片與索網連接節點的咬合固定,形成一體化的建構表皮,既展現了張拉索網的結構美感又顯示出新型綠色竹材在當代建筑中的創新應用。







        ▲編織面照明效果? 時差影像

        數字化建造展廳:
        單層3D打印模板+無配筋超高延性混凝土(UHDC)噴射建造工藝

        位于下沉庭院一側的獨立展廳為曲率極大的異形拱殼結構,為實現拱殼的精準施工,設計選用精度高、重量輕、可快速高效搭建的3D打印模板替代傳統的拼接木模板,并配合采用新材料與新工藝——無配筋UHDC(超高延性混凝土)噴射混凝土。


        3D打印模版可以實現傳統拼接木模版難以完成的高精度曲面塑形,配合噴射混凝土工藝,只需單側模板搭建,施工快速,綠色節材,模板在結構噴射完成后經過防火處理繼續保留下來作為室內裝飾層,綠色節材的同時實現主體結構施工與裝飾一體化。


        ▲獨立展廳為曲率極大的異形拱殼結構? 時差影像


        UHDC抗壓強度與普通混凝土相當,而添加的纖維材料大大增加了混凝土的抗拉強度高,且呈現高延性的特征,運用于本項目實現無配筋且厚度僅75mm的混凝土薄殼結構。無配筋,完全避免了鋼筋銹蝕的問題,并簡化施工工藝;UHDC的超高延性避免了大面積混凝土薄殼結構可能發生的開裂風險。


        該技術方案是國內首個將噴射型無配筋UHDC混凝土應用于建筑新建結構中的工程案例,因此設計團隊需要在缺乏規范和標準支撐的情況下通過全過程建造模擬、1:1樣板段建造和性能測試等一系列試驗、檢測證明技術可行性,最后通過組織專家評審,通過審圖認證,并對現場施工提供了充分的計劃內容和指導要求,快速、精準地實施落成,完成了一次新技術和新材料的探索。


        ▲展廳樣板段試驗? 華建集團科創中心創作研究中心
        ▲展廳內部效果? 時差影像

        項目圖紙


        ▲總平面圖? 華建集團科創中心創作研究中心

        ▲一層平面圖? 華建集團科創中心創作研究中心

        ▲剖面圖? 華建集團科創中心創作研究中心

        ▲竹鋼節點? 華建集團科創中心創作研究中心

        ▲竹鋼加固節點? 華建集團科創中心創作研究中心

        ▲竹鋼收邊節點及鋼結構撐桿節點? 華建集團科創中心創作研究中心

        設計單位:
        華建集團上海建筑科創中心 創作研究中心
        華建集團華東建筑設計研究總院(結構、機電)
        華建集團上海建筑設計研究院(BIM)
        華建集團上?,F代建筑裝飾環境設計研究院(室內深化)
        設計總負責人:沈迪
        建筑及室內設計:杜進,田曉曉,李瑞,蔡怡靖
        結構設計:黃永強,張洛,楊成棟
        給排水設計:蔡春輝,劉積成
        暖動設計:楊志剛,袁浩波
        電氣設計:韋國齡,多亞帥
        弱電設計:余杰
        泛光照明設計:繆海琳 徐天擇
        BIM深化設計:薛元,陳冬梅
        室內深化設計:吳濤
        節能設計:張俊
        綠建設計:上海建筑科學研究院有限公司
        景觀設計:國際竹藤中心
        竹鋼編織深化與建造:上海市裝飾集團有限公司
        展廳深化與數字建造:上海一造建筑智能工程有限公司
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