第十屆中國花卉博覽會世紀館：華建集團華東建筑設計研究總院
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)拱殼混凝土屋面結構，還通過對自然風、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。
作為木本花卉展館，世紀館總建筑面積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備系統(tǒng)的負荷。
獨立展廳作為可替換的功能單元，與薄殼主體結構分離，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)的建筑技術手段，使世紀館成為國內(nèi)首批獲得WELL金級中期認證的展覽建筑。
以“蝶戀花””寄托破繭成蝶的寓意，世紀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，使世紀館呈現(xiàn)出振翅欲飛的神態(tài)。
結構是世紀館最大的挑戰(zhàn)。殼體結構的應用實現(xiàn)了結構厚度的最小化，并發(fā)展出了獨創(chuàng)的自由邊界預應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，并應對蝴蝶的自由邊界將單拱化解為連續(xù)拱組合，從而進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)，在滿足結構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)新性的設計中挑戰(zhàn)了結構的極限。
為保證曲面空間的純凈性，世紀館將地下的結構拉結層發(fā)展為容納綜合管廊的空間，將原本在樓板下穿行的設備管線全部隱藏。整體開敞的設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管和屋面設備機組，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，成就了世紀館的唯一性。
為了降低清水混凝土的建造成本，世紀館的施工用“針尖法”取代了預制模板，通過在0.8*0.8米的坐標網(wǎng)上密布鋼管逐點模擬高程，總共3萬個坐標點形成了“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造拉結鋼絲網(wǎng)片進行固土，化整為零從而避免了整體滑坡的風險，為后續(xù)“花海”的種植提供了安全性的保障。
“蝴蝶”殼體是世紀館解決問題的手段，集合了所有對設計的思考。巨型的覆土地景式坡屋面從建筑的本質出發(fā)，在解決設計問題的過程中逐漸促成了蝴蝶第五立面的“花海”的效果，使世紀館的設計實踐過程成為了一場突破制約條件的“蛻變”過程。
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