上海天文馆的设计出发点是以建筑语言来表达天文学概念。建筑造型、总体布局、内部空间、参观流线的设计运用了轨迹、球体、曲线、悬浮等手法，创造出独特的建筑形态和空间让人漫步建筑中，却处处可以观望到天文现象。

从上空鸟瞰上海天文馆，如果天文馆的球体是“地球”，那么基地内的草坪绿化带就是“月亮绕地球的轨道”，而这种天文现象便由上海天文馆渗透到整个城区。设计团队巧妙地调整滴水湖与天文馆球体的大小比例，正好与“太阳”和“地球”的大小比例相符，意味着，天文现象无时不刻地存在于城市空间中。

上海天文馆的主体建筑，是两个椭圆形相互交叠错开而成，形似上海市民钟爱的“蝴蝶酥”，又仿佛是网红打卡手势“比心”，无论用哪一种方式形容它，都暗含着市民对它的深切关注。然而，这类形体极为不规则的建筑，无论是设计上，还是建设中，都给上海建筑设计研究院的结构工程师们带来极大的挑战。

从空中俯瞰建筑，其中有三个明显的圆形部分，就是此馆最为复杂的建筑结构，即“圆洞天窗”、“倒转穹顶”、“球幕影院”，而这三个特色设计俨然让建筑本身就化身为一台天文仪器。

特色设计 1    圆洞天窗 — 日晷

“圆洞”悬浮在天文馆主入口的上端，见证了时间、空间的互动，圆洞的倾斜角度与太阳的高度角相对应，穿过“圆洞”的日光在下方广场上形成光斑，随着时光流逝，光斑在广场和倒影池中移动，让参观者感受到时间变幻的光影。这就是所谓的建筑本身成为观测装置的效果，圆洞天窗配合特殊的地面铺装形成了一个简易的日晷。设计团队为此，却付出了极大的努力。而这个带有圆洞天窗的悬挑物，是主体展馆的二层展厅，没有看到一棵外露的柱子，是因为弧形桁架在起作用，此展厅悬挑距离超过40米，跨度超过60米，相当于4个标准的篮球场。可以说，是建筑结构成就建筑之美。

特色设计 2    倒转穹顶

进入主体建筑，首先映入眼帘的是中庭顶端的倒穹顶——直径约45米的倒覆的铝合金球形网壳结构。阳光透过倒穹顶顶部的天窗，洒向中庭，显示地球自转的经典科学装置傅科摆从倒穹顶底部悬吊下来，一个形似天体轨道的螺旋坡道在中庭内环绕傅科摆盘旋上升。倒穹顶上部屋顶有一个观星平台，可同时容纳40人进行观测，通过利用倒穹顶的高差来消除外界的影响，重新创造了一个地平线。让天文爱好者不受任何周围建筑物的干扰，来观察斗转星移。

特色设计 3    悬浮球幕

上海天文馆的球幕影院仿佛一个巨大的球体悬浮在空中，好像失去了重力，这个直径约30米的球体，是在球体侧面，仅靠6个支撑点与下方的混凝土壳体相连，而球体与壳体之间，形成一道圆环，日光可以从圆环处洒向室内，在室内的地面上形成“日蚀”。随着太阳位置的变化，光影也随之改变，从一个完整的圆环变换到一个新月形。身处其中，如同置身于天体之中，充满了戏剧性和神秘感。

天文馆的造型奇特，多为曲线设计，这样一个异形曲面的建筑得益于BIM技术。BIM就是建筑信息模型，也就是在计算机里，通过设计软件，搭建好一个上海天文馆的数字模型。将建筑设计、结构设计、机电设计统统融入到一个数字模型中，综合解决问题。建筑建成后，在BIM模型的基础上，可建立IBMS可视化系统平台，通过这个平台进行耗能管理模块，可以对公共照明、泛光照明进行控制，实现智能水电表远程监测，能源统计等，达到了节省人工和成本的作用。

上海天文馆（上海科技馆分馆）项目