本文转载自公众号材料在线
从空中鸟瞰 竹藤馆没有墙面、屋顶、门窗等建筑要素 并不像一个常规的展馆建筑 而更像是一个巨大的编织竹器 竹藤馆为本次花博会永久场馆中 体量最小的展馆 位于花博园主轴西侧的竹藤园中 如同其建筑形态的“非常规”设计 竹藤馆在材料运用、建造工艺上 经由建筑师、结构师和工艺师等的通力合作 研发出一系列具有独创性的 “非常规”建造方案 突破了现有园艺展览建筑的设计范式 01. “竹茧”造型
园区总体设计为建筑面积 仅350㎡的场馆规划了 近10000㎡的“竹园”用地 “馆”与“园”的组合成为本次设计的显著特征 因此,设计团队希望将建筑景观雕塑化 消解墙体、屋顶、结构等建筑要素 以一种连续的、均质表达的界面 围合出形态与空间 使建筑器物化、雕塑化 以获得类似竹藤手工艺品的艺术表现力 设计从竹器中找形 结合花博主题,选取“茧”为原型 取“破茧为蝶”之意,拟编织层叠之形 彰显编织竹器自然流畅的形态 与细腻丰富的肌理质感 让场馆本身成为竹园景观中的 一件工艺展品 02. 编织曲面限定的漫游空间
类似于竹器通过编织工艺 生成作为容器的空间和形态 本次设计希望 通过建筑尺度、建构性的编织 统一构建出场馆的形态和功能空间 由此实现形态逻辑和空间逻辑上与竹器的同构 编织曲面整体西高东低 悬挑面与垂直面环绕、围合形成一个游廊空间 扭转的顶面覆盖形成 一个具有椭圆形开口的、空间形态 随编织顶面起伏变化的庭院 ▲空间构成分析图© 华建集团科创中心创作研究中心 设计将庭院地面下沉一层 环形的坡道顺应编织曲面由西向东缓缓下沉 强化了空间随编织面蜿蜒流转的动势 并将参观路径与编织界面的流动结合起来 形成在编织面中漫游穿梭的独特体验 ▲西侧坡道游廊©时差影像
▲东侧坡道游廊©杜进(上);时差影像(下)
▲曲桥 © 林松
▲曲桥夜间效果 ©时差影像 03. 竹与钢的三维立体编织
利用参数化设计 尝试了一种交叉编织单元 从平面沿曲面法向逐渐扭转的三维编织方式 形成具有空间深度变化与强烈光影效果 的空间性编织曲面 而从方寸之间的工艺竹器 到一个跨度30米的永久建筑 设计师以建构层次为依据 区分了作为主要受力单元的钢结构形态骨架 与作为附加受力单元的竹材填充构件 由此实现器物——建筑的尺度转换 并对钢材与竹材 进行了符合各自材料特性的建构表达 ▲编织面建构逻辑示意图© 华建集团科创中心创作研究中心
▲竹藤类材料编织试验© 华建集团科创中心创作研究中心
▲以钢材与竹材为主体的建构表达©时差影像 经过多种竹藤类材料的编织试验 竹材的选择最终采用新型环保的 可再生复合竹材——高强度竹基纤维复合材料 (俗称“竹钢”) 建造方式上 选取30mm 宽、5mm厚,2.5m长的竹钢片单元 竖向上在双层索网之间垒叠填充成面 曲面展开方向则沿钢索 拼接成与之等长的“经纬线” ▲编织的空间光影和肌理(动图)© 华建集团科创中心创作研究中心 同时,每根“经纬线” 采用平行排列的双层竹钢片 间隔设置加固条 并在交叉节点处开企口固定 完成两个方向竹钢片与索网 连接节点的咬合固定 形成一体化的建构表皮 既展现了张拉索网的结构美感 又显示出新型绿色竹材在当代建筑中的创新应用 ▲建造工艺示意(动图)© 华建集团科创中心创作研究中心
▲编织面细部© 华建集团
▲编织面光影效果©时差影像
▲编织面细部©时差影像
▲编织面照明效果©时差影像 04. 单层3D打印模板
无配筋超高延性混凝土喷射 建造工艺 位于下沉庭院一侧的独立展厅 为曲率极大的异形拱壳结构 为实现拱壳的精准施工 设计选用精度高、重量轻、可快速高效搭建的 3D打印模板替代传统的拼接木模板 并配合采用新材料与新工艺 无配筋UHDC(超高延性混凝土)喷射混凝土 ▲独立展厅为曲率极大的异形拱壳结构©时差影像 3D打印模版可以实现 传统拼接木模版难以完成的高精度曲面塑形 配合喷射混凝土工艺 只需单侧模板搭建,施工快速,绿色节材 模板在结构喷射完成后 经过防火处理继续保留下来作为室内装饰层 绿色节材的同时实现主体结构 施工与装饰一体化
▲展厅内部效果©时差影像 UHDC抗压强度与普通混凝土相当 而添加的纤维材料 大大增加了混凝土的抗拉强度高 且呈现高延性的特征 运用于本项目实现无配筋 且厚度仅75mm的混凝土薄壳结构 无配筋,完全避免了钢筋锈蚀的问题 并简化施工工艺 UHDC的超高延性避免了 大面积混凝土薄壳结构可能发生的开裂风险 ▲展厅样板段试验© 华建集团科创中心创作研究中心 该技术方案是国内首个 将喷射型无配筋UHDC混凝土 应用于建筑新建结构中的工程案例 因此设计团队需要 在缺乏规范和标准支撑的情况下 通过全过程建造模拟、1:1样板段建造 和性能测试等一系列 试验、检测证明技术可行性 最后通过组织专家评审,通过审图认证 并对现场施工提供了 充分的计划内容和指导要求 快速、精准地实施落成 完成了一次新技术和新材料的探索 【项目图纸】 ▲竹钢节点© 华建集团科创中心创作研究中心 ▲竹钢加固节点© 华建集团科创中心创作研究中心 ▲竹钢收边节点及钢结构撑杆节点© 华建集团科创中心创作研究中心 设计单位:
华建集团上海建筑科创中心 创作研究中心
华建集团华东建筑设计研究总院(结构、机电)
华建集团上海建筑设计研究院(BIM)
华建集团上海现代建筑装饰环境设计研究院(室内深化)
设计总负责人:沈迪
建筑及室内设计:杜进,田晓晓,李瑞,蔡怡靖
结构设计:黄永强,张洛,杨成栋
给排水设计:蔡春辉,刘积成
暖动设计:杨志刚,袁浩波
电气设计:韦国龄,多亚帅
弱电设计:余杰
泛光照明设计:缪海琳 徐天择
BIM深化设计:薛元,陈冬梅
室内深化设计:吴涛
节能设计:张俊
绿建设计:上海建筑科学研究院有限公司
景观设计:国际竹藤中心
竹钢编织深化与建造:上海市装饰集团有限公司
展厅深化与数字建造:上海一造建筑智能工程有限公司
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